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計算機科學的研究方向范文1
一、基本數據
本研究的數據來源于2010年6月至12月間“教育部學位與研究生教育評估工作平臺”②所公示的申報計算機科學與技術碩士學位授權一級學科的農林高校申報書中的信息。申報書有嚴格的格式要求，本文以第一部分中的基本情況、第二部分中的學術隊伍和第三部分中申報單位一級學科點的學科方向為研究樣本數據。需要說明，2011年4月國務院學位委員會和教育部批準印發的學位辦［2011］25號文中，根據《學位授予和人才培養學科目錄（2011年）》，已將原計算機科學與技術學科目錄中的“軟件工程”新增為一級學科，在本文的分析中未考慮此變化。
二、學位點科研基地分析
在申報書的第一部分基本情況中，要求各申報高校列出學位授權點對應的國家（部、?。┲攸c實驗室（專業實驗室、工程技術研究中心、工程研究中心、人文社會科學重點研究基地）。表1為參與申報的部分農林高校計算機科學與技術學科研究基地匯總，各農林高校所依托的實驗室集中在農業信息學、農業信息化工程、數字農業工程領域，反映出了農林高校計算機科學與技術學位點資源設置的農林行業特色明顯。
三、學術隊伍設置分析
根據各高校申報書中現有在編人員信息，從年齡結構看，36歲~45歲占到63.5%，46歲~55歲占到23.5%，55歲以上所占比例比較小，這表明，中、青年科技人員是農林高校計算機科學與技術學科的主力軍。從隊伍建設的梯隊上看,“老”、“中”“、青”結合的梯隊合理。從學歷結構看，農林高校“計算機科學與技術”學科學術隊伍中具有博士學位的人員比例仍然偏?。▓D1），迫切需要年輕同志繼續攻讀博士學位。
四、學科研究方向設置分析
根據申報要求，各申報高校一級學科點的學科方向填寫不少于4個，不超過6個。14所農林高校所設置的一級學科點的學科方向主要集中如下9個方向（圖2）。
（一）計算機軟件與理論主要致力于農業領域的軟件理論和軟件開發技術研究，著重面向農業領域計算機軟件的設計、開發、維護，運用構件化的軟件技術和智能決策技術，研究農業信息的智能化處理、分析、傳輸、管理和利用，以及智能決策軟件的構造技術。
（二）計算機控制技術及應用以計算機檢測與控制技術研究為核心，以農業應用為特點，致力于農業裝備的檢測控制、田間信息采集傳輸的研究。在面向現代農業信息監控方向，圍繞傳感網絡的體系結構，信息采集，監控信息分析與處理，展開相應的理論與應用研究。
（三）計算機網絡主要針對計算機網絡應用于農業的特點，開展計算機網絡相關支撐技術、計算機網絡體系結構、網絡協議實現、分布式計算的應用研究。主要包括：網絡化的嵌入式系統，網絡性能評估與優化計算，傳感器網絡，下一代網絡中的分布對象計算模型，網絡安全，網絡建模與模擬，普適環境中的Web服務和上下文感知服務等有關理論和方法的研究。
（四）信息安全研究信息安全的基礎理論方法和技術體系，主要包括：數字簽名與身份認證，密鑰管理，生物數據安全，安全協議與多方計算等。（五）智能信息處理著重于智能算法的理論、算法模型及其應用，在Web信息處理、模式識別、數據挖掘等方面結合農業與生命科學等學科的優勢，開展智能技術在農林業上的應用研究。
（六）圖形圖像處理研究圖形圖像處理，信息可視化和人機交互技術，計算機視覺以及相關技術在農業信息化和自動化中的應用。主要包括：農作物與植物分類，農作物生長仿真，農產品的檢測與分級，新型農業機械作業仿真等相關需求。
（七）農業信息化農業信息化研究方向是在農業科學研究信息化和輔助決策智能化過程中，為解決農業規劃、決策、評價等研究工作對計算機軟件提出的需求所形成的研究方向。
（八）數據庫與數據挖掘結合農業生產、農村信息化等事業發展的需要，重點研究數據庫實現新技術，嵌入式數據庫與移動數據庫，數據倉庫與數據挖掘，信息檢索與數據庫等。數據挖掘研究方向主要研究數據挖掘的相關理論與技術，以及集成信息檢索、模式識別、圖形圖像分析、空間數據分析、生物信息等方面的技術。
（九）嵌入式軟件與系統結合農業院校的特點，培養以計算機技術為核心的嵌入式技術與應用人才，主要針對嵌入式技術在農業領域的應用展開研究，為區域經濟和農業信息化服務。研究嵌入式系統軟件開發平臺，實現嵌入式系統的應用開發，利用嵌入式技術實現工業過程的控制以及基于嵌入式技術開發相關的產品。其他研究方向有：高性能計算與系統結構、光電信息與機器視覺、精準農業、多Agent系統、計算機算法研究、軟件測試與智能系統、科學計算及算法設計、分布式系統理論，物聯網技術及應用等。
五、學位點科研項目資助情況分析
科研項目數量和質量對于學位點科研水平意義重大。表2給出了農林高校計算機科學與技術學位點項目資助情況，分為5個標準：國家863/948計劃項目，國家科技支撐計劃項目，農業部星火計劃/教育部項目，國家自然科學基金，省級自然科學基金/省教育廳項目。由表2可見，國家863/948計劃項目有33項，占總資助項目的8.4%；國家科技支撐計劃項目有26項，占總資助項目的6.6%；農業部星火計劃/教育部項目有27項，占總資助項目的6.9%；國家自然科學基金有53項，占總資助項目的13.5%；省自然科學基金/省教育廳項目有252項，占總資助項目的64.5%。從立項項目主持單位來看,分布不均衡，14所農林高校存在一定的差別。從立項項目類型來看,國家級的重大項目、重點項目（國家863/948計劃項目、國家科技支撐計劃項目、農業部星火計劃因其要求高、標準嚴,立項數量較低，省級自然科學基金/省教育廳項目數量較多。14所農林高校共承擔了國家自然科學基金53項，通過科學基金網絡信息系統ISIS③查詢，14所農林高校所承擔的國家自然科學基金資助項目的學科分布主要集中在計算機系統設計理論與技術（F020301）、計算機系統模擬與建模（F020102）和計算機軟件（F0202）三個領域。從立項項目年度統計分析看，2004年承擔8項,2005年承擔6項,2006年承擔7項,2007年承擔7項,2008年承擔5項，2009年承擔15項；從立項項目總數來看,2009年后總體呈增長趨勢,這與國家高度重視科技投入有關。
六、學科交叉融合情況分析
作為農林高校計算機科學與技術學科，在研究方向設置上，除了注重計算機科學與技術學科主體地位外，也力求體現與農業技術和生物技術高度融合的學科特色。福建農林大學2007年在生物學一級博士點下設立了生物信息科學與技術博士點和碩士點。應用計算智能理論，處理有關序列分析，蛋白質結構分析和預測，蛋白質功能預測，蛋白質相互作用和進化模型等問題，并構建相關軟件分析平臺。南京林業大學的林木生物信息學，依托林木遺傳與生物技術省部共建重點實驗室，完成了針對重要木本植物楊樹的全基因組測定工作，其先進的海量數據處理設備為生物信息學研究提供了基礎保障。湖南農業大學設置了生物信息處理研究方向，依托“湖南省植物激素與生長發育重點實驗室”，重點研究生物計算科學及生物信息的獲取、加工與分析。利用計算機、數學模型等方法分析和處理生物學數據，開發數據處理的算法和工具，對于理解復雜生命現象、新物種分類、藥物靶點設計等領域具有重要的理論和實踐意義。南京農業大學利用計算機科學與技術學科的數據庫、數據挖掘、知識發現等的算法與技術，解決生物數據處理中產生的各種問題。華南農業大學開展了生物信息和生物計算研究，包括蛋白質分子對接，動物疫苗與獸藥的計算機輔助設計等。山東農業大學的生物信息智能處理研究，重點在于DNA序列分析及其基因表達信號處理。其他農林高校在許多研究方向上也都涉及生物信息技術。
七、學科發展方向的建議
通過分析14所農林高校計算機科學與技術學位點的資源配置,從中可以看出,經過十余年的發展,我國農林高校計算機科學與技術學科有了長足的發展，新的學科增長點建議考慮如下方面：
計算機科學的研究方向范文2
關鍵詞： 生物信息學 研究生教學 實踐
1.引言
生物信息學（bioinformatics）是一門新興的交叉學科，生物學與醫學、數學、計算機科學是其中三個主要組成部分。生物信息學作為跨越生命科學和信息科學兩大熱點領域的學科，擁有蓬勃的生命力。面對人類基因組計劃所產生的龐大的分子生物學信息，生物信息學的重要性已越來越突出，它無疑將會為生命科學的研究帶來革命性的變革。［1］［2］國內外對生物信息學的人才需求也在激增。
目前，生物信息學在我國尚處于起步階段，因為要進行生物信息學的研究，對人員要求很高，需要深厚的生物大分子結構和功能方面的背景知識，需要扎實的應用數學或統計學知識，還需要精通計算機，至少得具備三者之二。但實際情況是大部分從事生物學研究的人不熟悉計算機，而從事計算機科學的人員多數又缺乏對生物學的了解。盡管如此，生物信息學的教育在國內外高等院校及科研機構越來越普及。據不完全統計，我國超過30個高?；蚩蒲袡C構開設生物信息學專業課程。［3］這些研究與教育一般分散在多個系所屬的多個專業中，如生命科學院（北京大學等）、計算機學院（哈爾濱工業大學等）、理學院（天津大學等），我校是由計算機學院開設全校公共課。不同學校根據自身的情況，在開設生物信息學這門課時，側重點都不一樣。如果由醫學院的教師授課，則側重點可能在致病基因的研究方面，［4］計算機專業教師授課則可能側重于數據庫的管理、查詢等方面，［5］理學院的教師授課則可能側重于生物信息學中的數學問題。筆者是計算機專業出身的，研究方向為圖像處理與模式識別，所以主要從計算機和數學的角度去授課。另外，研究生教學又與本科生教學［6］不同，研究生教學更加應該注重培養學生的主動學習意識和綜合能力。筆者將教學實踐中的心得進行了初步的總結，以供商榷。
2.注重培養學生的學習興趣
從培養學生的學習興趣出發，在課堂教學過程中，充分利用豐富的網絡資源，如圖像、視頻等。比如在介紹模式生物時，可以給出各種模式生物的圖像；在介紹各種各樣的生物數據庫時，可以在課堂上現場上網登陸數據庫，演示和介紹各個數據庫的特點和使用方法等。研究生不同于本科生，本科生可能比較習慣于教師的灌輸性教學，而研究生教學更加鼓勵學生主動自覺地學習。這從“研究”一詞的英文解釋“re-search”――再（“re-”）探索（“search”）中也可以看出。教師在研究生學習過程中主要起引路的作用，而不可能手把手帶著學生研究。生物信息學更是如此，它是一門新興的交叉學科，很多理論和研究內容還不成熟，需要科學工作者不斷地探索。因此，通過生動形象的啟發式課堂教學，培養學生的學習興趣，對學生以后的進一步研究有著重要的作用和意義。
3.注重培養學生的綜合素質
在生物信息學的上課過程中安排幾次學生的課堂報告。具體做法是：由教師或學生在國外重要期刊（如Bioinformatics）或會議上找與學生自身的研究方向比較相近的生物信息學方面的最新文獻，然后幾個學生一組共同針對某幾篇文獻進行閱讀、理解，最后以報告的形式跟大家一起交流和討論。在這個過程中，可以培養學生的如下幾個方面的能力：
（1）搜尋資料的能力?，F在網絡非常發達，網絡資源也非常豐富，如何從紛繁復雜的網絡資源中找到自己所需的資料不是一件容易的事。學生可以通過學校購買的數據庫進行查找適合自己的文獻資料，也可以通過搜索引擎進行查找。通過這個過程，學生可以了解有哪些數據庫可以利用，哪些網站資源比較豐富，以及選擇什么關鍵詞進行查找比較有效，等等。
（2）閱讀外文文獻的能力。學生在本科階段一般沒有讀外文文獻的習慣，而進入研究生學習階段，為了了解和研究國際前沿領域，就必須閱讀大量外文文獻，畢竟國外的科技實力在很多方面還是處于領先位置的。給學生指定幾篇優秀的外文文獻進行閱讀和理解，可以一定程度上鍛煉學生閱讀外文文獻的能力。因為要想真正理解文獻的內容，就必須對文獻進行仔細認真的閱讀和研究。
（3）團結協作的能力。每個課堂報告都是由幾個學生共同參與完成的，在這過程中有組織協調和分工的問題，這需要大家共同努力，團結協作。團結協作在當今社會越來越被推崇，所以培養學生團結協作的能力對于他們以后進入社會很有幫助。從實際執行的情況看，效果還不錯。比如有的學生數學基礎好，他就負責理解文獻中的公式和算法部分；有的學生計算機能力比較強，他就負責編程實現、課件制作等。
（4）口頭表達的能力。課堂報告的最后陳述和討論可以鍛煉學生的口頭表達能力。有的學生平時很少有作報告的機會，所以口頭表達的能力得不到鍛煉。本課程提供給學生一次口頭表達能力鍛煉的機會，讓學生體會到如何組織報告內容、如何把自己理解的內容介紹給聽眾是比較有效的，是容易被大家理解和接受的。
4.理論與實踐相結合，鼓勵交叉性研究
為了做到學有所用，筆者從每個學生自身的研究方向出發，為每個學生指定與其研究方向相關的生物信息學方面的最新文獻進行閱讀和理解。鼓勵學生進行跨學科切交叉性研究，將所學的生物信息學知識應用于實際的研究中，或者利用已掌握的知識促進生物信息學的研究。比如課堂上的計算機學院的學生有研究圖像處理與模式識別的，就給他們安排一些生物圖像處理、基因識別等方面的文獻。這種交叉性的學習和研究，有可能激發學生的靈感，獲得比較大的創新性成果。
5.結語
生物信息學課程教學的實踐表明，學生經過這門課程的學習，學到了一定的內容，如對生物信息學這門課有了比較清楚的了解和認識、綜合素質得到了一定的提高、找到了一些適合自己的研究切入點等?？偟膩碚f，教學效果不錯，但還需要進一步探索，進一步完善。
參考文獻：
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計算機科學的研究方向范文3
關鍵詞：基礎課程；教學改革；課程體系；教學理念；課程目標
中圖分類號：G642
文獻標識碼：B
1引言
面向高等學校非信息類專業的“計算機基礎教育課程”，從1990年開始已經經歷了18年的歷史。這18年來，計算機基礎教育直接為大學復合型人才培養做出了顯著貢獻，而且間接地促進了計算機技術在其他學科中的應用，促進了學科間的交叉與融合。
隨著計算機技術發展越來越快，各個學科的研究和工程中對計算機技術的需求越來越廣泛，計算機基礎教育系列課程正面臨著前所未有的新挑戰：如何在基礎課中體現前沿性與實用性？解決這個問題要從三個方面著手：教學理念、課程體系、課程內容。而教學理念在其中起著根本作用，它主導著課程體系與課程內容的設計。
我們既要重視基礎，又要緊跟前沿，注重課程的實用性和學生創新能力、創新意識的培養。于是矛盾的關鍵就是，在非常有限的學時中，如何組織課程體系結構，如何選擇和安排教學內容。我們傳統的教學，講究知識結構的嚴密性，內容的循序漸進，但是知識爆炸的時代對我們傳統的教學觀點提出了挑戰。
非信息類專業的課程計劃中，安排給計算機類課程的學時很少，有的專業可能只學兩門計算機課：大學計算機基礎、計算機程序設計基礎。這樣，我們規劃課程內容的時候，既很困難，于是認為，在這么少學時的基礎課中，不大可能介紹很多的前沿和實用技術。的確，在如此少的課時中，似乎也只能循序漸進地打一點基礎，甚至連打基礎都不夠。但是，從另一個角度考慮問題，就會得出不同的結論。這個角度就是目標導向，就是首先要明確我們計算機基礎教育的根本目的是什么，然后圍繞這個目標來制定課程體系和教學內容。
2課程目標的變化
由于計算機科學和技術本身的發展，以及其他學科對計算機技術的需求的變化、人才知識結構要求的變化，導致了計算機基礎教育課程目標的變化。
2.1學科交叉融合的現狀
目前各學科的科學研究中，已經不僅以計算機為工具，而是將計算機科學與其他學科進行融合，出現大量跨學科的研究，這就對人才培養提出了新的要求：非計算機專業的學生不僅要能夠以計算機技術為工具，而且要了解計算機科學，及其研究方法，能夠從事跨學科的綜合性研究。這就要求我們的課程中不僅要介紹技術，還要將整個計算機專業的主要研究方向、原理、方法、技術都做一個概要性的介紹，為學生以后的深入學習及交叉學科研究奠定基礎、打開通路。
2.2從普及知識到復合型人才培養
由于計算機技術的日益普及、硬件價格的降低，使得計算機已經不再是專業人員的專屬工具，而是進入了每個家庭，進入到了工作、生活、娛樂的每個角落。普及計算機知識的任務也已經下放到中小學，大學本科的計算機課程要以符合型的研究和應用人才培養為目標。因此不能再以技能和操作入門，而應該以計算機學科的全面介紹為引導，使學生對學科概況、研究方法、與其他學科的交叉融合關系有一個科學、全面的認識，作為今后學習的引導與基礎。這也正式目前各校普遍將原來的“計算機文化基礎”課改為“大學計算機基礎”的目的。
2.3從基本編程技能到應用能力和研究能力
計算機在誕生之初，就是為了輔助人們進行科學計算的，到目前者仍然是計算機的最基本用途之一。但是由于科學的發展，各個學科研究的內容及方法已經發生了很大變化。對計算機技術的要求已經從最基本的，編寫代碼處理實驗數據、用計算支持理論推導，發展為應用計算機技術進行復雜的模擬與分析。更有將生物學、數學與計算機科學相結合的交叉學科研究。相應地，對學生的能力要求，也由能夠逐行編寫代碼形成中小規模計算程序，發展到需要利用平臺、工具、軟件包進行更為復雜的建模與分析。
我們傳統的基礎教給學生的逐行自己編寫代碼，效率與可靠性都低，不可能開發真正有用的大型系統，無法適應科學研究中的復雜需求。正確地選擇和應用開發平臺、軟件構件庫、服務，是現在和將來開發實用系統必須的能力。我們應該培養學生具有系統的觀點，具有應用平臺和工具進行構件組裝的能力。
3教學理念的變化
課程目標的變化給我們帶來的最大挑戰是：在有限的學時內，有太多“應該”講的內容。這幾乎成了我們課程改革的瓶頸，好像很自然的結論就是：這么點學時只能打打基礎。果真應該得出這樣的結論嗎？
實際上，不僅是計算機基礎課程，所有專業、所有課程都面臨這樣的問題?？茖W發展到了目前的知識爆炸時代，我們在有限的學時內應該教給學生什么，這是一個需要重新思考的問題。當然，我們知道要教給學生能力與方法，而不僅是知識。授人以漁已經是一個古老的話題了，但是如何做到，卻永遠是一個新的課題。下面分別就培養目標的兩個方面，以及知識結構的完整性方面談教學理念的變革
3.1應用能力的基礎
具體地，以計算機程序設計類課程為例。我們大多數的基礎課都在將重點放在教學生如何一行一行地寫程序，尤其以講C語言的居多。但是學生在他本專業的學習和工作中有多少時候會需要以C語言寫程序呢？他工作中需要的計算機軟件又有多少是靠少數幾個人用C語言可以寫出來的呢？這兩個問題的回答是非常明確的：很少。這也是我們普遍認識到的。那么如何應對呢？這就需要我們從根本上轉變教學理念。我們習慣的“循序漸進”、傳統意義上的“打好基礎”是否應該有新的詮釋？
我們知道目前大型的軟件開發平臺，以及面向對象程序設計、泛型程序設計等程序設計方法都已經從新技術、新方法變成了常規技術、主流方法，而我們的基礎課中還在花大量時間反復訓練學生如何用指針、結構體寫鏈表程序，如何自己實現各種各樣的查找與排序方法，如何以各種技巧更有效地利用內存空間，如何小心翼翼避免數組越界、非法指針操作等等。有限的、不夠用的學時都大量的用在這些曾經的“基礎”內容中了。
我們很多老師，包括我自己都曾認為這些是必須的基礎，如果不講這些，學生就不懂得程序設計的底層原理，就不能寫很好的程序。過去這些的確是必須的基礎，因為任何一個程序中這些細節都必須由編程者一行一行親自寫。但是計算機軟件已經開始進入產業化時代，與制造業一樣，工業化生產和細化的分工使得應用軟件的開發者必須能夠利用平臺工具和預先開發好的框架、組件來快速開發穩定、高效的軟件。因此，對于非信息類專業的學生來說，由于他們的任務不是研究和開發基礎軟件，因而軟件工程的系統觀點、需求工程方法、建模方法和工具、大型開發平臺的使用、各種庫(類庫、構件庫、服務庫)的使用才是現在必須的基礎。
那么，沒有很強的基礎編碼能力，能夠使用平臺和組件來開發軟件嗎？這是我們很多老師的疑問。如果我們借鑒一下制造業和計算機硬件行業，這個問題就迎刃而解了。當我們出于應用的目的需要一臺計算機時，我們需要去研究計算機的原理、數字電路的原理、……然后自己從頭設計制造一臺機器嗎？當然不需要，我們首先考慮的是基于對我們自己需求的準確理解和對計算機系統及其性能指標的概要理解，選擇購買一臺整機。如果現有的機型不能滿足我們的需求，我們通常會按照需求用現成的組件、框架去定制(自己動手或者由廠家生產)。大多數人使用這些組件時并不清楚其中大規模集成電路的原理，但是并不影響他成功地使用。計算機硬件的發展也經歷過軟件發展同樣的道路，現在薄薄一個筆記本電腦的性能遠遠超過了當初玻璃房子里一大群機柜、控制臺、磁鼓等等設備。那時候的計算機的確不是誰都能組裝的，它的設計、制造者需要懂得全部的底層原理，親自設計和實現所有細節?，F在的軟件產業化進程雖然遠遠落后于硬件，但是也早已經過了必須從底層起步去寫每一個應用程序的時代了。
所以，在計算機基礎課程中，什么是“基礎”應該值得重新考慮了。
3.2跨學科研究能力的基礎
要具有跨學科的研究能力，就不僅僅是將計算機技術作為工具，而是需要對計算機科學有深入的理解，能夠將計算機科學與他它學科進行融合。學生要達到這樣的能力，決不是幾門基礎課可以解決的問題，這需要不同的學科在專業課設置上進行結合、在培養方案中體現融合，這不是本文主要討論的問題。但是我們計算機基礎教育課程要負責給各個專業的學生展示計算機科學的全貌，要使學生初步但是全面地認識計算機科學及其研究方法、關鍵技術、發展方向。現在各個學校的計算機系或者信息學院普遍都開設了“概論”課，其實對全校各專業來說，也都需要一門更為淺顯但不失全面的“概論”課，為學生選擇今后的研究方向、研究方法奠定一個通識的基礎。
目前各校正在進行的“大學計算機基礎”課程改革就正在承擔著這一任務。
3.3知識體系結構的完整性問題
傳統的教學要求“循序漸進”，但是知識爆炸的時代如果過于強調課程與課程之間、課程內各知識點之間的嚴格邏輯，就必然要犧牲對前沿知識、最新技術的引入，犧牲學生主動探索獲取知識的能力。西方學校的教學也是經歷了這種觀念變化的。實際上大學的課程其知識結構中可以“斷點”，尤其是我們針對非信息類專業開設的課程，除了講授必備的基礎知識以外，應該將重點放在開設一些具有實用性、前沿性的課程。學習這些課程可能需要一些基礎，這些基礎應該體現在教科書中，而不必都在課堂上講。所以針對非專業的教材與專業教材的最大不同點應該是知識體系更完整，在每本書中盡量提供一個完整的知識體系，包含必要的基礎知識，這樣老師課上可以只講主要內容，可以讓知識點是跳躍的，而教科書的內容起到連接跳躍點的功能。
4課程體系改革的措施與規劃
上述的觀點我們在清華大學的計算機基礎教育系列課程中也是剛剛開始嘗試，遠沒有達到談及“經驗”的地步，這里我簡要地將我們目前正在建設的課程體系做一個介紹。
清華大學面向全校的計算機基礎教育課程體系包含公共基礎系列課程、應用專題系列和應用延伸系列課程，見圖1。
通識教育核心課程包括：計算機程序設計基礎、大學計算機基礎兩個系列。建設原則是：重組基礎、分類分層，設置了多元化選修課。
其中程序設計課程涵蓋了面向過程和面向對象的多種程序設計語言，旨在培養學生運用程序設計技術對各專業科學計算問題進行建模、分析的能力。
大學計算機基礎系列課程包括計算機文化基礎和應用專題課程。計算機文化基礎課程為非計算機專業的學生普及計算機科學與技術的基礎知識，使學生初步了解計算機科學的概況和發展動態，為進一步學習計算機相關課程作準備。
應用專題課程的主要目的是為一部分計算機操作技能不足的學生補基礎，使入學時基礎薄弱的學生能夠掌握基本技能，適應信息化的學習、研究環境。
應用延伸系列目前開設的課程有：
面向理工科院系高年級本科生的并行計算基礎，課程目標是：為了適應計算技術發展趨勢，將并行計算技術作為一種通用計算技術介紹給非計算機專業的同學，促進其在專業計算中的應用，重點是掌握并行程序開發方法和重要并行程序工具。
面向工科院系高年級本科生的嵌入式系統設計與應用，課程目標是：介紹嵌入式系統基本知識，學習嵌入式系統的一般設計和實現方法，掌握嵌入式系統的原理性應用。
5結束語
計算機基礎教育在培養學生跨專業的綜合應用能力、研究能力方面起著舉足輕重的作用，如何將計算機科學與技術的最新成果、發展方向及時納入課程中，不僅是課程本身的事情，更關系到眾多其他學科的人才培養，是一個值得深入研究和實踐的課題。
計算機科學的研究方向范文4
關鍵詞 計算構建哲學
1 引言
計算學科的飛速發展，改變著人們的生活、工作、學習和交流方式。計算意味著什么？計算學科意味著什么？這些都成為哲學工作者和從事計算機研究、開發的人員必須面對的重大的元問題。建構計算學科根本問題的理論框架，形成計算學科的元理論――計算學科中的哲學問題就成為當務之急?！坝嬎銓W科中的哲學問題”的提出是在計算機日益成為人們生活重要組成部分時，從哲學的層面對計算機文化現象與計算學科的重新定位和反思。
2 計算學科中的哲學問題提出的客觀依據
2.1 計算學科的發展要求從哲學高度對計算學科進行理論闡釋
計算學科包括算法理論、分析、設計、效率、實現和應用的系統的研究。全部計算學科的基本問題是，什么能（有效地）自動進行，什么不能（有效地）自動進行，它來源于對數理邏輯、計算模型、算法理論、自動計算機器的研究，形成于20世紀30年代后期。經過幾十年的發展，計算學科業已形成了一個龐大的知識體系。主要體現在三大層面：
（1）計算學科的應用層。它包括人工智能應用與系統，信息、管理與決策系統，移動計算、計算可視化、科學計算等計算機應用的各個方向。
（2）計算學科的專業基礎層。它是為應用層提供技術和環境的一個層面，包括軟件開發方法學、計算機網絡與通信技術、程序設計科學、計算機體系結構和電子計算機系統基礎。
（3）計算學科的基礎層。它包括計算的數學理論、高等邏輯等內容。
還有支撐這三個層面的理工科基礎科目，包括物理學（主要是電子技術科學）和基礎數學（含離散數學）等。
從計算學科這一龐大知識體系中不難發現，它欠缺計算學科中的哲學問題支撐。計算學科的進一步發展需要從哲學層面對計算學科中的根本問題、重大問題進行理論闡述、分析和評價。因而提出計算學科中的哲學問題就成為計算學科發展的必然趨勢。
2.2 計算教育的現狀催化計算學科中的哲學問題
ACM和IEEE/CS是美國在計算教育研究領域最有影響的組織。在1989年ACM提交的《Computing as a Discipline》報告中，它不僅第一次規定了計算學科的定義，回答了計算學科中長期以來一直爭論的一些問題，更重要的在于它為計算教育創建了一個“新的思想方法”（a new way of thinking），這種“新的思想方法”是對計算教育科學幾十年來的概括和總結，也是美國ACM和IEEE/CS聯合發表的《Computing Curricula 1991》報告（簡稱CC91）以及《Computing Curricula 2001》報告（簡稱CC2001）的基本指導思想，其實這種“新的思想方法”的實質就是計算學科中的哲學問題的內容。
在國內是結合我國的實際情況進行研究，以ACM和IEEE/CS的報告為依據進行分析研究的。中國計算機學會教育委員會和全國高等學校計算機教育研究會組織了“Computing as a Discipline”以及“CC91”的系列研討活動，對CC2001進行跟蹤研究，并分別推出中國“計算機學科教學計劃1993”和《中國計算機科學與技術學科教程2002》，提出和完善了具有哲學性質的核心概念的思想。
然而，所有這一切關于計算學科的研究還停留在計算學科方法論層面，沒有進一步站在哲學的高度，從新的視角，實現計算機和哲學的有機結合。
3 構建計算學科中哲學問題的現實意義
3.1 計算學科中的哲學問題有助于計算學科的發展
（1）計算學科中的哲學問題有助于確立正確的思想原則，把握正確的研究方向
計算學科中的哲學問題及其方法論是在科學哲學和一般科學技術方法論的指導下建立的，它直接面對和服務于計算學科的認識過程，使人們對計算學科的認識邏輯化、程序化、理性化和具體化，它有助于我們在計算學科的研究中確立正確的思想原則，把握正確的研究方向。
（2）計算學科中的哲學問題有助于計算學科的建設和人才培養
學科建設和培養高素質人才，是一個永恒的話題。計算學科中的哲學問題有助于解決這個問題。計算學科中的哲學問題從學科的核心概念、學科的形態、學科的根本問題、學科的方法等方面出發，深刻地揭示了計算學科的本質，提升對計算學科的認識，從而有助于計算學科的建設。計算學科中的哲學問題對培養計算專業人才也有重要作用。它可以提高抽象思維能力和邏輯思維能力，培養發現問題、解決問題的素質，掌握正確的思維方法，加速其成才。
3.2 計算學科中的哲學問題提供一種獨特的研究領域和創新方法
（1）計算學科中的哲學問題代表一個獨立的研究領域
計算方法、概念、工具和技術已經開發出來了，而且在許多哲學領域得到了應用，這才是它的迷人之所在。再就是以模型為基礎的科學哲學、科學哲學的計算方法論等以闡釋科學知識的方法論為目的的領域；最后還有成為當今社會的“顯學”的計算倫理學、人工倫理學等哲學問題。
（2）計算學科中的哲學問題能為哲學話題提供一種創新的方法
計算正在改變著哲學家理解那些哲學基礎和概念的方式，計算學科中的哲學問題也為哲學提供了令人難以置信的豐富觀念，為哲學探究準備新穎的主題、方法和模式提供新的哲學范式，為傳統的哲學活動帶來了新的機遇和挑戰。
4 構建計算學科中哲學問題的基本框架
4.1 計算學科中哲學問題的定義
計算學科中的哲學問題，是個很古老的話題，但在思想史上，成為獨立的研究領域卻是非常晚的事。計算學科中的哲學問題是從哲學高度對計算學科的重要問題、根本問題進行理論分析、闡釋和評價的。它像數學哲學一樣，是一種元理論方法。它具有哲學方法論的批判功能。因而計算學科中的哲學問題可以定義為批判性研究的哲學領域，它涉及到計算的概念、本質和基本原理以及對計算學科方法論的提煉和應用，目的是為計算學科的概念基礎提供系統論證，從而建立新的理論框架。
4.2 計算學科中哲學問題的基本框架
它包括四個層次和七大方面。
（1）四個層次
①尋求統一計算理論，是計算學科中哲學問題研究綱領的“硬核”。其基本問題就是對計算本質進行反思；同時對計算學科的發展和應用進行分析、解釋和評價，重點關注計算學科發展的未來走向。
②創新。其主要目的是為各種計算理論提供哲學方法。創新是計算學科中的哲學最具特色的，也是使計算學科中的哲學問題得以在哲學殿堂確立地位的關鍵所在。
③體系。利用計算的概念、方法、工具和技術來對傳統和新的問題進行建模、闡釋和提供解決方案，為上述創新目標的各個分支提煉理論分析框架。
④方法論。這一目標屬于傳統的科學哲學，它以創新為基礎，對計算學科及其相關學科中的概念、方法和理論進行系統梳理，為其提供元理論分析框架。
（2）七大方面
計算學科中的哲學問題除四大層次外，還應包括以下七大方面。
①計算學科的本質探討。包括：計算是不是一門學科？學科的本質是什么，學科的根本問題是什么？核心是什么？等等。
②計算學科的思維方式。使用計算機解決問題的過程基本上是模擬人類大腦解題的過程，因此有必要分析人類是如何解決問題的，以及在解決問題的過程中人類是如何進行思維活動的。
③計算學科的基本問題、重大問題和未來走向。基本問題是反映計算學科本質的，能對計算學科各分支領域中的核心問題所具有的共性進行高度概括。重大問題是計算學科中的重要的理論模型的瓶頸問題及其未來走向。
④計算學科的創新及其素質要求。計算學科的創新，就是要圍繞計算學科的基本問題、重大問題、走向問題、熱點問題以及阻障問題進行理性分析、深入探討和哲學評價，以期推動計算學科的可持續發展。由此就提出對從事計算職業人員的素質要求的研究。
⑤計算學科的方法論分析。計算學科方法論是關于計算領域認識和實踐過程中的一般方法的含義、性質、特點、內在聯系和變化發展的系統研究。
⑥計算學科的價值原則、倫理原則。價值原則和倫理原則是指對從事計算職業的人員的價值觀要求以及道德規范的研究。
⑦計算學科重大成果的哲學分析。如人工智能的哲學問題，現實世界與虛擬空間的哲學問題，語言與知識、信息與內容、形式語言和超文本理論的哲學問題等。
5 小結
計算學科中哲學問題的重點是計算學科的本質探討，如尋求統一的計算理論，對計算本質的理論反思等。計算學科中的哲學問題的難點是創新，是利用計算的概念、方法、工具和技術來對傳統和新的問題進行建模、闡釋和提供解決方案，為上述創新目標的各個分支提煉理論分析框架以及計算學科發展中的重大問題的哲學分析等。（本文獲“2005年全國青年教師計算機教育優秀論文評比”三等獎）
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計算機科學的研究方向范文5
關鍵詞:信息化;計算機;教學;課程建設
中圖分類號:C41文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2010) 10-0000-01
How to Build Computer Teaching Construction under Information Age
Gao Hua
(Tieling Health Vocational College,Tieling112001,China)
Abstract:In the information age,how to build a good computer teaching program became a key issue.The rapid development of the computer should strengthen the construction of the computer curriculum issues,so as to provide the community with more useful talents to keep up with the pace of computer development.In a words,this article talking how to build computer curriculum under information era.
Keywords:Informatization;Computer;Teaching;Courses construction
計算機作為一門科學的教育在各院校中開展,如今,幾乎每個學校都有了計算機的專業。在各院校中,學生的學習水平都存在個體差異性,專業的課程教育自然也存在著一定差異,而我國普及計算機的時間比較短,更何況計算機科學的發展速度之快,學生又怎么跟得上計算機科學的發展,又怎么掌握對計算機的最新發展方向、最新技術。這就需要在如今的信息化時代背景下,加快進行計算機教學課程建設的速度,和進行計算機教學課程建設的決心。
一、如果建設不恰當會帶來的問題
課程開展的先后順序對于計算機課程體系來說是很重要的,在計算機學習過程中,有很多課程的有無對后面的課程學習起著承上啟下的作用,缺之不可。所以在這一方面培養方案的制訂如果存在問題,就一定會影響學生的學習。
舉個例子來說:網絡類課程,如果沒有一定的計算機基礎,幾乎就沒有辦法開展,就拿“計算機網絡安全”來說,“計算機網絡安全”對TCP/IP協議的要求是比較高的,而有些學校在進行“計算機網絡安全”這個課程之前,并沒有開設關于TCP/IP協議的課程,這樣一來,又怎能順暢的進行“計算機網絡安全”課程呢?在學校開設用來取代TCR/IP協議課程的計算機網絡基礎中,對TCP/IP的講解是很相當有限的,是不能完全替代TCR/IP協議課程的,也并不能滿足學習“計算機網絡安全”這門課程的需要。
二、建設的誤區
(一)認識誤區
在計算機學習課程中,絕大部分的學生甚至老師都認為,學習計算機就是為了學習編程,從而覺得編程是學習計算機中很重要的課程。其實這只是夸大了編程的重要性,編程的確是很重要,但要看學習的階段,而不是一味的把編程擺在至高無上的位置上。要清楚的認識到編程只是我們學習、研究計算機的一種工具,而不是最終目的。編寫程序只屬于是計算機科學中一個小小的分支點,而不是計算機的全部。計算機科學的學習應用方向、研究方向還有很多,學生應該很清楚的認識到這一點,更要打好深厚的理論基礎,做到有一定的動手能力,更要把學到的知識有效的結合起來,去真正的認識到計算機是干什么用的,怎樣有效的去應用計算機解決問題,而不是一味的去夸大某一點的作用。
(二)建設誤區
計算機教學課程建設的問題是目前比較嚴重的問題,課程安排太多太密集,學生沒有空余的時間,而且使得學生每天都在學習,以至于沒有消化知識的時間,而且,安排得如果太過雜亂或是專業方向的課程安排得不突出,又體現不出學生某一方面的特長。
三、如何進行計算機教學課程建設
(一)強化實踐
實踐才是檢驗真理的唯一標準,所以在計算機課程建設中應該十分注重實踐環節的作用。為了培養學生的動手操作和上機編程能力,同時彌補實驗課時不足的缺陷,采用課內實驗和課外實驗相結合,拓展了理論和實驗教學內容,強化了實踐環節,總之,要通過各種手段方法,強化學生的實踐能力,脫離了實踐,所有的一切都將不再有意義,都將只是空談。
(二)突出培養特色
首先,要完善修訂課程教學大綱和教學計劃?？梢酝ㄟ^對照其他學校的教學大綱和教學計劃,當然也要去認真分析這些對照的教學大綱和教學計劃,畢竟不同的學校,不同的類型之間的教學大綱和教學計劃都是不同的,可以參考借鑒,但并不是每一所都使用,要從實際出發,選擇適合的去完善。畢竟我們的目標是立足學校培養應用型人才。
其次,要深化教學內容。以動手操作和程序設計能力培養為關鍵點,著重的突出重點知識教學,并優化課程的實驗,既循序漸進,又要注重應用系統的關聯性,逐步培養學生使用計算機分析問題和解決問題的實際動手能力。
四、總結
計算機,是21世紀的人才都必須具備的基本素質,為了培養出符合時代要求的人才,符合社會需要的人才,就必須在計算機教學課程建設中不斷研究和探索,堅持進行教學改革與教學實踐,務必培養出學生的自學能力、創新能力、動手能力以及利用計算機在各自專業中的應用能力,這樣才能順應社會的發展,才不會被社會淘汰。
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計算機科學的研究方向范文6
關鍵詞：教學改革；培養模式；教師教育
中圖分類號：G64 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913 (2007) 19-0040-03
1引言
綜合性大學舉辦教師教育是世界各國教師教育改革和發展的基本走向，也是中國師范教育從傳統走向現代的新趨勢。隨著社會的發展，中國的教師教育呈現出教師來源多元化、教師職業專業化、培養培訓一體化以及教師隊伍高學歷化等新的發展趨勢，教師教育由此進入了一個嶄新的時代。[1] 傳統的師范教育必須改革，才能獲得新的發展。
對于綜合性大學中的教師教育來說，當前所面臨的困境與挑戰主要表現在兩個方面：一是綜合性大學的辦學理念與文化對原有師范院校辦學理念與文化的沖擊；二是當前基礎教育改革尤其是課程改革的深入推進對原有師范教育內涵和方式的挑戰。[2]將教師教育納入綜合性大學之中，對原有師范院校辦學理念與文化的沖擊是很明顯的。
原有師范院校在轉型或合并組建綜合性大學后往往會感受到一種切實的生存危機和發展困境，長期以來的“師范性”與“學術性”之爭實際上也是這種危機的典型反映。在這種情況下，如何重塑自身的“學術性”，促進“師范性”與“學術性”的和諧發展，如何鞏固并拓展自己的生存空間，已成為綜合性大學教師教育所面臨的一個緊迫問題。
對于計算機科學與技術教師教育專業的課程體系主要依據普通高等院校計算機專業的計算機課程體系而設置。但是計算機課程發展具有結構的不穩定性，并且在具體的制定和實施中出現的偏差、課程體系缺乏整體優化，理論教學過多、教學內容陳舊，教育思想、教學模式依然以教師為中心，教學手段和教學方法落后。由于受硬件條件的限制，教學方式則是以課堂教學為主，課程實驗也大多以簡單的驗證性為主;課程內容重復，各類課時比例不盡合理，對計算機科學與技術的新知識及現代教育理論較少顧及，難以激發學生的學習興趣，師范性不突出，職業技能訓練不足，嚴重地影響了學生的個性發展，不利于學生創造性、動手能力和自學能力的培養，不能滿足在新課程改革下中小學信息技術教育對教師所提出的新要求。
2計算機科學與技術教師教育專業培養模式
廣州大學計算機學科現有三個專業計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程；其中計算機科學與技術專業又分為信息與軟件方向、信息管理方向、計算機教師教育方向。每年招生人數大約200-280人。這些專業或方向都有各自的培養計劃，學生在招生時選擇的專業，很難中途換專業，不利于復合型、創新型人才的培養。
我們根據國內外大學本科教學發展的趨勢和我校的現狀，提出建立計算機類專業、方向教學大平臺，建立一個立體化跨專業的人才培養模式，希望培養出具有個性化，創新意識的復合型、寬口徑的本科畢業生。
在此平臺下，建設計算機科學與技術教師教育專業，本專業的培養規格應圍繞“厚基礎、寬口徑、高素質、強能力、重創新、廣適應”的人才培養思路，具有國際2l世紀教育委員會所倡導的四種最基本的學習能力，即“學會認知，學會做事，學會共同生活和學會生存”。適應計算機科學與技術學科的發展，具有良好的科學素養、文化修養和師德。系統地、較好地掌握計算機科學與技術學科的基本概念、基本原理、基本方法、基本技術等基礎理論知識，能理論聯系實際，具有良好的計算機科學與技術基本實驗技術與技能等實踐能力。主要體現在以下幾個方面：
(1) 具有良好的政治思想品質和職業道德。
(2) 具有良好的信息素養，包括信息獲取能力、信息分析能力、信息應用能力。
(3) 具有較強的數學基礎知識和扎實的計算機專業基礎理論知識。
(4) 具有較好的計算機軟、硬件、網絡方面的應用能力。
(7) 具有較熟練地閱讀專業外文資料和一定的外語聽說能力。
(8) 具有較強的組織教學能力和指導學生課外活動的能力。
(9) 具備一定的現代教育理論，能勝任中小學信息技術課的教學工作。
(10) 具備較強的自我學習能力、創新能力、教學科研能力、管理能力以及協作能力。
結合廣州地區基礎教育的需求，積極探索非定向教師教育的模式，改革教師教育的課程體系和教學內容，優化公共教育學科的課程設置，加強學生教育教學技能的培養，加強師范教育的學術性基礎和教師教育的教育專業性，使教師教育學術性與師范性并重，由封閉走向開放，極大地促進教師教育的發展，以培養適應教育現代化的高水平師資。
3課程體系的建設
培養方案的重新規劃和設計整合三個專業教學計劃整合為一個大平臺，一個計算機教師教育教學計劃，三個專業模塊的教學計劃。由于對學生已經進行了分類教育，對不同類型的學生的教學方法和手段應進行新的研究。
由于三個專業一個大平臺，大平臺中的主干課程的教學內容和教學要求應能適應三個專業的要求，重新設計和規劃主干課程教學內容、教學要求和教學方法。
建立新的學籍管理體系，使學生能方便地跨專業學習。
根據新的課程教學內容，教學方法編寫更合適的教材。剔除陳舊的教學內容，注入能反映各領域的發展趨勢及新成果、新動態的新內容，把科學精神和人文精神滲透到各門課程和各教學環節之中。改革教學方法和教學手段。構建創新能力和實踐能力培養體系。組織編寫和引進國內外高水平的教材。建立新的實驗體系和實踐環節，編寫配套的實驗教材。
建設一個分層次，跨專業的教學平臺，在培養計劃、教學計劃、教學大綱、實驗體系、實踐環節和學生管理工作進行調整和改革，將對我校計算機類專業的本科教學產生巨大推動。
學生可以通過一年到兩年的學習，對專業有所了解后，再對自己有興趣的專業或方向進行選擇。這給了學生更大的自由度，減少學生選擇專業的盲目性，并且拓寬了學生的基礎知識。而在高年級則允許學生自由選課，對學生的個性化發展提供了基礎。
改革教師培養模式，培養高水平師資。通過把教師教育和非教師教育專業構成一個大平臺，結合廣州地區基礎教育的需求，積極探索非定向師范教育的模式，培養“專業＋師范”的復合型師資，師范生在完成與非師范生同樣的專業課程基礎上，加修14個學分的師范教育學程，便具有了師范生的資格，使師范教育與非師范教育逐步融為一體，優勢互補，協同共生。
4實驗體系的建設
在計算機類專業人才培養目標為基礎，在計算機大類教學平臺的基礎上，建立一個適合計算機類專業培養規格要求、以能力培養為主線的“一體化、分階段、多層次”的實驗課程教學體系。實行基礎實驗課、專業基礎實驗課和專業實驗課三個階段的實驗教學，重基礎實驗課，打好計算機類專業平臺的基礎，培養學生的基本操作、基本方法、基本技能，結合各專業理論課程體系，構建各專業的實驗課程，同計算機類專業平臺的實驗課程成為一個有機的整體。使學生系統掌握計算機基本理論的實驗教學，擴大了綜合性、設計性實驗課程，使學生掌握軟件系統分析、設計和說明的基本方法，網絡工程的設計和管理能力，具備計算機方面的研究與技術開發能力。提高學生獨立思考問題和解決問題的能力，提高學生的動手能力，培養學生的創新精神及集體協作能力。對教師教育專業通過學科教學法、教育見習、教育實習的專業實踐過程，使學生能具備信息技術教師的基本能力。
5專業發展存在的問題
由于國家教師教育的優惠條件已經不存在了，對計算機科學與技術教師教育專業的發展是一個挑戰。特別是我們學校是以大類招生，一年以后分流，由于學生對教師職業的不了解，選擇教師教育專業的學生比較少，甚至不能開一個班。
由于教師職業也面向非師范專業的學生，使得師范生的就業有更大的挑戰。
6師范和非師范專業學生的特點
師范生由于要以教師職業為目標，所以一旦作為師范生，對自己的行為要求有一些潛在約束。總的來說，師范生比非師范專業的學生相對穩重一些，學習也自覺一些。
由于有教學實習，學生的表達能力和組織能力得到鍛煉，學生在非專業能力方面比非師范生有更大的優勢，但在專業能力上一般比非師范生的能力差一些。在從事專業性很強的職業上競爭能力差一些，但在一般的專業技術職業的就業上，應有一定的優勢。
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