随着社会主义的不断进步和发展,计算机的应用渗透到了社会的各行各业,计算机也越来越多的出现在了人们的生活中,在工作中人们也需要计算机方面的人才。下面是我为大家整理的计算机毕业论文,供大家参考。
摘要:计算机应用基础在现在生活、学习、工作中的作用越来越大,但高校计算机应用基础课程教学存在一些问题,已经不能适应现实的需求。本文深化高校计算机应用基础课程教学改革的意义作为切入点,分析了高校计算机应用基础课程教学存在的问题,最后提出了高校计算机应用基础课程教学改革的策略。
关键词:计算机应用;教学;改革
一、深化高校计算机应用基础课程教学改革的意义
伴随着资讯化的发展,计算机已经成为了日常生活、工作的最基本的技能。但在高校高校计算机应用基础课程教学中学校、教师对计算机应用基础课程不够重视,学时较少,教学模式和教学效果等方面都不尽如意,对于大学生计算机的应用能力的培养具有一定的影响,因此,深化高校计算机应用基础课程教学改革是一项势在必行的工作,对于推进高校发展,培养大学生计算机应用能力等方面具有重要的现实意义。
二、高校计算机应用基础课程教学存在的问题
一对计算机应用基础课程重视度不高。学校、教师、学生普遍认为计算机应用基础课程是一门公共课程,只要考试过关即可,教师和学生的重视度不高。一方面教师认为对于非计算机专业的学生,对于计算机的要求要求不高,只要上课随便讲讲就可以了,因此对学生的要求也不高,导致学生的学习计算机应用基础课程的积极性较低。另一方面,部分大学生认为学习计算机只要学会上网聊天、浏览网页、看电视电影、玩游戏等娱乐活动,就是掌握了计算机的基本知识。也有一部分学生认为自己在大学时已经掌握了计算机应用的基础知识,大学时没有必要再重复学习了,只要把自己的专业课学好就可以了。
二学生水平不一致,教学不能因材施教。在高校中,学生来自不同的地方,对于计算机基础的掌握程度也不尽相同。但反观高校计算机应用基础课程的设定,还在使用统一的教学大纲,统一的教学内容,这就导致了计算机应用基础课程对部分学生的吸引力不大。而基础较差的学生则无法掌握教师教授的内容。因此,高校计算机应用基础课程的教学计划很难完成。
三讲授时间与实践操作时间分配不合理。随着资讯网路的不断进步与发展,计算机应用基础课程的教学内容和范围不断增加,知识点也越来越细,这就要求教师的教学内容不断更新和扩充,计算机不断发展和应用范围的扩大,要求我们不断的更新和扩充教学内容,但是高校中计算机应用基础的课时基本在50到70个之间,这样教师为了完成教学内容,会压缩学生的“上机”实践操作时间,这样就导致学生不断地学习新的知识点,但是无法“上机”练习,易造成“纸上谈兵”的现象。
四教学方式较为落后。高校计算机应用基础课程的教学方式主要是采用教师操作计算机和投影仪的方式,教师将知识点一股脑的输入给学生,与学生之间的互动也较少,有的学生听的迷迷糊糊,但是又不敢打断老师。另外,教师先讲解知识点,等到下堂课才会组织学生“上机”操作,有时两堂课之间是一个星期有时甚至是两个星期,这样学生对知识点的掌握已经很模糊了,这样就造成了计算机应用基础课程的教学效果不佳。
五评价方式简单。高校计算机应用基础课程对学生的评价方式较为简单,大部分高校主要采用试卷和上机考试相结合的方式,对于计算机这种应用型的科目,试卷很难反应学生的实际操作能力。而且上机考核系统存在一些局限性,也不能很好的评价学生的实际水平。
三、高校计算机应用基础课程教学改革策略研究
一各方应加大对计算机应用基础课程的重视程度。目前,计算机已经成为了日常生活、工作中最普遍的应用工具。高校作为系统教授计算机应用基础知识的单位,学校各方应当重视计算机应用基础课程,一是合理安排计算机应用基础课程。增加关于计算机应用的最基础、最先进、最实用的知识点,增加学生的“上机”时间。培养学生的实践按操作能力。二是作为教师,要对教学计划、教学内容等做出合理的安排,保证学生既能掌握书本上的知识点,又具备熟练的操作能力。三是学生要从思想上认识到计算机应用基础课程的重要性,保证出勤率,课下复习书本上的知识点,又注重去机房的实际操作。
二根据学生的层次,实施因材施教。高校中学生来“自四面八方、五湖四海”,对于计算机应用基础的掌握程度也不尽相同,为了保证所有学生都能“学有所成”,高校应当根据学生的不同层次,因材施教。一是在大学生入学时,组织关于计算机应用基础知识的考试,大概掌握学生对于计算机知识的了解情况。根据考核情况将学生分为不同的班级,一个是拥有计算机基础的班级,另一个为较少具备计算机基础知识的班级。学校根据不同的班级制定不同的教学计划、教学内容、教学目标,实施因材施教,保证所有的学生都能学到“新鲜、实用”的计算机应用基础知识。
三根据专业需求,安排教学内容。计算机应用基础知识的设计面十分广泛,教师不可能教授所有的知识点,学生也不可能掌握所有的知识点,因此,为了保证学生掌握更多实用的内容,教师可以根据专业需求,安排不同的教学内容。例如,土木建筑类专业的学生,走向工作岗位,要设计施工方案,CAD软体的应用十分广泛,因此,在安排土木建筑专业学生的教学内容时,可以适当地偏重此方面的教学。而对于英语、法学等文科专业的学生,对于计算机应用基础课程的具体要求可以适当降低。这样既可以增加学生学习的兴趣,又可以保证学生“学有所用”。
四创新教学方法,加强实践教学。计算机应用基础课程是一门实用性、操作性很强的课程,教师应当创新教学方法,改变传统的“满堂灌”的方式。高校可以将计算机应用基础课程搬到“机房”,采用“一堂课,一个案例”的方式,通过教师采用多媒体教学方式讲解后,学生自己参见实践、研究案例的完成方案,这样可以理论教学与实践操作紧密结合起来,以实践来带动整个教学内容,也充分调动了学生学习的积极性与主动性。
五改革考核方式,采用无纸化考试。针对计算机应用基础课程的操作性强的特性,“纸质考试”无法体现学生学习的实际状况,为了保证考试能够真实地放映出教学的效果,高校在计算机应用基础课程中应采用“无纸化”考核方式,具体而言,高校研发专门的计算机应用基础课程线上考试平台,实现线上考试和线上自测的功能,并附有题库。同时,为突出计算机应用基础的实践学习的重要,还要增加实验报告,在考核中所占的比重。
四、结论
计算机应用基础课程是高校中重要的公共基础课程之一,针对其存在的问题,高校应当高度重视,不断地改进教学理念、教学方式,重视计算机的应用性和实际操作性,保证学生能够学到更多、更实用的计算机应用基础知识。
参考文献
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【摘要】在《计算机应用基础》课程学习效果的评价中采取机试的形式,具有改卷效率高、改卷过程公平、防止舞弊等优点,已为很多高校所采用。但在使用过程中,在硬体、软体方面也存在这样那样的问题,如果不加以注意,其优点也会转化为缺点,影响到大家使用的积极性。本文总结了我们在使用考试系统中遇到的问题及积累的经验教训,希望对大家今后的工作能有所帮助。
【关键词】计算机应用基础机试问题与对策
一、引言
《计算机应用基础》课程是一门计算机入门级课程,教学目的主要是促进大学一年级学生了解计算机发展的历史、现在以及未来,帮助他们初步掌握在今后的学习中要经常使用的系统软体、应用软体尤其是办公软体等。该课程的考试形式,从最初的试卷考试,到现在的机试,经过不断变革,变化很大。然而我们在采用机试的过程中,从不熟悉到熟悉,走过弯路,有过教训,也积累了经验,我们在此把这些经验教训加以总结,列出我们遇见的问题,并给出了采用的对策,期望能帮助后续采用机试的兄弟院校。
二、问题及对策
机试中遇到的问题,总体上分为硬体的问题和软体的问题,我们分别进行介绍,并给出对应策略。
一硬体的问题及对策
考试系统软体执行在计算机硬体之上,硬体是基础,如果硬体中存在问题,势必影响到考试的顺利进行。首先需要考虑计算机的计算速度和并发能力,该指标决定了同时能支援多少学生进行考试,即需要考虑当有一个学生、十个学生、一百个学生、五百个学生、一千个学生同时考试时,其计算速度是否能够应付得了?其次要考虑计算机的储存能力,即硬碟能够储存多少份试卷。再者要考虑计算机的稳定性和突发事件对考试系统的影响,即要求计算机的稳定性要非常高,不能在考试期间发生宕机现象,同时要考虑到停电对伺服器的影响。对于硬体的效能问题,通常考试系统的开发者会在多次测试的基础上给出该系统需要的硬体引数。采用考试系统的单位只需要派技术人员按照这些引数去正规厂家采购,一般不会发生问题。
二软体的问题及对策
通常考试系统软体包括命题子系统、考生管理子系统、考试子系统、组卷子系统、改卷子系统等,在使用这些子系统时如果操作不当,也会带来不小的问题。
1、命题子系统的问题及对策
命题子系统中最难也是最容易发生问题的地方是知识点难度的区分,通常会把知识点分为简单、中等、困难等三类,在每一类中问题的难度应该相似,这样,不同的学生抽到的题目虽然不同,但难易程度相似,也能够最大限度地实现考试的公平。问题在于,如果命题教师有多个,可能各个老师对知识点的难易程度理解不同,这样就容易出现同一个类别中出现难度不同的题目。如何解决这个问题呢?由于这是个仁者见仁、智者见智的问题,可能有不同的方法,我们采取的是把不同的知识点分给不同的老师,对某个知识点,只有一个老师负责,让该老师来把握这个知识点的分类情况,如果该老师认真负责,以一个标准来命题,那么同一类里面的难度应该就最大限度的保持相似了。
2、考生管理子系统的问题及对策
在该系统中容易出现的问题是考生的姓名问题,对于汉族学生来说,姓名一般不会太长,以三字姓名居多,也有个别复姓的,但通常不会超过20个字元,但是对于新疆少数民族的学生,其名字不仅长,其中还有其他字元,比如‘•’,如表2所示。表2中列出了两个维族学生的学号和姓名,跟汉族的有很大不同。在模拟考试时,刚开始时,让这两个学生按照表1的内容输入,其中一个学生在键盘输入法中竟然不能自主地找到‘•’,耽误了不少时间。所以在录入学生姓名的时候,要特别注意长名字学生的姓名,我们采取的措施是用学生的学号替代名字,由于学号是唯一的,因此可以用以区分学生。
3、考试子系统的问题及对策
在考试过程中,最容易发生问题的地方是学生对考试软体不太熟悉,因为通常情况下,一个学校部署一套考试系统,学生只有在选修计算机应用基础课程时才会用到,而平时忙于完成教师布置的作业,并不会过多的练习考试子系统的用法,所以会略显生疏。我们采取的对策是,在最后一次上机课,让学生专心练习使用考试子系统,同时在安排监考时,让计算机应用基础教师去监考,能在学生遇到软体问题时给予操作方面的帮助。
4、组卷子系统的问题及对策
在组卷时,组卷老师不仅要熟悉考试大纲,也要熟悉试题库中题目的分布情况,尽量选取试题多的知识点命题,这样可以使得相邻座位学生抽取到的题目尽可能的不同。也能有效地减少作弊的发生。5、改卷子系统的问题及对策我们之所以采用当前使用的考试系统作为计算机应用基础课程的考试平台,是因为该平台具有一个吸引人的特点,能够对操作类题目自动判分,比如word、excel、ppt,自动判分有下面的优点:*自动判分,采用统一尺度,对学生更公平*自动判分,拒绝教师参与,防止教师舞弊,为关系学生加分*自动判分,速度快,提高工作效率该子系统存在的问题是,每道题必须有明确的判分原则,每一步给多少分要合情合理,不能出现复杂操作给分少而简单操作给分多的现象。因此这一步其实是跟命题子系统密不可分的,在命题时就需要认真把握各步的评分标准。而人脑的思维有时跟计算机程式的运算过程不同,人们一个简单的想法,可能改卷子系统并不能实现,因此在给评分标准时,一定按照计算机改卷子子系统的思维来思考。
三、总结
本文,我们讨论了计算机应用基础课程机试过程中容易出现的问题,并给出了解决的方法,希望后续采用机试的同行能够从中吸取经验教训、少走弯路。在今后的使用过程中,我们将进一步开发使用现有的考试系统,将平时作业、练习和最终考试三方面的成绩综合起来,以评定学生的最终成绩,在教授学生知识的同时,以保持教育过程中的公平。
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近年来,随着全球网际网路技术的普及、计算机技术的迅猛发展、数字技术的瞬息万变,计算机工程在人们生活、生产中的应用越来越广泛。下面是我为大家整理的计算机工程毕业论文,供大家参考。
计算机软体大体分为三类,一种是总述,一种是系统软体,一种是应用软体,系统软体的作用是促使各个硬体按照一定的规律协调工作,保证计算机处于正常运转状态。而应用软体的作用则是为了实现某种使用愿望而开发出来的软体。
1计算机软体工程专案管理的基本概念
工程专案管理的含义工程专案管理主要是业主通过委托从事工程专案管理的企业,签署相关协议,工程专案管理企业有义务和权力代表业主在工程专案进行的情况卜干预和服务。工程专案管理企业可以协助业主同项目工程总承包签订一系列合同,只是起到辅助性作用,不直接与总承包企业或者施工、勘察、供货和设计签署协议或合同,工程专案管理企业有责任在施工过程中监督合同的完成情况。
软体工程专案的概况
管理人员开展有序的专案计划
企业必须把人员管理放在重要位置,在软体工程专案的开发上人员的调配问题是保证工程顺利进行的重要因素,因此,专案能否成功和工作人员的工作能力、写作能力息息相关,针对工程专案的操作类别不同,可以分配成各个研究小组,进行科学合理的针对性开发和高效的协作,有利于工程的快速推进和更加完善。小组内的人员根据自身优势,确定自己的工作内容和工作时间。对专案进行正确的认识和对风险进行评估,与此同时从节约成木的方而出发,形成科学的人力资源调配机制,使专案得以顺利开展。
质量和配置管理工作
软体的质量管理工作是整个专案的核心工作,质量管理决定着计算机软体工程专案管理是否真正的成功,通过一系列保证质量的手段,有计划的编制、控制和保证专案质量。保证专案质量的方式可以通过定期的进行质量评估得以实现,在日常专案管理中要不断的对工作进行考查,对于专案不合格的地方要提出意见并且考虑整改措施,不断完善整个软体配置管理的记录工作,使专案的质量能有一定的检测体系,这样开发者会对专案工程的质量问题有比较深入的了解。
风险评估和管理工作
风险管理大致分为两种工作,一种是风险识别,另一种是风险评估。得到评估结果以后要针对问题提出相应的解决办法,定期检测计算机软体工程的好处是可以减小产生风险的概率,还可以避免一些因疏忽而产生风险,使专案的损失减少到最低,也减少了因专案风险而造成的一些相关责任人的利益冲突。
2计算机软体工程专案管理中存在的问题
管理团队的协作问题
分工合作是我们完成一个专案的基木因素,在软体开发方而更需要每个人的智慧一起凝聚出果实,共同享受成果,而目前在计算机软体工程专案管理方而资讯的交流方而存在一些问题,例如分工不清、团队不合作等问题。
需求分析和实际中的业务存在差距问题
计算机软体工程专案没有结合实际的活动需求,也没有调查有效的资料分析,因此计算机软体工程专案管理在开发出新的产品以后并没有取得理想的业务效果。
风险管理的问题
专案的风险工作是企业需要考虑的很重要的问题,如果风险没有相应科学管理,很容易带来巨大的损失,但是很多员工并不懂得如何规避风险,缺乏相应的专业知识,更是缺少对风险工作的管理,导致很多企业在风险来临时无法做出正确行动,造成巨大的经济损失。
3计算机软体工程专案管理的对策
对风险管理和工作进度进行有效管理
制定风险管理制度。计算机软体工程专案管理的工作人员必须具有一定的风险识别意识和相应的遇到风险的专业知识,并且能有效的控制风险的能力。在平时要做好风险评估的管理报告,针对可能发生的风险要及时预测并且做出相应的解决行动。设定专门的人员对计算机软体工程专案定期进行风险的评估和检查工作。在整个专案中,根据需要进行多次的风险管理工作,因为风险无时无刻都有可能存在,检查的目的是尽量减少风险发生,在一般情况卜处理风险的措施一般有三种:减缓、规避和转移。提高工程的进度,不断的推进工程的工作效率。要制定详细的工作计划表,并且尽可能达到最高的工作目标。工作人员有严谨的工作态度和高效的作息时间安排,管理人员要密切关注工程进度,不断的督促员工完成应做的工作量,有条理、高效的完成对员工的工作任务的监督工作。
建立完善的管理体系针对计算机软体工程的人员日常管理工作,要建立科学有效的管理方案。合理安排人才资源,确保在进行计算机软体专案工程时人员调配顺利进行。专业知识的培训对于工作人员来说
是必不可少的,可以极大的丰富计算机软体工程专案人员的专业水平和实践能力,减少工作上的失误,提高工作效率和工作人员的素质。奖罚制度是对企业员工优劣的衡量标准,所以在计算机软体工程专案管理方而采取奖罚制度可以极大程度上调动员工的积极性,使员工主动为企业创造效益,企业的发展才能有长远的未来。
建立合作的团队
在员工内部建立有效的交流机制。员工的内部工作经验交流是非常重要的,因此要完善沟通方法,开辟多种交流方式和渠道,不断的增强各个部门的沟通意识,使团队的力量不断凝聚起来。明确分工,责任落实到个人。计算机软体工程管理非常复杂,需要的人员也众多,因此必须要使每个员工明确自己的工作内容和范围,清晰的划分自己所需要负责的区域,清楚自己的责任,这样能够确保每一个步骤都井井有条,非常有秩序。调动整个团队的工作积极性。通过一些活动、奖励措施等使每一个工作人员全身心的投入到工作中去,愿意并想要去做的更好,不断激发团队的潜力和员工的协作能力,这样专案不仅会做的越来越好,员工内部也会越来越和谐并且充满正能量,企业的效益也会不断得到提升。
4结语
计算机软体工程专案管理的工作内容十分的复杂,要保证软体工程按照工程原计划进度顺利开展工作,并且要节约成木、保证质量,必须熟练对计算机软体进行操作,在现在的大多数生产计算机软体的企业中最为重要的就是软体工程专案的管理效率,软体工程专案的成功条件是软体专案要具有科学性和高效性,在此基础上企业的合理管理也是企业走向成功的关键。
1现状分析
培养高质量的软体开发人才一直是社会和行业关注的焦点。早在11年前,对于工程教育的迫切性就被人提出来[1]。工程教育本身也作为一个系统问题被讨论[2]。现在从国家层面在战略上建立了软体学院进行专门培养,各个高校也不断推出新的课程、新的措施方案。在这一领域虽然比过去似乎已经有了翻天覆地的变化,但来自企业的呼吁似乎一直反映出诸多不尽如人意。更多的思路希望将企业的力量直接引入到教学,比如实训基地等[3];而国家层面也非常关注实训[4]。但实际效果可能变得流于表面,因为企业往往难以将核心的工作拿给学生做,而其训练的专案也并未从更全面系统的角度去设计,其锻炼效果就有限了。在软体开发这一领域,由于其具有变化迅速,新技术不断涌现的特点,导致不少在教育内容上选择了追逐新技术、新语言、新平台,以能用会用这些流行主流技术为目标。典型的代表就是北大青鸟,有些二本的学生在毕业前专门花钱去青鸟学习,似乎可以看到这种教育的优势。但另一个矛盾的情况是,往往那些关注员工后劲的公司却不愿意招聘青鸟的学生。如果将目光投向国外的顶级大学,例如斯坦福,其教学上并没有去“依赖”校企合作,以及很热门的“实训”。其核心课程依然是过去的传统经典课程。以一个研究生为例,一学期能修2门课是正常,3门就很优秀。它并没有追逐所谓的新技术。但无人质疑其学生的工程能力、科研能力和创造能力。
2什么是计算机工程能力的核心
什么才是我们软体开发教育的核心知识架构,怎样才能培养学生可持续发展的核心竞争力?我们调查过一些非常高水准的软体开发者,发现他们往往在底层软体上持之以恒地进行长时间深刻的锻炼,然后在未接触的新领域才能非常迅速地掌握核心。例如,一个非计算机专业的系统分析员曾经“只”在DOS这种原始的作业系统下玩了10年,甚至自己写过一个汉化的DOS。他只有书本上的一点点网路知识时,就用一两天时间解决了一个学通讯的研究生1个月都不能解决的网路故障。这是一个典型的例子,他并没有“实际的”网路经验,什么使得他如此轻松地进入了新的领域呢?而另一个曾就职于vmware、google等顶级公司的程式设计师,在Unix下只用C语言做了10年系统级程式设计。当用Java,C++甚至是javascript时,其学习时间只是1天,很快就比做了几年专门java程式设计的程式设计师还精通。如何才是软体开发人员的本质力量?什么才能让他们在变化万千的新技术面前屹立不倒,乘风破浪?
计算机工程能力
我们认为计算机工程能力包含两方面的内容:1核心知识架构;2计算机的思维方式。什么是核心知识架构呢?是反应该领域最基本规律和支撑技术的知识。简单地说就是传统的作业系统、编译、资料库。作业系统将硬体、软体、高阶语言和汇编融汇在一起,它几乎包括了软体工程中所有重要的因素。举一个简单的例子,似乎只有面向物件这种“高阶东西”才有的虚拟函式运用,其实在Linux中就有相应的虚档案系统。作业系统是最为复杂的计算机工程之一。编译融汇了大量的演算法,而且能让大家真正看“穿”语言的外表,深入到其内里,体现了最根本的计算机技术。其优化技术,也深刻地和硬体交融在一起,很好体现了底层风范。资料库,不仅是运用演算法最多的地方,甚至是超越作业系统的一个复杂的系统,从快取技术到i/o优化,到索引,再到事务处理,无一不是反映计算机最深刻规律。大家可以发现,所谓核心知识架构,都具有两个特点,反映本质规律,体现软硬融汇交织。也只有这样,才能建立下面谈到的“计算机思维方式”。
核心知识架构
为什么我们没包括一些新兴的语言和技术呢?似乎它们很“实用”。而且已经出现的问题是,按照传统科目和方式学习后,学生在企业什么都不会。这也正是大家关注工程教育的初衷。为什么不强调这些新兴实用技术的教育还在强调“古老”的“基础”。计算机领域一个显著的特点是,表面上知识更新非常快,新技术、语言层出不穷。这很容易导致当我们发现学生能力欠缺时,将问题归罪于新技术的学习不得力,知识结构老化。但其实目前的问题可以从另外一个角度考虑,是否是基础教育不得力?分析国外著名大学,如斯坦福、伯克利的课程,我们发现两个特点:1关键的基础课程,如作业系统、编译原理、资料库,始终是其最重要的课程,并没有过分追逐各种“新潮”技术。2学生一学期能修的课程非常有限,一般为3门课。而国内却呈现相反的状况,比如编译原理被降到了选修课的角色,新潮课程层出不穷,一个学生二年级一学期要修13门课。在这种走马观花的状况下,计算机这种具有强烈“手艺”色彩和工程实践的学科,被完全纸上谈兵化。而一些可怜的实验内容,还被学生的复制拷贝所湮没。我们认为,恰恰是这种情况,使得基础核心知识教育没有工程化,没有充分动手,导致了基础知识教育某种程度上的巨大失败。从以下鲜明的对比可以窥见问题的端倪:国内学生反映作业系统课程是文科课程只需要背条款考试即可;而相对地,国外著名高校作业系统课程要求学生实现“小”作业系统。国内资料库只讲其应用如大量讲解sql等运用,sql即使非计算机专业人士也很容易学习,这也是它被发明的初衷。斯坦福的资料库课程中有一门需要实现一个数据库系统。在笔者走访的计算机工程上优秀的人才,发现其共同的特点就是在诸如作业系统或资料库上都有很深入的学习经历,比如前面提及的自己构建过汉化DOS系统,或者在Unix下,做核心以及驱动很多年等。而当他们接触新技术时,之前深刻的经验和淬炼的思维就让他们如虎添翼,快人一等。更有甚者,国外真正的最顶级专家,都是在这些领域有无与伦比水平的专家,从delphi的缔造者,转战到微软并入主平台的开发,也可看到雄厚的底层知识和能力的巨大作用。所以“老”知识并不是障碍,而是通向天堂的阶梯。究其原因,就涉及到工程能力的第2个方面,计算机思维方式。
计算机思维方式
对非专业人士它是很抽象的概念,而对真正专业人士,这又是一个非常鲜活的概念。这里限于篇幅,我们只举一个简单的例子。面对在C++中外部程式码如何直接修改私有变数的问题,计算机的思维方式就是:物件也是放在记忆体中,只要能拿到物件的地址,并知道物件的布局,那么就可修改。而没有建立这种思维的人,就完全被高阶语言的语法所左右,无从下手。一句话,无法看到本质,没有从下而上的底层思维。核心知识课程的有效深入教学和计算机思维方式建立有何直接关系呢?我们认为核心知识因为其反应了计算机本质规律,而且从底层建立起来,所以对其深入掌握运用后,它从开始的逼迫到最后的陶冶,最终潜移默化地让受众建立起“计算机思维方式”。而这正是计算机工程师安身立命之本,就如同音乐家有其独特的音乐思维方式一样。为什么诸如java之类的课程于建立计算机基本思维不太合适呢?因为它更高层,无法让学生看到最下面。而唯有彻底、深刻和系统的底层淬炼,才能真正建立起“计算机思维方式”。
3如何打造强大的计算机工程能力
大家一方面指责基础课程的“空洞”、“无用”、“陈旧”;另一方面在不断开设的海量新课和技术中压得学生更加远离程式设计,远离实践。即使能培养出熟悉某种语言的学生,也无法看到他们和培训学校有何不同。实训也似乎没有根本解决问题,我们在实践中发现,往往是那些自己醉心于程式设计的学生最后有着卓越的表现。让基础知识能支撑和指导实践,而非仅仅“符号”,并引导学生进行高效的实践。
“3块连一线”,4门基础课程整合打造核心知识架构
我们将4门基本课程进行贯通式整合,着力塑造学生的“计算机思维”。下层的是3门基础课在上一小节探讨了其在工程能力训练上不可替代的重要地位,对软体开发环境产生支撑。而软体开发环境又通过精心的设计和工程实践,从应用角度将3门课程所学的知识串联起来。从而将基础知识和工程开发更有机整合在一起。首先,阐述为什么将以上课程整合在一起的理由。要回答这个问题,必须先回答什么东西支撑了优秀程式设计师。在我们的调查人员中,无一例外地都具有很深厚的底层软体开发背景。有长期从DOS的Hack入手的;有长期从事Unix核心程式设计的;有从Windows的driver起步的;有以反汇编逆向为根基的。长期在最底层的经历,使他们建立了最真实和能触控的系统观,能以计算机的方式思考。所以面临新技术时,他们能透过新形式很快把握其精髓,深刻地把握其实质。“太阳下面没有真正的新事物”,例如号称21世纪最新的重要的软体技术AOPAspectOrientedProgramming,AOP,其实在20世纪60年代就出现在了汇编一级的软体技术中,它本质就是钩子技术的系统化。在底层的软体世界,我们不仅能够用到那些所谓的最新的技术,而且能看到其本质我们可能就是用机器码自己构建出来的,而不被新技术的华丽外衣障目。这些使得具有底层经验的开发者,更有创造力,更能创造,也更能洞察迷乱后的本质,庖丁解牛,解决那些异常复杂的工程问题。举一个笔者遇到的真例项子,一个具有深刻底层经验的程式设计师一直只有C语言和作业系统程式设计经验和一个只有深刻Java经验的程式设计师,在同时学习Javascript的闭包概念时,后者一个礼拜都还有些似是而非。前者很快就能自如运用,且最后指点了后者1个小时,后者顿时豁然开朗。这是典型的“新”与“老”,上层和底层经验在面对新事物时的对比。既然底层软体赋予我们如此强大的能力,那么哪些是底层软体呢?大家公认,作业系统、编译和资料库由来就是计算机工程自身的根基。所以,我们必须将这3门课涉及的知识好好淬炼。而如何将3门课的知识和我们日常的软体开发联络起来呢?如何用它们指导平时程式的开发呢我们大多数是开发使用者级软体,不会开发核心软体,因此许多人认为几乎整个在核心中的作业系统对使用者级软体开发无从指导?另一门课,《软体开发环境》解决了这一问题。它有一条主线,通过反汇编将C语言和汇编串联起来,让系统级的知识从高阶语言的面纱下展现出来。同时用逆向工程这把庖丁之刃,将编译、连结、面向物件等软体开发中的重要知识块剖剔,让底层与上层贯通一气。而逆向的技术技巧,本身也是非常高阶的软体开发技术。因此,我们用“3块连一线”来总结4门课的关系是最好不过了。为什么不纳入语言课程,比如C/C++语言?从我们的工程经验来看,语言只是计算机原理和思想的载体,是表述方式而已。为了表述形式而专门花大力气是不值得的。比如,国外的著名大学很多都不开设语言课,在其他课程作业中必须用C语言程式设计,学生们就在那里锻炼了。真正的语言的力量并非来自语言本身,而是底层知识为支撑的专案锻炼。我们的思路是以构建式完成大量的完整系统的编写,这样就很好锻炼了软体开发和工程能力。同时,“软体开发环境”本身从逆向层面也对语言有了深刻的剖析,这是纯粹的语言课难以完成的。另外,从大纲安排上,我们在大一就会让学生用C语言来初步接触程式编写,这时并不适合放入太高阶主题。而在教学中,语言的力量已经渗透到一个个工程构建中,随风潜入夜了。为什么不纳入演算法课程?从某种程度上,“程式就是演算法与资料结构吗”?我们认为在系统中运用演算法,演算法才具有生命力。而编译、作业系统、资料库以及我们专门设立的一些课程设计将全面运用各种演算法和资料结构。在实战中运用并学习提升才是王道。这也正是构建式学习的精髓所在,这也正是探索式学习培养学生的创造能力的精髓所在。演算法课已经为我们准备了元件,就看你怎么去组装甚至改造。
以构建主义的思路,深度实践的风格改革课程
前面我们论述了底层知识架构的重要性,那么怎么来将它们实际地建立在学生的工程实践中呢?简单地说就是“构建一个具体而微的系统”。讲作业系统就构建一个小作业系统,讲编译原理就构建一个我译器。同时,设计一些跨度较大的课程设计覆盖这些课程的一些重点内容。构建完整系统本身就可真实淬炼工程能力,而这些内容的复杂性、难度以及运用知识点的广度,本身就超越了简单的企业实训专案,在培养人才方面具有系统性、完整性、挑战性独特优点。我们需要的是运用团队的思路和现代软体工程的手段,将其开发过程管理发起来,从而熟悉企业级开发的工具链,将软体工程学到的知识贯通到实作中。这也回答了“和以前相似的强调基础课程教育,什么特点使得我们的做法能获得强大的工程能力?”这一问题。以前更多注重理论知识的学习,而现在的做法是回归计算机工程的自身科学规律———实践为王。
改革考核评价标准,充分强调动手实践
以前我们一直是卷面考试,实验分数只是象征性的点缀。这本身违反了计算机工程的特点。只有改变评价考核标准,才能真正驱动学生充分锻炼工程。在课程软体开发环境中,我们采取了平时的考试结合期末考试的方式,而两者均为软体编写。期末考试在实验室上机编撰指定题目。不强调对一些函式名等死知识点的记忆,可以用线上帮助。这本身也符合软体开发的规律。
4结束语
我们在计算机工程教育上试图做一些回归本质的工作,也取得了一些效果。比如在软体开发环境中,学生普遍认为:“似乎将3年学的程式课全学习了,收获很大”。更有同学,在外企公司的面试中,直接运用了课堂上的知识,这在传统的教学环节中是难以获取的。但整个工作尚在起步阶段,所以仍有很多工作需要做,许多环节需要优化。我们希望在以后的工作中更深入探索工程教育的规律和本质。
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