２１世纪计算机教育及人才培养（上）.doc

世纪计算机教育及人才培养（上） 教育，是目的还是达到目的的手段?创新，是目的还是到达目的手段?答案简单且明确。但我们还是常常将手段当成目的，使教育远离其初衷，观念的偏离，必然出现疑问：*我们为什么对创新充满神秘感?*换体制不换大脑又会如何?*耶鲁“真理和光明”、哈佛“让真理与你为友”的校训是否在唱高调?*大学仅仅是大教室、大操场、大食堂、大图书馆、大实验室的集合吗?*我们的人才培养到底哪里出了问题?*大学中为什么会出现“近亲繁殖”? 摘要：本文针对计算机工程实践教学现状，对计算机工程实践教育模式进行改革和探索，提出了自己的教育理念和改革思路，建立了计算机工程实践特有的课程体系。关键词本文来自：计算机毕业网 ：计算机；工程实践；课程体系改革最新人力资源调查显示，人才市场急需计算机工程师人才特别是“嵌入式人才”，但是负责人才输出和培养的大专院校近年却出现了重软件轻硬件、重研究轻操作、重理论轻实践的现象，显然无法满足市场对人才的需求。为了解决供需矛盾问题，达到教育部提出的“高等教育要重视培养大学生创新能力、实践能力和创业精神”的要求大专院校除了要培养研究和创新型人才以外，应该注重有大工程观和大系统观，同时具备一定实践能力的高级工程师的培养。为了提高工程实践教育水平，根据社会和国家建设的需要，清华大学开始建设计算机工程实践教育实验区，以此为契机，我们对计算机工程实践教育模式进行改革和探索。1 计算机工程实践教育的定位和教育理念计算机工程实践教育的培养目标是：培养学生接受创新的工程实践意识、严谨的工程实践作风、科学的工程实践素质、优秀的工程实践能力、规范的工程实践标准等方面的教育。依据学校的规划和实施方案，根据教学需要，我们建立了自己的教育理念，内容如下：(1)面向工程需求的课程体系计算机的发展推动了计算机学科的进步，计算机的应用提升了各学科的技术水平。实验区面向社会实际工程的不同需求，按照技术基础、工程应用和工程实践，建立多层次的课程体系。(2)强调理论基础上的实践计算机教学具有实践性强的特点，实验区给学生提供充足的实践空间，通过实验验证、课程设计、专题训练、专业实践、毕业设计等实践活动，提高学生的实践能力、科学作风，加深对理论知识的理解。数理、电子技术是计算机学科的基础，逻辑思维、抽象思维是计算能力的体现，实验区强调理论指导下实践，实践与理论的结合。(3)依托科研优势的实践教育清华大学计算机科学与技术是全国重点学科，拥有高素质的科研队伍和雄厚的科研能力，承担了一系列国家“973”、“863”、“国家自然科学基金”、“国家攻关”等重大和重点项目，取得了多项创新性成果。实验区注意提取科研中的相关知识点，引入到工程实践教学中，以先进的科学问题激励学生的思考。通过实践教学，让学生体验书本与应用、学习与研究、通识与专业、继承与开创的关联。提升工程实践人才的培养水平，努力将实验区建设成为一个科研成果转化和工程实践创新基地。2计算机工程实践教育的改革思路我们深入地分析了国内外院校在计算机教学方面的经验，从教学内容、授课机制、实践教学建设、工程意识与团队精神培养等教学环节和培养目标上看到了我们的不足，并在此基础上明确了近几年内的建设目标。与此同时，我们根据建设和发展的要求，针对人才培养模式提出了如下改革思路：(1)建设一套完整的工程实践教育体系。计算机学科是实践性、工程性很强的学科，实践环节十分重要。建设技术基础、工程应用和工程实践三个层次的课程体系，自主研制或引进一批与世界一流大学接轨的实践教学装置和仪器，同国内外知名的企业和公司合作建立一批学生工程实践基地。(2)建立一支优秀的工程实践教师队伍。一堂好的实践课对教师的要求很高，建立一支爱岗敬业、技术精湛、水平高、责任心强的教师队伍十分重要，这是搞好计算机工程实践教育实验区建设、提高实践教学水平的重要保障。工程实践教育实验区在注重培养学校内部教师工程实践能力的同时，将定期邀请一批企业、公司中高素质的工程技术人员讲学、任教。(3)注意把科研成果引入到工程实践教学中，将计算机工程实践教学区建设成为一个科研转化基地。高水平的科研始终是实践教学的有力支撑和源泉。计算机学科发展很快，必须经常更新工程实践内容，引导学生直接面对科学前沿，应用新技术驾驭新工程，教会学生在实践中学习，在学习中提高。(4)加强工程实践教育标准化，推出面向工程实践的系列教材。作为工程实践性强的代表学科，计算机学科对工程实践能力的要求非常高，但是近10年对此的要求和教育重视程度有所降低，因此加强工程实践教育尤其是大工程实验方面的教育是我们接下来的重点改革目标，为了更加系统化和规范化，将推出配套的面向工程和实践的系列教材。3 计算机工程实践教育的课程体系和培养方式我们设定的计算机工程实践教学课程体系包括三个层次：技术基础类、工程应用类和工程实践类课程，其中工程应用类又分为软件和硬件两个子类(如图1所示)。(1)技术基础类课程从课程设置方面看，这些基础课程都属于计算机专业基础课程，是计算机系学生的必修专业基础课。这类课程为学生打下了坚实的计算机应用技术基础，为工程实践技术的应用做好准备。(2)工程应用类课程工程应用类课程分为两大系列：软件工程应用系列和硬件工程应用系列课程。软件工程应用系列以计算机网络技术、软件工程、数据挖掘等课程为主体；硬件工程应用系列以计算机组成原理、微计算机技术、嵌入式系统、FPGA设计等课程为主体。这些课程虽然如此分类，但是有很多课程软件和硬件技术都融合在一起，并非有严格的界限划分，学生在学习和选择上也仅做参考。这些课程直接为学生服务，提高学生利用“人类通用智慧工具”分析和解决问题的能力，将计算机科学与技术在工程应用中充分体现出来，提升学生的综合素质和工程应用能力。(3)工程实践类课程计算机工程实践类课程包括必修和选修环节，目的是能够将学生培养成为合格的工程师，有创新的工程实践意识、严谨的工程实践作风、科学的工程实践素质、优秀的工程实践能力。此类课程在内容上每年都进行更新，在质量有充分保证的基础上，每年都争取增加和扩大，以提高学生的选择空间。在三类课程中，实验区重点突出工程实践类课程，并逐年提高此类课程所占的比例，力图将学生训练成在工程实践上有很强自主性和创新能力的专才。以计算机工程实践必修课“计算机专业实践”为例。该课程要求学生在教师指导下，灵活运用所学到的基础知识和主要专业知识，自己设计、制作、调试完成一个工程性极强的大型教学实践课程，使学生在实际动手能力、创新思维、专业知识、工程实践能力和团队合作精神等方面得到全面的训练。主要内容包括“开放式CPU设计与测试”、“多模态身份验证系统”、“足球机器人及机器人足球赛”、“基于FPGA的微机接口设计”等。以“开放式CPU设计与测试”专题为代表，该实践专题的最大优点是开放式设计，完全由学生自主设计处理机体系结构，并进行全面测试。该实践专题以“数字电路”和硬件设计语言为基础，把“计算机组成原理”和“计算机系统结构”等课程理论与实践融合在一起，是计算机本科硬件课程的汇总。再例如2007年7月夏季学期推出的“基于大规模集群的海量数据处理技术”课程，该课程是Google公司与实验区合作，在清华大学开设的有关集群分布式编程的课程。通过本课程的学习，学生将深入了解到通过大规模集群的模式处理海量数据的方式与编程方法。来自Google公司的优秀工程师亲自讲述有关使用大规模集群处理海量数据的理论知识以及相应的实际编程方法。通过实践相关的课程内容，使用开源的Apache Lucene Hadoop工具，学生亲身实践Google文件系统以及Google所使用的分布式编程方式MapReduce。学生还需要完成特定的分布式应用程序设计来巩固所学的编程知识，用于处理实际的海量数据问题。课程内容的重点放在实践上面，Google公司为学生提供一个具有20个节点的大规模集群范例，学生可以在这个集群上面完成相应的实践课程以及最后的大项目作业。大项目作业是检验学生是否掌握课程内容的关键，学生可以根据自己的能力以及对课程的理解程度，选择一些项目来实践完成。例如可以利用所学的编程方法完成一个完整独立的搜索引擎，或者在现有的基础之上建立类似于Google的分布式锁机制Chubby以及结构化数据处理系统BigTable。我们主要邀请Google内部的具有实际分布式工作经验的工程师前来授课，包括世界一流大学的教师，授课语言为英语。长期与清华大学计算机工程实践实验区合作的有微软、GOOGLE、INTEL、IBM等国际知名公司，这些公司除了和我们有长期合作项目以外，还定期派多名工程技术工程师来实验区讲课和培训。作为工程实践课程的一个特色，大量聘请外部教授和工程师来实验区讲学和培训已经成为我们大力推广的一种办学方式，我们将努力把这样的课程推广到总体实践课程的14以上。实践项目创新特别是工程实践类项目创新是清华大学始终坚持的原则，实验区力争每年都有新实践项目开设，有新实践平台提供给学生使用，有新的大型工程创新实践环境提供给学生，使学生能够把握计算机技术发展的新动向，具备对全新工程的驾驭能力。 摘要：本文结合笔者的实际教学经验，从课程实验课的教学目标、教学方法和考核方式三个方面探索了新的教学方法。关键词本文来自：计算机毕业网 ：网络攻防技术；实验课；教学研究实验教学在高校教学体系中占有十分重要的地位，进行实验教学改革与探索的目的是提高实验教学质量，使实验教学在人才培养中发挥更大的作用。下面结合笔者自身的教学经验，从教学目标、教学方法和考核方式三个方面对实验课的教学进行了一些探索。1完善教学内容1.1教学内容设计“网络攻防技术”课程实验课的教学目标就是以实验为手段，使学生在实际操作过程中巩固已有的网络攻防理论知识，并以此为基础了解目前常见的漏洞和攻击模式，熟练配置一个安全的网络系统，培养学生使用计算机网络工具和设备来组建、配置和调试安全的局域网。我们认为，目前的网络攻防技术课程实验课教学设计具有两大特点：一是要突出实验课在网络攻防课程教学中的地位和作用；二是要以培养学生技术应用能力为主线设计实验课的教学内容。为此，结合我院网络实验室已有的实验设备和工具情况，我们设计了如下教学内容。(1) 网络安全漏洞测试与评估实验：安装并使用安全测试评估工具Shadow Security Scanner；使用Shadow Security Scanner对局域网的特定主机进行网络安全检测；分析并撰写安全评估报告，及安全加固措施。(2) 网络嗅探与欺骗实验：使用网络嗅探工具Iris对局域网的特定主机进行ARP、ICMP、TCP、UDP等协议的数据报网络嗅探；使用Iris对局域网的特定主机进行ARP欺骗。(3) 计算机木马与后门实验：使用后门工具Hkdoor对局域网的特定主机进行FindPass、Shutdown等远程监控；使用HkDoor与局域网的特定主机进行FTP数据传输。(4) 软件缓冲区溢出漏洞利用设计实验：编写并运用由MessageBoxA显示信息的ShellCode代码；编写具有安全漏洞实例代码的攻击利用程序，并测试通过。1.2实验环境设置网络攻防实验与其他实验有着很大的区别，主要表现为系统性与继承性。系统性是指网络攻防面对的是系统集成问题，其实验的对象和环境是一个计算机网络。计算机网络所面对的系统集成问题与电子测量、电子技术、微机接口等实验课程不大一样。微机接口等实验立足与元件级，即把一些元件按实验内容设计出电路图，再连接成相应的电路，实验结果是完成某一功能。由于功能单一，整体结构简单，因而安装、调试过程难度均不大。而网络攻防实验无论硬件和软件的复杂程度都大大超过微机接口实验，系统集成后复杂程度更高。因此，我们在实验中更要注意从系统的、联系的观点看问题，这也是培养学生处理大系统，从事系统开发和提高系统集成能力的好机会。继承性有硬件、软件方面的。硬件方面继承性是指只有完成了基本的组网实验，后继实验才能顺利地在此环境下进行。软件方面的继承性是指每一种网络环境下的实验，都基于特定的网络操作系统，只有完成了有关网络操作系统的安装、配置，这个网络环境下的其他实验才能顺利进行。因为网络实验的系统性和继承性，使得网络攻防的实验对实验环境要求较高，涉及实验的设备与组织管理多方面，实验前后的许多工作需要实验室的支持与配合，实验指导老师需要对实验环境有较深的了解，每一个实验项目都要考虑其可行性和可操作性。开设网络教学实验，需要有更多的实验设备与技术力量的支持，相对于计算机课程的其他实验，难度更大。因此实验前的准备功夫一定要做好，只有这样才能理清实验目的、要求，列出实验步骤，对可能出现的问题有充分的准备，才不会临到实验时手忙脚乱、穷于应付。2改革实验课教学方法2.1教师的主导作用一直以来，计算机课程实验主要是验证性实验，严格来说这种实验只能称为上机，谈不上实验教学。改革实验教学方法，规范管理，提高教学水平，就是要注重学生是教育主体的作用，通过对学生的引导、帮助和促进，充分调动他们获取知识的积极性和主动性，增强能力，提高素质。实验是教学过程中的一个重要环节，因此实验教学方法的好坏直接影响着学生对实验的态度，影响着他们的动手能力，创新意识的培养。我们认为网络攻防技术这门课程既有一般计算机课程的普遍性，也有其自身特性，网络攻防技术实验不仅是理论的验证，更重要的是通过网络与系统安全的实验操作，培养学生对网络安全的分析、设计、管理和应用的实验技能，加深对网络攻防理论知识的理解和应用。在教师主导作用方面，我们首先改变过去按部就班的教学模式3，以启发式的方式指导实验。教师在备课时，对每次实验重点和难点、实验中可能出现的问题、实验的数据和结果做到心中有数。实验过程中，教师加强巡视，出现问题，一般由学生自主研究解决，教师作启发提示、释疑和引导。这样的实验不光是学生动手做，教师在整个实验中起着主导作用。在学生主体方面，由于实验报告是培养学生写作能力、表达能力、分析能力和总结能力的一种较好方式。因此，要求学生每一个实验都要提交实验报告。在报告中注重分析、总结实验中的收获、体会，使学生从实验中不断积累经验，获得更多的实验技能。在实验课结束时，组织实验技能考核，最后根据学生实验情况、实验报告、考核及平时成绩，客观评价学生的实验成绩。通过以上措施，提高了学生对实验课的重视程度，同时对指导老师也提出了更高的要求。可见，把教师的主导作用和学生的主体作用结合起来，有利于提高实验教学水平。2.2学生的组织管理我院根据网络攻击技术实验的特点，采取了独立实验和分组实验等多种形式进行实验操作。更多地采用分批分组来组织实验，学生相互学习、相互讨论切磋，提出一个最优方案，然后实施。在实践中，我们发现分组实验的许多优点。网络安全从软件、硬件和通信几个方面来说，都是一个复杂的网络系统，网络攻防的信息探测、分析、漏洞扫描、实施，以及渗透测试一般都是一个群体来实现的，学生将来如何从事网络攻防方面的工作，也需要与人合作，分组实践，加强了学生之间相互学习研究、沟通和合作的精神。对于实验能力较强的学生，可以指定他们做一些实验辅导工作，由他们负责所在小组的实验，这种变教师指导实验为学生指导实验的教学方式，充分调动了学生参加实验教学的积极性。网络攻防实验不光是需要计算机和网络，还需要一些配套设施，且操作有一定的破坏性，一人一套设备有时是不可能也没必要，以小组为单位，有利于实验室的恢复和维护。不过，分组实验有些问题也要引起注意。如在一个小组中，学生的能力相对有强弱之分，如果以小组为单位完成某个实验，那么学生为尽早完成，可能由能力强的学生做完了事，而其他同学，尤其是能力较差的学生就没有得到应用的实践。所以，在实验的组织与管理中，应当注意对不同层次学生做不同要求，采取多种形式提高学生对实验的兴趣，加强分组分配的合理性以及实验过程中鼓励弱势学生的积极参与。2.3实验课教学方法改进实验课是培养学生动手能力的最基本环节，在很大程度上影响着实验课的教学目标能否顺利实现。因此，结合网络攻防技术课程实验课的教学特点，我院对本课程实验教学方法进行了积极的探索和改革。(1) 规范操作流程。实验之前，要求学生撰写并提交以明确实验目的、实验任务、分析或预测可能困难为目标的预习报告；实验过程中，应按规定操作，并遵守实验室各项规章制度；实验完成后，应及时提交实验报告、实验心得以及经验总结等相应资料。(2) 改革教学模式。减少演示性实验内容，增加技能性、设计性和综合性实践教学内容；在教学过程中，结合流行的新网络技术讲解，激发学生学习的积极性，在实验课中使学生由被动受教育转为积极主动受教育。(3) 改革教学方式。减少教师手把手的教学方式，指导和启发学生分析、解决问题，尽可能地让学生通过自己查找资料、相互讨论，解决实践过程中遇到的问题。(4) 激发学生的创造性思维。鼓励学生对同一个实际问题从不同角度来思考，并提出不同的解决方案。教师在规定问题求解的大范围前提下，可让学生自行完成方案设计和实验操作，充分挖掘学生的创新性、灵活性等，并让优秀方案设计者谈谈其设计思路、心得体会，促进学生间的相互交流，营造浓厚的学习氛围。(5) 培养学生查找和搜索专业资料的能力。教师可以在实验课的不同阶段，布置一些与本阶段学习相关的最前沿的主题，让学生自己去查找，并进行相互之间的交流，这不仅仅可以开阔学生的知识视野，也为最后阶段的综合网络实践顺利完成提供了文献查阅方面的保障。(6) 鼓励学生深入实验。在完成规定的教学内容外，安排一些更具有实用性、工程性特点的实验内容，加强对学生动手能力的训练。3结束语随着计算机业的发展，网络环境下的实验在不断更新，实验内容也必须随之而更新，这对于提高实验教学质量有着重要作用，因此改革之路仍然漫长，我们仍需不断探索。参考文献1 雷红伟. 现代网络实验模式研究与实践J. 实验室研究与探索,2001,(2). 摘要：本文介绍了笔者在教学中如何通过一题多解的开放性思维方法来提高学生编程能力的。关键词本文来自：计算机毕业网 ：算法分析；创新能力；语法；1灵活运用启发式教学方法为避免学生强于应试而弱于编程实践，应在教学过程中以程序设计为主线进行教学，有意识地淡化计算机语言本身语句的介绍，而重点介绍程序设计方法，在分析程序和程序设计中熟悉语法、应用语句，将软件工程、数据结构及算法设计等思想贯穿于程序设计过程中。另外，在教学过程中，灵活运用启发式教学方法，将比较抽象，不易被学生接受和理解的教学内容化繁为简，在教学中巧用生活中的实例，运用比喻、游戏、实验等方法使学生尽快掌握编程的方法。例1：如高教出版社全国计算机等级考试二级教程C语言程序设计第五章“循环结构”，课后习题中有这样一道题：“编写程序，求1-3+5-7+9-99+101的值”这道题与例题5.2“用p/4=1-1/3+1/5-1/7+1/9公式求p的近似值，直到最后一项的绝对值小于10-6为止”题目有些相似。学生自然而然会想到用例题的这种方法求这道题。程序如方法一：#includestdio.hmain()int s=1,n,sum=0;for(n=1;n=101;n=n+2)sum=sum+s*n;s=-s;printf(%dn,sum);这道题除以上的解法以外还有许多种。我让同学们撇开计算机，就当成是一堂数学课，去试着解决这个问题。大家争先恐后地讲出自已的想法。我将他们的想法一一归类，并且告诉同学们这就是解决这个问题的算法，同学们感觉有些不可思议，课堂气氛顿时活跃起来，我再让同学们冷静下来将这些想法转化为C语言形式，同学们这时都来劲了，同学们给出了许多个解决问题的思路。方法二：将1357999101(159+101)-(3+7+99)，经过这样的组合后，先分别求和，再作差。具体程序如下：#include”stdio.h”void main() int sum=0,sum1=0,sum2=0,i;for(i=1;i=101;i=i+4) sm1=sum1+i;for(i=3;i=99;i=i+4) sum2=sum2+i;sum=sum1-sum2;printf(“%dn”,sum);方法三：根据“”、“”间隔的规律，笼统地去求和，只不过将数分为正数和负数。具体程序如下：#includestdio.hvoid main()int i,sum=0;for(i=1;i=51;i+) if(i%2!=0) sum=sum+(2*i-1); else sum=sum-(2*i-1);printf(%dn,sum);方法四：利用求通项T=(-1)i-1*(2*i-1)，程序如下：#includemath.h#includestdio.hvoid main()int i,sum=0;for(i=1;i=51;i+)sum=sum+pow(-1,i-1)*(2*i-1);printf(%dn,sum);2赏识学生，注重学习兴趣的培养在教学过程中，教师应运用多种信息技术适时的辅导，创设丰富的情境，发挥最佳效应，运用多种教学手段激发学生主动学习获取知识的热情。例2输出由“*”构成的一个菱形。我让同学们考虑了5分钟左右大多数同学都在想办法用for语句来实现。有些同学受前面例子的影响开始学着分析问题了，最后有同学举手胆怯地说:“老师，您看这样行吗？我用7条printf语句实现。”即：#includestdio.hvoid main()printf( *n);printf(*n);printf( *n);printf(*n);printf( *n);printf(*n);printf( *n);当然这种方法是正确的，只是说与编写教材人的思想不能统一起来，编教材人原本是想利用循环结构来实现。3深化实践教学效果，培养创新精神(1) 优化实验教学环境，让学生成为实验的“主角”。学生创新能力的培养，对于语言课，在于解决同一个问题采用不同的思路，用不同的方法进行解决。在学生上机前，我要求学生提供算法，最好是一题多解。(2) 改革评价体系，鼓励求实创新。对学生的评价，不能仅用卷面来解决，教师要在学生学习的过程中进行跟踪，课堂教学、上机指导、网络等一系列信息就能够给予学生评价，要注重学习的过程，而不是结果，向动手能力强，勇于探索的同学倾斜。我明确地告诉同学们，我强调的是学习的过程，而不是看结果，即使你期未不参加考试我也能了解你的水平，对同学们的整个学习过程做到了如指掌。 参 考 文 献本文出自：计算机毕业网 欢迎转载1 田淑青. 全国计算机等级考试二级教程. C语言程序设计M. 北京:高等教育出版社,2007.2 谭浩强. C语言程序设计M. 北京:清华大学出版社,2000.3 南丽丽. 阶梯式教学法在C语言教学中的应用J. 计算机教育,2008,(7):75-76. 摘要：本文从本科生的培养模式、课程设置、教学方法及校园文化建设等方面对比了中美两国高校的计算机专业本科教育体系，分析了两种教育体系的优缺点。关键词本文来自：计算机毕业网 ：本科教育；教育改革；中美两国1 美国研究型大学本科教育改革对我国有着很好的借鉴作用在高等教育发达的美国，早在上个世纪80年代就展开了研究型大学本科教育改革，1983年4月，美国全国高教质量委员会发表了国家在危难中，教育改革势在必行的报告，揭开了美国大规模教育改革的序幕。之后美国卡内基教育促进发展基金会又分别发表了学院美国本科生教育的经验和重建本科生教育：美国研究型大学发展蓝图(又称博耶报告)两份报告，这两份报告指出了本科教育的8个冲突问题，并提出了改革本科教育的14点建议及10条途径。这两份报告对美国的本科教育改革起了很大的推动作用。报告公布后，各研究型大学都开始结合本校实际从以上十方面积极改进本科教育，掀起了研究型大学本科教育改革的浪潮。为了了解现状、深化改革，卡内基委员会又于2001年5月开展了一次“重建本科教育：博耶报告三年之后”的调查研究。调查对象涉及全国123所研究型大学，调查发现本科教育地位有所提高、方式有所改进，十条建议得到了相当的响应，美国高校本科教育质量得到了根本性的改变和提高，正在吸引越来越多的全世界优秀学子赴美完成本科教育。中国当前正处在本科教育改革的关键时期，学习、借鉴美国本科教育改革的成功经验，对促进我国本科教育改革有着非常重要的意义。2 中美高校本科教育的比较及启示笔者在2006年曾经到美国依利诺伊大学香槟分校计算机系进行过为期半年的交流学习，本文以下部分结合本人的亲身体会对比中美本科教育在培养模式、课程设置、教学方法、考试形式等方面的差异，分析当前制约我国本科教育发展的因素，从而取长补短，促进我国本科教育的改革和发展。2.1确立以研究型学习为基础的培养模式在博耶报告发布之后，美国研究型大学纷纷调整本科教育的培养模式，将本科教育的重心从被动学习、接受知识转移到以研究和发现为基础的过程上来，本科学生的学习以研究为基础，充分利用研究生教育和科研项目资源为本科教育服务。笔者在依利诺伊大学香槟分校计算机系旁听过多门计算机专业本科课程，发现大部分计算机课程都没有统一教材，教学的内容和进度由老师提供的课程提纲(Syllabus)来决定，但老师一般会给学生指定一批参考书。这样的教学方式导致学生课后要做大量的阅读、归纳、分析和总结，根据老师提供的课程提纲来构建这门课程的知识体系，有很多知识需要经过自己思考和实践才能得到。这种教学方式的好处是不言而喻的，但不好的地方就体现在教学的质量很大程度上取决于授课老师的水平和责任心，有一定的随意性。而我国大部分高校的本科培养模式更多体现出来的是一种知识传授的培养模式，非常重视教材的选择，所选教材的内容体系就是课程的内容体系。在这种方式下，教材的选择就非常重要，好的教材可以节省老师和学生时间，提高效率。但不好的地方就体现在对教材的依赖过大，教学活动受到一定的限制，学生比较被动的接受知识，缺乏压力去查资料、归纳分析所学内容。在我国目前高校师资紧张、班级学生人数众多、教学资源不足的情况下完全采用美国的研究型学习培养模式并不一定适合，这样将导致教学水平难以监管，学生发展不均衡。但是我们可以考虑在目前这种知识传授的培养模式下逐步引入研究型学习的意识，在一些适合的课程里面进行研究型教学的试点工作，不指定教材，将学习的主动权交给学生，逐步确立以研究型学习为基础的培养模式，从而培养学生终身自我学习和研究的能力。2.2确立跨学科发展的课程设置体系美国研究型大学很早就确立了通识教育和跨学科发展的概念。由于科学技术的发展，对于一些综合、复杂的问题越来越需要多种知识、理论和方法予以解决，跨学科成立研究中心已经成为一种趋势。近年来，美国研究型大学纷纷成立跨学科教学和研究中心，打破院系的界限，整合教育科研资源，积极推进跨学科教学和科研。例如2003年哈佛大学(Harvard)和麻省理工学院(MIT)各自建立了一个跨学科研究中心(Center of Excellence)，中心集合了来自生物学、数学、统计、工程学和计算机信息科学等方面的专家，大家协同合作解决系统生物学问题。而我国大部分高校之间院系界限分明，不同学院师生之间的交流比较少，学生基本上没有跨学科选课。为了培养学生综合的学科应用能力和开阔的视野，本科生教育应该采取跨学科的方式，打破院与院之间长期形成的相互独立的这种局面，建立一种跨学科本科生教育机制，开设一定数量的跨学科综合课程，允许不同学院的学生互相选课，培养宽口径、复合型人才。2.3采取讲授、讨论、个案分析、角色扮演等多种教学方法，激发学生自主学习的积极性美国高校的课堂教学方式多样，主要表现有讲授、讨论、个案分析、角色扮演等。低年级的课程以讲授为主，但高年级的课程则更多以演讲、提问、讨论、分析等方式为主。教师除了担任知识传授者的角色之外，还起着学生团队学习的组织者和引导者的作用，并且努力将这种团队学习的功能延伸到课外，极大地调动了学生自主学习的积极性和创造性。而我国高校的课堂教学以“讲授”为主，教学方法比较单一，尽管老师在课堂上讲得非常全面、具体，但教学效果有时并不理想。究其原因，老师讲得太多、太细，没有给学生留下一定的研究和思考的空间。现在大部分教学都用PPT课件上课，很多学生课堂上不做笔记，课后如果又不复习，对于课堂的教学内容只是简单接受，没有经过自己的思考和实践，这样必然导致教学效果不佳。因此我们要积极学习美国高校丰富多彩的教学方式，出台相关制度，鼓励老师勇于创新，大胆尝试，采用多种教学方式来充分调动学生自主学习的积极性。2.4建立通识教育，重视学生口头和书面表达能力的培养美国大学一直以来非常重视通识教育，学生往往在一年级完成通识教育之后，才由学生根据自己的兴趣和爱好来选择专业。而在通识教育中非常强调学生的口头和书面表达能力的训练。比如在利诺伊大学香槟分校，计算机专业的课程有两种，一种是属于学校要求的，每个专业都必须修的通识教育课程，学分为3951学分，另外一种是学院要求的专业课程，学分为7685分，学生毕业的总学分为128学分。其中在通识教育中科技论文写作课程有两门，且均为必修课，学分为7学分，占到毕业总学分的5.5%。科技论文写作这门课程主要是训练学生的科学思维方式、严密的逻辑推理和综合的分析应用能力。而反观我国高校的通识教育里面，缺少对应的课程训练，许多学生毕业后仍缺乏对知识的整体把握，学生不知道如何富有逻辑性的思考、条理清晰地写作和表达。因此建议我国高校应该重视学生的口头和书面表达能力的培养，开设相关的课程，培养学生逻辑和严谨的表达思想的能力。2.5引入TA、RA机制，补充师资力量，搞好课堂教学大部分美国高校为了补充师资和科研力量，普遍推行TA、RA机制。TA指的是教学助理(Teaching Assistant)，RA指的是研究助理(Research Assistant)。在美国的高校，承担某门课程的教授通常会在研究生或高一年级本科生中选择一些学习过本门课程，并且取得了优秀成绩的学生来担任TA，协助老师开展教学。学生有问题往往先和TA接触，由TA协助老师回答问题，批改作业，带学生实习等，如果有TA解决不了的问题，再及时向授课老师反应，由老师来解决。通过这种机制，老师和TA组成了一个教学团队，定期召开教学研讨会议，了解学生们的学习情况，并及时采取相应的措施，不断改进和完善教学。对比我国高校，RA的机制普遍得到推广，但TA机制还未很好的推行。由于扩招，我国高校的班级人数激增，由原来的三、四十人普遍发展到七、八十人甚至上百人。如果一个教师承担某门课程的教学，通常对这一百多学生从授课到解答问题、批改作业、带实习等所有事情都由这个教师来完成，教师工作繁重，影响进一步的教学科研工作。因此很好的借鉴美国高校TA、RA机制，在课堂教学中引入TA，可将老师从一些琐碎的工作中解脱出来，将更的精力投入到教学和项目研究上去，反过来进一步推动教学的发展。 2.6营造独具特色的校园文化氛围，建设师生的精神家园美国大部分世界知名学府都非常重视建设独具个性色彩的校园文化，并以此作为自己的象征和精神家园。比如美国哈佛大学崇尚追求真理，将“以柏拉图为友，以亚里士多德为友，更要以真理为友”作为自己的校训，昭示着哈佛大学“求是崇真”的立校宗旨。耶鲁大学号称“总统摇篮”，“永远强调对社会的责任感、蔑视权威、追求自由和崇尚独立人格”的校园精神使其为美国历史上培养了5位总统和众多美国一流大学的创始人。邻近哈佛的麻省理工学院，其“强调研究及独立探索新问题”的校风使其成为全世界有志青年衷心向往的工科麦加圣地，而有着“比黄金更能给加州人带来光荣和喜悦的大学”美誉的加利福尼亚大学伯克利分校有着蜚声世界的自由开放学风。对比国内的一些知名大学，也有着自己独特的校园文化，比如清华大学 “自强不息、厚德载物”和“行胜于言”的校风已成为一代代清华人毕生追求的理想，北京大学自五四运动以来，确立了“爱国、进步、民主、科学”的传统和“勤奋、严谨、求实、创新”的学风，是中国历史上“新文化运动”中心和多种社会思潮的策源地。上述每一所世界知名学府都有着自己独具特色的大学精神，他们吸引着来自全球的优秀学子在其中尽情挥洒自己的青春，形成人尽其材，各施所长的局面。当这些学子们在事业上做出卓著贡献的时候，总不会忘记要回馈自己的母校，损赠巨资帮助母校建设 摘要：本文论述了在计算机专业课程中应用“任务驱动”教学法的必要性，以及“任务驱动”教学法的概念及其一般的实施流程。关键词本文来自：计算机毕业网 ：任务驱动；建构主义；计算机专业课1计算机专业课教学现状分析当今社会知识经济的迅猛发展，对学校的教育提出了更高的要求，如何培养新型的适应社会发展需求的人才，需要教师敢于超越传统，根据不同学科或专业的教情与学情，创造性地实施素质教育，这是历史赋予的重任，也是时代的要求。计算机专业课是一门操作性很强，极富有创造性，且内容更新较快的课程，只有经过充分的实践才能真正掌握知识和技能，只有不断追求创新才能跟上飞速发展的信息技术的步伐。而传统的计算机专业课的教学过于强调教师的教，忽略了把课程作为信息的载体，使学生在学习过程中不能主动地掌握知识和技能，因而限制了人的潜能的发挥。在素质教育不断推进的今天，改变传统教学方法的呼声日益高涨，强调学生的主体性、积极性和创造性已成为开展素质教育的本质体现，“任务驱动”教学法符合素质教育的要求。2什么是“任务驱动”教学法所谓“任务驱动”教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学方法，是实施探究性教学模式的一种教学方法。它是将所学知识隐含在一个或几个任务中，学生通过提出问题、分析问题、明确问题所涉及知识，并在教师的指导下解决问题的教学方法。在学科学习中，“任务驱动”教学法以问题作为载体，创设一种类似科学探究的情景或途径，让学生自主地通过已学的知识，分析问题，完成任务，从中培养学生的实践能力和巩固已学的知识。建构主义教学设计原则强调学生的学习活动必须与大的任务或问题相结合，以探索问题来引动和维持学习者学习的兴趣和动机。具体到课程教学的设计过程中，采用“任务驱动”教学法是指任课教师根据当前教学主题 (目标) 设计并提出任务，针对所提出的任务，采取演示或讲解等方式，分析任务并给出完成该任务的思路、方法、步骤和结果，在此基础上，教师也可以任务方式引导学生边学边做，并独立或协作完成相应的学习任务，实现“学中做”、“做中学”，以达到学生真正掌握知识与技能之目的。“任务驱动”教学法的出发点是：师生互动；切入点是：边学边做；落脚点是：调动学生学习的积极性、创造性，尤为强调个性的发挥，事实上“任务驱动”教学法并不是简单的给出任务就了事，重要的是要让学生学会学习。本文简要地介绍了我们在高职计算机专业课教学过程中采用“任务驱动”教学法的一些方案设计、过程考核以及相关理论和实践的探索，希望对计算机专业课的教学有一定的参考意义。3 “任务驱动”教学法的实施步骤任务驱动法实施一般可分为任务设计、分析探索和效果评价等3个阶段。3.1任务设计阶段在“任务驱动”教学中，任务的提出是前提条件，是这个过程中的核心，它将决定在这节(门)课中，学生是主动学习还是被动学习。所以，任务设计是任务驱动法的第一步，也是任务驱动法的关键。教师要站在稍超前于学生智能发展水平的高度上，提出有利于学生掌握技能、获取知识的有意义的任务，设计的任务应能激发学生的学习兴趣。教师在实践教学中若能创造一种真实的问题情境，无疑能提高学生的求知欲。任务的设计要有明确的目标，只有任务明确、编排合理方能达到预期的效果，教师要在学习总体目标的框架下，根据学生认知规律把知识点分成一个个相对容易完成的小任务。这些任务与任务之间不是孤立的，而是互相联系、相辅相成的，通过小任务由简单到复杂，循序渐进地完成。任务设计应注意学生的个体差异，分别提出恰当的基本目标、发展目标。基本目标通过努力人人都应达到，而发展目标则可以鼓励学有余力的同学继续追求，从而培养学生积极探索、勇于开拓的精神。任务的形式一般可以分为下列3种。第一种形式的任务要求非常明确，有统一的样板，要求学生完全按照教师给出的样板去做，这种形式比较适合课程内容的开始教学；第二种形式是任务中的一部分内容是教师明确要求的，另一部分是允许学生自由发挥的。例如学生在学习PowerPoint做演示文稿时，可以给学生设计一个“送给爸爸妈妈的电子贺卡”的任务，“做一个电子贺卡”是确定的任务，但其中设计的具体内容可由学生自由发挥，这种教学形式适合教学的中间阶段；任务的第三种形式是教师只给出一些原则上的要求，大部分内容由学生自由发挥，这种教学形式比较适合课程设计和实训阶段。例如在VB课程设计时，要求学生完成一个管理系统 (工资管理系统、成绩管理系统、图书管理系统等等) 。后两种形式的任务的确定还需要学生自己思考或者小组讨论，最后得出具体的任务。总之，提出的任务要符合学生认知规律，把教学内容融合于开放平等的教学环境中，引导学生自觉地去探求知识，去获取知识，去运用知识。3.2分析探索阶段分析任务是任务驱动法中必要的环节。教师对任务进行适当的分析，有利于学生在探究学习中少走弯路，减少盲目性。一般来说，任务给出后，教师不要急于讲解，应该先让学生讨论、分析任务，搜集相关的资料，分析完成任务需要做哪些事情，存在哪些问题。如果完成任务的知识没有学习过，即含在任务中的新知识点，这也是任务所要解决的问题， 教师对任务分析之后，就是学生自主探索的阶段。这是学生学习知识技能的阶段，在这一过程中，教师尽量不要直接告诉学生如何去解决面临的问题，可以进行适当的启发，给出合理建