计算机科学与技术专业实践教学体系与规范研究

1计算机科学与技术专业实践教学体系与规范研究教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会(2006-2010)2008.10.主要内容1.概述2.实践体系的重要性3.实践体系主要内容4.本科生实验室建设5.研究生实验室建设6.结束语影响计算机学科人才培养的因素学科特点：计算机系统发展的专业性计算机科学研究的交叉性计算机技术应用的通用性社会需求：计算机系统研发科学计算信息化1、概述目前状况：社会对计算机学科人才需求趋于稳定报考计算机专业的学生数量稳中有降大多数学科都开设了计算机应用课程计算机学科方向和知识构成发展迅速1、概述年度计算机工学计/工20019854751873119.0%200210816957417518.8%200310790363409417.0%200410613272662714.6%200510909279325913.8%200610058782652912.2%200710492590718011.6%200810721098033510.9%2001-2008年计算机专业本科招生情况年度计算机工学计/工计算机工学计/工200175745003815.142727913491520.222002112046432417.424029117762722.682003137498519716.145104222707122.4820041644810124716.255855025749522.7420051800911086316.246794230510722.2720061884212238415.406753832308920.9020071815512311914.756248832346619.3220081871013094614.295329130557217.44录取情况报名情况2001-2008年计算机专业研究生人数就业率人数就业率人数就业率人数就业率9614781.5011996479.0613638580.8412933580.04人数就业率人数就业率人数就业率人数就业率876292.261173195.151363793.821697190.8004-07年计算机本科生就业情况200420052006200704-07年计算机研究生就业情况2004200520062007世界一流大学计算机学科的课程设置普遍开设写作与交流课程，开设较多选择的人文和社会科学类课程（15%以上）。数学与自然科学类课程占有重要比例（15%）以上。设置大量选修课（25%以上），包括通识和专业课程。专业核心课程数目较少（4-6门），使学生不局限于有限的几门专业课程的学习，而是给他们更多的专业学习空间。设立综合运用本科阶段所学知识，进一步培养学生研究能力与交流技能的顶峰体验课程作为本科教育的总结。1、概述1、概述教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会组成的工作组研究了高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系，并在此基础上制定了一个本专业实践教学指导性规范。计算机科学与技术专业教学实践体系的研究得到教育部高教司“教学质量与教学改革工程”的支持立项。1、概述“十五”期间，教指委发表了《高等学校计算机本科专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）》（以下简称《规范》）。其中提出了“专业方向分类”发展的基本思想和三个辅助建议，并根据专业方向分类的思想分别制定了“计算机科学”、“计算机工程”、“软件工程”和“信息技术”四个专业方向的规范。1、概述上述三个辅助建议之一是“加强学生实践和动手能力的培养”。《规范》认为尽管现在办学的设备条件普遍都有所改善，但计算机专业本科毕业生的实践与动手能力与就业市场的期望差距明显，迫切需要有积极的措施来加以缩小。本项研究也是教指委“十五”期间工作的一个自然延续，它一方面是《规范》中关于加强学生实践和动手能力培养建议的一种措施性拓展，另一方面也是对其中办学规范内容的补充。1、概述本研究内容包括如下几个部分:讨论了在信息社会背景下计算机专业的特征，指出它是以技术为主的，强调学生实践能力的培养是不可或缺的一个重要组成部分。结合《规范》中关于培养规格分类的思想，阐述了计算学科专业人才的能力结构及其培养基本要求，各种能力都需要通过实践来培养形成。1、概述从课程实验、课程设计、专业实习和毕业设计等方面描述了计算机专业办学的实践教学体系。分别对课程实验、课程设计、毕业设计和专业实习的含义和基本要求给出了较详细规范。提出了对实践环境建设的要求。给出了若干核心课程的具体实验大纲，以及若干综合课程设计大纲示例。1、概述在形成《实践教学规范》的过程中，工作组的主要依据是《规范》和成员们多年在教学和教学管理第一线所获得的经验，对各类办学单位都有很好的参考价值。教指委也鼓励各办学单位根据自己人才培养的定位制定出有特色的实践教学具体要求。教育部计算机科学与技术专业教学指导委员会在2004年全面地就计算机科学与技术专业的办学问题对社会进行了调研。了解到了用人单位对毕业生的要求和认为毕业生存在的不足之处。企业希望毕业生责任心强，能够具有独立解决问题的能力和较好的动手实践能力，要求学生具有扎实的理论基础和理论结合实际的能力。2、实践体系的重要性2、实践体系的重要性要强化学生理论与实践相结合的能力，就必须形成较完备的实践教学体系。将实践教学体系作为一个系统来构建，追求系统的完备性、一致性、健壮性、稳定性和开放性。按照人才培养的基本要求，教学计划是一个整体。实践教学体系只能是整体计划的一部分，是一个与理论教学体系有机结合的、相对独立的完整体系。只有这样，才能使实践教学与理论教学有机结合，构成整体。2、实践体系的重要性计算机专业的基本学科能力可以归纳为计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力、系统能力。其中的系统能力是指计算机系统的认知、分析、开发与应用能力，也就是要站在系统的观点上去分析和解决问题，追求问题的系统求解，而不是被局部的实现所困扰。要努力树立系统观，培养他们的系统眼光，使他们学会考虑全局、把握全局，能够按照分层模块化的基本思想，站在不同的层面上去把握不同层次上的系统；要多考虑系统的逻辑，强调设计。2、实践体系的重要性实践环节不是零散的一些教学单元，不同专业方向需要根据自身的特点从培养创新意识、工程意识、工程兴趣、工程能力、或者社会实践能力出发，对实验、实习、课程设计、毕业设计等实践性教学环节进行整体、系统的优化设计，明确各实践教学环节在总体培养目标中的作用，把基础教育阶段和专业教育阶段的实践教学有机衔接，使实践能力的训练构成一个体系,与理论课程有机结合，贯彻于人才培养的全过程。2、实践体系的重要性追求实验体系的完备、相对稳定和开放，体现循序渐进的要求，既要有基础性的验证实验，还要有设计性和综合性的实验和实践环节；在规模上要有小、中、大，难度上要有低、中、高；在内容要求上，既要有基本的，还要有更高要求，通过更高要求引导学生进行更深入地探讨，体现实验题目的开放性。2、实践体系的重要性既要包含硬件方面的，又要包含软件方面的；既要包含基本算法方面的，又要包含系统构成方面的；既要包含基本系统的认知、设计与实现，又要包含应用系统的设计与实现；既要包含系统构建方面的，又要包含系统维护方面的；既要包含设计新系统方面的，又要包含改造老系统方面的。从实验类型上来说，需要满足人们认知渐进的要求，要含有验证性的、设计性的、综合性的。要注意各种类型的实验中含有探讨性的内容。2、实践体系的重要性从规模上来说，要从小规模的开始，逐渐过渡到中规模、较大规模上。关于规模的度量，就程序来说大体上可以按行计。小规模的以十计，中规模的以百计，较大规模的以千计。包括课外的训练在内，从一年级到四年级，每年的程序量依次大约为5000行、1万行、1万行、1.5万行。这样，通过四年的积累，可以达到4万行的程序量。作为最基本的要求，至少应该达到2万行。2、实践体系的重要性总体上，实践体系包括课程实验、课程设计、毕业设计和专业实习4大类，还有课外和社会实践活动。在一个教学计划中，不包括适当的课外自习学时，其中课程实验至少14学分，按照16个课内学时折合1学分计算，共计224个课内学时；另外综合课程设计4周、专业实习4周、毕业实习和设计16周，共计达到24周。按照每周1学分，折合24学分。1）课程实验课程实验分为课内实验和与课程对应的独立实验课程。他们的共同特征是对应于某一门理论课设置。不管是哪一种形式，实验内容和理论教学内容的密切相关性要求这类实验是围绕着课程进行的。课内实验主要用来使学生更好地掌握理论课上所讲的内容。具体的实验也是按简单到复杂的原则安排的，通常和理论课的内容紧密结合就可以满足此要求。在教学计划中实验作为课程的一部分出现。3、实践体系主要内容按照《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）》和《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》来设计相应的基本实践教学体系。给出的实验课程选取基本原则是：属于公共核心课程或者4个专业方向的部分示例性核心课程；含有较丰富的实验内容。3、实践体系主要内容程序设计基础数据结构操作系统编译原理计算机图形学人工智能软件工程数据库系统原理数字逻辑计算机组成基础计算机体系结构嵌入式系统计算机网络课程实验:3、实践体系主要内容3、实践体系主要内容附录1:课程实验教学大纲1.实验概述2.实验目的和要求3.主要原理和概念4.实验环境5.实验内容2）课程设计课程设计是指和课程相关的某项实践环节，更强调综合性、设计性。无论从综合性、设计性要求，还是从规模上讲，课程设计的复杂度都高于课程实验。特别是课程设计在于引导学生迈出将所学的知识用于解决实际问题的第一步。课程设计可以是一门课程为主的，也可以是多门课程综合的，统称为综合课程设计。3、实践体系主要内容3、实践体系主要内容综合课程设计是将多门课程所相关的实验内容结合在一起，形成具有综合性和设计性特点的实验内容。综合课程设计一般为单独设置的课程，其中课堂教授内容仅占很少部分的学时，大部分课时用于实验过程。综合课程设计在密切学科课程知识与实际应用之间的联系，整合学科课程知识体系，注重系统性、设计性、独立性和创新性等方面具有比单独课内实验更有效和直接的作用。同时还可以更有效地充分利用现有的教学资源，提高教学效益和教育质量。3、实践体系主要内容综合性课程设计不仅强调培养学生具有综合运用所学的多门课程知识解决实际问题的能力，更加强调系统分析、设计和集成能力，以及强化培养学生的独立实践能力和良好的科研素质。各个方向也可以有一些更为综合的课程设计。课程设计可以集中地安排在1-2周完成，也可以根据实际情况将这1、2周的时间分布到一个学期内完成。更大规模的课程设计可以安排更长的时间。综合课程设计:数字系统综合课程设计计算机原理综合课程设计嵌入式系统综合课程设计数据结构综合课程设计操作系统综合课程设计程序设计综合课程设计软件工程综合课程设计网络程序综合课程设计网络工程综合课程设计3、实践体系主要内容3、实践体系主要内容附录2:课程综合课程设计大纲1．概述2．目的和要求3．主要原理4．内容3、实践体系主要内容3）毕业设计在毕业设计中，要求学生以适当的课题研究为背景，进行科学研究训练。在这个教学环节中，相当于走过科学研究的一个全过程，为毕业后的工作打下良好的基础，使毕业设计更好地起到使学生实现从学校走向实际工作的良好过渡作用。3、实践体系主要内容毕业设计作为教学中的一个重要的、无法替代的环节，在整个实践教学体系中，它的综合性最强。实践教学体系是与理论课程体系紧密结合的。毕业设计作为教学计划中的最后一项任务，它承担着培养学生综合运用所学知识和掌握的技能，分析和解决实际问题、独立工作、团队协作、问题表达等能力的任务。同时可以对学生大学四年学习中所获得的知识掌握情况、学力水平和运用能力进行检验。3、实践体系主要内容毕业设计要实现12方面的综合训练。具体包括选题、调研、熟悉问题、查阅资料、需