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找計算機專業(yè)論文范文1
高校的計算機應(yīng)用專業(yè)從上個世紀90年代的熱門與緊俏到日前的招生與就業(yè)困難,其中的變化很值得我們教育工作者作深刻的反思。長期以來,高職院校計算機應(yīng)用專業(yè)以一專多能的專業(yè)定位培養(yǎng)計算機方面的人才,這種人才培養(yǎng)模式最終導(dǎo)致計算機應(yīng)用專業(yè)舉步維艱。以浙江東方職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例,學(xué)院的計算機應(yīng)用專業(yè)畢業(yè)生中有近90%的學(xué)生畢業(yè)后沒有從事計算機行業(yè),絕大多數(shù)畢業(yè)生走上社會后需通過其他的社會實踐或?qū)W習(xí)才能獲得工作。學(xué)校的生源質(zhì)量及人數(shù)也都在下滑,學(xué)院計算機應(yīng)用專業(yè)的招生從早期的3個班直降到1個班??梢娪嬎銠C應(yīng)用專業(yè)的發(fā)展形勢將越來越嚴峻。
1 計算機應(yīng)用專業(yè)發(fā)展困難的原因
1.1 社會發(fā)展的必然
計算機應(yīng)用專業(yè)最初熱門的主要原因是大家都認為計算機是門高科技的學(xué)科,對其崇拜,都去追寵,然而隨著社會的飛速發(fā)展及計算機軟硬件的不斷升級更新,計算機已經(jīng)不像早期那樣神秘,現(xiàn)在的計算機就像電視一樣走進了普通老百姓家,計算機的操作也十分簡單,于是報考計算機應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生便隨之減少。
1.2 計算機應(yīng)用專業(yè)的專業(yè)定位問題
當前很多高職院校都開設(shè)計算機應(yīng)用專業(yè),他們制定的計算機應(yīng)用專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是讓學(xué)生有扎實的計算專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net機基礎(chǔ)知識,有較強的計算機辦公自動化應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫等常用軟件應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)基本應(yīng)用等能力,畢業(yè)后能夠在企事業(yè)單位相關(guān)部門從事計算機辦公自動化和計算機軟件應(yīng)用等相關(guān)工作,其核心思想是一專多能。
這種專業(yè)定位在早期的確合理,同時高校用這樣的專業(yè)定位為國家培養(yǎng)了很多計算機方面的人才,不過這種專業(yè)定位所帶來的隱患在當時并沒有顯現(xiàn)出來。首先,上世紀90年代人學(xué)畢業(yè)生實現(xiàn)分配制,所以沒有就業(yè)難的問題;其次,當時信息化水平不高,很多企事業(yè)單位和政府機關(guān)只用計算機進行打字、復(fù)印等比較簡單的工作,計算機應(yīng)用專業(yè)的畢業(yè)生分配到單位后,體現(xiàn)不出個人能力的好與壞,這種假象迷惑了很多人。
現(xiàn)在這種一專多能思想專業(yè)定位所存在的問題已顯現(xiàn)出來,具體表現(xiàn)在以下幾方面。
(1)為了多能,專業(yè)課程開設(shè)過多,但由于課時總量的限制,每門課程只能講到一定的程度,并不能深入進去。
(2)學(xué)生掌握的知識多而膚淺,很難達到學(xué)以致用的目標。
(3)專業(yè)課程理論過多、過舊,與社會需求相差甚遠,平時實踐類課時少且遠離社會實際應(yīng)用,學(xué)生所掌握的操作技能不能達到企業(yè)用工需求,最終導(dǎo)致學(xué)生就業(yè)困難。
(4)學(xué)校的學(xué)生成績測定方式存在問題,現(xiàn)在還有很多高職院校對學(xué)生的成績評定局限在一紙試卷上,考查學(xué)生的實際動手能力不夠。
上述問題給學(xué)生帶來的不利影響主要表現(xiàn)在兩個方面:
(1)隨著市場經(jīng)濟條件下的競爭日趨激烈,國有企業(yè)與私營企業(yè)用工的條件越來越現(xiàn)實,他們需要上崗就能工作的員工,招聘會上的常見詞“有工作經(jīng)驗”是最好的體現(xiàn)。這對于那些在學(xué)校里學(xué)了很多計算機專業(yè)知識但缺少職業(yè)性的動手能力的畢業(yè)生來說是不小的打擊。
(2)計算機的工具特性使計算機在社會上的應(yīng)用呈現(xiàn)多樣化趨勢,現(xiàn)在很多職業(yè)要求是既要懂計算機,還要懂其他相關(guān)知識。對于那些僅學(xué)習(xí)計算機應(yīng)用但水平不高的畢業(yè)生來說,找份滿意的工作相當困難。溫州地區(qū)的一些計算機專業(yè)的工作崗位,如平面設(shè)計師和網(wǎng)頁設(shè)計師的職業(yè),公司希望招聘美工好的員工,對于那些PS,CORELDRAW,網(wǎng)頁三劍客等應(yīng)用軟件操作非常熟悉的畢業(yè)生來說,他們還要去學(xué)習(xí)美工方面的知識。
1.3 計算機專業(yè)的學(xué)生素質(zhì)下降
隨著高校的擴招,其生源素質(zhì)也逐漸下降。學(xué)生的英語和數(shù)學(xué)知識掌握不夠,學(xué)習(xí)計算機的深層知識困難較大,最終導(dǎo)致很多畢業(yè)生走出校門后,感覺到自己處在一種高不成低不就的位置上,很難實現(xiàn)就業(yè)。浙江東專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net方職業(yè)技術(shù)學(xué)院目前的計算機應(yīng)用專業(yè)2007級的3個班中,高考分數(shù)基本都在350分以下。還有部分學(xué)生是從職高通過學(xué)校的自主招生上來的,他們在職高基本沒有學(xué)習(xí)英語和數(shù)學(xué),升到高職院校學(xué)習(xí),感覺知識跟不上,最后發(fā)展到學(xué)不下去,不想學(xué)的程度。
2 計算機應(yīng)用專業(yè)發(fā)展之路
2.1 拆分細化,社會發(fā)展的必然選擇
針對目前的社會需求,應(yīng)該把計算機應(yīng)用專業(yè)拆分和細化,把早期的一專多能思想改變成一專一能的思想,可以把計算機應(yīng)用專業(yè)拆分成一些生命力更強的專業(yè)。如企業(yè)辦公自動化(MIS,信息管理方向)、企業(yè)Ⅵ設(shè)計(平面設(shè)計方向)、Internet管理與維護(計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方向)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全(計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方向)、WEB設(shè)計與開發(fā)(軟件技術(shù)方向)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)(軟件技術(shù)方向)、計算機輔助設(shè)計(印刷,模具設(shè)計,服裝設(shè)計等方向)等。目前在國內(nèi)許多高職院校的計算機專業(yè)設(shè)置中已經(jīng)開始朝這個方向邁進,下面是對一些高職院校的縱向和橫向分析:
溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院2006—2009年計算機相關(guān)專業(yè)變化情況詳見表1。從表中可清晰看出溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院近幾年從計算機應(yīng)用專業(yè)中分離出計算機信息管理,電子商務(wù),計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù),計算機多媒體技術(shù)等專業(yè)。
浙江省其他主要高職院校計算機應(yīng)用專業(yè)分離情況詳見表4,其中杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院分離了計算機多媒體技術(shù)和軟件技術(shù)。寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)置了動漫設(shè)計與制作專業(yè)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)、軟件技術(shù)專業(yè)等新專業(yè)。金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)置了電子商務(wù)、通信網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備、樓宇智能化工程技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)。在新專業(yè)中,最明顯的從計算機應(yīng)用專業(yè)中細分出來專業(yè)就是樓宇智能化工程技術(shù),該專業(yè)是計算機應(yīng)用專業(yè)中的網(wǎng)絡(luò)工程方向應(yīng)用。
從全國部分示范性高職院校計算機專業(yè)設(shè)置情況詳見表5,該表列舉了我國幾所非常著名的高職示范性院校,其中深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院在計算機應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)上分離出計算機輔助設(shè)計與制造、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機信息管理、軟件技術(shù)專業(yè)。蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院在計算機應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)上分離出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)。武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院在計算機應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)上分離出計算機網(wǎng)絡(luò)、軟件技術(shù)、信息管理、游戲軟件、IBM軟件測試、IT智能樓宇,值得一提的是 該校新專業(yè)中的游戲軟件、IBM軟件測試、IT智能樓宇專業(yè)都是面向某種具體應(yīng)用的專業(yè),這些專業(yè)具有很好的前景。
2.2 培養(yǎng)方式必須堅持以職業(yè)為導(dǎo)向,走工學(xué)結(jié)合之路
計算機專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net的工具性決定了計算機必然成為其他職業(yè)的附屬技能。隨著高職高專教育的不斷發(fā)展,計算機文化已經(jīng)融入到各個專業(yè)的教學(xué)過程中。故在平時的教學(xué)中要以職業(yè)為導(dǎo)向進行教學(xué)。如企業(yè)辦公自動化專業(yè),除了要講授OA的相關(guān)軟件,還應(yīng)該講企業(yè)管理,企業(yè)的信息化,業(yè)務(wù)流程等專業(yè)知識。
走工學(xué)結(jié)合之路是大勢所趨,工學(xué)結(jié)合教育模式的最大特點就是以職業(yè)為導(dǎo)向,以提高學(xué)生的實際工作能力目的。該模式使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中理論聯(lián)系實際,提高其理論學(xué)習(xí)的積極性.同時讓學(xué)生真正走進企業(yè),為將來的就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ),但以職業(yè)為導(dǎo)向,走工學(xué)結(jié)合之路只能暫時解決計算機應(yīng)用專業(yè)發(fā)展上的困難,因為社會發(fā)展的大趨勢不可違背,計算機應(yīng)用專業(yè)被拆分細化是歷史的必然選擇。
3 結(jié)語
由于社會的發(fā)展以及對計算機應(yīng)用新的需求,計算機應(yīng)用專業(yè)一專多能的專業(yè)定位已經(jīng)失去了生命力,計算機應(yīng)用專業(yè)必然會在未來的幾年內(nèi)消失,取而代之的是社會上需求廣,生命力更強的從計算機應(yīng)用專業(yè)中拆分和細化出來的更多新專業(yè)。我們在對高職院校計算機應(yīng)用專業(yè)發(fā)展的問題研究上還存在著一些不足,如當前高職院校計算機應(yīng)用專業(yè)學(xué)生就業(yè)情況分析,對高職院校計算機應(yīng)用專業(yè)招生計劃及報到率沒有詳細數(shù)據(jù)對比分析。為了更好地研究高職院校計算機應(yīng)用專業(yè)的發(fā)展之路,今后的工作將對以上問題進行詳細研究。
參考文獻:
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找計算機專業(yè)論文范文2
關(guān)鍵詞:信息與計算機 啟發(fā) 動手 多媒體
中圖分類號: TP316 文獻標識碼: A
在重慶市教委高職高專專業(yè)目錄中,“信息和計算科學(xué)”成為熱門專業(yè)學(xué)科。該專業(yè)的培養(yǎng)方向為企業(yè)和單位培養(yǎng)和輸送計算機專業(yè)技術(shù)人才和操作員,滿足社會人才市場的需求。怎么樣把這專業(yè)辦好,辦活,,我們計算機教育工作者為之探索的問題。隨著數(shù)字信息化技術(shù)的突飛猛進的發(fā)展,信息和計算科學(xué)更新迅速,招生面廣大,就業(yè)市場對此專業(yè)學(xué)生的需求,對管理工作者來說一方面是機遇,另一方面是挑戰(zhàn)。要辦好此專業(yè),最重要的就是強化計算機專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué),充分發(fā)揮信息化優(yōu)勢。
信息和計算機相對來說是新興專業(yè),我們教育工作者都在不懈探索當中,在教學(xué)實踐中積累經(jīng)驗,在橫向教研中獲取最新迅息,師資也需要接受繼續(xù)教育以適應(yīng)更新軟件的應(yīng)用和不同領(lǐng)域的監(jiān)控操作,學(xué)校的實力水平,教材的選擇很多因素的組合,此專業(yè)畢業(yè)生中在企業(yè)或事業(yè)單位的就業(yè)情況的回饋信息。林林總總的情況都必須考慮到位??偨Y(jié)出以下幾點急待解決的問題第一:信息與計算機的專業(yè)特色不明顯。造成了學(xué)生在學(xué)校畢業(yè)后就業(yè)方向不明了,體現(xiàn)不出專業(yè)技能。第二: 沒做到信息和計算機專業(yè)的完美融合,傾向計算機專業(yè)。沒有體現(xiàn)信息產(chǎn)業(yè)的更新性,跟不上日新月異的IT技術(shù)。 第三:在選擇教材時沒科學(xué)認真研究,應(yīng)注重教材的實用性和操作性,理論深度適中,讓學(xué)生學(xué)以致用,把科知識和技能真正用在以后就業(yè)的工作中。 第四:機房建設(shè)有待加強,此專業(yè)教師專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)的有待提升。
我校從開設(shè)計算機專業(yè)擴展為信息與計算機系,已十幾年,輸送了大批該專業(yè)的學(xué)生到大中小企業(yè)就業(yè)。通過這些年的教學(xué)和管理實踐、科技鉆研和高校教育工作者們橫向交流,形成了先進的教學(xué)理念和總結(jié)出一些教學(xué)經(jīng)驗。我就信息和計算專業(yè)教學(xué)管理過程中出現(xiàn)的教學(xué)問題、教學(xué)理念、教學(xué)策略等方面的內(nèi)容闡述自己新的觀點。
第一、強化計算機專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué),充分發(fā)揮信息化優(yōu)勢
信息和計算機科學(xué)專業(yè)是信息科學(xué)、計算機科學(xué)、運籌是由信息科學(xué)、計算科學(xué)、運籌科學(xué)相互滲透融合而成的新興專業(yè),培養(yǎng)學(xué)生們具備熟練應(yīng)用計算機,計算機語言,應(yīng)用工具和實用軟件的基礎(chǔ)操作技能和簡單編程能力;訓(xùn)練學(xué)生具有良好運籌具有思維能力,掌握現(xiàn)代信息和計算科學(xué)理論知識、傳輸操作技能的技術(shù)人員或技術(shù)工人,涉足廣告業(yè),企事業(yè)計算機管理以及設(shè)計,計算機信息工程領(lǐng)域。在教學(xué)過程中培訓(xùn)學(xué)生良好的邏輯思維能力,嫻熟的操作能力以及拓展思維創(chuàng)新時尚的設(shè)計能力。
第二、課堂教法設(shè)計新穎,注重互動,運用啟發(fā)式教學(xué)
子曰:“不憤不啟,不悱不發(fā)?!备鶕?jù)教學(xué)原理,啟發(fā)教法應(yīng)用在教學(xué)實踐中,教師作為主導(dǎo),,以學(xué)生為主體,采用知識講解演示和學(xué)生反復(fù)操作以及教師提問學(xué)生回答,以及主題討論、演講等教學(xué)方法,課堂設(shè)計新穎,教師組織嚴密,充滿活力,讓理論知識靈動起來,學(xué)生掌握起來更輕松,扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué),采納先進的教學(xué)理念和措施。《周易·系辭上》:“引而伸之,觸類而長之,天下之能事畢矣也?!眴l(fā)學(xué)生找思考問題的切入點,培養(yǎng)嚴密分析問題的能力,具有創(chuàng)新思維, 融會貫通“。在考查課程中,不一定要出紙制試題考試,也可以請每位同學(xué)演示或演講,同學(xué)在競賽中獲得學(xué)習(xí)動力和興趣,搜集更新資料,精益求精,激起他們的求知欲,同時也會主動地收集查詢信息。鍛煉和提高他們在實際工作中解決新問題的能力。
第三、借助多媒體教學(xué)突顯信息優(yōu)勢的教學(xué)措施
傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代的計算機課程,要突顯信息優(yōu)勢,必定以文字、圖形、圖像、聲音、影視和動畫等形式展示。通過多媒體的承載以視覺,聽覺,感覺的多種形式?jīng)_擊學(xué)生大腦?,F(xiàn)代信息的媒體Medium的優(yōu)點就是時效性,音畫性,立體性,讓操作過程更加靈動有趣。多媒體教學(xué)是新穎的教學(xué)手段,切合了信息時效的優(yōu)勢,豐富的教學(xué)資源和優(yōu)良的教學(xué)環(huán)境。如Word2003,Photoshop,CAD,平面設(shè)計和FLASH課程,都離不開多媒體教學(xué),教師精心制作PPT課件,把抽象的知識變得栩栩如生,學(xué)生通過大量的實例反復(fù)演示和操作,很容易掌握操作要點,有利于突出重點、化解難點,深入淺出得講解知識。
第四、重點抓好上機實踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)嫻熟手法及提高創(chuàng)作設(shè)計能力
在信息和計算機專業(yè)課程中,理論和實踐是相輔相成密不可分的,教師在引入講授理論知識的前提下,從就業(yè)方向來看,必須更注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,操作手法。例如《Photoshop》課程就是操作性很強的課程,在每次上機課之前,要求學(xué)生必須預(yù)習(xí)操作相關(guān)章節(jié),明確上機目的和要求,先做一個畫面大概效果圖。在上機過程中,學(xué)生一人一臺電腦,教師指導(dǎo)學(xué)生圍繞操作主題,修改畫面,使之清新,時尚,顏色結(jié)構(gòu)諧調(diào),做到學(xué)生每人一臺機器,獨立操作,力求教師檢查指導(dǎo)每個同學(xué)的作品,及時指出學(xué)生的缺欠和錯誤,第一時間修改,讓學(xué)生反復(fù)操作,使之掌握。隨著學(xué)校的發(fā)展,強加了機房硬件建設(shè)和輔導(dǎo)人員素質(zhì)的提高,為加強學(xué)生的動手能力提供了優(yōu)良的設(shè)備和環(huán)境。
教學(xué)科研并進,加強教師隊伍專業(yè)素質(zhì)的提高。
教學(xué)經(jīng)驗在不斷總結(jié)不斷交流學(xué)習(xí)中總結(jié)點點滴滴出來的,是建設(shè)信息計算機專業(yè)教學(xué)水平的衡量標準??蒲泻徒虒W(xué)是齊頭并進,相互促進的。科研論文是各個教師在教學(xué)過程中遇到的不同問題,和不同的解決問題的方法的共享文字,百花爭艷的見解和實踐措施,通過教學(xué)交流會展示出來,增長教學(xué)研究學(xué)術(shù)水平。 另外選定適合學(xué)生水平和實用性的教材和課件,以課為本,以效為本,以人為本。.依托教學(xué)大綱和實際需要,為師生教學(xué)應(yīng)用而編選的材料。主要要求適合學(xué)生水平,實用意義的教科書、講義、講授提綱等。
“其用志不專,探索不精,聞見不博,攻習(xí)不久而能得圣賢之意者,無有也?!保虼嗽谶@專業(yè)教學(xué)領(lǐng)域里必須孜孜不倦地探索研究。以上五點是我在多年教學(xué)管理和教學(xué)實踐中個人教學(xué)心得,有待于在今后的教學(xué)實踐中進一步改進和完善。
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找計算機專業(yè)論文范文3
筆者從事計算機英語課程教學(xué)多年,在以前的論文中也曾對學(xué)生學(xué)不好專英的原因進行過研究。簡而言之,不外乎該課程比較乏味、理論性比較強,課本中的英語科技說明文理解起來難度過大,實用性不強等。為了提高教學(xué)效果,筆者陸續(xù)在《計算機專業(yè)英語》及其他專業(yè)英語課程教學(xué)實踐中,針對以上問題,在教學(xué)過程、考核方法上都做了大幅度的調(diào)整,收到了較好的效果。
2、教學(xué)改革的具體方法
《計算機專業(yè)英語》中的主要內(nèi)容應(yīng)囊括所有計算機技術(shù)的內(nèi)容,主要有HistoryandFutureofComputers、OrganizationofComputers、DataStructure、OperatingSystem、SoftwareEngineer-ing、ProgrammingLanguages、TheInternet、DatabaseManage-ment、Multimedia。首先在選擇教材上,不能使用特別困難的教材——本來課程就很復(fù)雜了,如若用難度過大的教材,讓學(xué)生望而生畏,就非常不好。教材難度適中即可。本學(xué)期我在五個平行授課班級中都實施了教學(xué)改革。教學(xué)改革的具體方法如下:緊扣大綱,把課程內(nèi)容分為九個單元,根據(jù)重難點來劃分課時。每個單元的內(nèi)容相對獨立。在每個單元的內(nèi)部,把課堂內(nèi)容劃分為以下四個部分:
2.1課文內(nèi)容的講解。鑒于課文內(nèi)容基本上都是本單元內(nèi)容的專業(yè)科技說明文,在講解的時候應(yīng)特別注意聯(lián)系學(xué)生學(xué)習(xí)過的內(nèi)容,把學(xué)習(xí)過的知識點進行梳理,引領(lǐng)他們更好地理解內(nèi)容、溫故知新。
2.2針對本單元的內(nèi)容,找出合適的聽力資源,做一次聽力材料?,F(xiàn)在的大學(xué)生,聽力環(huán)節(jié)其實是普遍比較薄弱的。那么,每個單元做一次聽力,雖然不能從數(shù)量上取勝,那么在質(zhì)量上就應(yīng)當注意。但和實用英語的聽力材料不同的是,應(yīng)當選取和計算機專業(yè)相關(guān)的材料,如果選取的材料能和本單元的內(nèi)容相吻合就更好了。比如,OrganizationofComputers這一個單元里,我找的聽力材料就是關(guān)于某硬件設(shè)備壞了需要維修的一個小對話。學(xué)生們剛剛學(xué)習(xí)過硬件設(shè)備的說法,那么,在這里就很容易能聽出是哪個部件出了問題——很容易就能提高他們的注意力,提高他們在課堂的成就感和滿足感。
2.3針對本單元的內(nèi)容,布置本單元的課堂任務(wù)。本課程是一門面向應(yīng)用的、具有很強的實踐性與綜合性的課程。通過理論教學(xué)和任務(wù)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,以完成一個個具體的任務(wù)為線索,把教學(xué)內(nèi)容巧妙地隱含在每個任務(wù)之中。在完成任務(wù)時,也鞏固了理論基礎(chǔ)。理論聯(lián)系實際,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和效率。比如在DataStructure這個單元中,我布置的任務(wù)有以下兩個:(1)講解兩種主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(備選的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有列表、鏈表、堆、樹、數(shù)組、棧等);(2)情景對話:關(guān)于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的經(jīng)驗交流。學(xué)生需要提前準備好材料,在課堂上來進行表演。通過這兩個任務(wù)的選擇性完成,學(xué)生在準備和表演的過程中,可以對其中任意一個內(nèi)容的理解都比只是聽講來得更深刻更有體會。而且,開口說英語也可以有效改善“啞巴英語”的現(xiàn)象。既鞏固了所學(xué)內(nèi)容,又鍛煉了口語,一舉兩得。
2.4給學(xué)生布置一些課外閱讀的材料,內(nèi)容和本單元課程緊密相關(guān),但難度可以降低一些。以學(xué)生自己閱讀理解為主,為保證效果,需要針對閱讀材料,提出問題,讓學(xué)生回答。潛移默化地使他們養(yǎng)成閱讀的習(xí)慣。
3、考試方法改革的具體措施本次考試方法改革中,采用過程考核的方式,最主要的有兩種形式:
3.1單詞和句子的聽寫,兩個單元一次,共四至五次成績,其平均分作為平時成績。這樣讓學(xué)生把功夫用在平時,掌握大綱要求的專業(yè)詞匯。可以避免學(xué)生到期末狂背單詞,考完試立刻忘光的現(xiàn)象,真正擴大學(xué)生的專業(yè)詞匯量。
3.2在班級內(nèi)部以5—8人一組,在教學(xué)時間內(nèi)根據(jù)教學(xué)大綱將課程內(nèi)容分成九個任務(wù),即上文中提到的課堂任務(wù)。每個小組自選四個任務(wù)完成。根據(jù)學(xué)生每一次任務(wù)的難易程度、完成情況和工作態(tài)度,制定不同的分值,給出成績。每位同學(xué)的期末成績即以這四至五次任務(wù)的平均分組成。
找計算機專業(yè)論文范文4
關(guān)鍵詞:研究型大學(xué);計算機專業(yè);學(xué)科建設(shè);人才培養(yǎng)
2009年8月,筆者在國家留學(xué)基金委的資助下來到美國佛蒙特大學(xué)(University of Vermont)訪問。該校是美國知名的公立研究性大學(xué),在美國U.S.News & World Report雜志2010年全美最好的大學(xué)排名中位列公立大學(xué)(總計500所以上)第39位,是近期排名提升最快的大學(xué)之一。與眾多世界知名大學(xué)相比,佛蒙特大學(xué)僅擁有9867名本科生、1384名研究生及1300余位教職員工(uvm.edu/about_uvm)。筆者訪問的計算機系擁有研究系列教師10余人,另有專職教學(xué)人員若干名。雖然規(guī)模較小,但在一些研究領(lǐng)域卻具有重要的國際影響力。由于該校情況與我國很多重點大學(xué)類似(資源相對緊缺,經(jīng)費并不是十分充裕),因此對國內(nèi)眾多的重點大學(xué)計算機系有很好的借鑒意義。
1 本科教學(xué)
與其他美國大學(xué)一樣,佛蒙特大學(xué)計算機系實行的是純粹的學(xué)分制管理模式,任何本科生只要取得預(yù)定學(xué)分,即可順利畢業(yè)。這種模式的好處較多。首先,學(xué)生可以跨年級選課,大一學(xué)生可以選修大三甚至研究生課程。由于跨年級的緣故,學(xué)生可能缺乏某些基礎(chǔ)知識,就要自學(xué)補充,提高了自學(xué)能力。其次,教師沒有考試通過率的壓力。由于學(xué)生畢業(yè)沒有年限約束,任何未通過的課程均可以反復(fù)注冊學(xué)習(xí)(每次需要重新繳費),不存在國內(nèi)的未及格學(xué)分達到多少就要退學(xué)的規(guī)定。因此教師的平時測驗和考試都可以自行掌握難度,不用擔心因為通過率而受到外界(學(xué)生、教學(xué)管理機構(gòu)等)影響。
與美國的本科教學(xué)相比,圍內(nèi)的教學(xué)改革尚未完全到位。盡管很多高校實施的是學(xué)分學(xué)年制,但實際上還是學(xué)年制。學(xué)生的白由度小,對未通過學(xué)分的控制導(dǎo)致很多學(xué)生考試后找老師“要分數(shù)”及最后的所謂“清考”現(xiàn)象。特別是在目前班級規(guī)模普遍較大的情況下,為了確保通過率,在實際操作中不得不降低教學(xué)要求。
2 研究生培養(yǎng)
2.1 課程強度高
在佛蒙特大學(xué),選課十分自由,本科生可以選修研究生的課程,而研究生可以跨院系選課。由于擔任助教可以免去當年學(xué)費(每門課程按照學(xué)分不同,學(xué)費多在一千多美元),因此研究生大多愿意在第一年主動承擔一兩門課程的助教工作,這在一定程度上緩解了師資不足的問題。該校計算機系的研究生課程信息量非常大,往往一次75分鐘的課程涵蓋了大量內(nèi)容,這就要求學(xué)生在課后查閱大量的文獻作為補充。以人工智能課程為例,該課關(guān)于函數(shù)式語言LISP的介紹僅有一課時,10多頁幻燈片。而課后練習(xí)要求學(xué)生自行查找下載LISP,根據(jù)要求完成一個小型自然語言處理的作業(yè)。網(wǎng)上能找到的LISP開發(fā)環(huán)境有10多種,其中僅Emacs LISP的完全手冊就有800多頁,快速入門手冊都有200多頁,這就要求研究生要在短時間內(nèi)掌握大量新知識,并靈活運用。這種大信息量的高強度訓(xùn)練為將來的科研和實驗奠定了良好基礎(chǔ)。
而在國內(nèi),高校對研究生的教學(xué)關(guān)注度普遍低于本科。以教學(xué)改革項目為例,主要也集中在本科課程。近年來,鑒于大學(xué)生就業(yè)的嚴峻形勢,不少學(xué)生將讀研作為逃避就業(yè)壓力的手段,使碩士研究生存在“泛本科”化趨勢。研究生招生規(guī)模的擴張使國內(nèi)很多研究生課程也采取大班教學(xué)模式,一門課上百人的規(guī)模也不少見,課程的“含金量”不足。
2.2 管理模式靈活
佛蒙特大學(xué)計算機系每年碩士研究生的數(shù)量在20名以內(nèi),博士生只有若干名,但每年發(fā)表大量高水平論文。該系每位研究生均有固定辦公室,系里統(tǒng)一配備計算機和軟件。由于就業(yè)與畢業(yè)論文質(zhì)量息息相關(guān),同時部分研究生的獎學(xué)金由導(dǎo)師提供,工作進展是否順利將直接關(guān)系下一年度獎學(xué)金的情況,因此研究生均很自覺,心無旁騖地從事研究工作。這不僅可以限制導(dǎo)師的招生人數(shù)和質(zhì)量,還能確保研究生努力工作。由于每位學(xué)生每年的獎學(xué)金高達數(shù)萬美元,因此導(dǎo)師招收研究生時十分小心,精挑細選。在科研團隊方面,除了每周的討論班外,每位導(dǎo)師還要安排與自己研究生的單獨會面,一般每人半個小時到一個小時。在會上,每位研究生要向?qū)焻R報工作進度、困難及自己的設(shè)想,如果一周沒有做什么工作,見面時就有很大壓力,因此切實地推進了學(xué)生工作。
與此類似,我國的很多重點大學(xué)也要求導(dǎo)師為研究生提供獎學(xué)金,但是存在一些問題。首先,獎學(xué)金多在研究生入學(xué)階段一次性支付,導(dǎo)致無法在讀研過程中對學(xué)生進行有效約束。研究生一旦入學(xué),導(dǎo)師就得千方百計保證其順利畢業(yè),這種壓力的不對等增加了研究生管理的困難。其次,高校系統(tǒng)提供獎學(xué)金的額度相對較少,可能出現(xiàn)導(dǎo)師大量招生的情況。當學(xué)生數(shù)量超過一定額度時,難免就會出現(xiàn)“放羊”現(xiàn)象。在科研團隊方面,現(xiàn)在討論班制度已經(jīng)在國內(nèi)推廣開來,但每周導(dǎo)師與學(xué)生的單獨會面制度還有待建立。當然,這一切還依賴于研究生培養(yǎng)機制的配套建設(shè),如果一位導(dǎo)師指導(dǎo)過多研究生,客觀上就難以分配單獨會面時間。
2.3 培養(yǎng)過程嚴格控制
在佛蒙特大學(xué),只有經(jīng)過嚴格篩選的學(xué)生才有資格攻讀博士,這些博士生經(jīng)過課程學(xué)習(xí)后進入學(xué)術(shù)研究階段。每位學(xué)生在與導(dǎo)師協(xié)商過程中選擇畢業(yè)論文的方向,學(xué)校提前一周以上公示博士論文的開題報告題目及摘要,任何感興趣的師生均可以參加該開題會。博士生的開題報告由專門的學(xué)術(shù)委員會評價,該委員會通常由5位教授構(gòu)成。每次開題時,博士生首先介紹該方向的研究現(xiàn)狀、待研究的問題、自己的研究思路及取得的初步研究成果。其后是自由提問時間,現(xiàn)場的聽眾均可以就自己感興趣的問題提問。最后非學(xué)術(shù)委員會的聽眾退出會議室,由學(xué)術(shù)委員會專門提問并決定開題報告是否通過。每位博士生的開題報告通常耗時3個小時左右,一些未能順利通過的博士生就直接轉(zhuǎn)為碩士畢業(yè)。最后的博士論文答辯程序更加嚴密,需要專門的外審和現(xiàn)場答辯。
目前,國內(nèi)的高校也普遍推行開題和中期考核制度,然而執(zhí)行的嚴格程度與美國高校還有一定差距。我們每位學(xué)生的開題時間往往在半小時至一小時之間,提問通常只占一小部分時間。而中期考核的約束力尚弱,絕大多數(shù)博士生都可以輕松通過考核。
3 學(xué)術(shù)研究
3.1 局部突破
佛蒙特大學(xué)計算機系的研究基本凝練在3個方向:數(shù)據(jù)挖掘、 分布式系統(tǒng)、演化與基于智能體計算。每個方向的研究都具有很強的影響力。以數(shù)據(jù)挖掘方向為例,該系教授曾經(jīng)連續(xù)兩屆擔任國際頂級雜志IEEE Transaction on Knowledge and Data Engineering(TKDE)主編,并主辦了Knowledge and Information System(KAIS)雜志。該系的數(shù)據(jù)挖掘課題組吸引了多名教授的近10名學(xué)生參加,每年在國際頂級會議KDD和ICDM及著名雜志均有大量高水平成果發(fā)表。這一研究組是國際公認的高水平課題組,其成果被世界眾多學(xué)者競相引用。將有限的資源集中在幾個領(lǐng)域,是該系研究獲得同行矚目的關(guān)鍵原因。
在凝練研究方向方面,國內(nèi)很多大學(xué)存在研究領(lǐng)域全面開花、四處出擊、多而不強等問題,往往一個中等規(guī)模的計算機系卻力圖做到“軟硬”兼施,各個領(lǐng)域都有人做但又缺乏有國際影響力的成果,因此還亟待提高。
3.2 跨學(xué)科交叉
在佛蒙特大學(xué)計算機系,每一個主要研究方向都與本校其他院系建立了較為緊密的聯(lián)系。比如數(shù)據(jù)挖掘方向的研究人員與該校生物醫(yī)學(xué)專業(yè)建立了良好關(guān)系,雙方在生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)挖掘和預(yù)測方面有實質(zhì)性合作,聯(lián)合申請NSF的項目,并共同完成課題。該系的跨院系交叉貫穿了整個項目執(zhí)行期間,包括課題選擇、申請、研究及論文撰寫等,形成了良性循環(huán)。
這種合作模式值得國內(nèi)高校借鑒。目前我們一些院系的跨學(xué)科合作主要停留在項目申請階段,一旦項目申請成功就各干各的,缺乏貫穿整個項目的精誠合作。
3.3 研究目標單純
佛蒙特大學(xué)計算機系教授并不承攬來自企業(yè)的信息管理系統(tǒng)類項目,而主要專注于國家層面的學(xué)術(shù)研究課題(包括國家自然基金、國防部項目等)。在美國,來自企業(yè)的信息管理類課題通常是通過院系尋找合適的兼職學(xué)生,并以獎學(xué)金形式支付相應(yīng)的報酬。這種模式較好地將大學(xué)與企業(yè)(或者商業(yè)研究機構(gòu))的角色分配清楚了。大學(xué)主要從事理論基礎(chǔ)層面的前沿探索,而應(yīng)用技術(shù)開發(fā)則由企業(yè)承擔,同時科研經(jīng)費與教授收入的水平關(guān)聯(lián)程度也較小。教授獲得國家縱向課題后,除院系提取管理費外,剩余的經(jīng)費主要支付研究生獎學(xué)金。在這種體制下,教授更加專心于科研,在經(jīng)費足以維持研究的情況下,不用為項目疲于奔命。
目前,我國的縱向經(jīng)費存在一定的“重設(shè)備、輕人力”現(xiàn)象。在計算機科學(xué)領(lǐng)域,多數(shù)情況是設(shè)備(個人計算機及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)十分廉價,而最需要花錢的是人力成本。在國內(nèi)的很多大學(xué),許多教授為了支付研究生的獎學(xué)金及必要生活補貼,不得不承攬大量的應(yīng)用開發(fā)類課題,在一定程度上違背了大學(xué)的學(xué)術(shù)探索宗旨。
4 結(jié)語
本文主要介紹了佛蒙特大學(xué)在資源不夠充裕的情況下采用出色的管理模式,在教學(xué)安排、研究生培養(yǎng)和學(xué)術(shù)研究組織方而取得的不俗成績。我國正在制定《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》,希望在未來十年左右的時間建成若干國際一流大學(xué)。就計算機學(xué)科而言,盡管國家的投入持續(xù)增加,但與發(fā)達國家相比,資源仍顯不足。佛蒙特大學(xué)的發(fā)展模式對我國高校發(fā)展具有很好的參考價值,希望本文能夠起到拋磚引玉的作用。
參考文獻:
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找計算機專業(yè)論文范文5
一、當前計算機基礎(chǔ)教學(xué)存在的問題
陶行知先生是中國教育史上一位偉大的人民教育家,他說:“與其把學(xué)生當天津鴨兒填入一些零碎的知識,不如給他們幾把鑰匙,使他們可以自動去開發(fā)文化的金庫和宇宙之寶藏”。
“填鴨式”教育在今天的學(xué)校教育中仍是一個普遍存在的問題。教師在教學(xué)過程中往往忽視了“做”,對學(xué)生“滿堂灌”,導(dǎo)致學(xué)生對所學(xué)的知識只知其然,而不知其所以然,更別說將知識靈活應(yīng)用了。為了考試過關(guān),學(xué)生往往臨時抱佛教,死記硬背。所謂“教師講,學(xué)生聽,堂上記筆記,課后抄筆記,一切為考試,考后全忘記”。什么自學(xué)能力、生活能力、創(chuàng)新力,全都無暇顧及。這樣做,學(xué)生很容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒,導(dǎo)致事與愿違。
計算機基礎(chǔ)是一門實踐性很強的課程,課程內(nèi)容與實際生活密切相關(guān)。但現(xiàn)實是,相當一部分學(xué)生對學(xué)習(xí)計算機基礎(chǔ)課不太感興趣。我覺得這與當前的應(yīng)試教育、教育內(nèi)容脫離生活、教學(xué)方法不切合學(xué)生思想認識等這些原因是緊密相關(guān)的。
二、陶行知的生活教育理論
陶行知先生創(chuàng)立的“生活教育”學(xué)說,集中了古今中外教育家的思想精華,奠定了我國教育改革和發(fā)展的思想基礎(chǔ)。不僅在他所處的時代起了積極作用,對于今天的教育仍然有非常好的指導(dǎo)意義。
在陶行知生活教育理論中,“在生活里找教育,為生活而教育”的觀念相當明確,他說:“沒有生活做中心的教育是死的教育,沒有生活做中心的學(xué)校是死的學(xué)校,沒有生活做中心的書本是死的書本”。教育這個社會現(xiàn)象,起源本文由收集整理于生活,生活是教育的中心,教育應(yīng)為社會生活服務(wù),在改造社會生活中發(fā)揮最大的作用。
生活教育由“生活即教育”、“社會即學(xué)校”、“教學(xué)做合一”三大原理所組成。“生活即教育”強調(diào)教育決不能脫離生活,教育目的、內(nèi)容和方法,都不能脫離現(xiàn)實社會生活的需要; “社會即學(xué)校”是指學(xué)校要與社會密切相聯(lián)系,擴大學(xué)校對社會的積極影響;“教學(xué)做合一”實際上是知行合一, 把單純傳授知識,死教書、死讀書的教學(xué)轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)學(xué)生的生活力和創(chuàng)造力的軌道上來。實行啟發(fā)式教學(xué),注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力。
三、陶行知生活教育理論在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用
隨著技術(shù)的發(fā)展,如今計算機在生活中、工作中應(yīng)用廣泛。計算機基礎(chǔ)課程實踐性強,如果教學(xué)跟生活脫離實際,教育出來的學(xué)生就會空有理論知識而沒有動手能力,這樣的人才是不能適應(yīng)現(xiàn)代化的需要的。
因此,生活教育理論對指導(dǎo)計算機教學(xué)改革同樣有十分重要的意義。運用陶行知“生活教育”理論實施生活化教學(xué),將教學(xué)活動置于真實的生活背景之中,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,將教學(xué)的目的要求轉(zhuǎn)化為學(xué)生的內(nèi)在需要,讓他們在生活中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中更好地生活,發(fā)展學(xué)生的多元智能,培養(yǎng)學(xué)生的生活能力、創(chuàng)新能力。
如何將生活與計算機基礎(chǔ)教學(xué)相結(jié)合呢?下面是我的一些實踐經(jīng)驗。
1.改變教學(xué)目的,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
學(xué)校要求學(xué)生要通過計算機一級考試。于是上課時,往往會給學(xué)生強調(diào)考取計算機等級證書的重要作用,期末考試的重要。而忽視了教學(xué)的主要目的不是考試,而是教會學(xué)生將計算機知識靈活應(yīng)用到生活、工作中。改變教學(xué)目的,老師才會擺脫教材的束縛,在教學(xué)中不是簡單地教會學(xué)生這個工具,而是靈活地應(yīng)用知識,去解決生活、工作中的問題。上課時多給學(xué)生展示往屆學(xué)生的優(yōu)秀作品。這些優(yōu)美的作品不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的興趣,增加他們對學(xué)好這門課的信心。同時讓他們從心里意識到這門課程是非常有趣的,對生活和工作也非常有幫助。
2.改變教學(xué)方法,將計算機知識應(yīng)用于生活、工作
教學(xué)內(nèi)容的選擇要注意給學(xué)生一定的創(chuàng)造空間,這樣才能真正使計算機成為他們的一個應(yīng)用工具,而不是成為他們考試的負擔。在教學(xué)過程中,可以經(jīng)常給學(xué)生布置一些跟日常生活相關(guān)的工作任務(wù),下面舉幾個例子。
比如計算機的進制轉(zhuǎn)換,內(nèi)容比較枯燥,而且對大多數(shù)非計算機專業(yè)的學(xué)生來說,感覺學(xué)完就是應(yīng)付考試,沒什么很大作用。因此在課堂上,我提出“我能準確猜出每個同學(xué)的年齡”,一下子就引起了學(xué)生的興趣。然后我講解了二進制、十進制的知識,簡單介紹了操作系統(tǒng)中“計算器”這個工具的進制轉(zhuǎn)換功能,學(xué)生很快就掌握了其中的竅門。通過這樣的活動,將理論的知識轉(zhuǎn)化為生活中的技巧。
學(xué)習(xí)office辦公軟件時,更加可以跟生活、工作很密切的結(jié)合起來了。比如母親節(jié)就要來臨的時候,我要求學(xué)生利用所學(xué)過的知識給母親設(shè)計一張節(jié)日賀卡。在五一節(jié)的時候,我開展“五一節(jié)電子小報設(shè)計比賽”。在學(xué)習(xí)到powerpoint軟件時,那時剛好遇上“2008年奧運會福娃”的推出,因此我布置的作業(yè)是設(shè)計演示文稿,向大家介紹“2008年奧運會福娃”。這些練習(xí)都有很大的自由度,可以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力、設(shè)計能力。
也可以結(jié)合學(xué)生的實際需要開設(shè)一些教學(xué)內(nèi)容。如給學(xué)生布置設(shè)計個人簡歷、排版畢業(yè)論文等這樣的實驗題目。學(xué)生每一年都要進行一次綜合測評,涉及到大量的計算,學(xué)生往往用計算器來計算,效率慢又容易出錯。通過excel的計算功能,讓學(xué)生對全班的綜合測評表進行計算、統(tǒng)計分析工作。這樣的實例還有很多,其實在教學(xué)的每一個環(huán)節(jié),都可以跟學(xué)生日常生活結(jié)合起來。這樣的教學(xué),一方面,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,另一方面是讓學(xué)到的計算機知識能學(xué)有所用,讓他們體會到學(xué)懂計算機,真的對生活工作有幫助。
找計算機專業(yè)論文范文6
關(guān)鍵詞:計算機圖形學(xué);科學(xué)思維;學(xué)科結(jié)構(gòu);教學(xué)改革;教學(xué)方法
0 引言
大學(xué)的主要任務(wù)是培養(yǎng)人才,特別是培養(yǎng)創(chuàng)新人才。培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基本途徑與方法有課程教學(xué)、參與科學(xué)研究與項目開發(fā)、對外學(xué)術(shù)交流等。然而傳統(tǒng)本科課程教學(xué)多注重傳授學(xué)科的系統(tǒng)理論等專業(yè)知識,不重視對知識產(chǎn)生原因、方法的介紹,如忽視思考解決學(xué)科基本問題的具體過程等,這會造成課程教學(xué)傳授知識與科學(xué)研究相脫節(jié),導(dǎo)致學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)產(chǎn)生缺陷,不利于他們將來從事創(chuàng)新等研究工作。為配合計算機圖形學(xué)課程的教學(xué)改革,根據(jù)計算機圖形學(xué)課程的特點,筆者提出一種面向科學(xué)思維的教學(xué)新方法,它能有效彌補傳統(tǒng)本科課程教學(xué)的不足。
1 面向科學(xué)思維教學(xué)方法的基本要求
常見典型的教學(xué)方法有:結(jié)構(gòu)主義的教學(xué)方法、建構(gòu)主義的教學(xué)方法、問題(任務(wù))驅(qū)動教學(xué)方法等。這3種方法各有其優(yōu)缺點,一個好的教學(xué)方法最好能全面綜合這3種方法的優(yōu)點。面向科學(xué)思維的教學(xué)方法要求把思考問題的方法、系統(tǒng)分析與綜合的方法、科學(xué)研究的工作方法、查找資料與抽象的方法等知識產(chǎn)生的方法引入課程教學(xué)中,有效講解學(xué)科專業(yè)知識是根據(jù)發(fā)展需求、通過研究各種問題產(chǎn)生的;專業(yè)理論體系或與其學(xué)科結(jié)構(gòu)是由多項研究成果形成的,這些知識是科學(xué)研究與科學(xué)思維產(chǎn)生的結(jié)果。
結(jié)構(gòu)主義、建構(gòu)主義與面向科學(xué)思維教學(xué)方法的異同點見表1。
2 確立計算機圖形學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式
2.1 傳統(tǒng)計算機圖形學(xué)課程教學(xué)改革的原因
2013年以前,國內(nèi)外傳統(tǒng)計算機圖形學(xué)課程教學(xué)以講授圖形標準(顯卡驅(qū)動與顯示圖形等子程序的集合)或CAD為主。這種CAD與計算機圖形學(xué)(即圖形標準)學(xué)科的劃分有問題,它只便于圖形標準的硬件實現(xiàn),卻因基本概念不全導(dǎo)致這兩者均不能獨立講清三維真實感圖形的自動生成原理以及計算機程序設(shè)計的基本規(guī)律,更不能總結(jié)計算機圖形學(xué)的研發(fā)成果與發(fā)展規(guī)律,不能滿足計算機圖形學(xué)學(xué)科建設(shè)發(fā)展需求。
2.2 用系統(tǒng)分析與綜合的方法確立計算機圖形學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容
2.2.1 系統(tǒng)分析:從理論上確立實現(xiàn)計算機圖形學(xué)課程目標的發(fā)展路線圖
本課程目標是用計算機程序自動生成類似人眼觀察世界獲得的觀察圖像(亦為學(xué)科研究的基本問題,它適合作為建構(gòu)主義教學(xué)方法要求的教學(xué)環(huán)境需求問題)。為此至少要完成3個子任務(wù):①掌握三維圖形的生成原理;②掌握生成三維動畫等圖形的程序設(shè)計;③理順新課程教學(xué)內(nèi)容與圖形標準、CAD的相互關(guān)系。
1)第一個任務(wù)的實現(xiàn)方法。
照相機生成照片遵循光線傳播生成三維圖形這一物理原理,計算機生成所有三維圖形(包括光線跟蹤算法、輻射度算法、投影、多邊形填充、紋理映射、陰影算法、圖像融合算法與二維直線的生成等)也應(yīng)遵循該原理。這是本課程知識理論體系的完備性與一致性的基本要求,它決定了計算機圖形學(xué)的學(xué)種性質(zhì)與教學(xué)定位。
2)第二個任務(wù)的實現(xiàn)方法。
用輻射度和光線跟蹤算法生成的三維真實感圖形等程序,是一類典型的顯示圖形的計算機仿真應(yīng)用程序。故計算機圖形學(xué)的編程實現(xiàn)既遵循計算機仿真的基本原理,也遵循計算機程序設(shè)計的基本規(guī)律。
計算機仿真遵循系統(tǒng)(決定被仿真對象的范圍與其行為特性)、建模(用數(shù)學(xué)模型描述仿真實驗對象)、仿真算法(計算機通過執(zhí)行該仿真算法,進行仿真實驗)與評估(檢驗仿真實驗的結(jié)果是否與應(yīng)用需求保持一致)這一基本原理。
計算機程序設(shè)計應(yīng)遵循計算理論可計算性的實現(xiàn)前提對程序設(shè)計的規(guī)范要求:①待解問題被模型與系統(tǒng)形式化方法所描述;②這種描述要轉(zhuǎn)換成算法;③算法要有合理的復(fù)雜度。
這里,形式化描述指用數(shù)學(xué)符號、邏輯符號與流程圖描述并要求保持邏輯上的一致性。系統(tǒng)的概念被本文定義為軟件系統(tǒng):它按解決問題的系統(tǒng)流程要求,編程實現(xiàn)數(shù)個模型描述數(shù)據(jù)與命令的輸入、存儲管理、運算處理、輸出顯示4個過程,能直接達到自動運行軟件的設(shè)定目標并具有完整動態(tài)結(jié)構(gòu)的綜合程序。軟件系統(tǒng)的概念是國內(nèi)傳統(tǒng)計算機核心課程教學(xué)缺失的重要概念。
故三維圖形學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,主要用3組數(shù)學(xué)模型描述可視物體、燈光、照相機物理模型的物理特性(如用幾何模型、材質(zhì)模型與紋理模型描述可視物體;用光線幾何模型、顏色模型、照明模型、輻射度算法和光線跟蹤算法等描述點光源;根據(jù)類照相機的觀察參數(shù),用陰影算法、圖像融合等算法描述照相機模型;對光線跟蹤算法,應(yīng)重構(gòu)照相機模型);在物理仿真、數(shù)學(xué)建模與軟件系統(tǒng)概念的指引下,編程構(gòu)建三維圖形軟件系統(tǒng),實現(xiàn)三維圖形的自動顯示。物體運動與變形、燈光變幻、照相機運動可形成計算機動畫。計算機游戲是用人機交互的操作方式并通過實時動畫與聲音有效描述具有智能行為能力的人(或動物)的多種社會實踐活動。
3)第三個任務(wù)的實現(xiàn)方法。
計算機動畫包含了傳統(tǒng)圖形標準與CAD的原理,所以在課程最后,可講解圖形標準OpenGL的原理與編程使用方法。同時圖形標準是游戲軟件的基石,是現(xiàn)代計算機應(yīng)用不可缺少的基本配置。
2.2.2 系統(tǒng)綜合:介紹圖形學(xué)的基本原理與動畫軟件的實現(xiàn)方法
這要求教師先查找資料、匯集前人發(fā)表解決以上問題的不同論文與教材(解決課程教學(xué)問題的先決條件),挑選材料編寫課程講義,詳細介紹完成該任務(wù)所需的基本原理與實現(xiàn)方法,講義試用成熟后再編著出版教材。
教材按以下思路組織:用二維圖形學(xué)構(gòu)建軟件系統(tǒng)概念的教學(xué),用三維圖形學(xué)構(gòu)建三維圖形數(shù)學(xué)建模的教學(xué)(直接用三維圖形構(gòu)建軟件系統(tǒng)概念的教學(xué),會導(dǎo)致課程教學(xué)內(nèi)容的復(fù)雜化)。在每章的開頭,均提出應(yīng)思考并解決哪些問題才能達到本章的教學(xué)要求,加強訓(xùn)練讀者思考問題的習(xí)慣。
學(xué)完本課程,學(xué)生要能勝任計算機動畫軟件的設(shè)計與編程實現(xiàn)等任務(wù)。
2.3 歸納計算機圖形學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)
以上教學(xué)充分展示:由物理模型(化學(xué)模型、生物模型、社會發(fā)展需求模型等)數(shù)學(xué)模型(數(shù)據(jù)模型是數(shù)學(xué)模型的一種簡單特例,其編程操作主要是數(shù)據(jù)的存儲與檢索,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫軟件。根據(jù)數(shù)學(xué)模型“曲高和寡”的原理得知,數(shù)據(jù)庫軟件是應(yīng)用軟件中應(yīng)用面最廣的一類軟件;或用離散數(shù)學(xué)的方法、判斷規(guī)則與判據(jù)或可編程實現(xiàn)的自然語言與功能等描述解決問題的過程與步驟;或用通信協(xié)議描述數(shù)據(jù)通信過程要遵循的規(guī)則、約定等要求,這是網(wǎng)絡(luò)通信編程的基礎(chǔ))軟件的系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)用算法語言實現(xiàn)程序編碼并形成算法軟件測試評估等過程所確立程序設(shè)計的基本規(guī)律。程序設(shè)計這一規(guī)律,能被雷達的設(shè)計與制造過程所佐證,如通過物理實驗確立雷達原理用數(shù)學(xué)模型描述雷達的工作過程設(shè)計雷達系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)用電子技術(shù)制造雷達設(shè)備做好的雷達要通過測試評估才能交付使用等。
由此能用理論(物理原理、建模、軟件系統(tǒng)、仿真、程序設(shè)計)、工具(OpenGL、Direct3D、著色語言、ACIS、WebGL、OpenCL、3D游戲引擎等)與應(yīng)用(顯示圖形的應(yīng)用程序,如3D動畫或CAD、地理信息系統(tǒng)(空間復(fù)雜性高而時間復(fù)雜性低)、游戲與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(時間復(fù)雜性高而空間復(fù)雜性低))3個學(xué)科形態(tài)描述計算機圖形學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)。
2.4 用科學(xué)研究的工作方法確立計算機圖形學(xué)課程的教學(xué)模式
(1)選題(發(fā)現(xiàn)問題):找任務(wù)、了解用戶需求、檢索閱讀資料并提出問題。自由選題要確立研究問題的科學(xué)性、目標性、創(chuàng)新性和可行性,并找準課題的申報渠道。提出問題是對任務(wù)深入思考或科學(xué)研究的前提。如計算機圖形學(xué)的學(xué)科屬性與教學(xué)內(nèi)容是否成熟,是此前國際計算機圖形學(xué)教育界多年關(guān)注的教學(xué)疑難問題。
(2)分析問題:真實照片由照相機、可視物體與燈光3個主要因素決定,由此確立解決問題的方法。
(3)尋找解決問題的方法(提出假說):首先用二維圖形建立軟件系統(tǒng)的概念;然后建立描述照相機、可視物體、燈光物理模型物理特性所需的數(shù)學(xué)模型,構(gòu)建仿真光線在計算機場景與照相機模型中傳播,生成三維動畫圖形。
(4)做實驗解決問題(找尋證據(jù)支持假說):針對建立的數(shù)學(xué)模型,選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),設(shè)計算法,編寫程序源代碼并調(diào)試測試程序,構(gòu)建三維圖形軟件系統(tǒng),實現(xiàn)圖形的自動顯示。
(5)取得新成果(查新驗證):改進學(xué)科的系統(tǒng)理論與基本方法,發(fā)表研究論文,推廣該研究成果或論證申報新開發(fā)項目,推動學(xué)科建設(shè)向前發(fā)展。當我們解決好計算機圖形學(xué)的教學(xué)問題時,就為撰寫本文并申報計算機圖形學(xué)國家規(guī)劃教材奠定了基礎(chǔ)。
由此構(gòu)建程序設(shè)計教學(xué)的完整過程,并把程序設(shè)計拓展成科學(xué)研究工作方法的一種形式與組成部分。
該教學(xué)模式不僅把教學(xué)與科學(xué)研究兩個不同性質(zhì)的學(xué)術(shù)過程結(jié)合在一起,還說明圍繞課程教學(xué)思考問題的訓(xùn)練屬于科學(xué)研究領(lǐng)域思維活動的一種基本形式。
3 在課程教學(xué)過程中合理安排思考問題的訓(xùn)練
教師在重點介紹、講解每個專題前,要考慮如何訓(xùn)練學(xué)生根據(jù)學(xué)科的發(fā)展需求思考問題,這些問題是任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法中各種問題的來源。
3.1 用二維圖形學(xué)構(gòu)建軟件系統(tǒng)概念的教學(xué)
專題1:線段圖形的描述與生成。基本問題:如何用數(shù)學(xué)的語言與方式(如描述函數(shù))描述各種線段圖形的幾何形狀,以形成各種線段圖形的幾何模型?如何形成矢量漢字等子圖形高效率的描述方法?如何把這種描述函數(shù)轉(zhuǎn)換成算法,并根據(jù)其描述數(shù)據(jù)生成這些基本圖形?
專題2:實面積圖形的描述與生成?;締栴}:用什么方法描述實面積圖形的幾何形狀,以形成各種實面積多邊形的幾何模型?如何利用顯示設(shè)備的繪圖功能生成實面積圖形?如何實現(xiàn)直線圖形邊緣的反走樣顯示?
專題3:圖形的基本運算?;締栴}:圖形運算的目的是什么?如何用幾何變換矩陣的方式描述圖形幾何模型的幾何變換?若用實面積多邊形的布爾運算構(gòu)建新的復(fù)雜圖形的幾何模型,則布爾運算的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是什么?如何實現(xiàn)其布爾運算?
專題4:圖形的觀察運算?;締栴}:如何把輸入到計算機中的圖形幾何模型描述數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)換成顯示設(shè)備坐標系中的圖形幾何模型描述數(shù)據(jù)?并調(diào)用圖形的生成算法顯示各種圖形的幾何形狀?
專題5:圖形數(shù)據(jù)與命令的輸入?;締栴}:能用哪些方法把圖形模型描述數(shù)據(jù)與命令高效率地輸入到計算機中?如何利用輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)輸入功能與顯示設(shè)備的圖形顯示功能,編程實現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)的交互輸入?如何規(guī)劃應(yīng)用程序中的人機交互設(shè)計問題?
專題6:圖形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。基本問題:圖形數(shù)學(xué)模型的種類與復(fù)雜、復(fù)合圖形的構(gòu)建方法,這些對保存圖形幾何模型的描述數(shù)據(jù)提出了哪些動態(tài)管理上的要求?如何設(shè)計相應(yīng)圖形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),才能有效地保存、管理存儲于計算機中的各種圖形描述數(shù)據(jù)(命令)?如何把圖形顯示區(qū)中的圖形描述數(shù)據(jù)編譯轉(zhuǎn)換成多種顯示設(shè)備能識別并運行的顯示指令代碼,以實現(xiàn)圖形的顯示?為編程實現(xiàn)各種圖形的自動顯示,需要確定編程處理圖形數(shù)據(jù)的基本流程和程序的功能與結(jié)構(gòu),以形成軟件系統(tǒng)的概念。
3.2 用三維圖形學(xué)構(gòu)建數(shù)學(xué)建模的教學(xué)
專題7:照相機模型的建立與三維幾何圖形的顯示?;締栴}:如何用數(shù)學(xué)模型,特別是用矩陣的方法,描述照相機拍攝(投影顯示)三維直線圖形的物理過程?
專題8:平面物體幾何模型的構(gòu)建與圖形顯示。基本問題:如何用直線與平面函數(shù)描述平面物體的幾何形狀?如何記錄這種描述所形成的幾何模型數(shù)據(jù)?如何構(gòu)建形狀復(fù)雜的平面幾何物體?如何顯示平面物體的幾何形狀與表面?
專題9:曲面物體幾何模型的構(gòu)建基礎(chǔ)與線框模型圖形顯示?;締栴}:用什么方法描述曲面物體的幾何形狀并構(gòu)建其幾何模型?如何顯示曲面物體的幾何形狀?
專題10:燈光模型的建立與光照物體的圖形顯示?;締栴}:如何用數(shù)學(xué)模型的方法描述燈光的物理特性?如何描述在燈光照射條件下幾何物體的可視物理特性?如何顯示光照效果的曲面物體的表面與幾何形狀?如何更有效地描述光線傳播的物理特性與變化規(guī)律?
學(xué)生按照這一思路進行選題,可考慮為實現(xiàn)像照片一樣自然景觀(如白光的薄膜干涉等現(xiàn)象)的圖像顯示,需研究哪些問題等,并發(fā)表其研究成果。課程教學(xué)內(nèi)容成熟完整后,才便于界定計算機圖形學(xué)的學(xué)科內(nèi)涵。
4 分析計算機專業(yè)主要課程的基本特點,提煉計算科學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)
4.1 計算機教學(xué)此前無計算科學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)概念的原因分析
現(xiàn)有權(quán)威資料和維基百科、百度百科表明,此前國內(nèi)外計算機教學(xué)均無計算科學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)這一重要概念。以下3點是導(dǎo)致這一現(xiàn)象存在的重要原因。
4.1.1 對計算工具的分類作用認識不足
盡管人們知道計算機是一種計算工具,計算機有廣泛的應(yīng)用,計算機科學(xué)有自己的一套理論根據(jù),但僅用“理論、工具與應(yīng)用”很難全面概括計算科學(xué)的研究全貌與多項用途。事實上,計算機的系統(tǒng)工具對總結(jié)計算科學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)非常重要。
計算機系統(tǒng)是一個能對編程實現(xiàn)的數(shù)學(xué)模型與邏輯模型,進行自動解算與推理的通用計算工具。這決定了程序設(shè)計在編程使用計算機上的重要性。
操作系統(tǒng)是對計算機的各種硬件資源與軟件資源進行程序管理,使計算機正常運行的系統(tǒng)工具軟件。同時,它能對用戶程序(命令)的輸入、存儲管理與自動運行提供服務(wù)(包括對通信進程進行有效監(jiān)管控制),并用人機交互與圖形界面的方式記載這種用戶程序與命令操作的運行結(jié)果。
編譯系統(tǒng)是用高級語言編程必備的系統(tǒng)工具軟件,它可以把用戶用高級語言編寫的程序源代碼、編譯轉(zhuǎn)換成計算機能識別并自動執(zhí)行的機器語言程序代碼。
算法語言是用戶為編程使用計算機的各種計算功能,用類自然語言的方式與計算機相互交流思想的符號表達工具。
這些計算工具本身沒有直接解決數(shù)學(xué)計算與邏輯推理等應(yīng)用問題,該任務(wù)由編程解決。
這類計算工具是在實際應(yīng)用過程中總結(jié)、提煉的結(jié)果,工具本身一般不直接解決最終的應(yīng)用問題,這是工具的第一個特點。它的第二個特點是工具的制造具有遞歸性,即可用簡單工具制造復(fù)雜工具。它的第三個特點是專業(yè)復(fù)雜工具的制造方法與技術(shù)具有封閉性與隱蔽性,但這不影響他人對工具的操作使用;且其隱蔽、封閉性是工具使用方便、高效的主要原因。
軟件系統(tǒng)與計算工具等概念的形成,是用抽象的方法(從眾多事物中總結(jié)提煉出具有共同本質(zhì)的特征、而舍棄其非本質(zhì)的特征等內(nèi)容)處理形成的結(jié)果。
4.1.2 傳統(tǒng)課程沒有講清計算機仿真的原理與計算機程序設(shè)計的基本規(guī)律
傳統(tǒng)計算科學(xué)的核心課程(計算機導(dǎo)論、計算機原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、算法語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯系統(tǒng)與操作系統(tǒng)、軟件工程、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)庫和計算機網(wǎng)絡(luò))從未講清計算機程序設(shè)計的基本規(guī)律與計算機仿真的基本原理。學(xué)生往往通過課后大量的編程訓(xùn)練,積累對計算機程序設(shè)計與計算機仿真的認識。這種程序設(shè)計經(jīng)驗式教學(xué)培養(yǎng)模型,無助于學(xué)生總結(jié)并提煉計算科學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)。相反,人們在算法語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)上存在一些模糊認識。例如,算法語言是用一組語法規(guī)則與功能約定的一種符號標記系統(tǒng),它讓人們掌握語言的符號約定、功能、特性以及用算法語句描述給定的數(shù)學(xué)計算與數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷等――即其教學(xué)主要是完成程序的編碼訓(xùn)練,由此形成算法;也為研制該語言的編譯系統(tǒng)做鋪墊。然而部分算法語言的教科書,只有一些算法驗證性應(yīng)用實例,并把它們等同于計算機程序設(shè)計教學(xué),這無助于初學(xué)者全面正確地掌握計算機程序設(shè)計的基本規(guī)律,因為學(xué)習(xí)算法語言后,他們還是沒有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是研究用程序編碼的方式,在計算機中有效實現(xiàn)多種類型數(shù)據(jù)的存儲組織(形成線性、非線性、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形式以及靜態(tài)或動態(tài)結(jié)構(gòu)形式的數(shù)據(jù)存儲方法)、存儲管理、排序檢索與編程效率等任務(wù)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程有很多計算復(fù)雜性的案例,是培訓(xùn)人們掌握編程技巧的一種有效方法。因為編寫程序所采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往決定了算法的編碼實現(xiàn)方法,更重要的是,CPU是根據(jù)保存在內(nèi)存各處程序代碼的邏輯次序、通過逐條讀取其指令代碼來完成用戶指定應(yīng)用程序(或命令)的執(zhí)行。如何規(guī)劃、設(shè)計、調(diào)度與管理內(nèi)存的使用,這與數(shù)據(jù)的調(diào)度與管理原理類似,是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)討論的問題之一(常在操作系統(tǒng)課程中介紹解決該問題的方法。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題本質(zhì)上屬計算機內(nèi)存的動態(tài)、合理使用與管理問題)。而該課程中所謂抽象數(shù)據(jù)類型,是指在指定的數(shù)據(jù)集上定義對該數(shù)據(jù)元素進行多種加工等編程操作方法。這個數(shù)據(jù)集以及對其數(shù)據(jù)元素的加工方法(數(shù)據(jù)集與其加工方法均能遞歸定義),應(yīng)來源于人們用數(shù)學(xué)的方法描述解決實際應(yīng)用問題這一過程,該主次關(guān)系不能顛倒。沒有這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與程序編碼等基礎(chǔ)訓(xùn)練,初學(xué)者很難規(guī)劃好一個軟件的系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)。
由于傳統(tǒng)的算法語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)無數(shù)學(xué)建模(它決定了解決多種應(yīng)用問題算法的來源)與軟件系統(tǒng)的概念,故傳統(tǒng)的算法語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程沒有講清程序設(shè)計的基本規(guī)律。
4.1.3 傳統(tǒng)計算機課程存在教學(xué)問題
首先,傳統(tǒng)計算機圖形學(xué)課程存在教學(xué)問題,現(xiàn)已被本教學(xué)改革有效化解。
其次,軟件工程課程存在教學(xué)效果空洞抽象等困惑。若把新的計算機圖形學(xué)課程作為軟件工程課程的教學(xué)實習(xí)對象,可以有效解決該教學(xué)困惑。由于新的計算機圖形學(xué)課程可以講清程序設(shè)計的基本規(guī)律與計算機仿真的基本原理,這使軟件工程課程的教學(xué)從理論上能達到軟件全生命周期設(shè)計的教學(xué)目的。
第三,計算機導(dǎo)論與計算機基礎(chǔ)課程存在教學(xué)困惑。計算機導(dǎo)論應(yīng)對計算學(xué)科發(fā)展的全貌作整體介紹,并理順計算學(xué)科與其他學(xué)科之間的關(guān)系,引導(dǎo)讀者根據(jù)自己的需求有效選擇學(xué)習(xí)不同的計算機專業(yè)知識。由于此前計算機課程存在以上問題,導(dǎo)致歷次獲國家級獎勵的計算機教學(xué)改革成果以通過有效載體進入課程教學(xué),致使計算機課程教學(xué)體系仍然不夠成熟。這往往是行業(yè)外人士選修計算機課程的迷惑。因為自牛頓時代以來,用數(shù)學(xué)的語言描述自然科學(xué)取得的新進展,是各自然學(xué)科之間相互交流學(xué)術(shù)思想與成果的通用方法;然而目前其他自然科學(xué)工作者學(xué)習(xí)計算機后,卻無法順利地用計算工具的方法來表達其各自學(xué)科建設(shè)研究成果的數(shù)學(xué)模型等。這種計算機課程教學(xué)不便于計算機教育與其他自然科學(xué)教育進行對等有效的學(xué)術(shù)交流,并導(dǎo)致計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)出現(xiàn)危機。另計算機教學(xué)無計算科學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)的概念,即人們沒有評判計算機導(dǎo)論教材好壞的客觀標準。計算機圖形學(xué)教學(xué)改革取得的新成果――發(fā)現(xiàn)計算科學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)的客觀存在,為重構(gòu)計算機導(dǎo)論與計算機基礎(chǔ)課程提供了重要借鑒。
最后,計算機網(wǎng)絡(luò)課程存在不足。如該課程介紹網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議較多,卻較少介紹網(wǎng)絡(luò)通信工具的構(gòu)建與編程使用方法,以及計算機網(wǎng)絡(luò)通信程序的編程實現(xiàn),這不利于初學(xué)者承擔計算機網(wǎng)絡(luò)計算的重任。
4.2 借鑒計算機圖形學(xué)的教改成果。歸納計算科學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)計算機核心課程缺少一門計算機的綜合運用課程,以總結(jié)并提煉計算機程序設(shè)計的基本規(guī)律與計算機仿真的基本原理。計算機圖形學(xué)課程可以很好地承擔這一重任。有了計算工具的概念與計算機圖形學(xué)課程后,可以重新分類、歸納已知計算機的多種應(yīng)用。
成熟的計算機圖形學(xué)與傳統(tǒng)計算機核心課程的教學(xué),使計算科學(xué)理論(即計算機的系統(tǒng)理論和專業(yè)知識。它需回答:什么能被工具有效地進行自動計算,用什么方法研究該命題并形成哪些結(jié)論、成熟的理論與發(fā)展方向;滿足何種條件的實物裝置能實現(xiàn)計算功能,計算裝置如何構(gòu)造實現(xiàn)并使其正常運行、操作使用;可計算性的實現(xiàn)前提是什么,如何用該計算裝置實現(xiàn)這種自動計算,如何保證計算結(jié)果的正確性和計算裝置運行的安全穩(wěn)定,該計算裝置有多強大的計算能力;計算理論與計算機專業(yè)各課程的關(guān)系等)、工具(算法語言、編譯系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、計算機系統(tǒng))與應(yīng)用(數(shù)據(jù)存儲與檢索,數(shù)據(jù)計算、仿真、符號變換與推理,數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信,數(shù)據(jù)獲取、輸出表達與控制即多媒體)3個學(xué)科形態(tài)得到完整展現(xiàn)。它們是形成計算機專業(yè)多個發(fā)展方向(如殺毒與網(wǎng)絡(luò)防火墻、網(wǎng)絡(luò)存儲與查詢、網(wǎng)頁設(shè)計開發(fā)工具與網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器,即時通信、流媒體與播放器、人工智能與專家系統(tǒng)、計算機嵌入式應(yīng)用、計算機在通信與自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用等)與綜合(如3D網(wǎng)絡(luò)游戲)或研發(fā)計算機硬件(計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與CPU設(shè)計、計算機工程)的基礎(chǔ)。
因互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)計算有網(wǎng)絡(luò)理論(在通信理論的支持下,如何可靠、快速、方便、安全地實現(xiàn)計算機信息描述數(shù)據(jù)的通信;網(wǎng)絡(luò)計算的理論基礎(chǔ)與基本規(guī)則是什么,如何利用網(wǎng)絡(luò)資源進行有效的傳輸與計算)、網(wǎng)絡(luò)工具(計算機與互聯(lián)網(wǎng)、路由器與交換機、調(diào)制解調(diào)器、Java、html語言、瀏覽器、Socket、遵循HLA標準的分布式實時仿真工具RTI、網(wǎng)絡(luò)游戲引擎)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用(如計算機數(shù)據(jù)通信與監(jiān)管、電子商務(wù)、社交網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)游戲、云計算、信息技術(shù)與信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的應(yīng)用等)。
圖1顯示了計算科學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)。由計算機仿真的基本原理與可計算性的實現(xiàn)前提,可論證程序設(shè)計教學(xué)與計算機仿真教學(xué)的一致性。
故計算作為一門學(xué)科(招生專業(yè))的根據(jù)是:①它有自己獨立的研究領(lǐng)域。即什么能被有效地用工具進行自動計算以及可靠、安全、快速地傳輸?②產(chǎn)生專業(yè)知識的方法??茖W(xué)研究與科學(xué)思維是產(chǎn)生(創(chuàng)造)多種學(xué)科新知識的主要方法,這是研究生階段的主要學(xué)習(xí)任務(wù)。③由此形成的理論體系與其學(xué)科結(jié)構(gòu)。這是本科生學(xué)習(xí)階段應(yīng)掌握的專業(yè)知識。④傳授知識的法定機構(gòu)與辦學(xué)條件。⑤廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。
5 結(jié)語