Abstract: Along with the development of modern information society, talents which not only have professional skills, but also have certain ability of the puter application are getting more and more popular in the society、 Therefore, in order to cultivate talents adapting society’s development, college must cultivate inter-disciplinary talents with both professional skills and ability of puter application, bining puter technologies and other professionals、 Database is a course with strong practicalness, existing certain difficulties for non-puter professional students、 But as the puter education teaching workers, we must overe difficulties, research database teaching schemes to train and temper the ability of students in all aspects、 From the reality, this paper makes the teaching plan on practice, boldly attempts new ideas on how to improve non-puter professional students' interest in learning database, cultivating their learning autonomy and innovation ability、
关键词: 非计算机专业;数据库;教学方案
Key words: non-puter major;database;teaching scheme
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)16-0173-01
0引言
随着计算机在社会各个领域中的广泛应用,高校很多非计算机专业根据需要也开设了数据库课程,但是非计算机专业的学生对计算机的兴趣不高,加上计算机基础知识比较差,尤其是难以掌握计算机语言、编程等。所以,非计算机专业学生计算机教学效果难以提高。针对这种现状,我们在设计数据库教学方案时,首要的任务就是针对如何提高非计算机专业学生对数据库的兴趣。通过对数据库教学设计,使他们在各个方面都得到锻炼。
1定位教师角色,培养学生对计算机的兴趣
在数据库教学中,要改变以往传统的以教师为中心的教学模式,教师应该扮演的角色是以学生为中心,教师只是协助学生,指导实验,答疑解惑或者是理论知识的总结等。所以,要在以学生为中心的新型教学模式下,努力提高非计算机专业学生学习计算机的兴趣,使学生真正掌握有效的学习方法,培养学生在实践中发现问题并提出问题最后解决问题的能力。
例如在数据库实际教学中,教师可以在计算机多媒体教室以Access数据库为后台演示数据库的实际操作,也可以直接在Access表里查询、删除、增加数据,这样可以让学生看到可以采取多种方式操作数据库。通过这种立体的直观的方式激发学生的兴趣。Windows操作平台里面的所有的应用软件大都有比较接近的操作界面,加上学生有Word和Excel的基础,所以在学习数据库时,教师就只是辅导学生,让他们通过自学来掌握使用方法,此时老师就只是发挥引导的作用了。所以,在非计算机专业数据库教学方法的研究中,要精确定位教师的角色,最大限度地激发学生的学习兴趣。
2根据专业特点设置合理的教学内容
教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编制了一套《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见及计算机基础课程教学基本要求(试行) 》,理工科可以采用1+X方案,文科可以采用1+X+Y方案。方案中的“1”代表分级教学中的《大学计算机基础》部分,方案中的“X”和“Y”代表着要充分各个专业不同的特点。
例如,美国马可雷斯特大学的Kaplan教授在讲解Matlab程序设计时,百分之五十介绍Matlab编程,百分之五十介绍关于理工科的实例,收到了良好的教学效果。这充分证明了计算机教学内容不仅要实用化还要针对专业,在教学中引入最新的科研成果,使学生参与本专业有关计算机问题的开发工作,培养学生实际动手能力。所以,设置合理的教学内容在数据库教学设计中也是非常重要的。
3制定合理的考核机制
由于数据库这门学科是一门实践性非常强的学科,其要求就是要学习者解决实际生活中面临到的问题,解决问题的过程可以直接反映出学生的学习效果。所以,教师要建立合理的考核机制,对学生的平时成绩给予及时的评价。
平时成绩的考核主要是学生的课堂练习、作业以及学习的表现等等。除了在课堂上进行平时考核外,教师还可以借助网络来实现教师与学生之间的交流平台,可以利用网络环境下的考试系统进行考核以及评价。另外,还要注重考核完后的反馈机制,让学生通过考试发现自己在学习中存在的问题,教师也能够通过考试发展学生在计算机方面存在问题的倾向性。在这个过程中,要根据社会需求的变化来变化等级考试的内容和形式,避免出现应试教育的倾向。所以,在非计算机数据库教学方案中还要注重建立合理的考核机制,保持学生对计算机的积极性,否则数据库教学将会失去生命力。
4小结
教学方案的研究是高等院校培养人才的重要教育教学环节,需要计算机工作者进行长期的实践和探索以及创新。通过近几年来的教学实践,定位教师角色,培养学生对计算机的兴趣,根据专业特点设置合理的教学内容,制定合理的考核机制可以有效解决高校非计算机专业教学中的学生学习兴趣不高、教学内容更新快以及应试教育倾向等问题。
综合所述,我们要如何让学生通过数据库课程设计,使他们的各方面能力得到培养和锻炼,是高等学校计算机教学研究和培养人才的重要环节。实践证明,随着社会科技的不断进步,数据库教学必然存在着新的挑战,但是只要我们坚持不懈地努力和探索,就一定能跟上时代的步伐,提高学生的创新能力,培养出更多的符合社会需要的多功能型人才。
参考文献:
[1]薛联凤,叶水仙、非计算机专业数据库教学方法探析[J]、南京林业大学学报:人文社会科学版,2002,(6):76-78、
[2]孙春玲,潘晓鸥、高校非计算机专业计算机基础课程的研究与设计[J]、黑龙江高教研究,2007,(9)、
[3]赖凡,余建桥、高校非计算机专业计算机基础教学的实践与思考[J]、西南农业大学学报:社会科学版,2007,(1)、
关键词：计算思维；大学计算机；课程体系；教学案例；教学方法
0、引言
自20世纪90年代末教育部倡议在大学开展“计算机文化”教育至今，大学计算机基础课程经历了以流行软件学习与掌握为主的“计算机文化基础”教育阶段，以素养和应用驱动的计算机共性知识讲授为主的“计算机应用基础”教育阶段。课程名称也从计算机文化基础变成大学计算机基础，直至现在的大学计算机。这是因为随着国家人才战略的实施以及国家对于人才培养质量的高度关注，计算机教育在大学整体教育中的重要性将会更加突出，计算机成为在通识教育中培养具有现代科学思维精神和能力的三大必修课程（数学、物理、计算机）之一。课程名称的变化反映了信息技术的发展、计算机教育的普及、社会的需求变化以及学生计算机基础的提高。
当各高校开始提倡素质教育、给学生更大的自学空间、不断压缩学时的时候，大学计算机基础首当其冲受到极大的冲击，学时被大大压缩，少数学校甚至取消了该课程。这不禁让从事计算机基础教育的教师和专家学者感到矛盾和困惑：该课程到底该如何发展？究竟还有没有存在的必要？我们的学生真的不需要学习计算机吗？他们需要学什么？
2006年，美国卡内基・梅隆大学：（CMU）计算机科学系主任周以真教授（Jeannette M、Wing）首次明确提出了计算思维（Computational Thinking，CT）的概念，为计算机教育的改革指明了方向。2010年7月，在首届“九校联盟（C9）计算机基础课程研讨会”上，“985”首批9所高校就大学如何在新形势下提高计算机基础教学的质量、增强大学生计算思维能力的培养形成4点共识，提出要旗帜鲜明地把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务。国内一些著名学者和专家率先开始研究计算思维的概念与内涵，思考计算思维对计算机科学研究以及计算机教育的启示，呼吁教育的转型：一些先行者大胆尝试在计算机基础课程中引入计算思维，践行新的教学理念和探索新的教学模式，陆续取得一些卓有成效的研究成果。
然而，思维毕竟是人类特有的一种精神活动，看不见摸不着。要想使学生接受计算思维行不是一件容易的事，问题的关键在于怎样做才能将计算思维的培养落到实处。例如，怎样构建一个包含计算思维典型特征的课程体系？怎样组织教学内容？通过何种教学模式能够更有效地培养学生的计算思维？笔者将就这些问题进行初步探讨并提出建议。
1、机遇与挑战
当今社会已步入数字化、信息化和网络化的新时代，信息技术的发展水平、运用水平和教育水平已成为衡量社会进步程度的重要标志，学习和掌握计算机的基础知识和技能是非计算机专业学生必须达到的基本要求，社会对各领域创新人才的需求对非计算机专业学生的计算能力提出了更高要求。如何针对社会需求重新定位大学计算机课程？怎样才能让学校和学生清晰准确地认识到该课程的重要性和价值？这是急需解决的一个关键问题。
在这种形势下，计算思维概念的提出正好为课程改革提供了一个难得的契机。按照周以真教授的定义，计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动；计算思维的本质是抽象（Abstraction）和自动化（Automation）。陈国良院士指出，理论、实验和计算是推动人类文明进步和科技发展的三大支柱，计算思维是人类科学思维活动的三大组成部分（理论思维、实验思维、计算思维）之一，是数学思维与工程思维的互补与融合，计算思维无处不在。
然而，计算思维的养成和训练是一个长期、循序渐进、潜移默化的过程，不可能一蹴而就，与以往的教学有着不同的要求和目标，这些要求和目标对现有的教育观念和方式提出了新的挑战。对于如何在教学中实现计算思维的培养，还存在分歧和误区。有的教师认为计算思维不过是一些理论和概念，讲了也没有多大用处，还不如教给学生一些必需的计算机知识和技能；有的教师认为以往的教学中已经蕴含了计算思维的思想，没有必要专门讲解这个概念，而且思维是无形的，根本无法在课程或实践中传授，只能通过学生自己感悟；还有些教师则把计算思维的培养等同于理论知识的讲解，或者认为技能培养就是思维训练。
这些对计算思维的错误认识，导致计算思维的概念并没有与计算机基础课程的知识有机融合，知识的传授并没有转变为基于知识的思维传授，因此究竟怎样做才能避免只是简单地给课程贴上计算思维的标签，而是真正将计算思维的培养落到实处，让学生通过课程教学和实践体验到计算思维的魅力和价值，这是必须解决的另一个关键问题。
2、改革思路与措施
针对上述两个关键问题，我们以培养计算思维能力为主线，着重从以下几个方面对大学计算机课程进行改革。
2、1分析社会需求，明确课程定位
在很长一段时期内，大学计算机基础教学普遍注重计算机知识的传授和计算机应用技能的培养，学生学到的是有关计算机的一些概念及通用计算手段的应用，但是当今社会处于急需各种创新人才的高科技时代，学生仅仅具备这些能力是不够的。高速发展的经济社会要求非计算机专业学生未来应具备的计算能力是掌握支持各学科研究创新的新型计算手段并应用计算手段进行各学科的研究与创新，因此，大学计算机应定位于以计算思维为核心，以计算机知识为背景，使学生理解典型的计算思维，掌握基于计算技术/计算机的问题求解思路与方法，提高学生的计算机应用能力，培养学生应用计算思维和计算工具分析和处理专业领域实际问题的能力，为今后的创新活动奠定坚实基础。
2、2构建计算机知识与计算思维有机融合的课程体系
以计算思维能力培养为核心的计算机基础教学改革并不意味着一定要将现有的课程体系和教学内容“推倒重来”，而是在原有课程体系的基础上，以计算思维为主线，重新组织教学内容，适当增加新的能体现计算思维的知识点，删除一些陈旧的知识或技术细节，大幅度调整课程内容的结构，最终构建一个计算机知识与计算思维相融合的课程体系。
1）分析研究计算思维的内涵和特征。
在明确课程定位后，我们应首先仔细分析计算思维的内涵，研究计算思维包含哪些基本组成部分，这些基本组成部分的特征和表现是什么，确定在大学计算机知识体系中涉及计算思维的哪些概念；然后将知识体系分解为知识单元和知识点，研究这些知识点如何与计算思维的典型特征有机融合。
对计算思维内涵的解读有很多。2010年，Peter J、Denning在ACM关于“什么是计算”的研讨会上指出：计算思维是一种解决问题的思维方法，这种方法将问题表示为关于某个计算模型（该模型必须被发明或发现）的信息处理过程，并寻求一种算法上的解决方案。2012年，李廉教授指出：“计算思维是人类科学思维中，以抽象化和自动化，或者说以形式化、程序化和机械化为特征的思维形式。计算思维的标志是有限性、确定性和机械性。计算思维的结论应该是构造性的、可操作的、能行的”。
战德臣教授提出的“计算之树”很好地描绘出融入计算思维后的大学计算机所面对的知识空间，即“核心”的计算思维，主要有“计算之树”的树根――计算技术与计算系统的奠基性思维：0和1、程序、递归；“计算之树”的树干――通用计算环境的进化思维：冯・诺依曼机、个人计算机、并行与分布计算环境、云计算环境；“计算之树”的树枝――计算与（社会/自然）环境的融合思维；“计算之树”的双色枝杈――交替促进与共同进化的问题求解思维：算法与系统…。
2）选取典型的计算思维，构建新的课程体系。
从上述知识空间中选取非计算机专业学生需要掌握的典型计算思维，对现有的教学内容进行重新审视和定位，适当裁剪和增删；围绕问题的分析解决思路组织相关知识，设计课程教学内容，最终构建一个计算机知识与计算思维有机融合的课程体系。
北京航空航天大学于2012年开始参与教育部大学计算机课程改革项目“理工类高校计算思维与计算机课程研究及教材建设”，初步构建大学计算机课程体系，见表1。
由表1可见，课程分为7个教学单元，要求在每个教学单元的教学内容中，描述清楚计算机知识背后蕴含的计算思维是什么，指出哪些知识体现了计算学科的素养。例如，在计算原理教学单元中，计算思维主要涉及0和1的思维（基于电信号的硬件实现、逻辑真/假以及基于逻辑的理论与实现，任何信息都可以表示成0、1串，也就都能被计算，被计算机处理）、计算机语言发展进程蕴含的思维（语言与编译器）、计算机系统的思维（系统由基本动作以及基本动作的各种组合构成，可以按照“程序”控制“基本动作”的执行以实现复杂的功能）；在算法描述与程序设计教学单元中，既要培养学生的计算思维，如指令与程序、算法、递归的思维，又要培养学生的计算学科素养，即程序设计方法与典型算法的基本素养。
2、3设计能够体现计算思维显著特征的教学案例
教学案例是教学内容的重要载体，如果采用抽象枯燥的理论讲解方式，学生将难以理解计算思维的抽象概念，更谈不上通过学习培养计算思维能力，因此需要设计能够体现计算思维显著特征的教学案例。我们通过分析计算机解题的思路和方法，着重讲解如何运用知识将实际问题转化成机器语言的思考过程，如提炼问题、转换问题、构建模型、设计算法、用合适的程序语言描述、用计算机解决问题，以促进学生对计算思维抽象和自动化本质特征的理解，掌握计算思维面向典型计算环境的问题求解方法。
此外，我们还创设教学情境，提出基于计算思维的探究性问题，以激发学生的学习兴趣和探究问题的求知欲。在教学中启发学生运用计算思维的方法解决问题，可以有两个途径：根据已有工具对问题进行分析、抽象和建模，最终建立现有工具能处理的模型；利用所学的基本算法、建模方法创造算法或系统。例如，在计算原理教学单元中，教师可以设计“在计算机中信息是如何被存储的”教学案例。一方面，通过该案例阐述的“0和1的思维”，学生可以了解为什么在计算机中要使用二进制而不是十进制；体会一切信息皆可抽象为符号，而在计算机中一切信息都是由0、1串表示，0、1逻辑易于硬件实现、便于计算；进而掌握“语义符号化、符号0（和）1化、0（和）1计算化、计算自动化、分层构造化、构造集成化”这种最重要的计算思维。另一方面，通过该案例阐述的“计算机系统的思维”，学生从系统的角度了解计算机如何被构造以及信息如何被存储和处理；通过中央处理器Cache内存虚拟内存磁盘存储器的介绍，学生能够体会到“在时间和空间之间、在处理能力和存储容量之间进行折衷”的计算思维方法。
2、4改革教学方法，促进学生计算思维能力的养成
恰当的教学方法才能展现计算思维的魅力和基本思想方法。过去以讲授知识点为主线的教学方法必须改变，应以讲授认识和应用计算机的思维过程为主线，使知识随着思维的展开而介绍，思维随着知识的贯通而形成，能力随着思维的理解而提高，这样循序渐进地促进学生计算思维能力的养成。
一方面，在课堂教学中采取基于计算思维的探究教学模式。探究教学就是将科学问题作为探究过程来讲授，让学生像科学家进行科学探究一样在探究过程中发现科学概念和规律，掌握科学方法，培养学生的探究能力和科学精神。在课堂教学中，教师提出基于计算思维的探究性问题，引导学生运用计算思维的一系列方法探索、发现问题的本质，通过简化、转换、递归、抽象、分解、建模等计算思维的基本方法，将一个复杂问题转换成许多简单的子问题并构建求解模型，进而充分利用计算机的运算能力实现问题求解。当学生掌握这种思维方法以后，教师再启发学生运用所学方法自主探究并解决更深层次的问题，从而达到知识巩固、迁移和内化为能力的目的。
另一方面，在实验教学中采取任务驱动的实验教学模式。教师只给出实验任务，要求学生自主完成一个系统或一个解决方案从设计到实现的全过程。学生主动思考，自主梳理知识，构建学习模式，规划解决方案，运用计算思维的方法自主设计和独立完成实验任务。基于计算思维的任务驱动实验教学模式将有利于培养学生自我建构知识、计算思维和创新的能力。
3、结语
1、计算机研究生专业基础课程实验与教学的改革
2、计算机学科硕士研究生课程设置探讨
3、研究生计算机图形学课程教学研究
4、机械类研究生计算机应用课程的教学改革与实践
5、计算机学科硕士研究生培养改革初探
6、非计算机专业工科研究生的计算机专业知识结构分析
7、面向计算机专业研究生的人工智能教育
8、对跨专业报考计算机研究生现象的分析
9、高等农业院校计算机应用专业研究生管理模式的研究
10、计算机技术专业学位研究生实践创新能力培养方法
11、研究生“计算机网络”课程教学与教材体系建设的实践
12、研究生入学考试专业课统考与自主命题“双轨制”政策的实效分析——以计算机科学与技术专业为例
13、计算机学科专业学位硕士研究生特色课程体系建设
14、计算机专业全日制硕士专业学位研究生课程教学研究
15、计算机科学与技术全日制专业学位研究生课程体系设置研究
16、国内外计算机硕士研究生课程设置的比较与分析
17、计算机技术领域工程硕士专业学位研究生教育综合改革与实践
18、浅谈普通高校计算机专业硕士研究生教育模式
19、计算机应用专业软件工程方向硕士研究生的知识结构与培养
33、非计算机专业研究生计算机教学的研究
25、美国大学计算机研究生教育的特点
26、计算机研究生管理系统的设计与实现
27、我国研究生教育计算机管理的探讨
28、面向创新型研究生教育的计算机专业本科毕业设计研究
29、计算机技术领域专业学位研究生培养方案研究
30、我校非计算机专业研究生计算机课程设置探讨
38、计算机学科研究生课程体系的构建与实施
35、研究生阶段计算机网络理论课程教改初探
36、计算机技术全日制专业学位研究生培养的探索与实践
37、计算机专业研究生国内外高校培养模式对比分析
38、计算机应用型研究生教育培养模式探讨
39、学术型计算机专业硕士研究生工程能力培养研究
40、计算机专业研究生课程建设与教学改革
41、美国计算机科学与工程专业本科和硕士研究生课程设置特点分析——基于22所美国著名大学统计数据的分析
42、教师领导力在计算机专业研究生创新能力培养中的应用
43、美国知名大学计算机专业研究生教育探索
44、韩国KAIST大学计算机学科研究生课程结构分析
45、对计算机专业硕士研究生招生现状的探讨
46、研究生体育与健康评价指标体系及其计算机支持系统的研究
47、计算机专业研究生科研能力的培养
48、非计算机专业研究生计算机应用基础类课程教学改革探索
49、加强教学过程管理 提高计算机专业研究生培养质量
50、关于我国研究生教育信息计算机管理的探讨
55、地方高校计算机学科交叉领域研究生创新能力的培养
56、探索研究型大学研究生课程体系的改革与优化
57、临床医学研究生计算机信息应用能力培训效果评价
58、研究生计算机课程改革
59、研究生能力培养——《计算机辅助设计》多媒体教学的启示
60、医学院校研究生计算机教学改革的探讨
75、依托学科建设咨询专家组 科学制订计算机科学与技术研究生培养方案
64、天津地方高校全日制专业学位研究生培养初探——以计算机专业为例
65、从硕士研究生入学统考看高校计算机本科专业基础课教学
66、工程化实训驱动的计算机专业学位研究生“e-Boyer-CIPP”创新应用体系研究
67、北京工业大学计算机学院研究生学位论文质量分析
68、浅谈提高计算机专业研究生培养质量的措施及实践
69、中医药院校非计算机专业研究生医药信息学相关课程教学探索
70、高校二级学院研究生教育国际化的开展与实践——以南京信息工程大学计算机学院为例
75、高等医学院校研究生计算机教学改革的探讨
76、计算机工程领域专业学位研究生实践教学改革探索
77、研究生计算机文献检索课程体系构建与教学模式创新——以石家庄铁道大学图书馆为例
78、面向研究生的计算机动画教学
79、研究生计算机教学问题探讨——面向研究型大学非计算机专业
80、计算机学科研究生创新能力培养的研究与实践
88、国内外计算机学科硕士研究生课程设置的比较与分析
87、计算机专业研究生创新能力培养途径研究与实践
88、提高地方高校计算机专业硕士研究生培养质量的探索
89、对研究生开设计算机信息检索课的构想与实践
90、计算机类专业学位硕士研究生教育质量协同保障体系构建
93、学位与研究生教育计算机信息管理研究
94、医学院校研究生计算机应用课程教学改革探索
95、财经院校计算机类专业研究生创新人才培养机制研究
96、用于研究生教育的计算机管理系统概况
97、一个基于计算机辅助实施的研究生中期筛选系统方案
98、硕士研究生招生计算机管理系统的研究
99、研究生教育计算机管理的现状分析及改革尝试
100、计算机专业研究生培养方案与教学质量保障的探索与实践
93、计算机辅助仿真模拟器对心血管专业研究生在冠状动脉造影技能培训中的作用
106、计算机管理是保证研究生招生质量和宏观调控的重要手段
107、学科建设是提高研究生质量的根本途径——武汉大学计算机学院研究生培养侧记
108、实践创新驱动的计算机专业学位研究生培养模式分析
109、以应用为导向的高等中医药院校研究生计算机课程教学改革与实践
110、按一级学科培养计算机科学与技术专业研究生的探索
111、医学研究生计算机课程教学的探索与实践
112、基于项目驱动的计算机类研究生实践和创新能力培养研究
113、对研究生就业过程中应用计算机处理就业信息的探讨
114、全国研究生教育和学位工作计算机管理发展迅速
115、硕士研究生招生过程中的计算机管理
116、非计算机专业研究生计算机教学改革初探
117、协同创新模式下计算机专业学位研究生实践创新能力培养
118、采用计算机参与管理 提高研究生管理工作水平
119、面向新时期的计算机专业研究生创新人才培养模式探索
120、计算机互联网与中医研究生计算机课教学内容的更新
121、医学研究生计算机应用技术教学改革的探索
122、计算机科学与技术学科硕士研究生课程体系之我见
123、面向计算机专业研究生开设计算神经科学课程的思考
124、医学专业研究生计算机基础课程设置
125、面向财经类高校研究生计算机教育内容和教学模式的探讨
126、研究生计算机网络课程体系研究与实践
[关键词]计算机专业 师范生 教育职业能力 信息技术教学论课程体系
[作者简介]王素坤(1978-)，女，内蒙古呼和浩特人，内蒙古师范大学计算机与信息工程学院，讲师，硕士，研究方向为计算机课程与教学论。(内蒙古 呼和浩特 010022)
[中图分类号]G652 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2012)06-0120-03
一、计算机专业师范生教育职业能力结构分析
教师专业具有双专业性质，即学科专业性和教育专业性。高等师范院校计算机教育专业培养的学生应当是学术性与师范性兼而有之，既具备计算机专业知识和技能，又有教育、教学的知识和技能。然而近几年师范院校在学生培养上呈现出重学科教育、轻师范教育的趋势，过分强调加强学科专业能力建设，弱化了师范能力的培养，致使培养出的师范生在教育领域阵地上没有自己明显的优势和特点。师范性是师范院校的立校之本，师范院校要获得长远发展，必须突出师范特点，加强学生教育职业能力的培养。
那么计算机专业师范生应该具有什么样的教育职业能力结构呢?高师院校的计算机教育专业担负着培养未来的中小学信息技术教师的使命。在我国教育技术职业人员教育技术标准(Standards of Educafional Technology of China for Professionals)中对中小学信息技术教师提出了基本要求：掌握相关技术的知识和技能；运用技术支持教学资源和环境的建设；运用技术支持教学过程的优化；运用技术支持信息化管理；具有强烈的信息意识，自觉承担与技术相关的社会责任。可见，计算机专业师范生除了具备信息技术学科教学能力外，还要具有信息化建设和信息化管理等辅助教学的能力。因此，笔者认为计算机专业师范生的教育职业能力结构应该由教学基本能力、教学设计能力、教学实践能力、教学研究能力和教学辅助能力组成。能力培养的主要途径是实施全面的信息技术师范教育，拓展和完善现有信息技术教学论课程，建设与学生能力结构相匹配的课程体系。计算机师范生的教育职业能力结构及相关培养课程如下表所示：
二、培养教育职业能力的信息技术教学论课程体系
1 教学基本能力的培养。计算机专业师范生首先应该掌握教育教学的基本知识和基本技能。培养教学基本能力的核心课程有“教育学”“心理学”“教师口语”“板书训练”和“信息技术教育学”。(1)“教育学”“心理学”是师范生应掌握的教育教学的基础理论，“教师口语”和“板书训练”则是其必备的教学基本功。这些课程是各学科专业师范生的公共基础课程，为教学基本能力的形成奠定基础。(2)“信息技术教育学”目标是使学生理解信息技术教育教学的规律、原则和方法，掌握信息技术教学的基本知识和基本技能，具有良好的师范素养和信息素养，培养学生成为合格的中小学信息技术教师。
2 教学设计能力的培养。教学设计是连接教学理论与教学实践的桥梁。培养学生教学设计能力的核心课程有“课堂教学设计”和“中学信息技术教材分析”。(1)“课堂教学设计”目标是使学生全面领会教学设计的思想、掌握教学过程设计的程序，使学生能够运用系统科学的方法对教学目标、教学内容、教学媒体、教学策略、教学评价等教学要素和教学程序进行分析、计划并做出具体安排。(2)中学信息技术教材分析，目标是使学生全面了解中学信息技术课程标准，理解中学信息技术教材的内涵、价值观与知识内容体系，掌握分析和评议教材的方法，能够设计和编写规范的教案。(3)“课堂教学设计”给学生提供了教学设计的理论框架，教给学生教学设计的原理与方法；“中学信息技术教材分析”则提供了与中学信息技术教学紧密结合的实践依据。以中学信息技术实际教学内容为依托进行教学设计，能够切实提高学生的教学设计能力。
3 教学实践能力的培养。教学实践能力主要是指实际从事教学活动的能力，计算机师范生应具备初步的信息技术学科教学技能和实验指导能力。培养教学实践能力的核心课程有“教师技能训练”“中学信息技术实验教学研究”和“教育实习”。(1)“教师技能训练”目标是使学生了解课堂常用教学技能，即导入、讲解、提问、演示、板书、结束、变化等技能的概念、功能、要素和应用注意事项，掌握各项技能的微格教学设计和教案的编写，并通过观摩案例和微格训练掌握各种教学技能的应用。(2)“中学信息技术实验教学研究”目标是使学生了解信息技术课堂教学中常用的各种教学媒体和实验设备的使用方法，熟练掌握基本课程实验的操作和演示技能，并能设计出科学合理的信息技术实验。(3)“教育实习”目标是使学生深入到中学完成课堂教学实习任务，完成班主任工作和第二课堂任务，完成教育调查报告并开展服务于基础教育的各种活动。通过教育实习，使学生将所学的基本理论、专业知识和基本技能综合地应用于教育教学实践，全面培养和锻炼学生从事中小学信息技术教育教学工作的能力。
4 教学研究能力的培养。教学研究能力是教师教学能力的拓展和深化。信息技术教师作为教育信息化的推动者，应该是研究型教师，能够将教学和研究密切结合，做到教研相长。培养教学研究能力的核心课程是“教育研究方法”。“教育研究方法”目标是初步培养学生的研究意识，使学生了解教学科研的方法和步骤，能够对日常信息技术教学和学科整合教学进行研究，并具有撰写论文、完成科研项目的能力。教学研究能力的形成需要教育科研的基本理论，更需要在实践中不断锤炼，可以通过开展研究性学习、组织教育调查等实践活动进一步培养学生的研究能力。
5 教学辅助能力的培养。教学辅助能力是对信息技术教师的特殊能力要求。信息技术教师不仅要完成本学科教学任务，还要能承担学校的信息化建设、维护、服务和管理工作，能辅助其他学科教师开发课件和资源等。培养学生教学辅助能力的核心课程有“计算机辅助教学”和“多媒体课件制作”。(1)“计算机辅助教学”目标是让学生了解计算机辅助教学的基本原理。熟悉教育软件开发的基本流程及步骤，掌握媒体资源的设计原则和方法，为将来从事教育软件开发或教学课件制作等工作奠定一定的理论与方法基础。(2)“多媒体课件制作”目标是使学生理解多媒体课件制作的基本概念，掌握PowerPoint，Flash，Author-ware等常用课件工具的使用方法与技巧，能够设计制作出实用性强的多媒体课件作品。
“计算机辅助教学”是学生进行辅助教学的方法论课程，“多媒体课件制作”则是进行辅助教学的工具性课程。正确的方法指导加上熟练的工具应用能够综合培养学生的计算机辅助教学
能力。
三、信息技术教学论课程体系的总体设计
1 既独立又整合的教学内容。在培养计算机师范生教育职业能力的信息技术教学论课程体系中，按照各门课程之间承前启后的关系和学生由浅入深的认知水平来安排课程。首先开设“教育学”“心理学”“教师口语”“板书训练”等公共基础课，这是课程体系的起点。接着开设“信息技术教育学”，它是统领信息技术教学论其他课程的专业基础课程。其次，再两两结对开设“课堂教学设计”“中学信息技术教材分析”“中学信息技术实验教学研究”“教师技能训练”“计算机辅助教学”和“多媒体课件制作”课程，着力培养学生的教学设计、教学实践和教学辅助能力。最后开设“教育研究方法”选修课和安排教育实习。这些课程具有相对独立性，在能力培养上侧重点不同，同时各门课程之间又是有机联系、相互渗透的。例如在“中学信息技术教材分析”和“中学信息技术实验教学研究”课程中，学生要运用“课堂教学设计”课程的理论设计教案和实验，在分析汇报成果时，又要用到“教学技能训练”课程的说课技能。教育实习更是要综合应用各门课程的知识技能。各门课程之间既相对独立又相互整合的关系，有利于学生融会贯通地运用各种教学能力。
2 多样学习空间的教学模式。好的教学内容必须要有与之配套的教学模式和方法。在信息技术教学论课程体系中秉承“教师主导一学生主体”的教学理念，改变传统的以讲授为主的教学模式，将课程教学空间划分为接受学习空间、自主学习空间和协作学习空间，在不同的教学空间中，应用不同的教学方法，通过多样化的学习方式，充分调动学生学习的积极性，达到能力培养的目标。
接受学习空间指教师讲授理论知识的学习空间。搞活理论课堂的关键是将教学内容化抽象为形象，变深奥为通俗，注重启发式教学。我们用到的教学方法主要是案例式教学和问题式教学：比如选取一些生动的案例引出要讲的较为抽象的理论；精选一些中学信息技术教师的教学设计案例让学生从中体会教学设计思想和教学方法精髓。在教学中也经常提出一些开放性的问题组织学生讨论，使课堂气氛在讨论中活跃起来，学生对教育理论的认识也在思维碰撞中建立起来。
自主学习空间是学生自省和提高的空间。通过自学，学生能够真正掌握学习方法，将课堂知识经过自身意义建构输出外化为知识成果。在自主学习空间中，学生可以进行基于资源的学习。我们为学生提供了文字、视频、图片等各种学习资源，让学生通过网络学习平台或电子图书馆等途径去获取和利用有用资源。在自主学习环节中也开展了许多参与式学习活动，比如让学生自己选取感兴趣的中学课本教学内容设计教学方案和实验方案；自行调查研究有意义的中学信息技术教育问题形成小论文等。在学生的自主学习空间中，教师是助学者的角色，要给学生提供学习资源，指导学习方法，创造自主学习环境，激发自主学习动力。
协作学习空间是学生共享学习经验和拓展能力的空间。通过协作学习，学生在态度上相互尊重，在认知上集思广益，在情感上彼此支持。协作学习形式分为小协作与大协作。小协作指课堂上的小组讨论问题，小组分析教材，小组互相说课、听课、评课等。大协作指时间较长、任务较复杂的学习活动。如在“信息技术教育学”课程中，让学生组成协作小组开展贯穿整个学期的研究信息技术教育课题的研究性学习活动，分为开题活动、探索研究和成果展示评价三个阶段。在协作学习空间中，教师是导师的角色，是协作学习内容的设计者，协作学习过程的调控者和协作学习成果的评价者。
3 过程化多元化的教学评价。传统的课程评价方式多为总结性评价，由期末笔试成绩和平时考勤构成。考虑到信息技术教学论课程的开放性、实践性、多样性的特点，我们以过程性评价代替总结性评价方式，着重对学生能力进行多元性、全方面考核评价。
随着通信技术和因特网的快速发展，随着国家党、政机关电子政务网络的普遍建设和应用，计算机网络中涉及国家机密的信息安全面临极大的威胁，已经成为敌对势力窃取的主要目标。信息安全的目标就是要保护信息免受各方面的威胁，以确保业务的持续性并尽可能减少损失。信息安全具有保密性、完整性、可用性、可控性和不可否认性等主要特性。
信息安全学科是由数学、计算机科学与技术、信息与通信工程等学科交叉而形成的一门综合性学科。目前主要研究领域涉及现代密码学、计算机系统安全、计算机与通信网络安全、电子商务/电子政务系统安全等。[1]
当前国内对信息安全人才的需求量特别大，主要的需求单位包括政府、工商、税收、电信、银行、证券、保险、军队、公安、政法、社会保障、电力、能源、民航、公路交通、科研与教育、信息产业和一般企业，等。
2000年，教育部首次批准武汉大学开办信息安全专业，在随后的几年中又先后批准(备案)了包括北京邮电大学、西南交通大学等在内的四十余所大学开办信息安全专业。目前我国已经形成了包括博士后、博士生、硕士生、本科生等在内的信息安全人才培养体系，并且已经培养出了一大批在国内外信息安全领域内有相当影响的高水平人才。但是与我国巨大的人才需求相比，信息安全专业人才需求缺口特别大。据2004年不完全统计，国内对信息安全专业人士的需要量高达30余万人，但是，国内从事信息安全的专业人才(包括博士后、博士生、硕士生)只有3500人左右。
由于我国的信息安全专业还是一个新办专业，其课程体系、人才培养模式等还处于积极探索阶段，近几年国家对设立信息安全专业的控制也很严格。因此，除了依托信息安全专业系统培养信息安全专门人才以外，在其相关专业设立信息安全研究方向，也是缓解我国信息安全人才需求缺口的好办法。
由于计算机科学与技术专业的知识结构、课程体系与信息安全学科的知识结构、课程体系比较相近，只需适当增加与信息安全有关的课程和实践环节，即可使计算机科学与技术专业的学生能比较系统地掌握信息安全的基本理论、方法和技术，以胜任信息安全相关工作，缓解我国对信息安全专业人才极度需求的现状，提高我国信息安全从业人员的整体素质和水平。
本文结合作者在哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院的教学工作，就如何在计算机科学与技术专业教学中引入信息安全学科有关内容进行了探讨，包括课程设置、实践环节设计、实验室建设等内容。
2课程设置
2、1课程设置原则
课程方案的设置要服务于人才培养目标。信息安全专业发展战略研究报告[1]中提出的信息安全专业的培养目标是：培养适合社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，拥有较高的思想道德修养、科学文化素质和社会责任感，具有扎实的数理基础、较好的外语和计算机技术运用能力，掌握信息安全的基本理论与技术、计算机与网络通信及其安全技术以及信息安全法律、法规等方面的知识，能运用所学知识与技能分析和解决相关的实际问题，具有较高的综合业务素质，具有较强的实践、创新与知识更新能力，可以在政府、国防、金融、公安和商业等部门从事信息安全产品的研发、信息系统安全的分析与设计、信息安全技术的咨询与评估服务、信息安全教育、信息安全管理与执法等工作的高级专门人才。
课程方案的设置要符合学科特点。信息安全是一个多学科交叉的综合性学科，其学科基础包括数学、密码学、计算机科学与技术、电子科学与技术、信息通信与通讯工程等学科的内容。因此，课程设置要涵盖上述学科的知识点，从而构成完善的知识体系。
课程方案基于哈尔滨工程大学计算机科学与技术专业培养方案(2005年版)[2](以下简称原有方案)的课程体系进行设计，以体现计算机科学与技术学科基础，保持我校计算机学科专业的既有特色和优势。
2、2课程设置方案
根据原有方案的基本架构，设立公共基础与通识教育平台、学科与专业基础平台、学科与专业特色平台、学生自主选择平台四个课程平台，在每个课程平台下设置若干理论课和实践环节。公共基础与通识教育平台和学科与专业基础平台下的课程为必修课程。在学科与专业特色平台下，设有专业主干课和选修课(指定选修课和任意选修)。在学生自主选择平台下，针对学生毕业后的去向(就业、保研、考研)，分别设置社会调查、部分研究生基础课程或数学、外语、政治选修课程。
参考全国高校本科信息安全专业规范[3]和相关高校计算机学院信息安全专业的人才培养方案[4]，结合我校计算机科学与技术学科专业的既有特色和优势，我们可以对原有方案的课程体系作如下调整：
(1) 公共基础与通识教育平台下的课程保持不变。
(2) 对学科与专业基础平台下的课程进行调整，使其涵盖数学、计算机、电子、通信学科的基础内容。在原有方案中，已涵盖上述学科的大多数课程，只需增加“信息安全数学基础”、“通信原理”两门课程。
(3) 对学科与专业特色平台下的课程进行调整。专业主干课包括原有方案的“专业导论”、“计算机网络”，以及新增的“现代密码学”。在指定选修课的设置上，包含原有方案的“数据库原理”、“算法设计与分析”，以及新增的“信息安全”、“网络安全”。在任意选修课的设置上，包括原有方案的“软件工程”、“数字信号处理”、“嵌入式系统”、“多媒体技术”、“网络集成”、“Java与面向对象程序设计”，以及新增的“信息隐藏与数字水印”、“电磁防护与物理安全”、“信息内容安全”、“信息安全法律法规”、“网络程序设计”、“网络管理”、“Linux原理与应用”。
(4) 在学生自主选择平台下，设置“信息安全新技术讲座”。
表1给出了一个计算机科学与技术专业信息安全方向的课程设置方案。
3实践环节设置和实验室建设
信息安全是一个实践性很强的学科，为提高学生的实践能力和创新精神，信息安全专业必须加强实践环节的教学。除了理论课程中包含的课程实验以外，专业实践教学还包括独立设置的实验课程、课程设计、社会实践、科技创新、工程实践、毕业实习、毕业设计等多种形式。
(1) 独立设置的实验课程。包括原有方案中的“数字逻辑实验”、“微机系统与接口实验”和“计算机组成实验”，以及新增的“计算机网络实验”、“信息安全综合实验”、“网络安全实验”。
(2) 课程设计。可进行“嵌入式系统设计”、“计算机网络设计”和“信息安全工程系统设计”等一般性课程设计，也可以进行“程序设计综合训练”、“信息安全系统软件”等大型应用软件课程设计。课程设计可以在指导教师的组织安排下，由每个学生独立完成，或组成项目组协同完成。
(3) 科技创新。参加数学建模大赛、程序设计大赛、电子设计大赛、嵌入式系统大赛、科技创新或发明大赛、创新或创业设计大赛，撰写学术论文，等。
(4) 社会实践。进行社会调查活动，由学校(学院)提出可选的调查题目，学生利用假期进行社会调查活动，并按格式要求写出调查报告。
(5) 工程实践。主要是电子工艺实习，要求掌握电路原理图和PCB图的绘制方法、焊接与电路调试方法，提高实践动手能力。
(6) 毕业实习。联系实习单位或进入学校的实践基地，锻炼自己的独立工作能力。
(7) 毕业设计。结合科研项目和用人单位的要求，进行技术专题研究或工程设计。
表2给出了一个计算机科学与技术专业信息安全方向的实践环节设置方案。
我校建有黑龙江省实验教学示范中心――哈尔滨工程大学计算机实验教学中心，其下设计算机基础实验室、计算机硬件实验室、计算机软件实验室、软件工程实验室(ACM/ICPC程序设计大赛训练基地)、计算机网络与信息安全实验室、计算机技术创新实验室六个实验室，设备先进、管理规范、师资优良。
计算机硬件实验室可以为“数字逻辑实验”、“微机系统与接口实验”和“计算机组成实验”等实验课程提供场地、设备和师资。计算机网络与信息安全实验室可以为“计算机网络实验”、“信息安全综合实验”、“网络安全实验”等实验课程提供场地、设备和师资。计算机技术创新实验室和软件工程实验室(ACM/ICPC程序设计大赛训练基地)可以为科技创新活动提供场地、设备和师资。依托计算机实验教学中心和学院科研实验室，结合研究生导师的实际科研项目，可以开展课程设计和毕业设计工作。学校工程训练中心、校外实习基地、校外社会实践基地可以提供工程实践、毕业实习、社会实践的场所。
4结束语
信息安全学科专业是一个新兴的交叉学科，其发展潜力很大，各学校都在积极组织力量进行建设。本文基于作者教学实践，通过对计算机科学与技术专业培养方案进行适当调整，在计算机科学与技术专业教学中引入了信息安全学科内容，这对计算机科学与技术专业设置信息安全方向具有一定的指导作用。通过相关课程的设置、实践环节的设计、实验室的建设，可使毕业生在扎实的计算机科学与技术知识体系下较为系统地掌握信息安全基本理论、技术和方法，进而培养出具有计算机学科特色的复合型信息安全人才，这对改善我国信息安全专业人才极度匮乏的现状具有积极的促进作用。
参考文献
[1] 电子信息与电气学科教学指导委员会、 信息安全专业发展战略研究报告、 高等理工学科专业发展战略研究报告，422－437、 北京：高等教育出版社，2006、
[2] 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院、 哈尔滨工程大学计算机科学与技术专业培养方案(2005版)，2005、
[3] 北京邮电大学信息安全中心、 全国高校本科信息安全专业规范，教育部文件，2004、
[4] 武汉大学计算机学院、 武汉大学计算机学院信息安全专业培养方案，2006、
[5] 曲英杰，宋延强，马兴录、 关于在计算机专业引入集成电路涉及有关内容的探讨[J]、 计算机教育，2007，(2)：63－65、
关键词:计算机学科;工程能力;培养方案
我校计算机学院现有计算机科学与技术、网络工程、软件工程三个专业,为了进一步理清计算机学科工程能力的内涵,工程能力培养体系以及培养计算机学科尤其是网络工程和软件工程两个专业学生的工程能力的方案,学院成立了“计算机学科学生‘工程能力’培养的研究”项目组,项目组由计算机学院院长负责,包括计算机学院教学副院长以及软件工程、网络工程两个专业系主任、实验中心主任等成员。项目组经过几年的研究和实施,对计算机学科学生应具备的工程能力的内涵进行探究和梳理,并对培养工程能力的培养体系和培养方案进行研究,取得了一系列研究成果。
1计算机学科学生工程能力的内涵
计算机学科的学生毕业时要求具备在计算机科学领域里分析问题、解决问题的能力;具备较强的实践能力和工程能力;具备良好外语运用能力;具备团队精神与组织才能;具备良好的沟通能力、人际关系和表达能力。大部分IT企业主要开发满足国家信息化需求的产品,因此需要大量工程型人才。所以工程能力是计算机学科学生一个重要能力。经梳理,我们研究得出计算机学科3个专业的工程能力内涵如表1所示。
表1计算机学科各专业工程能力内涵
专业 工程能力内涵
计算机科学与技术 程序设计实现,分析开发软件系统,分析设计硬件系统,网络设计与管理,团队协作。
软件工程 问题识别分析,软件设计、开发、实现、验证和文档化,交流和团队合作,工程项目能力。
网络工程 网络软件的开发,网络系统的规划设计、建设、管理和维护,网络安全系统的设计、审核,团队协作。
2工程能力培养体系和方案
2、1建立重视工程能力的高等院校工程人才培养目标
项目组以软件工程和网络工程的实际项目中的各个工程实施环节为研究对象,认真分析和理清各个
环节的工程能力需求和人才培养目标,以突出实践和强化应用为原则,以传授知识和养成教育为理念,使工程技术教育和工程实践并重,使学生既有比较丰富坚实的理论基础,又有较强的工程应用能力。软件工程和网络工程各环节工程能力需求和人才培养目标见表2。
作者简介:刘凤华(1972-),女,副教授,硕士,研究方向为软件工程、电子商务;郑秋生(1965-),男,教授,硕士,研究方向为网络工程、网络安全。
表2工程环节中工程能力培养目标
工程类别 工程环节 工程能力需求及培养目标
软件工程 前期
中期
后期 编码、系统分析设计。
项目管理、系统实现。
性能测量、功能测试、系统运行维护。
网络工程 前期
中期
后期 需求分析、设计、规划。
网络的布线、组网、设备的安装、调试、配置。
网络运行、维护、网络软件开发、协议分析、性能测量。
2、2以培养学生工程能力为重点,构建专业培养计划,充分体现工程能力的形成
项目组在明确专业内涵、学科发展方向及学生就业前景等基础上,进一步确立专业人才培养模式,并制定出更合理科学、与时俱进的突出工程能力培养的人才培养计划,充分体现工程能力的形成。新的培养计划明确各专业学生人才培养的知识、能力、素质要求以及相应的保障体系。
2、3明确课程目标,规范系列课程内容,统筹修订教学大纲,理顺系列课程之间的关系
工程能力形成的土壤是课程,把工程能力培养需要的知识点和实践要求,合理分配到系列课程中,理顺课程的关系,重新修订专业教学大纲、实验大纲,完善课程建设相关材料,以保证工程能力形成的基础。软件工程和网络工程实施环节能力要求与相应的保障体系见表3[1-2]。
表3工程环节中工程能力培养保障体系
工程类别 工程环节 能力培养保障体系
软件工程 前期
中期
后期 系列程序设计课程,软件工程导论、系统分析与设计、课程实验、课程设计项目管理、系统实现。
软件项目管理、软件工程校内实训、校内外软件设计竞赛、参与老师科研项目。
校外工程实训、毕业实习、毕业设计。
网络工程 前期
中期
后期 计算机网络原理、数据通信原理、网络操作系统及配置管理、TCP/IP原理与应用、网络安全技术、网络规划与设计、计算机网络管理、综合布线技术、局域网技术与组网工程、密码学与应用、网络设备调试等系列专业课程实验环节。
TCP/IP原理与应用课程设计、网络安全课程设计、网络施工实习、网络工程实训、参与各种竞赛,校园网维护实习。
网络应用实训、毕业实习、毕业设计、参与实际项目。
2、4合理设计实践环节,落实工程能力的培养
实践教学方案垒起工程师阶梯。在时间上,分前期、中期、后期3个阶段,每个阶段安排相应的实践环节。实践体系实施的组织上,采取按照内容层次化进行的方式。从3个层面对实践教学体系进行改革与创新,其一,对传统课程实验进行改进,加大实验课学时;其二,对传统课程设计和实训环节进行改革,从实际项目出发,培养学生解决问题的能力;其三,加强毕业设计环节和校企合作,搭好从学习到就业的桥梁[3-4]。
2、5革新教学方法和手段,提高教学效果,突出工程能力的培养
项目组充分利用课堂内,最大化利用课堂外,改革传统的教学方式,引进案例式教学、充分发挥学生的主观能动性,推进讨论式教学方式,重视学生在教学活动中的主体地位,尽量激发学生主动探索和实践的热情,开发学生的学习能力,实现由“授之以鱼”向“授之以渔”的转变,改革传统的考试模式。
2、6建立校内、校外工程实践基地
学院注重理论与实践有机结合、走产学研相结合的人才培养途径。学院建有电子商务实验室、计算机组成原理实验室、毕业设计机房、网络实验室、布线实验室等实验实习环境给学生实践环节的培养搭建了良好的平台;还新建了软件工程校内实训基地,占地120平方米;有高档服务器2台,高配置计算机60台;建立了“Cisco 网络技术学院”和河南唯一的美国“CIW 信息安全”培训基地。以校园网和网络中心为实习基地,开展校园网络(主要是学生宿舍)的维护、管理和应用开发工作。
软件方面,学院投资购买了软件开发过程所需要的软件平台与工具,有Microsoft系列、IBM Rational系列产品。
2、7促进胜任能力培养的工程型教师队伍发展
学院采用培养与引进并举,以培养本校教师为主,引进人才和聘请教师为辅;以教学为主、产学研结合为依托,教研结合,以科研促进教学;以良好的成长环境和评价激励机制促进工程型教师队伍的发展。学院引进高学历专业人才,聘请校外工程实践基地的工程技术人员作为毕业环节的指导教师、参与教学活动、开设讲座,对青年教师实行“传、帮、带”[2,4]。
3项目研究成果的应用效果
2008―200年,网络工程专业建成省级特色专业,“网络工程教学团队”建成校级教学团队。2008年“软件工程”专业建成学校“人才培养模式创新实验点”,并作为学校人才培养模式重点建设对象。“软件工程专业工程化培养模式的研究与探索”项目通过河南省教学成果鉴定,获得河南省教育厅二等奖。“网络工程专业实践教学环节的研究与实践”项目通过河南省教育厅鉴定并获校级教学成果特等奖。2009年10月,我校学生在第十一届“挑战杯”全国大学生课
外学术科技作品竞赛中,获河南省一等奖。本项目的研究和实施过程对取得这些成果起到了巨大的作用。
4结语
本研究成果对工科教育创新、工程能力和创新能力培养、实践教学体系改革、校内外实习基地建设、教师队伍建设等方面具有参考和推广价值,在进行项目研究时,我们感到:
(1) 工程能力培养的教学设施、基本实验、实习条件要求较高,需要加大投入。
(2) 目前教师队伍,特别是青年教师在工程设计、工程规划、工程施工、工程管理等方面仍显得不足,缺乏相应的工程实际经验。院校应在国家宏观制度上应采取措施保障年轻教师到工程现场去锻炼、参与工程项目的工作,组建能适应21世纪需要的工程教育、工程能力和创新能力、能胜任学生工程能力培养的师资队伍,这是需要长期认真研究和实践的课题。
(3) 进一步完善专业的综合性和设计性实验,以工程训练基地为依托实现专业实验课“工程化”,加大学生参与的自主化,大幅度地提高实验教学人员的综合素质,充分调动学校之间、学校和社会之间的资源,形成有效的运行和管理体制,这是工程教育的深化改革课题。
工程能力培养体系的建立是教育系统工程,应在长期的教学实践中不断完善,需要得到多方面的支持和努力。
参考文献
[1] 刘凤华,贾晓辉,苗凤君、 软件工程专业工程化培养模式及方案的研究与探索[J]、 河南工程学院学报,2008(12):77-80、
[2] 苗凤君,潘磊,郑秋生、 我校网络工程专业人才培养方案的研究与实践[J]、 计算机教育,2008(10):145-147、
[3] 贾晓辉,刘凤华,郭清宇、 软件工程专业实训基地的建设与实践[J]、 计算机教育,2009(4):116-117、
[4] 苗凤君,郑秋生,潘磊、 网络工程专业实践教学环节的研究与实践[J]、 计算机教育,2008(7):83-85、
Study on Developing Students’ Engineering Ability of Computer Subject
LIU Feng-hua, ZHENG Qiu-sheng, PAN Lei, MIAO Feng-jun
(Department of Computer Science, Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou 450007, China)
摘 要：本文对目前计算机专业规范进行分析和比较，阐明了首都师范大学计算机专业的培养方案，解读了该培养方案下的课程体系，探讨了方案建设中地方因素和学生地域因素的影响，以实践总结了面临的问题并提出了对策。
关键词：计算机专业；专业规范；课程体系；培养方案
中图分类号：G642 文献标识码：B
1 计算机专业建设的背景
过去10年，计算机科学与技术的发展给我们的工作和生活带来了深刻的变化，但是计算机专业人才的培养，特别是高校计算机专业的人才培养，在很长一段时间里(99年至今)却用一个单一的专业去应对这种变化，对快速发展的学科结构和大规模、多规格的社会人才需求估计不足，由此在计算机人才培养上出现了一定的偏差。
针对传统计算机专业设置存在的弊端，教育部全国高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会(以下简称教指委)提出了以“培养规格分类”为核心思想的计算机专业发展的建议。给出的新的计算机科学与技术专业规范(以下简称新规范)，新规范把培养规格分为研究型(或者说科学型)、工程型(包括计算机工程和软件工程)和应用型(或者称信息技术型)三种不同类型。与之对应地在计算机科学与技术(以下简称计算机专业)本科专业下面设置了计算机科学、计算机工程、软件工程和信息技术四个专业方向[1]。2004～2007年间，相关高校对各自的计算机专业重新进行了定位和分类，制定了新规范下的人才培养方案和教学计划，对课程体系进行了新的改革，增加了新的前沿技术(例如嵌入式系统)，合并和淘汰了老旧的课程(例如微机原理)，重视了基础知识的作用(例如高等数学)，加强了实验和实践环节。应该说，新规范对高校计算机教育起到了积极的推动作用，并使计算机科学与技术专业成为近年来高校中变化最大的专业。
2 培养方案和课程体系的比较
教指委建议在一个计算机专业的名称下，鼓励不同的学校根据社会的需求和自身的实际情况，为学生提供不同类型(但都要达到本科水平)的教学计划和培养方案。因此各高校形成了各具特色的培养方案、教学计划和课程体系。
2、1 研究型大学
北大的课程设置理念是“重视理论基础、加强工程实践、细化专业引导”。其课程改革的总体思路是保持基础扎实的传统(数学、程序设计、体系及系统软件基础课)，打通本科生选修研究生课程的通路，增加与最新计算机技术接轨的新技术课[2]。清华大学办学理念是“营造创新氛围，强化优质人才培养”。培养目标是：培养具有优秀综合素质和通识型知识结构的，具有系统扎实的基础理论、专业基础理论和现代专业知识，并且具有卓越的实践能力和创新能力的计算机科学与技术专业人才。毕业后能从事该领域的科学研究、技术开发、教学及管理等工作。课程设置强调加强基础、拓宽专业面、注重素质教育[3]。哈工大2005版的本科人才培养方案树立了培养学生成才为本的教育理念，体现了“宽口径、厚基础、倡个性、重创新”的基本原则[4]。
2、2 地方性大学
烟台大学基于地方经济建设的特点与发展要求，将计算机科学与技术专业定位为：学科发展达到省内一流，总体水平达到省内先进，从教学型向教学研究型过渡[5]。浙江大学城市学院根据社会对IT人才的需求。以现代高等工程教育理念为指导，确定以培养“应用型创新人才”为目标，使培养出的学生“具有较高的知识层次、较强的应用能力和创造能力”，强调培养学生分析、解决实际问题的能力为突破口[6]。
2、3 高职方案
以南通职业大学为例，其培养要求是应用型、技能型和复合型的计算机技术人才，培养目标是：适应现代经济发展与建设需要，德、智、体、美全面发展，掌握计算机技术的基础理论与基本知识，具有较强的计算机系统的安装、调试、维护能力，在信息管理和电子商务领域具有较强编码能力的蓝领人才；在网络技术领域中拥有编码能力或较强工程建设能力的工程技术人员。课程构建以培养职业能力为主线的特色课程体系，按职业岗位能力设置课程并调整、优化、整合课程体系[7]。
我们看到各个高校在新规范的指导下进行着不同的教学实践，各有重点，各有特色，对我校的教改具有参考意义。
3 培养方案和课程体系建设的实践
首都师范大学是一所地方性高校，定位是教学研究型综合性大学。计算机科学与技术专业是我校为数不多的工科专业之一。由于历史的原因以及地方政府的要求，我校计算机专业还保留有计算机科学与技术(师范)专业。因此在制定新的培养方案和课程体系时必须兼顾考虑。
在制定新的培养方案时，我们除了参考国内外各主要大学的方案外[8]-[11]，我们还需额外考虑到我校所处的特殊地位。从学生生源看，由于地方政府利益因素，我校的生源主要来自本地，学生地域以周边区县偏多，性别上女生偏多，学生所在家庭城镇和农村大约各分一半。学生全部是高考重点分数线以上。因此，从学习意愿上更趋向于应用方向，毕业后的目标是尽快回报家庭和社会。但是这并不说明我校完全适合信息技术的应用型专业方向，因为学生中也有部分出类拔萃的人，他们更渴望投入到有一定难度的研究型方向去。这也使得我们在确定培养类型时不能以单一规格来限定，是“提供更恰当的教育，而不仅仅是更多的教育[2]”。另一方面，从学生毕业出口看，部分学生要考研并进一步深造(8%左右)，其余大部分学生需要就业。从毕业学生就业的方向看，工程型有一部分(设计和编程)，而计算机应用占了大部分(金融保险业、电信业和政府机关的网管等)。师范类除了承担中小学信息课程的教师外，许多毕业生还需要维护中小学的网站，解决教师和教室的计算机问题[12]。
经充分考察调研、酝酿讨论，我校计算机专业的培养目标确定为：培养学生在德智体美各方面全面发展，适应国家信息化建设和发展的需要、特别是适应首都经济建设和社会发展的需要，具有良好的政治素质，具有扎实的计算机科学与技术专业的理论基础和良好的专业素质，得到工程师的基本训练，知识面较宽，有一定外语应用水平，具有较强工程实践能力的应用型计算机专业高级人才。毕业生可以继续攻读计算机科学与技术学科及相关学科的硕士学位，可以从事计算机科学研究(高校、科研单位和中外企业的研究中心)，也可以从事计算机工程技术的系统工程(中外企业的软、硬件工程技术开发和中小企业的计算机技术骨干)，还可以从事计算机应用(政府机构、教育机构、信息中心、数据中心及企业的技术部门和行政管理部门从事计算机教学、技术管理、系统维护和应用部署)的多层次、复合型、实用型人才。
计算机师范专业的培养目标中还增加了：具备现代教育理论，具有一定的网络管理、维护、应用能力，具有较高的信息技术教育技能，具有较强的教师教育能力，熟悉课程教学论，具备中小学教师的基本素质。
仔细解读上述培养目标我们不难发现，培养目标首先回应了地方政府的要求，满足教育部本科水平的培养要求，实事求是讲不敢苛求有较高的外语水平(毕竟中学的应试教育留下了太多的弊端)，但是强调了实验和实践(作为北京市第一批计算机科学与技术实验教学示范中心我们得到了地方政府的大力支持，办学硬件条件优越)。毕业去向既有科学(研究)型，又有工程(开发)型，当然大量的是应用(服务)型(这里用到一个名称为“技术管理”，是指那些要求有一定技术的管理工作，例如课题组秘书，总工程师助理这类工作的统称)。
在上述培养目标指导下，专业方向很难明确在科学、工程或应用中取一，毕竟各个学校的学生中学习能力总是呈正态分布，秉承教育的宗旨，还是应该给予学生更多的选择。总之，在教指委的新规范下，我们形成了以计算机应用为主，科学型和工程型为辅的专业建设指导原则。在该指导原则下进行课程体系的建设。
在满足教育部对本科大学生的基本要求上，计算机专业的课程和学分分配如表1。
(需要说明的是，我校一个教学课时为40分钟，相比传统的50分钟课时有一个0、8的系数校正。)
其中通识教育课程必修含马列、英语和体育等，通识教育课程选修主要考虑的是人文素质教育[13]，也体现了我们综合性大学的优势。专业基础课程以高数和自然科学课程为主，辅助以程序设计基础，选修则将科学方法论，数理名题欣赏等启发性、激发性课程作为选择，开拓学生视野。
专业核心课程是计算机专业区别于其它专业的标志性课程，没有这些课程就不成其为计算机专业，课程列表如表2。
考虑到我校已经有了软件工程专业，因此在核心课程里更多地强调了计算机工程的课程内容，由于我校学生就业去向的特殊性，因此将计算机网络原理并入到核心课内。
专业方向课程是体现培养规格的具体体现，鉴于上述原因，在设置专业方向课时总共组织了四组不同的课程组合，分别是科学型、应用型、软件类和硬件类组成四个不同课组。师范类还增加了教师类培养的课组。
实践教学历来是计算机专业教学的重要组成部分，我们在做实践课程安排时强调了实践课动手能力的培养，特别地将实践课程与理论课程剥离，安排最好的实践带队教师来完成该教学环节。实际上实践课虽然强调动手能力的培养，但是其实质还是考验动脑的能力，是一种能力培养。实验课组安排不再赘述，具体方案欢迎向作者索取。
在如此复杂的课程安排下，对于现实中独立能力欠缺的我国中学毕业生来说，要解读该培养方案还是存在一定的困难。考虑到这种情况，我们在本科学生中采用导师制。有别于研究生导师的职责，本科导师的主要作用是指导本科学生根据自己的条件合理选择自己的学习方向以及将来的职业生涯，选择适应自己的课程。为了更好地指导学生选课，我们还提供相关的选课图表和范例，精确加以指点，见图1～图3。
图1 必修课程关系图
4 存在的问题和对策
尽管经过广泛而又充分地调研，并借鉴了兄弟院校的许多经验，该方案在实践中还是反映了不少问题，主要有以下几点。
4、1 现行选拔制度不利于计算机人才脱颖而出
计算机的发展速度太快以至于搞计算机专业更需要偏才和怪才。现行的人才选拔制度扼杀了许多年轻的、偏科的人才。如何在公平和效率之间找到平衡点是需要系统解决的问题。对策是：能否给系里部分自主考察学生和招生的权力。
4、2 学校总体定位对专业的影响
首都师范大学定位于教学科研型综合性大学，传统的强项在于教育科学领域，各项管理制度无不留下传统的烙印，对计算机专业的束缚有加，激励不足。工具论[16]对计算机专业的地位更带来不利的影响，对策是：提高自身的学术水平以争取话语权，将计算机与传统学科相结合来获得空间。
4、3 工科办学成本居高不下
相对于文科、理科和艺术类办学，工科的办学成本是最高的，实验设备、实验耗材、实验费用等大大高于前述几个专业。学校从自身利益出发并不欢迎小班授课，而课程授课质量小班明显高于大班[9]。所以合理分配教学资源，重点支持特别课程，加强管理是可行的办法。
4、4 教师水平亟待提高
尽管一直在呼吁提高计算机教师的专业水平，但是现行的教师人事制度还是延续了过去的管理方式。当技术已经更新了三代了而教师还未经历一代。现行部分教师知识结构和能力落后于学科的发展。然而具有工程实践经验的人员难以进入高校。新进教师大量是以撰写论文见长的博士，对于工程背景的计算机技术难以胜任。对策是大力开展双师教学，充分利用社会资源来解决这个问题。
4、5 学生来源的地域性限制了发展
由于地方性院校受制于地方政府，出于利益考虑学生主要是本地生源。北京有其特殊地位，北京学生可选择的高校众多。进入我校我专业的学生相对处于中等水平。我们要承认学生的差异，接受进入我专业的学生无论从自觉性和刻苦性上要逊色很多这个现实。如何对学生进行激励也是需要考虑的问题。
4、6 就业市场影响专业的发展
无论是为国家信息化建设服务，还是为企业服务，最终都要通过就业市场的严酷认定。首都的学生可选择的余地较大，在可预见的将来，选择技术管理比选择技术本身有更好的发展前景。如何适应就业市场的需求，重点培植传统就业领域也是我们面临的建设工作。
5 结论
教指委的新规范对我国计算机教育改革起到积极的推动作用，但是对于复杂的学科门类和高速发展的计算机技术，以单一的规格分类进行评定还是不够的。课程体系的设置不仅要考虑到专业本身，还应该更多地为教育对象服务，并需要仔细考虑学校的定位和地域特征，就业环境等。新规范需要进一步完善，以便更好地指导今后的工作。以上只是在专业建设实践中的一点拙见，不尽正确，提出来与同仁们共同商榷。
参考文献
[1] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会、高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)[M]、北京：高等教育出版社，2006、
[2] 张铭，李文新、北大信息学院计算机专业课程改革建议[J]、计算机教育，2007，(4):8-14、
[3] 冯建华、营造创新氛围，强化优质人才培养[J]、计算机教育，2008，(7):5-6、
[4] 张国印，刘海波，沈晶、计算机专业人才模式的探索与实践[J]、计算机教育，2008，(7):77-79、
[5] 任满杰，贺利坚、计算机科学与技术本科专业定位与人才培养方案的设计[J]、计算机教育，2008，(8):71-72、
[6] 杨起帆，陈观林，朱勇，柳俊、计算机专业应用型创新人才的“211”培养模式[J]、高教探索，2006，(1):65-67、
[7] 曹洪其，董杨琴、学生三次选择和专业建设的实践与思考[J]、南通职业大学学报，2006,(3):86-88、
[8] 任钢建、中美一流研究型大学本科课程设置之比较[J]、比较教育研究，2006，(12):21-24,29、
[9] 邢松、美国高校的教育质量评估和教改措施[J]、电气电子教学学报，2008，(2):1-5、
[10] 古夭龙，董荣胜、欧洲高校计算机专业的形式化方法课程教学[J]、计算机教育，2008，(10):99-103、
[11] 马楠、英国大学计算机专业课程设置与教学管理[J]、计算机教育，2008，(7):80-82、
[12] 刘锐、皇帝的女儿怎么“嫁”――从计算机专业学生到IT人才[J]、北京教育(成功就业版)，2008,(1):16-17、
[13] 姚雅鹏、计算机专业教育中人文素质教育的引入[J]、计算机教育，2008，(10):61-62、
[14] 蒋宗礼、如何使专业办学从经验走向科学[J]、中国大学教育，2008，(1):29-32、
培养计算机专业学生的创新能力，需要从计算机师资队伍、教学方法、课程体系等方面进行一系列的变革。今天的社会需求和明天的社会需求不同， 要适应计算机市场的变化， 需要大学生具有可持续的发展潜能，具有创新能力。国家和社会对计算机专业人才需求与信息化的目标、进程密切相关，计算机市场很大程度上决定着对计算机人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的具体要求。这些就对教师提出了更高的要求，要求教师具有创新思想、强烈的责任心和更高的业务素质。需要对现有的计算机教学内容体系进行改革，在校大学生的实际动手能力亟待大幅度提高，课程内容和教学模式必须进行大力度的改革。本文就是从计算机教学模式方面探讨了如何培养大学计算机创新人才。
一、培养一支具有创新思想的教师队伍
我国古代的文学家韩愈曾经说过：师者，传道、授业、解惑也;。传道;就是要讲思想方法、分析和解决问题的方法；既要善于积极理解现有的书本知识和技术，也要善于逆向思维，反过来问问难道非如此不可？;养成挑毛病的习惯，找到现有书本和技术中的不足或改进办法，这就是创新思维。如果教师仅仅停留在授业;上，照本宣科或仅会按照书本积极理解;和解释，而不去分析技术产生的历史条件和基础，全盘接受现有的技术，则既不能全面深刻地理解相关技术的内涵，也制约了创新思维。在解惑;的问题上，任何一个教师都很难做到能回答学生提出的所有问题，因此，必须做到实事求是和教学相长。创新型教师队伍的建设必须科研与教学并重，对教师队伍的考核要科研与教学并重。实践表明：凡是科研工作较好的教师，往往能够结合前沿研究，给学生提供较好的创新思路和创新环境，有利于促进教学工作。几年的教学实践表明：我们在加强教师自身创新能力和教学方法的创新方面收到了一定的效果，也使我们更加深刻地认识到建立一支具有创新意识和能力的教师队伍，对于培养创新人才的重要性。
二、构建合理的计算机专业课程群、注重学生专业素质和能力的培养
1、找准专业培养目标的定位，构建合理的计算机专业课程群。目前，计算机专业90%的教学计划大致相同，不同层次的学生培养目标相似，不利于计算机创新能力的培养。教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会秘书长蒋宗礼教授认为: 在计算机科学与技术;专业名称下，鼓励不同学校根据社会需求和自身的实际情况，为学生提供不同类型的、本科水平的教学计划。主要有三种类型: 科学型(CS) 、工程型(CE 和SE) 、应用型( 信息技术型IT) 。
一个计算机专业在其中一种类型办得好， 就被认为计算机科学与技术;专业办得好， 鼓励学校根据自己的情况设置不同的培养方案。作为一所地方本科高校的计算机专业，定位为应用型( 信息技术型IT)比较合理。根据这一定位，必须调整培养方案，在保证培养学生掌握扎实基础理论的前提下，注重培养学生对计算机应用系统的构建和维护的能力。将课程分为不同的课程群，主要有高等数学课程群、电子技术课程群、算法与程序设计课程群、网络与通信课程群，单片机与嵌入式系统课程群等。不同的课程群要求不一样，与研究生考试相关的基础课程群，要求精讲，培养学生掌握扎实的专业基础知识。其他的课程群注重培养学生构建和维护应用系统的能力，开设课程设计、课程实训，注重培养学生的动手能力。对不同的课程群认真进行分析、研究，形成本课程群学生应该熟练掌握的知识点，教师按照总结的知识点进行重点讲解。最终目标是形成课程群后，能有效利用时间，将时间放在能力的培养上，培养学生具有适应不同开发环境的能力。
2、构建基于网络的立体化课程教学环境。加强网络教学资源建设，使得学生突破时空的限制进行自主学习，探索课堂教学之外网络教学这种新模式，形成立体化的网络教学环境。现在各个学校都在加强精品课程或网络课程建设，并且建立了网络教学平台，但95%的网络课程的网站结构模式、构架和内容大都相似，对学生创新能力的培养作用不大。计算机学科工程性很强，只有建立项目以培养学生创新能力为目标的案例库，才能进一步提升学生的程序设计能力和项目开发能力。3、以案例驱动教学，注重培养学生开发应用系统的能力。案例教学法是通过对实际开发案例的分析，引出相关的语法，达到学生真正掌握系统开发的能力，极大地增强了学生的自信心。课堂教学要注重基本理论、基本概念，强调程序设计思想方法的训练，并以案例贯穿，在实践环节注重培养学生的自主学习、研究能力、分析能力、综合能力和创新能力。案例驱动教学的更高形式是项目驱动教学，项目驱动教学中，选题的提出、教师的要求、课程的考核均提出了新的挑战，适用于高年级学生。对训练的内容，只提出基本要求，不限定解决方法。同时还鼓励学生自主选题、自行设计，给学生足够的空间，以培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，独立开发的能力、团队合作的精神。很多同学能将学到的知识用于解决本学科的问题，在解决方案的实现上体现了学生的开发能力和创新意识。
4、 改革考试模式，培养学生调试程序的能力。传统的考试无法全面了解学生真正的程序设计水平，现在95%以上的程序设计类课程考试，只考程序阅读和填空题，不能考查学生实际调试程序的能力。考试实行网络自适应考试能真正体现学生对基本概念的理解和基本应用的掌握，学生也能在考试现场调试程序，培养实际应用能力和开发技能，激发学生的研究欲望和创新激情，使学生适应不同的编程环境。采用网络自适应考试方式，有利于促进实验教学，使学生独立完成程序的设计与调试。
三、强化课外科技竞赛活动是培养创新人才的重要途径