人工智能導論論文范文

導語：如何才能寫好一篇人工智能導論論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

［關鍵詞］人工智能；人才培養；AI技術人才

一國家對于高校人工智能教育的發展的重視

面對AI技術如火如荼地發展，我們國家對AI人才和人才培養都非常重視。2017年3月“人工智能”在政府工作報告中曾提及四次，指出要推動人工智能和實體經濟深度融合。2017年7月20日國務院《新一代人工智能發展規劃》[4]。《規劃》指出完善人工智能領域學科布局，設立人工智能專業，推動人工智能領域一級學科建設，盡快在試點院校建立人工智能學院，增加人工智能相關學科方向的博士、碩士招生名額。鼓勵高校在原有基礎上拓寬人工智能專業教育內容，形成“人工智能+X”復合專業培養新模式，重視人工智能與數學、計算機科學、物理學、生物學、心理學、社會學、法學等學科專業教育的交叉融合。加強產學研合作，鼓勵高校、科研院所與企業等機構合作開展人工智能學科建設。

二企業對于人工智能人才的需求

市場上AI技術人才非常稀缺，據騰訊研究院聯合boss直聘的《2017全球人工智能人才白皮書》[5]顯示：目前，全球大約有30萬人從事AI工作。截止到2017年10月，中國人工智能人才缺口至少在100萬以上。2017年頭10個月，AI人才需求量是2016年的近兩倍，2015年的5.3倍之多，年復合增長率超200%。百度、騰訊、阿里巴巴、京東等互聯網巨頭都在挖掘AI人才，紛紛開出了高額的薪資。2017年薪資最高的十個職位中AI類崗位占到1/2，其中語音識別、NLP、機器學習等職位平均月薪資超過2.5萬元。

三高校AI人才培養的思考

高校具有多學科、高層次人才集中的特點，具備計算機與多學科交叉融合的優越條件；且大部分學校都開設有數學、物理等基礎學科，具備夯實數學理論基礎的條件；且人員相對固定，便于溝通交流，具備共同開展AI課題，促進發展AI技術的人力條件。但是遺憾的是我國開設人工智能課程的高校較少，2018年只有33所高校設立了智能科學與技術專業[6]。面對AI發展的火爆，國家對于AI人才發展的重視以及企業對于AI人才的嚴重需求，高校作為人才培養的主要來源，是不是應該思考AI人才的培養呢？AI人才可以分為三類：拔尖人才，研究性人才和應用型人才，呈金字塔性。當下已經有一批名牌大學開展了AI方向拔尖人才的培養，如北京大學圖靈班、中國科技大學人工智能技術學院、西安交通大學人工智能拔尖人才培養實驗班，南京大學計劃成立人工智能學院等。但是金字塔的底層、中層更需要龐大的AI技術人才，如應用開發人員、數據工程師、AI和機器學習工程師、AI系統架構師、AI產品經理等崗位的人才，同樣值得重視。很多專家都表示AI人才需要數學基礎好、專業理論全面、具備一些工程基礎，且有自主學習的能力。本文從夯實數學基礎、人工智能方向課程的建設、實踐能力的培養、自主學習能力的培養四個方面闡述高校關于AI人才培養的一些思考。

1奠定扎實的數學基礎

在學習AI技術時，幾乎所有專家學者都提出需要扎實的數學功底，數學功底的厚重程度決定了在AI技術上走多遠。高等院校計算機專業都開設有“高等數學”“線性代數”“概率論”等數學課程，但是課時、難易程度不足，學生對于數學不夠重視，或者覺得晦澀難懂，學習效果并不十分理想，因此加強數學基礎的工作刻不容緩?？梢酝ㄟ^必修和選修等方式開設“數據分析”“統計機器學習”“凸優化”等課程；通過微課或者MOOC等方式鞏固數學基礎的學習；通過優秀科普讀物，如《數學之美》《編程之美》等書籍的推薦閱讀激發學生興趣；通過開展校內學術討論、數學競賽等方式促進學生學習數據的動力，逐步達到夯實數據功底的目的。

2人工智能方向課程的建設

很多高校計算機專業課程中只開設有《人工智能》導論，有的甚至沒有。智能科學與技術專業開設有“人工智能”“計算機視覺”“機器人學導論”“計算智能”這幾門課程，但是在編程、算法等方面不足。那么AI技術人才應具備哪些專業能力呢？如何從專業角度培養AI技術人才呢？2018年1月CSDN了“AI技術人才成長路線圖”[7]，通過專業路徑和實戰路徑兩方面介紹了AI技術人才需要具備的知識。需要具備Python、C++、Linux、CUDA編程知識，需要學習機器學習課程、掌握TensorFlow框架。該路線圖中列出了機器學習算法工程師、數據科學家等10個崗位AI人才應具備專業知識和能力。微軟公司也推出AI人才培養的10門免費課程，如“AI導論”“數據科學會用到的Python語言-導論”“AI領域運用的數學概要”“數據和分析所需要的道德與法律”“數據科學概要”“機器學習法則”“深度學習”“強化學習”“微軟專案項目之人工智能”。同時在“文字和自然語言識別”“語音識別”“計算機視覺和圖像識別”中選擇其一。Google在人工智能學習網站開設有《MachineLearningCrashCourse（簡稱MLCC）》的免費課程[8]，由機器學習概念、機器學習工程、機器學習現實世界應用示例三個部分組成。Intel近期也了三門免費的AI課程，分別是“機器學習基礎”“深度學習基礎”和“TensorFlow基礎”[9]。AndrewNg在Coursera上也推出了機器學習的課程，且用比較通俗的語言講解機器學習中各個算法。最近在Deeplearn-ing.ai和Coursera平臺又開設了5門深度學習課程[10]。綜上所述，不同的研究機構都著眼于AI編程基礎、AI算法、AI框架、AI實踐這幾個方面。那么高校也可以借鑒這些經驗，通過三個階段分層次的開展相應的課程。

3實踐能力的培養

AI技術不能紙上談兵，必須動手實踐才能真正掌握，可以從以下幾個方面著手培養學生的實踐動手能力。（1）設計教學環節時多從工程應用的角度來介紹，激發學生的興趣，培養學生解決問題的能力。要求學生新手編程編程實現模型，充分理解算法的含義和原理到實現的過程。（2）在掌握一定的機器學習知識后，鼓勵學生盡早走進實驗室，接觸科研工作。可以從一些AI應用方向作為入手，使學生了解自己的興趣點、培養科學研究能力。（3）鼓勵學生參加算法比賽。目前有很多AI方向的競賽，如Kaggle上的挑戰賽，國內阿里天池大數據競賽等。通過參加競賽刺激學生學習AI的動力和熱情，使得解決問題的能力和實踐動手能力都會大幅度提高。（4）鼓勵學生到工業界實習。很多專家都指出AI人才應該具備一定工程基礎。確實，學術界往往追求算法的性能，而工業界更重視經濟效益和解決問題的有效性。到企業學習可以快速了解行業發展的框架，掌握算法轉化到產品的過程。

4自主學習能力的培養

AI技術發展速度很快，要求不斷地學習才能跟上節奏?？梢詮囊韵聨讉€方面來培養學生的自主學習能力。（1）平時教學中，可以給出一些小型的項目，讓學生自己尋求解決的方案，并把它作為考試成績的依據之一。（2）提供給學生免費的AI慕課資源，讓學生更好的學習和鞏固相關知識。（3）課外可以開展學術討論或者通過社團等方式開展AI方向的研討，交流，給學生一個學習的平臺，讓學生嘗試選擇自己感興趣的方向。也可以介紹一些近期的AI會議內容，開闊學生的眼界，使其了解AI發展的動態。（4）鼓勵高年級學生訂閱Arxiv，關注機器學習的頂級會議，如ICML/NIPS等。通過研讀論文，動手完成論文中的實驗發現新問題；或者擴展感興趣的論文的實驗部分；或者嘗試尋求論文中有價值的地方，找到自己的研究方向。

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關鍵詞：人工智能；案例式教學；興趣引導教學法；問題驅動教學法

中圖分類號： TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）03-0599-02

人工智能是一門研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的綜合性技術學科[1]，是計算機科學、控制論、信息論、神經生理學、心理學、語言學等多種學科互相滲透、迅速發展且與人類生活密切相關的綜合性新學科，其核心研究領域包括模式識別、自然語言處理、機器學習、數據挖掘、人工神經網絡和專家系統等等[2]。

語言信息處理是語言學與計算機科學交叉形成的一門新型學科，其課程體系以語言學、計算機應用、應用數學和認知科學為主干，研究內容是自然語言的自動化信息處理技術，是人類語言活動中信息成分的發現、提取、存儲、加工與傳輸[3]。目前該方向的主要應用領域包括機器翻譯、文獻檢索、信息提取、自然語言的人機接口等。由此可見，為語言信息處理專業開設人工智能課程是必須的。該文針對“人工智能”課程自身特點和語言信息處理專業研究生培養目標，并結合筆者多年來的教學經驗，分別從課程內容設定、教材選擇、教學方法、考核方式等多個方面對該課程的教學改革進行了探索與研究。

1 以“精”“典”為基本要求的教學內容選擇

“人工智能”課程的突出特點研究內容涉及面廣而學時數較短（大部分高校的研究生專業安排的課程的時數在36到48學時之間）。因而授課時不能追求內容“大而全”，必須“精”，選擇重點、核心基礎知識進行學習，選擇與專業方向最相關的“典”型應用領域進行重點詳細介紹，使學生在有限的時間內學到最有用的知識?！叭斯ぶ悄堋闭n程教學內容總體可以分為三大部分。

第一部分是基礎理論知識，學習人工智能中知識的表示方式（謂詞邏輯表示法、產生式知識表示法、框架表示法、語義網絡表示法等）。語言信息處理專業學生本科專業背景不同（有文科，有理工科），所以該部分教學內容難點在于教學進度和難易程度的均衡。本部分內容可安排8～10學時。

第二部分是搜索與推理，對使用特定知識表示方式表達的知識和問題進行推導或搜索，得出相應結論或搜索結果。本部分安排10～12學時，重點在于啟發式搜索。

第三部分是人工智能中的典型應用領域。對于該部分內容的選擇要以學生專業為中心進行，選擇與學生專業相關性較大的領域進行教學，以期能夠有助于學生了解并掌握學術的主流發展趨勢，從而能夠更好地培養自身的科學素養和創新能力。本部分主要學習機器翻譯、機器學習、自然語言處理、數據挖掘、多Agent系統等。本部分安排18～36學時。

2 選擇“最合適”的教材

教材是教師教和學生學的主要憑借，教材的好壞在很大程度上決定了教師能否成功“教”與學生能否順利“學”。教材的選擇要以教學對象的特點和教學目標為依據，選擇最合適的教材。在廣泛研讀目前比較熱門的人工智能教材的基礎上，結合教學目標和教學對象的特點，選則清華大學出版社出版﹑蔡自興和徐光祐編著的《人工智能及其應用》（第4版）[1]作為教材。該教材總體也可以分為三部分：第一部分論述了人工智能的三大技術， 即知識表示；第二部分論述推理及搜索； 第三部分論述人工智能的主要應用領域，包括專家系統、機器學習、自動規劃、分布式人工智能和自然語言理解等。與第三版本科生用書相比，增加了如本體論和非經典推理、決策樹學習和增強學習、詞法分析和語料庫語言學等（非常適合筆者的教學對象）。

3 創新型人工智能課程教學方法

“人工智能”課程涉及的知識面廣，既包括基礎理論，也包括具體應用，即有抽象復雜的計算，也有繁雜的系統實現，為此，如何激發學生的學習興趣并保持學生的學習興趣是本課程教學的關鍵。此外，因為是研究生教學，所以更突出學生的主體地位，注重培養學生的學習興趣、自主學習的意識和能力。為此，筆者主要采用了以下幾種教學方法。

3.1 興趣引導教學法

常言“興趣是最好的老師”，如何培養學生對本門課程的學習興趣，激發學生對本門課程的求知欲，是一門課程首要任務。

為了提高學生的學習興趣，筆者在第一節課讓學生觀看美國科幻電影“機器人”的相關片斷，通過機器人安德魯非凡的創造能力、情感表達能力和自學習能力讓學生更好地了解人工智能的目標、意義，激發學生探索人工智能的興趣；在學習“博弈策略”及“極大極小分析法”時，筆者通過讓學生來參與“一字棋”對決游戲說明博弈樹的層次結構原理，通過“人機對弈”說明“α-β剪枝技術”引入的必要性；通過“啤酒與尿布”的故事說明數據挖掘技術在現實生活中的應用，讓學生認識到人工智能并不是虛無抽象的學科，而與人們的生活息息相關，激發起學生用人工智能相關技術解決現實問題的興趣。

3.2 問題驅動教學法

在講授基礎理論時，如“不確定性推理”、“數據挖掘”等這一類型內容抽象、算法復雜的知識時，采用了問題驅動式的教學方法。

教師首先提出與內容相關的若干問題，并為學生相關的資料或向學生提供找到問題的一些線索，讓學生帶著問題去思考、分析和討論等方式來查找答案，主動獲取知識，應用知識，教師在必須的時候還需給予一定的引導和幫助。如在講授產生式知識表示法時，以“動物識別系統”問題原型，給出學生系統模型，讓學生編寫一個能夠用來進行動物識別的應用程序。

此教學法很好地培養學生解決問題的能力，形成研究的態度，提高認知能力。

3.3 實踐教學法

“實踐是檢驗真理的唯一標準”。人工智能課程中，能夠動手實踐的知識一定要讓實踐。

在講“專家系統”的構造步驟時，用“營養專家系統”為案例進行介紹，將該專家系統分解為一個個小的具體任務（如知識庫構建、規則庫的構建、界面設計等），并分配給不同的學生，學生按照專家系統的一般構造步驟去完成相應的任務，最終完成一個完善的系統，從而達到掌握專家系統構建的教學目標。

實踐教學法可以提高學生分析、解決問題的能力和動手能力，并可以進一步加深對理論知識的理解。

3.4 案例教學法

案例教學法是將案例討論的方法運用到課堂教學活動中去，教師根據課堂教學目標和教學內容的需要，通過設置一個具體的案例，引導學生參與分析、討論、表達等活動，讓學生在具體問題情境中積極思考、主動探索，以提高教與學的質量和效果，培養學生認識問題、分析問題和解決問題等綜合能力的一種教學方法[4]。案例教學法中教師扮演設計者和激勵者的角色，鼓勵學生積極參與典型案例的討論，重點掌握教學進程，引導學生思考，組織討論研究，進行總結、歸納，同時教師也參與到學生共同研討。不但可以發現自己的不足，也可以從學生那里可以了解到大量感性資料。該教學法有利于調動學生學習主動性，通過生動具體的案例介紹可以促進學生對知識的理解和實際應用。

人工智能授課中，對于產生式系統和自然語言理解系統的有關概念及系統構成技術，采用了案例教學法。

在介紹產生式系統時，我們以動物識別系統為案例進行介紹。案例教學通常可以分為3個步驟，即案例引入、案例分析和案例總結。案例引入過程介紹產生式的語法和語義、產生式系統的組成及工作原理后，通過屏幕演示動物識別系統的運行過程使得學生能夠獲得老虎、金錢豹、斑馬、長頸鹿、鴕鳥、企鵝、信天翁七種動物的一些特征；案例分析階段通過向學生展示使用Prolog編寫的動物識別系統源程序，詳細介紹設計思想以及實現過程。該過程是案例教學的關鍵，教師引導學生進行案例分析，之后由學生進行補充，師生共同討論力求系統得以更完善；案例總結階段由老師對學生的討論情況進行總結，在總結討論情況的基礎上提出一些問題（例如如何進一步提高系統的效率？）。

在介紹自然語言理解系統時，以自然語言情報檢索系統LUNAR[5]為例進行介紹。從LUNAR系統的詞法分析、語義解釋和問題回答三個階段進行詳細分析。經過案例引入、案例分析和案例總結三個階段，使得學生對LUNAR系統的設計步驟、關鍵技術及設計思路有深入的了解。之后，要求學生寫出案例分析書面過程，并完成課后作業“指揮機器人的自然語言理解系統SHRDLU”。

4 課程考核方式的改革

研究生教育以培養學生的能力和素質為主要目標。人工智能課程的考核方式也以此為目標，采用以考察理解應用為目的的論述題，或結課論文形式進行，同時注重平時考核。平時考核以學生查資料的能力、閱讀相關文獻即完成課后作業的情況為考核對象。

5 結束語

為了提高人工智能課的教學質量，根據課程及教學對象的特點，結合教學過程實際問題，采用了合適的教材，安排了合適的學時，在教學過程中綜合各種教學方法的優點，并采用了適當的考核方式。教學結果表明，通過這些嘗試，提高學生學習的興趣和積極性，取得較好的教學效果，學生能夠有意識地使用人工智能中的相關知識、思想來進行學術研究。

參考文獻：

[1] 蔡自興，徐光祐.人工智能及其應用——研究生用書[M]. 第3 版. 北京：清華大學出版社，2004.

[2] 廉師友.人工智能技術導論[M].西安：電子科技大學出版社， 2002.

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關鍵詞:算法設計與分析;教學研究;教學質量

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1引言

“算法設計與分析”是計算機科學與技術學科的核心課程之一,受到越來越多的重視。對于一個計算機專業的學生,學好算法課是必要且是必須的?！八惴ㄔO計與分析”這門課程的主要目的不僅是講授計算領域中不同問題的標準算法,更重要的是分析其算法復雜度,并且在諸多可行算法中選擇一種時間或者空間效率最高的方法。美國著名算法大師Donld Knuth認為“計算機科學就是算法的研究”,他主持設計的TeX排版系統被譽為是“不存在Bug的系統”,這是以大師嚴密的算法設計基礎為保證的。前微軟高級副總裁李開復博士認為“計算機科學實質是人工智能”,而人工智能則是模擬人類思維的一種算法科學。計算機算法的應用已經遍及人類社會的各個領域,包括計算機軟硬件機器學習、電信及互聯網、一般制造業、經濟與金融業等。算法技術不僅在計算機領域,而且在其它理工及社會科學領域都有極其廣泛的應用。任何問題的求解,都離不開一般性的算法設計原則,在筆者執教的學校,數學和信息安全兩個非計算機專業已將該課程列為必修課程。因此,提高“算法設計與分析”課程教學水平有著極其深遠的意義和重要的作用。

2教材選擇

近年來,國內引進了一些優秀的國外教材,其中的《算法導論》是國際上被引用頻率最高而且知名度也最高的專著,但是由于它篇幅過長,在國外多用于兩個學期的教學課程,因此難以將該教材系統地用于學時有限的本科教學;《算法設計與分析》是美國工程院院士UIIman等三位大師合著的優秀教材,該書的目的是將算法領域的基礎研究結果進行綜合,重點在于對算法思想過程的理解,而不是算法的實現細節和具體的編程技巧。但是該書內容和習題難度都較大,因此更適合作為研究生教材。國內的專家王曉東和周培德所編寫的教材也很優秀。這些教材都被我們重點推薦給學生作為參考書。

出于上述考慮,我們最終選擇了沙特學者M.H.Alsuwaiyel所著的《算法設計技巧與分析》作為教材,該書基本覆蓋了傳統算法設計的主要內容,此外還包含了概率算法和近似算法等一些基本內容,這些內容在傳統教材中并不多見,是一些高端算法經常使用的方法。雖然該書不是歐美傳統名校教材,但作者在南加州大學攻讀獲得碩士和博士學位,因此該書吸收了歐美優秀教材的風格,且文筆簡潔流暢。該書的內容及習題難度適中,便于課堂教學及自學,是一本適合本科教學的好書。

如果一個本科生能夠學好本教材,并在后面的碩士階段,學好UIIman的《算法設計與分析》,之后再將《算法導論》學習好,則必將打下堅實的算法理論基礎,為終身的職業生涯所受用。

3興趣培養

本課程的教學對象是大學理工科三年級學生,要求他們不僅具備數學分析、概率及線性代數的基礎,而且具備離散數學和數據結構等計算機專業基礎知識。很多學生剛學過數據結構,翻開算法教材,有似曾相識的感覺。教材中確實有部分章節如數據結構,排序算法,圖的遍歷等取材于數據結構課程。因此會有些學生學習熱情不高,認為是在學習重復的課程。

針對這一情況,首先我們會教育學生兩課程的目的是不一樣的。數據結構的目的是教會學生如果對現實世界中的事物及對其信息處理過程建立數據模型;而算法設計課程的重點是算法的效率問題,其主題是算法的空間和時間復雜度,主要論述如何運用算法技術改進已有一些算法的效率,或者對復雜問題進行求解。

近年來,計算機硬件和軟件技術發展迅速,CPU、外存、內存的性能在持續提高,價格卻大幅度下跌。因此有很多人認為,軟件的效率已經不再重要了,只要提高計算機系統的配置就足夠了。這種觀點顯然是錯誤的。

我們在第一節的緒論課中引用《算法導論》的例子,深入淺出地闡明了算法效率的重要性。設有兩個排序算法:其一是插入排序,時間復雜度為c1 n*n, c1是一個不依賴于n的常數;其二是歸并排序,時間復雜度為c2 nlog n,c2是一個不依賴于n的常數,一般情況下c1< c2。n是待排序數列的長度。對于這兩個實質上屬于不同數量級的算法,很多人并未真正感覺到log n比n優化多少,甚至當n較小時,插入排序比歸并排序還要快速一些。但是我們必須認識到,當n逐漸增大到一定數值以后,無論c1比c2小多少,歸并排序均比插入排序快速。在大規模數據集上排序結果的對比,則效果更為顯著。假若在高性能計算機A(10億指令/秒)上運行插入排序,而在低速計算機B(1千萬指令/秒)上運行歸并排序。此時硬件條件是機器A比機器B快了近100倍;軟件先決條件是 c1值為2, c2值為50;數據集的規模n為100萬。

計算得到:

機器A運行時間為2*(100萬*100萬)/10億=2000秒

機器B運行時間為 50*100萬*lg(100萬)≈100秒

結果是驚人的,用了快100倍的機器處理相同的數據集,反而慢幾乎20倍。如果數據集大10倍為1000萬,那么機器A要算2.3天,機器B只要20分鐘,這一差距是令人震驚的。

事實上,算法技術的發展沒能跟上硬件的發展,其發展空間還很大,盲目崇尚硬件建設而忽視算法技術的觀點是錯誤的。

在電信應用中,雖然硬件和軟件技術發展很快,但是用戶的需求更是呈爆炸式增長。一個國家網內就可能有成百萬實時在線用戶,每秒幾十萬次用戶交互發生,夜間有成千萬的話單記錄要處理。當一臺內存中存放近百萬用戶資料,則浪費16個字節就是浪費16M空間。如果記錄的數據結構及處理算法設計不合理,則內存很容易不夠用,大量工作任務會被拋棄。要在這樣的平臺軟件上構建軟件,必須對每個字節空間、每個計算機指令的使用優化到位。否則,即便有先進的計算機系統,一般的軟件技術是無法承受高性能、高容量計算的需要的。算法技術能支持開發人員在軟件設計階段從理論層面保障系統的效率達到最優。

經首次引論性教學,絕大多數同學認識了算法課程重要性,明確了學習目的,獲得了較好的教學效果。

4理論教學

課程教學組在教材內容上選擇了以下內容:

(1) 算法分析基本概念,數學預備知識。這些都是本課程工具性方法。

(2) 堆和不相交理論。介紹了能有效實現優先隊列的數據結構。

(3) 歸納法、分治、動態規劃。介紹了計算機技術中十分重要的遞歸為主題的設計技術,遞歸要求能夠將待解問題抽象為遞推表達式,確定初試值和遞推終止條件后就能將復雜問題化解為嵌套的簡單問題。

(4) 貪心算法。介紹了如何求解最優化問題。

(5)NP完全問題。介紹不確定性圖靈機在P時間內能解決的問題,這類論題對于培養學生將來思考問題復雜度是個導論。

(6) 回朔法。介紹有組織的窮盡搜索算法,對一些問題尤其是解空間很大的問題有效。我們介紹了3著色、8皇后等經典問題。

(7) 概率算法和近似算法。一般性介紹近20年來算法研究迅猛發展的領域,以擴展學生知識面,但不做考核要求。

其他內容如數據結構、圖遍歷等是數據結構和圖論課的內容,本課程內不做講解,供學生預習課程時選讀;對于域指定問題的迭代改進和計算幾何技術等高級課題,推薦學生根據興趣自學。

近年,越來越多的國內高校主張雙語教學。我們也有這樣的規劃,但是考慮課程有一定深度,三年級本科生英語運用還有限,為此達到最好的教學效果,在教學中先采用中文教學。但是我們鼓勵學生同步閱讀英文版教材,以更好地適應未來科研和國際化軟件研發的需要。

5科研方法及實踐能力培養

科研式教育并不是新生事物。在二十年前,我國清華大學、中國科技大學等名校就對高年級學生講授研究生課程,并進行導師制研教結合型教學,使得很多學生讀研時就能取得優秀的成果。作者所執教的是重點工科院校,有很多有利的因素便于我們展開科研式教學:一是有超過60%的學生主觀上有本科畢業后繼續深造的愿望;二是學校有豐富的圖書館資源,能全文檢索CNKI、碩博士論文、IEEE、ACM、ELSERVIER、SPRINGER等中外優秀電子數據庫。在教學中,作者也將在科研中讀到的一些新穎實用且難度適中的論文摘錄下來介紹給學生,并將自己研究生階段的學習方法介紹給學生。除了閱讀教材,我們還鼓勵學生讀一些高端的雜志,例如計算機學科領域的四大學報,ACM期刊,Software Experience and Practice,Information Processing Letter等刊物,從其中檢索感興趣的論題。讀核心期刊有幾點好處:這些刊物審稿嚴格,文章無論是學術性、前瞻性、理論正確性及寫作水平都有保證;減少檢索的開銷。讀者可以先在這些高水平雜志中找到自己感興趣的主題后,再廣泛檢索與主題相關的其它刊物或會議文章。引導學有余力的本科生讀高水平論文并不是過高要求,算法設計及數據結構教材中大部分章節內容其實也都是來源于前二十至五十年的國際知名算法學術期刊,其中選擇ACM、IEEE及ISAM雜志內容的比例最高。現在的一些學術期刊中刊出的優秀算法,過幾年就會被大量的引用或實際應用,也許再過十至二十年后就會被引入未來的教材之中。

我們認為,在本科高年級展開研究式教學對學生長遠發展有好處。對打算深造的同學,可以潛移默化地引導他們思索自己未來的發展方向,有很多成功的學者就是在大學受到某門課程老師的影響而走上科研道路的。科學研究是一個漫長的過程,很多工科博士生學習到第三、四年后才開始發表一級論文,很多碩士生畢業前才急忙撰寫可發表成果。而同時有些博士生入學兩年就能取得豐碩的成果,很重要的因素是他們在本科高年級階段就培養了研究型思維,為以后深造明確了方向并作好了理論準備。如果本科階段就培養研究型學習方法,那么在日后深造過程中多出成果就是水到渠成的事。而如何培養學生良好的研究習慣,正是我們教師要不斷探索的論題。

重視理論而實踐不足,是我國高校普遍存在的問題。

在國際上,知名的軟件鮮有來自中國人的原創。所以我們要更加重視培養學生實踐能力。

實驗環節,我們布置了基本的排序、遞歸、貪心、回溯等論題的實驗,鼓勵學生用不同的編程語言實現,不僅僅是單純的算法實現,最好能夠編制出實用美觀的界面,將算法更友好地呈現出來。無論以后的工作或者深造,目標是可應用或者可發表的成果,都需要研發者具有較高的實踐能力。我們認為實踐與理論教育是并重的。

6結束語

通過四年的教學實踐,學生對此課程實踐的參與度越來越高。通過教育方法的不斷改進,學生的課程成績也一屆好于一屆。更為重要的是,通過啟發引導式教育,很多同學開始萌發研究型思維,課余經常向老師提問,有的問題有較高難度,老師都要回去研究資料才能解答。在來自本校新入學的碩士生中,不少同學反映受益于此課,有些同學讀研究生后不久就在一級學報上發表了算法類論文,這也正是我們當初所期待的。我們教師仍然要不斷提高自身科研水平,并將研究成果及方法引進課堂,提高教學效果和質量。

教學中,還發現一個現象,數學系的學生比計算機系的考試成績要高一些。最簡單的因素,是他們理論思維能力更強,如何因材施教,改進教學方法及增強工科學生學習本課程能力,是我們課程教學組今后要探索與研究的方向。

參考文獻:

[1] M.H.AlsuwAIyel. 算法設計技巧與分析[M]. 北京:清華大學出版社,2004.

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論文關鍵字：計算科學計算學科計算機語言計算機軟件網絡和病毒

論文摘要：計算科學主要講述了一種科學的思想方法，計算科學的基本概念、基本知識它的發展主線、學科分支、還有計算科學的特點、發展規律和趨勢。

引言：隨著存儲程序式通用電子計算機在上世紀40年代的誕生，和計算科學的快速發展以及取得的大量成果。計算科學這一學科也也應運而生?！队嬎憧茖W導論》正如此書的名字，此書很好的詮釋了計算科學這一學科，并且指導了我們應如何去學好這一學科。使得我們收獲頗多。并且讓我深深的反思了我的大學生活。正如趙老師書中所講的：“計算科學是年輕人的科學，一旦你選擇了計算科學作為你為之奮斗的專業類領域，就等于你選擇了一條布滿荊棘的道路。一個有志于從事計算科學研究與開發的學生，必須在大學幾年的學習中，打下堅實的基礎，才有可能在將來學科的高速發展中，或在計算機產品的開發和快速更新換代中有所作為。

<一>什么是計算科學和它的來歷

計算科學主要是對描述和變換信息的算法過程，包括其理論、分析、設計、效率分析、實現和應用的系統研究。全部計算科學的基本問題是，什么能（有效的）自動運行，什么不能（有效的）自動運行。本科學來源于對數理邏輯、計算模型、算法理論、自動計算機器的研究，形成于20世紀30年代的后期。

隨著存儲程序式通用電子計算機在上世紀40年代的誕生，人類使用自動計算裝置代替人的人工計算和手工勞動的夢想成為現實。計算科學的快速發展以也取得大量成果，計算科學這一學科也也應運而生。

<二>計算科學的發展

a、首先先介紹圖靈機

圖靈機的發明打開了現代計算機的大門和發展之路。圖靈機通過一條兩端可無限延長的袋子，一個讀寫頭和一組控制讀寫頭的（控制器）組成它有一個狀態集和符號集，而此符號集一般只使用0和1兩個符號。而就是這個簡潔的結構和運行原理隱含了存儲程序的原始思想，深刻的揭示了現代通用電子數字計算機的核心內容?，F在通用的計算機是電子數字計算機，而電子數字計算機的發展是建立在圖靈機的基礎之上。他的二進制思想使計算機的制作的簡化成只需兩個穩定態的元器件。這在今后的計算機制作上無論是二極管或集成電路上都顯示了明顯的優越性。

b、計算機帶動的計算學科

1946年隨著現代意義上的電子數字計算機ENIAC的誕生。掀起了社會快速發展的嶄新一頁。計算機工作和運行就擺在了人們的面前。

1、計算機語言

我們要用計算機求解一個問題，必須事先編好程序。因此就出現了最早的機器指令和匯編語言。20世紀50年代后，計算機的發展步入了實用化的階段。然而，在最初的應用中，人們普遍感到使用機器指令編制程序不僅效率低下，而且十分別扭，也不利于交流和軟件維護，復雜程序查找錯誤尤其困難，因此，軟件開發急需一種高級的類似于自然語言那樣的程序設計語言。1952年，第一個程序設計語言ShortCode出現。兩年后，Fortran問世。作為一種面向科學計算的高級程序設計語言，Fortran的最大功績在于牢固地樹立了高級語言的地位，并使之成為世界通用的程序設計語言。Algol60的誕生是計算機語言的研究成為一門科學的標志。該語言的文本中提出了一整套的新概念，如變量的類型說明和作用域規則、過程的遞歸性及參數傳遞機制等。而且，它是第一個用嚴格的語法規則——巴科斯范式（BNF）定義語言文法的高級語言。還有用于支持結構化程序設計的PASCAL語言，適合于軍隊各方面應用的大型通用程序設計語言ADA，支持并發程序設計的MODULA-2，支持邏輯程序設計的PROLOG語言，支持人工智能程序設計的LISP語言，支持面積對象程序變換的SMALLTALK、C等。

2、計算機系統和軟件開發方法

現代意義上的計算機絕不是一個簡單的計算機了而也包括了軟件（系統軟件、應用軟件）。各種各樣的軟件使得計算機的用途大大增強。而軟件開發也成為了一個重要課題和發展方向。軟件開發的理論基礎即是計算模型。隨著計算機網絡、分布式處理和多媒體的發展。在各種高級程序設計語言中增加并發機構以支持分布式程序設計，在語言中通過擴展繪圖子程序以支持計算機圖形學程序設計在程序設計語言中已非常的流行。之后，在模數/數模轉換等接口技術和數據庫技術的支持下，通過擴展高級語言的程序庫又實現了多媒體程序設計的構想。進入20世紀90年代之后，并行計算機和分布式大規模異質計算機網絡的發展又將并行程序設計語言、并行編譯程序、并行操作系統、并行與分布式數據庫系統等試行軟件的開發的關鍵技術依然與高級語言和計算模型密切相關，如各種并行、并發程序設計語言，進程代數，PETRI網等，它們正是軟件開發方法和技術的研究中支持不同階段軟件開發的程序設計語言和支持這些軟件開發方法和技術的理論基礎----計算模型

3、計算機圖形學

在計算機的硬件的迅速發展中。隨著它的存儲容量的增大，也掀起了計算機的巨大改革。計算機圖形學、圖像處理技術的發展，促使圖形化界面的出現。計算機圖形學是使用計算機輔助產生圖形并對圖形進行處理的科學。并由此推動了計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助教學（CAI）、計算機輔助信息處理、計算機輔助測試（CAT）等方向的發展。圖形化界面的出現，徹底改變了在一個黑色的DOS窗口前敲代碼輸入控制命令的時代。同時也成就了一個偉大的公司Microsoft。

4、計算機網絡

隨著用戶迫切需要實現不同計算機上的軟硬件和信息資源共享。網絡就在我們的需求中誕生了。網絡的發展和信息資源的交換使每臺計算都變成了網絡計算機。這也促進計算機的發展和廣泛應用。

<三>計算機學科的主線及發展方向

圍繞著學科基本問題而展開的大量具體研究，形成學科發展的主流方向與學科發展主線和學科自身的知識組織結構。計算學科內容按照基礎理論、基本開發技術、應用以及他們與硬件設備聯系的緊密程度分成三個層面：

1、計算科學應用層

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，計劃可視化，科學計算機等計算機應用的各個方向。

2、計算科學的專業基礎層

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、電子計算機系統基礎。

3、計算科學的基礎層

它包括計算科學的數學理論，高等邏輯等內容。其中計算的數學理論涵蓋可計算性與計算復雜性理論形式語言與計算機理論等。

<四>計算機的網絡的發展及網絡安全

(1)計算機網絡與病毒

一個現代計算機被定義為包含存儲器、處理器、功能部件、互聯網絡、匯編程序、編譯程序、操作系統、外部設備、通信通道等內容的系統。

通過上面定義，我們發現互聯網絡也被加入到計算機當中。說明了網絡的重要以及普及性。21世紀是信息時代。信息已成為一種重要的戰略資。信息科學成為最活躍的領域之一，信息技術改變著人們的生活方式。現在互聯網絡已經廣泛應用于科研、教育、企業生產、與經營管理、信息服務等各個方面。全世界的互聯網Internet正在爆炸性的擴大，已經成為覆蓋全球的信息基礎設施之一。

因為互聯網的快速發展與應用，我們各行各業都在使用計算機。信息安全也顯得格外重要。而隨著計算機網絡的發展，計算機網絡系統的安全受到嚴重的挑戰，來自計算機病毒和黑客的攻擊及其他方面的威脅也越來越大。其中計算機病毒更是很難根治的主要威脅之一。計算機病毒給我們帶來的負面影響和損失是刻骨銘心的，譬如1999年爆發的CIH病毒以及2003年元月的蠕蟲王病毒等都給廣大用戶帶來巨大的損失。

我們想更好的讓計算機為我們服務，我們就必須很好的利用它，利用網絡。同時我們也應該建立起自己的防護措施，以抵抗外來信息的侵入，保護我們的信息不受攻擊和破壞。

(2)計算機病毒及它的防范措施：

計算機病毒是一組通過復制自身來感染其它軟件的程序。當程序運行時，嵌入的病毒也隨之運行并感染其它程序。一些病毒不帶有惡意攻擊性編碼，但更多的病毒攜帶毒碼，一旦被事先設定好的環境激發，即可感染和破壞。

<一>、病毒的入侵方式

1．無線電方式。主要是通過無線電把病毒碼發射到對方電子系統中。此方式是計算機病毒注入的最佳方式，同時技術難度也最大?？赡艿耐緩接校孩僦苯酉驅Ψ诫娮酉到y的無線電接收器或設備發射，使接收器對其進行處理并把病毒傳染到目標機上。②冒充合法無線傳輸數據。根據得到的或使用標準的無線電傳輸協議和數據格式，發射病毒碼，使之能夠混在合法傳輸信號中，進入接收器，進而進人信息網絡。③尋找對方信息系統保護最差的地方進行病毒注放。通過對方未保護的數據鏈路，將病毒傳染到被保護的鏈路或目標中。

2．“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件（如芯片）和軟件中，然后把此硬件和軟件直接或間接交付給對方，使病毒直接傳染給對方電子系統，在需要時將其激活，達到攻擊目的。這種攻擊方法十分隱蔽，即使芯片或組件被徹底檢查，也很難保證其沒有其他特殊功能。目前，我國很多計算機組件依賴進口，困此，很容易受到芯片的攻擊。

3．后門攻擊方式。后門，是計算機安全系統中的一個小洞，由軟件設計師或維護人發明，允許知道其存在的人繞過正常安全防護措施進入系統。攻擊后門的形式有許多種，如控制電磁脈沖可將病毒注入目標系統。計算機入侵者就常通過后門進行攻擊，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在這樣的后門。

4．數據控制鏈侵入方式。隨著因特網技術的廣泛應用，使計算機病毒通過計算機系統的數據控制鏈侵入成為可能。使用遠程修改技術，可以很容易地改變數據控制鏈的正常路徑。

<二>病毒攻擊的防范的對策

1．建立有效的計算機病毒防護體系。有效的計算機病毒防護體系應包括多個防護層。一是訪問控制層；二是病毒檢測層；三是病毒遏制層；四是病毒清除層；五是系統恢復層；六是應急計劃層。上述六層計算機防護體系，須有有效的硬件和軟件技術的支持，如安全設計及規范操作。

2．嚴把收硬件安全關。國家的機密信息系統所用設備和系列產品，應建立自己的生產企業，實現計算機的國產化、系列化；對引進的計算機系統要在進行安全性檢查后才能啟用，以預防和限制計算機病毒伺機入侵。

3．防止電磁輻射和電磁泄露。采取電磁屏蔽的方法，阻斷電磁波輻射，這樣，不僅可以達到防止計算機信息泄露的目的，而且可以防止“電磁輻射式”病毒的攻擊。

4．加強計算機應急反應分隊建設。應成立自動化系統安全支援分隊，以解決計算機防御性的有關問題。

很多公司都有因為電腦被入侵而遭受嚴重經濟損失的慘痛經歷，不少普通用戶也未能避免電腦被破壞的厄運，造成如此大損失的并不一定都是技術高超的入侵者所為，小小的字符串帶給我們的損失已經太多。因此，如果你是數據庫程序開發人員、如果你是系統級應用程序開發人員、如果你是高級計算機用戶、如果你是論壇管理人員......請密切注意有關字符漏洞以及其他各類漏洞的最新消息及其補丁，及時在你的程序中寫入防范最新字符漏洞攻擊的安全檢查代碼并為你的系統安裝最新的補丁會讓你遠離字符帶來的危險。經常殺毒，注意外來設備在計算機上的使用和計算機對外網的鏈接。也可以大大有效的避免計算機被攻擊。

篇5

教育技術學作為一個培養人才的專業領域要解決兩個關鍵問題：其一是培養什么樣的人才?這涉及到培養目標的定位問題；其二是怎樣培養這些人才?這涉及到培養模式選擇的問題。對這兩個問題的回答最終都要落實到課程體系的建設上來。因為培養目標要落實為課程目標，培養目標的實現也就要落實到課程設置、課程實施以及課程評價等。我國教育技術學專業規范研究也指出教育技術學專業分類發展的重要任務之一是要“從微觀層面上確定專業核心課程、專業基礎課程和專業方向主干課程的結構與內容”?，F行課程體系存在“教學內容相對陳舊、重復多”，“層次不分、課程結構不盡合理”，“缺乏靈活性與多樣性，培養目標單一、適應面窄”等缺陷。當前，運用辯證唯物主義和歷史唯物主義的基本原理重新審視課程體系繼承、發展與創新的關系，在實現課程縱深化、學際化、微型化、多樣化、個性化、本土化的同時，及時更新課程實質結構，優化課程形式結構，使課程體系既具有學科規范性，又能符合素質教育要求，讓學生全面而個性化發展，具有一定的靈活性，是加強專業建設的必然時代要求。

一　在理論脈絡中兼收并蓄，更新課程實質結構

縱觀課程理論歷史，其中最具代表性的理論有四種：(1)以博比特(Bobbitt，F)、查特斯(Charters，W.)、泰勒(TylerR.)為主要代表的“技術理性”(technical interest)課程理論，強調效率優先和對環境加以控制，在提出課程基本框架的同時，也提出了課程建設的普適性、劃一性模式；(2)以布魯納(Bruner，J.)為主要代表的學術中心課程(discipline―centeredcurriculum)理論，將原來以直接經驗為課程主要內容轉變為專門化的學科知識，突出人的問題解決能力和探究精神培養，具有較強的專業性和結構性；(3)以施瓦布(Schwab J.)為主要代表的實踐課程(practical curriculum)理論，強調教師、學生、教材、環境相互作用的情境認知，讓課程重新回歸實踐，具有較強的靈活變通性；(4)以派納(Pinar w.F.)為主要代表的概念重建主義(reconceptualist)課程理論，強調行動(action)與行動后的反思(reflection)，即“反思性實踐”(praxis)，立足于個體自我意識的提升與存在經驗的發展，或者對社會現實的不斷批判而建構意義，讓課程重新回歸于理性。

目前，在教育技術界，對于學科的理論體系也有幾種不同觀點，其中著名的有：由南國農教授提出的“媒體中心”理論體系，它把現代教育媒體的研究和應用放在核心位置：“系統過程”理論體系則認為教育技術學是一個處理教學問題的綜合的、有機的過程，該過程包括與人類學習有關的各種因素：“五領域”理論體系則認為教育技術是從設計、開發、利用、管理和評價五個方面全面研究學習過程和學習資源的理論與實踐；“兩層次”理論體系認為教育技術學的研究領域可以分為基礎性探索和應用性探索兩個層次，其中，基礎性探索層次包括教學設計、創新性技術和哲學文化研究三方面的內容；應用性探索層次包括學校教育領域中的應用和學校以外的企業培訓和終身教育中的應用兩個方面，表明教育技術學研究重點開始向績效方向發展。

理論體系后面蘊藏的是教育思想，每一種教育思想都能在一定程度與范圍內指導課程體系建設，如李龍教授提出：教育技術學科的理論框架由本體論、核心論、過程論、資源論和績效論五個部分組成。本體論論述教育技術學學科的定義與定位，研究的目的、任務、對象、領域和范疇以及學科基礎、知識體系、研究方法、發展歷史、價值觀、方法論等；核心論主要論述教學設計和教育信息處理兩方面的理論：過程論和資源論論述智能技術和媒體技術在優化學習過程和豐富學習資源方面的理論和方法；績效論則從學科的課程開發、教學系統開發、媒體資源開發、績效系統開發和標準的制定與實施等幾個方面來進行研究。根據這一理論框架建立的課程體系如表：

理論具有前瞻性、引導性。每當一種新的理論體系出現時，我們有必要對其進行辯證分析，弄清楚其來龍去脈以及它可能在該專業領域中的積極影響，并據此對自己的課程體系做一番審視甚至調整。當前，各高校以傳統媒體為核心的“學科中心論”類課程較多，反映教育技術研究領域最新理論成果的課程較少，有關學習理論、網絡媒體和績效論的課程還沒有進入我國絕大多數的高校教育技術學專業的課程體系之中，課程門類沒有及時更新，跟不上時展，而且各門課程還存在內容陳舊的現象。如：電子技術系列課程中較為陳舊的經典理論偏多，新技術知識含量偏少，涉及的往往是大量經典理論計算，很少囊括現代教育技術領域的典型應用案例。

二　在分化與整合中重構體系，優化形式結構

課程的形式結構是課程的外部存在形式，反映了課程的門類與數量，講究課程類別的完整與互補，主要體現在是分科還是綜合、是必修還是選修、是學科還是活動的差別上。從邏輯結構看，教育技術學的專業課程首先可以分成專業基礎課與專業課兩大層次。前者是學生學習該專業所必須掌握的基本概念、基本理論和基本技能；后者則是為形成該專業的實踐應用能力而設置的學科理論和專業技能的課程。

教育技術學的專業基礎課程有哪些呢?筆者認為，教育技術學的基礎主要包括兩個方面，一是智能技術基礎，即思想方法基礎，包括哲學基礎、方法論基礎、理論基礎這三個部分：二是媒體技術基礎(物化技術)，包括硬件基礎、數據庫技術、通訊技術和軟件基礎等。

在專業基礎課之后的專業課應開設哪些呢?由于教育技術學的研究對象是“與教育相關的技術”，可以確定，教育技術學的專業課應該是教育理論與技術相結合而形成的學科，又可以分為二者相結合的專業理論、二者相結合的應用技術、二者相結合的實踐應用三個層次，即專業理論類課程、技術應用類課程和實踐類課程。在專業理論層次中，教育技術學導論、教學設計理論和教育傳播學是基礎。教育與傳統媒體相結合的理論有教學媒體的理論與實踐、教育電聲系統、教育電視系統等；教育與計算機、網絡等現代媒體相結合的理論有計算機輔助教育、信息技術與課程整合、績效技術、遠程教育理論、網絡教育理論等。此外，還包括教育技術學研究方法等對教育技術學本身進行研究的理論。在技術應用層次中，主要課程有教育電視節目編制、電視節目制作技術、 多媒體技術應用、多媒體課件設計與制作、人工智能技術、數字文化藝術、以太網技術應用、績效技術應用。在實踐層次中，除了專業實習、教育實習、項目設計等綜合實踐外，還有電視廣告創意與設計、電視節目制作實踐、3D實踐、動畫制作、多媒體課件腳本設計、網絡課程開發、教學資源庫開發等。

目前，我國高校教育技術學專業課程設計中“照葫蘆畫瓢”現象屢見不鮮，層次不分、比例不當的問題也就在所難免。按學科的邏輯層次來分，大學課程的層次構成一般為公共課、專業基礎課、專業課、跨學科課程。但目前我國高校的課程分層一般采用公共課、專業必修課、專業選修課的“三層樓”結構，一般先開公共課，然后開設專業必修課，最后開設專業選修課。這個結構存在的問題是：專業課內容層次不分，沒有專業基礎課模塊，以至一些專業基礎課與專業課次序不清，學習順序紊亂。因為專業課中僅僅把必修與選修作為課程開設先后的分類標準，并不能很好地體現課程內容之間的繼承與遞進關系。又如在專業理論類課程、技術應用類課程和實踐類課程中都應該有必修課與選修課之分。如果按必修先開、選修后開的順序學習的話，有些技術應用類與實踐類的必修課就會先于專業理論類的選修課，學習順序就顛倒了。應該把以上順序調整為“公共課一專業基礎課一專業理論類課程一技術應用類課程一實踐類課程一跨學科課程”。

另一方面，因為層次不分，也就不可能考慮到各個層次的比例問題，造成了各個層次的課程比例不合理，理論類課程過多，技術應用類與實踐類課程偏少。教育部高等學校教育技術學專業教學指導委員會建議把教育技術學知識分為八類其中工具性知識6門、人文社會科學知識9門、自然科學知識5門、知識管理知識4門、傳播學知識9門、計算機知識10門、電子技術知識6門、教育心理學知識7門，其中所列課程絕大多數為基礎理論類課程，只有計算機及信息技術應用、軟件工程、面向對象的編程與設計、網站建設與開發、多媒體技術、人工智能、數字圖像處理、教育科學研究方法等少數幾門課程屬于技術應用或實踐類課程。各校實際開設的專業課程也屬于這種情況，第一個層次的理論性課程偏多，后兩個層次由于受師資、設備等各種因素的制約，普遍比較薄弱，開設的課程門類少或即使開設也不能教到位，未能從整體上形成多元化、層次化相互滲透的課程體系。第一個層次空泛理論知識的堆砌導致泛而不精；技術應用類課程的不到位導致第一層次的理論無法消化，動手能力差，而這又導致學生缺乏創造、設計的能力，以致教育實習、專業實習、畢業論文等實踐類課程難以落實到實踐能力的鍛煉上，常常只能流于形式。此外，專業基礎課也存在數量少，涉及面太窄的問題，不能為學生將來發展提供個性化選擇。針對以上問題，需要著力加強專業理論與專業技術應用類課程群整合，作增設學際化課程嘗試；在實踐類課程的建設可增設某些微型化課程，以適應學科一方面向縱深發展，另一方面又不斷綜合的技術發展趨勢。

三　在共性中尋求個性，提升專業特色

對于多元化的社會實體，只有站在不同的角度，采取不同的方法，才能真實地把握實體的本質?！昂投煌睉摮蔀橐环N思維方式與哲學信仰。在強調共同性、普遍性、統一性的同時，也應充分考慮個體性與差異性。

哪些課程應作為體現專業共性的必修課開設?哪些課程又應作為凸顯專業特色、地域特色、促進學生個性化發展的選修課開設呢?我們可以參考“教指委”構建的課程體系，共五個模塊：(1)學校平臺課程：兩課、大學英語、體育與健康、美育、軍事理論、綜合交叉、信息技術、跨院系任選。(2)專業主干課程：教育技術學導論、教學系統設計、學與教理論、媒體理論與實踐、信息技術與課程整合、教育技術項目實踐、教育技術學研究方法、遠程教育基礎；(3)專業基礎課，包括三個模塊：公共基礎課模塊，包括：高等數學、線性代數、概率統計、基礎物理、基礎物理實驗；計算機基礎模塊有：離散數學、程序設計、數據結構；電子基礎模塊有：電路分析、數字電子技術、模擬電子技術和電子工藝實驗等。(4)方向核心課程：包括在不同方向上計算機類、教育基本理論、設計類、數字媒體類、遠程教育類等方面課程的組合。(5)專業任選課和實踐課程：包括專業實習、畢業論文、基于項目與任務的活動等。建議以上課程體系總學分保持在150左右。

筆者作如下設想：如果按總學分150，必修課每門3學分，選修每門2學分算，按7：2：1的比例來設置必修課(公共必修課與專業必修課的比例為3：4)、限選課、任選課，則專業必修課必須開20門以上，專業限選課10門以上，任選課5門以上。具體安排如下：

(1)專業必修課分為專業基礎課與專業課兩部分，其中專業基礎課又分為智能技術基礎課與媒體技術基礎課，專業課作為專業的主干課程又分為專業理論類、技術應用類、實踐類三部分，保證三者各占一定比例；

(2)方向限選課體現分流培養、因材施教的原則，根據學生的興趣、愛好，旨在培養某一方面的特長，為學生進行選修課學習做準備；

(3)專業任選課以拓展專業廣度和深度，滿足學生個性化需求、培養“一專多能”的高素質人才為目的，可以分“前沿發展”模塊、“鄰近學科”模塊、“興趣愛好”模塊。一方面向新理論與新技術開放，把學科的最新發展成果作為任選課及時反應到課程之中，并全方位地向其他鄰近學科擴散。同時，按照學生的需求開設個性化課程。這樣在提高學生選課的自主權和自由度的同時，可以讓學生緊跟時展，增強適應性，促進個性化發展；

(4)在專業基礎課與專業課中增加選修課，增強課程靈活性與多樣性，拓寬口徑與適應性；

(5)必修課應控制在2年半左右學完，保證選修課有時間開設。

四　兼顧適應性與超越性，著眼于受教育者終身發展

目前在教育界，對于“是以適應性為主，還是以超越性為主”的問題的回答存在兩種態度，一些人持超越論觀點，一些人持適應論觀點。前者認為，21世紀的科學技術文化會有重大發展變革，知識經濟已見端倪，教育和課程改革要著眼于未來的發展需要，而后者則認為，課程教材要適應現實的要求，超越現實，脫離學生的實際，會遭到失敗。

在專業課程建設中，專業基礎課、教育理論與技術相結合而形成的專業理論課更多的是著眼于厚實基礎，有利于學生終身學習與終身發展；而教育理論與技術相結合所形成技術應用課程以及后續的實踐應用課程主要是形成動手能力，為學生就業做準備，讓學生在走上工作崗位后有一技之長，甚至于具有一定的實踐創新意識與能力。

其實，依筆者看來，就人的本質規定性而言，人，首先是一種自然存在物，要生存，但又并非一種一成不變的自然存在物，而是一種獨特的超越性存在，不能不體現發展。既立足于現實而又超越現實，不斷地將超越了現實的理想世界變成新的現實世界。適應和超越之間是對立統一的、相互依存的、相互轉化的辯證關系。選擇教學內容，既要考慮受教 育者的年齡特征和接受能力，同時又要促進受教育者的發展，不能延誤受教育者的思維發展；既要從我國農業經濟和工業經濟相混合的現實出發，又要從已露端倪的未來知識經濟的發展需要出發，把超越性和現實適應性合理結合起來，克服原來的學科中心、自成體系、彼此隔裂的課程設置方法，更多地采用跨學科和綜合一體化的設計方法，按照常新教育、終身教育理念進行課程設計，構建新的課程體系，著重培養學生不斷學習的興趣，淬礪意志，健全人格，獲得適應社會變化的綜合能力與素養，未嘗不是明智之舉。五凸顯人文精神教育，促進受教育者協調發展

篇6

1留學目的地：伊利諾伊大學

伊利諾伊大學是“莫里爾法案”(由林肯總統在1862年簽署)生效最初十年期間通過公用土地贈與方式創立的全美37所高校之一，于1868年正式開學。其座落于美國伊利諾伊州南部安靜幽雅的姊妹城鎮－厄巴納和香檳，占地1458英畝，擁有272座主要建筑。此外，學校還擁有一個機場、433英畝森林保留地以及占地1765英畝的阿勒頓公園。

經過近140年的發展，伊利諾依大學已經是全美國最好的大學之一，位居全美公立大學的前五位。該校擁有僅次于哈佛大學和耶魯大學的美國第三大大學圖書館，圖書資料達一千七百多萬冊。此外，學校還有自然史博物館、世界傳統文化博物館以及一個美術館和一個表演藝術中心。該校能提供一百五十多個專業方向領域的四千多門課程，每年授予一萬五千多個學位，其中每年授予的博士學位獲得者人數穩居全美前五名。目前，該校擁有近兩千名教授和四萬余名學生。其中，學生由近三萬名大學生和一萬一千余名研究生組成，含外國留學生近五千名。

伊利諾伊大學以理工科尤稱翹楚，穩居全美大學排名前六位。進一步講，有十余個本科專業位列全美前二十五名，其中會計學、材料學、農業工程、土木工程、環境工程、計算機科學、核工程、機械工程等并位居前五位；有超過六十多個研究生專業位列全美前三十名，其中圖書館學、土木工程、材料學、微生物學、計算機科學、計算機工程、無機化學、分析化學、冷凝物質、邏輯學、數論等并高居前五位。該校共有11位教師及校友榮獲過諾貝爾獎，18位教師及校友榮獲過普利策獎。其中，該校教授巴丁因發明晶體管和提出低溫超導理論而成為歷史上在同一領域(固體物理學)兩次獲得諾貝爾物理學獎的第一人。另外，尼龍的發明者卡羅瑟斯、集成電路的發明者杰克科勒比、第78屆奧斯卡金像獎最佳導演獲得者李安等均為該校畢業生，我國前著名科學家竺可楨早年也曾在該校攻讀農學。

非常幸運和特別值得一提的是，此番留學團隊組成成員的研究興趣或主攻方向均屬伊利諾伊大學的優勢學科方向，這為各位老師的學習和提高創造了非常重要的基礎和前提條件，同時也從側面反映了國家教育部留學基金委的工作非常到位和值得肯定。

2計算機學科課程設置的比較

我是北京交通大學計算機學院的一名專業基礎課程任課教師，主要講授本科“操作系統”和研究生“安全操作系統”，有幸被分派到久負盛名的伊利諾伊大學計算機科學系進行訪問學習。網絡神童馬克?安德森曾在那里設計了互聯網瀏覽器軟件Mosaic及Netscape，著名的微軟IE瀏覽器至今還是構建在Mosaic的基礎上。留學期間和回國后，我曾對伊利諾伊大學計算機學科課程設置進行了較為粗淺的分析和對比性研究。

伊利諾伊大學計算機科學系可提供三種不同的大學學位教育(即工學院的計算機科學專業理學學士以及文理學院的數學與計算機科學理學學士、統計學與計算機科學理學學士)、五年制本碩連讀學位教育、輔修計算機科學專業學位教育及軟件工程學歷證書。本科學位教育主要由校院教學要求和專業教學要求兩部分構成。前述計算機科學專業理學學士、數學與計算機科學理學學士、統計學與計算機科學理學學士的主要區別就在于學院要求和專業要求的不同。例如，工學院要求物理與化學，而文理學院則不要求，同時兩個學院的一般教學要求也略微有所不同。不同專業間的教學要求區別在于數學與計算機科學專業要求多上三門不同的數學類課程，同時又比計算機科學專業少上五門計算機科學類課程。統計學與計算機科學專業和數學與計算機科學專業的要求大致相同，只是用統計學類課程替代了某些數學類課程。對于三個專業來講，有15門數學類或計算機科學類課程是相同的，所以共性大于不同。需要指出的是，計算機科學類課程由計算機科學系負責開設和講授，課號、名稱及要求完全一致。這和國內的大學是不一樣的，至少北京交通大學是如此：和計算機專業較為相似的理學院的信息與計算科學專業的某些計算機類核心課程(如“操作系統”)的要求和講授就與計算機學院無關。此外，國內大學本科培養方案則由通識教育、學科門類教育、自主教育三部分教學要求構成，它們與伊利諾伊大學的學院級或專業級教學要求間的對應關系并不明晰。其中，通識教育由綜合基礎和基本技能組成，為面向全校本科生的公共要求(伊利諾伊大學在這點上似乎不太明確或較弱)；學科門類教育由學科門類基礎課程、大類專業基礎課程和專業課程構成；自主教育包括全校通識教育與各學科門類教育課程與實踐、系列講座、競賽、證書、科研論文、自主和開放實驗、就業實踐、科研實踐等，是我國高校為加強實踐環節和推動就業競爭力而引入的具有中國特色的課程學分組成，國外自然無等同物。

具體以計算機科學專業培養方案為例對比來講，伊利諾伊大學總共要求128學分，含學院級要求39-51學分、專業要求76-85學分(參表1所示)；北京交通大學總學分要求為190學分，含通識教育必修40學分和選修20學分、學科門類教育必修97.5學分和選修22.5學分以及自主教育選修10學分(參表2所示)。后者比前者高出62學分，主要包括必修類的英語16學分(國外對外語的要求為0-12學分，注意其并未指定特定語種)、選修類的自主教育10學分。國內通識教育綜合基礎部分(必修22學分、選修14學分)近似等同于國外的人文社會科學類課程(18學分)，但多出18學分的教學要求。另外，國外大學專門設立寫作課程(含4學分寫作I、3學分高級寫作)來傳授和培養學生的寫作技巧與能力，國內大學則主要通過畢業設計環節的論文寫作(畢業設計共16學分)來達到相同的目標。國外大學把普通化學I和普通化學實驗I(共計4小學分)作為工科專業的公共基本要求，而國內大學如計算機科學專業在內的工科專業則可以不選修化學類課程；同時，國內大學設定數學、物理類課程同為學科門類基礎課程，而國外大學則把其中的微積分、概率論或統計學作為計算機科學專業的專業要求。

表1 伊利諾伊大學計算機科學本科專業培養方案

注：表中大類專業基礎理論與實踐(必修)主要包括計算機科學技術導論、電子技術類課程(電路分析基礎3學分、模擬電子技術3學分、模擬電子技術實驗1學分、數字電子技術3學分、數字電子技術實驗1學分)、計算機數學類課程(離散數學8學分)、計算機軟件類課程(數據結構4學分、高級語言程序設計4學分、操作系統4學分，編譯原理3學分)、計算機硬件類課程(計算機體系結構2學分、計算機組成原理3學分、計算機組成原理實驗1學分)等；專業主修(必修)課程主要包括數據庫系統原理、接口技術、計算機網絡原理、接口技術實驗、計算機網絡原理實驗、畢業設計等。專業特色課程(選修)則劃分為四個方向給出可選課程：1、計算機軟件類(軟件測試、統一建模語言、高性能計算導論、軟件工程、Web程序設計、Unix/Linux環境下程序設計、XML程序設計、軟件類綜合實踐)；2、計算機硬件類(計算機控制技術、硬件類綜合實踐)；3、計算機網絡類(計算機安全保密、網絡安全與管理)；4、計算機應用技術類(人工智能、人機交互技術、計算機輔助造型與動畫設計、數字圖像處理)。

伊利諾伊大學要求學生學習和掌握數字計算機的理論、設計和應用的廣博深厚的知識。前兩年主要學習數學與物理以及入門性計算機科學基本原理。第三年完成基本的計算機科學課程，并要求選修和拓展學生的理論基礎。第四年鼓勵學生就自己感興趣的方向和課題進行學習和深入的理解(均為選修課)。進一步說，國外大學計算機科學專業關于計算機專業特色課程的公共要求簡單明晰，僅包括計算機科學導論、數據結構與軟件原理、計算機體系結構I/II、系統編程、大程序設計項目、計算理論入門，等，而多達24-27學分允許學生可按計算機科學、科學計算(計算機科學與工程)、數學三大方向分軌選課(參表3所示)；而其中在計算機科學方向并給出系統、數據庫、圖形學、人機交互、編程語言、人工智能、信息安全、網絡等八個子方向，在科學計算方向上并給出航空宇宙工程、應用數學、天文學、大氣科學、生物學、生物醫學儀器、生物分子工程、化學工程、化學、控制、電子工程、工程機械學、環境工程學、遺傳學、地質學、制造工程、材料科學、機械工程、建模與仿真、神經系統科學、原子工程、運籌學、優化、物理學、等離子工程、心理學、放射學工程、機器人學、信號與圖像處理、統計學、結構工程等三十多個子方向上給出細化且較為明確的各6-分的選課指導和教學要求。

表3 伊利諾伊大學計算機科學專業按方向分軌選課

相比較之下，國內大學計算機專業設立的公共特色專業課程則較多，有時即便劃分出一些方向，要么方向太大，要么選課思路和教學要求不太明確。

3教學科研、學生素質培養及其他

在伊利諾伊大學，我主要選擇了三門與我在國內所授課程及研究方向關系密切的計算機科學專業課程(包括CS 423 Operating System Design“操作系統設計”，CS 523 Advanced Operating Systems“高級操作系統”和CS498DM Software Testing“軟件測試”)進行旁聽學習。

從專業課程教學內容組織安排及教學環節課堂組織可以看出，國外大學始終貫徹教學過程以“學生”為主體的宗旨和理念，強調學生的自主學習，要求學生在課前完成充分的預習準備、課后完成復習思考或上機作業，否則課堂根本就是聽天書，學不會是學生自己的事情且歸因于其自身的問題)；授課教師在課堂上主要扮演組織者的角色，引領學生在操作系統設計概念原理或軟件測試基本理論與技術的知識海洋中暢游，或快速前行或停下來慢慢品嘗，或提出問題讓學生分組討論和自己給出答案，或啟發式般把教學話題引向研究前沿進而開闊學生的課程視野和激發學生的學習興趣與熱情。相比較之下，國內課程教學則把更多的責任賦予教師，要求教師關于課程教學內容組織的科學性并深入淺出地講清楚、講徹底，對學生的要求不是非常強調。

同時，國外大學授課教師關于課堂組織的自主性更為靈活多樣。其間，軟件測試授課教師并邀請了知名計算機軟件開發公司的資深測試師就軟件測試的公司組織運作方式和軟件測試技術及實用技巧，使學生實現了與社會公司及實用技術的零距離接觸；操作系統設計授課教師并委托她的兩個研究生分別就他們當前所作科研課題項目階段成果的主題報告，使學生對操作系統領域的研究前沿及自己將來可以利用本門課程所學知識在實業界有所作為的方向有了感性和更為明確的認識；高級操作系統授課教師更是針對研究生授課對象、采取自己在課程前后把關、指定不同主題和分發文獻資料由所有學生依次輪流課堂匯報的形式，既完成了課程內容的深度挖掘拓展及學生關于課程內容全面掌握的教學任務，又培養了學生的自主學習意識和鍛煉了學生的自主學習能力，還提高了學生的科研文獻閱讀水平、科研調研能力和演講報告能力。另外，我還在伊利諾伊大學強化英語學院參加了教學術語與教育學(Professional Language and Pedagogy, 簡稱PLP)和美國文化與交流( American Culture and Communication, 簡稱ACC)等兩門課程的學習，其課堂組織形式和授課方式則更為多樣化，或讓學生自己走上講臺實踐和體驗課堂講授和組織技巧，或實地參觀訪問當地圖書館、校園問路、到餐館點菜用餐、到咖啡屋品嘗咖啡，甚至安排了與當地居民配對、每周定時交流談話一次的環節，這對于日益國際化的國內大學的語言教學的開展無疑具有非常重要的借鑒作用。

從課程評分環節而言，國外課程強調實踐環節并以較高權重計入課程最終成績，鼓勵分組協作但應通過團隊演講或逐個交流等來細化組員得分等級，課程最終成績由期中考試成績、平時成績(考勤與平時作業)、實踐環節成績和期終考試成績綜合構成從而避免單純依靠期終考試成績計分機制可能造成的期末突擊風與無法真正掌握知識等弊端，其中平時成績、實踐環節得分和期中成績的計算充分利用和信任研究生助教，當然，從另一方面講也起到了培養研究生工作態度和能力的效應。國內大學特別是計算機專業關于課程實踐環節的教學要求也在逐步增強，但課程成績更多地取決于期末成績，大多數課程不在設立期中考試(這在一定程度上可歸因于近年來一直不斷擴招的客觀現實及由此引發的龐大工作量、教學資源等條件的限制)，學生當中抱有憑借期末突擊過關心態的現象較為普遍，對教學質量和教學效果的負面影響不可忽視。

當然，這并不是說國外大學不重視課堂教學質量；相反，國外大學對課堂教學和成績考評的重視程度較之國內大學有過之而無不及(只不過其更遵循“學生”作為主體的客觀教學規律并據此開展課堂教學活動而已)，這從其在各門課程最后一節課給學生分發和要求填寫課堂教學評價表、學年末由學生自主推選產生“我最敬愛的老師”以及學校專門常設有考卷測評研究機構等可見一斑。國內也有類似的課堂教學評測手段，只不過基于校園網在網上展開而已，同課堂分發為聽課者有份的評價機制相比，網上硬行要求每一位同學參與測評的方法存在部分不聽課同學隨意評價的問題。

另外，我覺得伊利諾伊大學同一專業課程(主要指本科高年級專業課程，如CS 423和CS498DM)在本科生和研究生之間打通的做法非常值得借鑒。一方面，研究生本來就存在跨專業報考和錄取的現實，自然而然地某些專業課程需要補修；另一方面，即便是本科和研究生讀的是同一專業，也可能由于興趣或研究方向的改變而使得需要選修某些本科階段就曾開過但不曾選修的專業課程。況且，國內為研究生和本科生開設的同一類型課程的教學內容往往也是大同小異，只是掌握深度和難度有所區別而已；而從實際技能與水平而言，本科高年級學生與課程學習階段的研究生本來就沒有什么大的區別。如果專業課程在本科和研究生之間打通，則可以節省教學資源并便于統一專業課程體系與教學安排。至于相關專業課程的本科與研究生要求的區別對待，則可采取補充針對研究生的課程要求、增強研究生實踐動手環節或論文演講環節等措施。同樣地，碩士研究生和博士研究生的專業課程(如CS523)同樣可以打通。

如前所述，伊利諾伊大學的科研實力是非常強的，科研氛圍自然也非常濃厚。另外，從整個校園、工學院乃至計算機科學系層出不窮、從不間斷的各種類型的學術報告、研討會或研討班，大廳或樓道里相關單位最新科研成果的展示、科研項目或相關人員的獲獎快報以及包括微軟研究院、谷歌、摩根斯坦利等參與的主題活動日與信息技術講座中也驗證和說明了這一點。

現今美國社會有其好的一面，也有其不好的一面，我們在改革開放的過程中應該學習其好的地方，但同時必須堅持自己好的方面。換句話說，應該在堅持自己的好的方面的基礎上吸收世界文化的精髓，而非完全拋棄自我和全盤吸收他國的無論精華還是糟粕。我國從古至今一直賦予教育機構道德教育的責任，這是非常重要和必要的，應予堅持、加強?！笆陿淠荆倌陿淙恕?，無論家庭，學校還是社會，要關注青少年的道德教育，付出再大也不為過。

另外，我們還利用春假參觀了著名的哈佛大學和麻省理工學院，給我的深刻影響是哈佛校園(建設)非常一般，草坪光禿禿的居多，難道真的是老牌名校不在乎這些？不過，其諾貝爾獲獎者人數又是非常之多。果真是“山不在高，有仙則靈；水不在深，有龍則靈”吧！國內高校是否應該由此得到啟發，把本不富足的經費優先用于人才引進和真正的科研資助上，而非老是富麗堂皇的表象第一。

三月份的一個周末，伊利諾伊大學曾舉辦了一場規模龐大、全校各單位甚至外聯單位一并參與、面向全社會(老少與年輕人皆有“節目”可看)的學術活動節，展示了該校相關的科研學術成果、學生科技成果及與日常生活緊密相關的科普演示實驗等，活動節全體總動員和面向社會開放的舉措值得國內高校借鑒，這其實是拉近市民與高校距離，并向社會宣傳學校的一次大好機會。

參考文獻

[1] 北京交通大學教務處編制.北京交通大學本科教學一覽.2006.

篇7

關鍵詞：計算思維；表述體系；計算；層次結構；教育；思維習慣

一、問題的提出

2006年3月，周以真（Jeannette M. Wing）教授在國際著名計算機雜志Communications of the ACM上發表了《計算思維》一文[1]，并用3種技能定義了“計算思維”，該定義被國際學術界廣泛采用。然而人們仍然在問，計算思維是什么？計算思維的核心是什么？計算思維的組成元素是什么？計算思維會因學科的不同而不同嗎[2]？

顯然，要給出計算思維的一個內涵式的定義是困難的，周以真教授為此給出了一個外延式的定義，并請大家盡可能地補充。周以真教授希望人們不要將精力放在計算思維的定義上，而更多的是將精力放在計算思維的運用上，通過計算思維在各自學科領域創造性地進行科學發現與技術創新。周以真是成功的，她聯合美國國家科學基金會的各個學科部門，推動了美國兩個重大的國家科學基金研究計劃CDI和CPATH，促進了美國以計算思維引領的各學科的發展。在她退出美國國家基金會后不久，她又得到了微軟公司的邀請，擔任了微軟負責研發的副總裁職務。毫無疑問，周以真教授的建議是正確的，通過計算思維，可以在多學科的行動中，進行根本的、范式變化的研究與發現。

一般來說，一個好的研究“主題”在開始的時候，可以先用外延式的方式盡可能拓展開來，隨著研究的深入，人們希望建立一個框架，讓更多的人更容易理解這個“主題”，持續地發揮這個“主題”的作用，進一步拓展它的應用范圍。教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會遵循這樣的基本原則，鼓勵學校、教師先實踐[3-7]。在已有的大量實踐基礎上，教指委認為，目前很有必要盡快給出計算思維表述體系的一個基本框架，進一步推動這項改革。本文作者受教指委的委托，對此展開了研究工作。

二、計算思維教育的目的

在構建計算思維的表述體系之前，人們希望先明確計算思維的教育目的之所在。本文認為，計算思維教育的目的是培養一種思維習慣，一種像計算機科學家思考問題那樣的習慣。

在研究層面，對于一個問題的解決，著名計算機科學家、1998年圖靈獎獲得者詹姆士?格雷（James Gray）的思路（習慣）是這樣的：

（1）首先，對問題進行非常簡單的陳述，即要說明解決一個什么樣的問題。他認為，一個能夠清楚表述的問題，能夠得到周圍人的支持。雖然不清楚具體該怎么做，但對問題解決之后能夠帶來的益處非常清楚。

（2）其次，解決問題的方案和所取得的進步要有可測試性。

（3）最后，是整個研究和解決問題的過程能夠被劃分為一些小的步驟，這樣的話就可以看到中間每一個取得進步的過程。

在技術層面，美國華盛頓大學教授、美國國家研究立法委員會計算機文化協會主席史耐德（Snyder Lawrence）教授在其撰寫的《新編信息技術導論：技能、概念和能力》一書中指出，人們可以從抽象的角度來思考信息技術。他寫道，當你成為數字文人之后，你可以從抽象的角度來思考技術，而且更喜歡（習慣）提以下問題：

（1）對于這個軟件，我必須學會用哪些功能，才能幫助我完成任務？

（2）該軟件的設計者希望我知道些什么？

（3）該軟件的設計者希望我做些什么？

（4）該軟件向我展示了哪些隱喻？

（5）為完成指定任務，該軟件還需要其他哪些信息？

（6）我是否在其他軟件中見到過這個軟件中的操作？

在專業層面，對于一個專業的計算問題，筆者認為：從計算的手段來看，我們應當使計算機械化（如算盤、手搖計算機、模擬計算機、電子數字計算機）；從計算的過程來看，我們應當使計算形式化（如圖靈機、計算理論）；從計算的執行來看，我們應當使計算自動化（如馮?諾依曼機）。

在計算思維的研究中，教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會主任委員李廉教授認為，在傳統的教學中，計算思維是隱藏在能力培養內容中的，要靠學生“悟”出來，現在要把這些明白地講出來，讓學生自覺地去學習，提高培養質量，縮短培養的時間。從軟件開發的角度，他提出了抽象與綁定的研究思路，大致是，抽象是構建和理解復雜系統的工具，規范是現實世界到虛擬世界的抽象；而綁定是虛擬世界到現實世界的重現，所有的軟件開發，無非都是抽象與綁定的結果。

美國計算機科學技術教師協會則認為，計算思維的教育應存在于每一所學校的每一堂課程的教學中。他們認為衡量是否采用了計算思維，取決于對于一個要解決的問題，教師能否有意識（習慣）地提出以下問題[8]：

（1）人與計算機的計算能力有多大，各自的局限性是什么？

（2）研究的問題復雜性有多大？

（3）問題解決的判定條件是什么？

（4）什么樣的技術可以應用于當前的問題討論中？

（5）什么樣的計算策略更能有效地解決當前的問題？

以上是計算機科學家以及計算機教師協會關于問題解決的思維習慣。隨著研究的深入，人們不僅需要總的一般性的認識，人們還希望建立在某種合理框架上的認識，以便系統地、有步驟地、鮮明地培養這種習慣，最終全面提高人們的計算思維能力。

三、計算思維表述體系的框架

計算思維表述體系的框架，涉及計算思維的組成元素以及這些組成元素之間的相互關系。在美國CPATH計劃的支持下，經過幾年的努力，已取得一些成果。如在CPATH計劃的支持下，美國德保羅大學（DePaul University）的教授們就在ACM前主席Denning“偉大的計算原理”概念分類的基礎上構建了一個教學框架，把通識教育中的核心技能――邏輯推理、寫作和倫理聯系了起來[9]。Denning設想，在向各學科介紹計算原理時要力爭做到通俗易懂，通過大眾化的解讀來建立一種超越學科范疇的計算共識，由此構建不同學科之間的全新關系。他表示，計算原理可以被歸為7個類別，每個類別都從一個獨特的視角去看待計算本身。根據Denning的觀點，7個偉大的計算原理分別是：計算、通信、協作、記憶、自動化、評估和設計[10]。

1.基于“偉大的計算原理”計算思維表述體系框架

Denning的7項“偉大原理”奠定了一個基礎，這個基礎可以幫助人們認識和組織計算思維的實例，并將它們進行有效的分類。同時，這個基礎也可以認為是一個框架，這個框架可以幫助人們將計算思維運用到計算機科學以外的領域。在基于“偉大的計算原理”研究中，我們認為，“抽象”也是一個偉大的計算原理，應納入框架之中。另外，Denning劃分的概念之間沒有層次和邏輯關系，還需進一步完善。下表給出基于“偉大的計算原理”構建的計算思維表述體系框架。

2.計算思維表述體系中的基本概念

在周以真的文章中，計算思維指的是一種能力，這種能力通過熟練地掌握計算機科學的基礎概念而得到提高。周以真將這些基礎概念用外延的形式給出：約簡、嵌入、轉化、仿真、遞歸、并行、抽象、分解、建模、預防、保護、恢復、冗余、容錯、糾錯、啟發式推理、規劃、學習、調度等。周以真希望人們對這些基礎概念繼續補充，本文認為，這些基礎概念至少還應該包括CC1991 給出的12個核心概念：綁定、大問題的復雜性、概念模型和形式模型、一致性和完備性、效率、演化、抽象層次、按空間排序、按時間排序、重用、安全性、折中與結論。顯然，12個核心概念與周以真給出的基礎概念有些是重合的，如“建模”與“概念模型和形式模型”。下面，對以上概念進行分類，力求減少它們的交集。另外，我們希望更多的學者對這些概念（包括擴展的基礎概念）在研究的基礎上進行更有效的分類，以使該框架更加完善。

在本文給出的計算思維表述體系框架中，“計算”是一個中心詞，是第一層次的概念，其他7個概念以“計算”為中心并服務于“計算”；7個概念中的“抽象、自動化和設計”為第二層次的概念，是從不同方面對“計算”進行的描述；“通信、協作、記憶、評估”蘊含在“抽象、自動化和設計”三個概念之中，是計算機科學中僅次于“抽象、自動化和設計”的基礎概念，屬框架中第三層次的概念（如下圖所示）。對這些概念的理解，有助于加深人們對“計算”的認知。下面，分別對這些概念進行定義。

計算思維基本概念的層次關系圖

（1）計算（Computation）是執行一個算法的過程。從一個包含算法本身的初始狀態開始，輸入數據，然后經過一系列中間級狀態，直到達到最終也即目標狀態。計算不僅僅是數據分析的工具，它還是思想與發現的原動力。可以認為，計算學科及其所有相關學科的任務歸根結底都是“計算”，甚至還可以進一步地認為，都是符號串的轉換。效率是計算問題的核心，以計算思維為切入點的大學計算機教學改革最大的亮點在于充分地重視“計算復雜性”這個與“效率”有密切聯系的核心概念。一般來說，掌握一個概念往往需要舉出反映該概念本質的3個經典案例和3個反例。計算包含的核心概念有：大問題的復雜性、效率、演化、按空間排序、按時間排序；計算的表示、表示的轉換、狀態和狀態轉換；可計算性、計算復雜性理論等。

（2）抽象（Abstraction）是計算的“精神”工具。周以真認為，計算思維的本質是抽象化。至少在兩個方面，計算學科中的抽象往往比數學和物理學更加豐富和復雜。第一，計算學科中的抽象并不一定具有整潔、優美或輕松的可定義的數學抽象的代數性質，如物理世界中的實數或集合。例如，兩個元素堆棧就不能像物理世界中的兩個整數那樣進行相加，算法也是如此，不能將兩個串行執行的算法“交織在一起”實現并行算法。第二，計算學科中的抽象最終需要在物理世界的限制下進行工作，因此，必須考慮各種的邊緣情況和可能的失敗情況。抽象包含的核心概念有：概念模型與形式模型、抽象層次；約簡、嵌入、轉化、分解、數據結構（如隊列、棧、表和圖等）、虛擬機等。

（3）自動化（Automation）是計算在物理系統自身運作過程中的表現形式（鏡像）。什么能被（有效地）自動化是計算學科的根本問題。這里的“什么”通常是指人工任務，尤其是認知任務，可以用計算來執行的任務。我們能夠使用計算機來下棋嗎？能夠解決數學問題嗎？給出關鍵字能夠在因特網上搜索到我們頭腦中想要的東西嗎？能夠實時地將漢語和英語互譯嗎？能夠指引我們開車穿過偏僻地形的地區嗎？能夠準確地標記圖像嗎？能夠看到我們眼睛看到的東西嗎？在周以真的論文中，她認為，計算是抽象的自動化。自動化意味著需要某種計算機來解釋抽象。這種計算機是一個具有處理、存貯和通信能力的設備。計算機可以被認為是一臺機器，也可以是一個人，還可以是人類和機器的組合。自動化包含的核心概念有：算法到物理計算系統的映射，人的認識到人工智能算法的映射；形式化（定義、定理和證明）、程序、算法、迭代、遞歸、搜索、推理；強人工智能、弱人工智能等。

（4）設計（Design）是利用學科中的抽象、模塊化、聚合和分解等方法對一個系統、程序或者對象等進行組織。在軟件開發中，設計這個詞意味著兩件事：體系結構和處理過程。一個系統的體系結構可以劃分為組件以及組件之間的交互活動和它們的布局。處理過程意味著根據一系列步驟來構件一個體系結構。好的設計有正確性、速度、容錯性、適應性等4個標準。正確性意味著軟件能符合精確的規格。軟件的正確性是一項挑戰，因為對一個復雜系統來說精確的規格是很難達到的，而證明本身就是一個棘手的問題。速度意味著我們能夠預測系統在我們所期望的時間內完成任務。容錯性意味著盡管有一些小錯誤但軟件和它的主系統仍然能夠正確地運行。適應性意味著一個系統的動態行為符合其環境的使用。設計包含的核心概念有：一致性和完備性、重用、安全性、折中與結論；模塊化、信息隱藏、類、結構、聚合等。

（5）通信（Communication）是指信息從一個過程或者對象傳輸到另一個過程或者對象。通信包含的核心概念有：信息及其表示、香農定理、信息壓縮、信息加密、校驗與糾錯、編碼與解碼等。

（6）協作（Coordination）是為確保多方參與的計算過程（如多人會話）最終能夠得到確切的結論而對整個過程中各步驟序列先后順序進行的時序控制。協作包含的核心概念有：同步、并發、死鎖、仲裁；事件以及處理、流和共享依賴，協同策略與機制；網絡協議、人機交互、群體智能。

（7）記憶（Recollection）是指通過實現有效搜索數據的方法或者執行其他操作對數據進行編碼和組織。計算思維表述體系中的記憶是人們討論大數據背后的原理之所在，沒有“記憶”這個偉大原理，大數據就是空談。記憶包含的核心概念有：綁定；存儲體系、動態綁定（names、Handles、addresses、locations）、命名（層次、樹狀）、檢索（名字和內容檢索、倒排索引）；局部性與緩存、trashing抖動、數據挖掘、推薦系統等。

（8）評估（Evaluation）是對數據進行統計分析、數值分析或者實驗分析。評估包含的核心概念有：可視化建模與仿真、數據分析、統計、計算實驗；模型方法、模擬方法、benchmark；預測與評價、服務網絡模型；負載、吞吐率、反應時間、瓶頸、容量規劃等。

四、計算思維的作用

計算思維表述體系的建立，有助于計算領域以外的人了解和運用計算思維，伴隨經典實例的計算概念講授，可以讓計算領域以外的人了解計算的美麗與愉悅，拓展計算思維的應用范圍。雖說計算作為一門學科存在的時間不長，但人們已經認識到計算在科學界的影響力。1982年，諾貝爾物理學獎得主Ken Wilson在他的獲獎演講中就提到計算在他的工作中扮演的重要角色。2013年的諾貝爾物理學獎、生理學或醫學獎都與“計算”有關，化學獎的主要成果“復雜化學系統多尺度模型的創立”，這更是一個典型的用計算思維的方式――結構和算法的過程得到科學新發現的實例。

在分子生物學領域取得的研究進展中，計算和計算思維已經成為其核心內容。如今在研究許多復雜的物理過程（如群鳥行為）時，最佳方式也是將其理解為一個計算過程，然后運用算法和復雜的計算工具對其進行分析。從計算金融學到電子貿易，計算思維已經滲透到整個經濟學領域。隨著越來越多的檔案文件歸入各種數據庫中，計算思維正在改變社會科學的研究方式。甚至音樂家和其他藝術家也紛紛將計算視為提升創造力和生產力的有效途徑。

總的來說，計算思維為人們提供了理解自然、社會以及其他現象的一個新視角，給出了解決問題的一種新途徑，強調了創造知識而非使用信息，提高了人們的創造和創新能力。

1.理解自然、社會等現象的新視角

在許多不同的科學領域，無論是自然科學還是社會科學，底層的基本過程都是可計算的，可以從計算思維的新視角進行分析。其中，“人類基因組計劃”就是一個典型案例。

用數字編碼技術來解析DNA串結構的研究是計算思維的一個經典實例，其為分子生物學帶來了一場革命。將有機化學的復雜結構抽象成4個字符組合而成的序列后，研究人員就可以將DNA看作一長串信息編碼。DNA串結構實際就是控制有機體發育過程的指令集，而編碼是這一指令集的數據結構，基因突變就類似于隨機計算，細胞發育和細胞間的相互作用可視為協同通信的一種形式。沿著這一思路，研究人員已經在分子生物學領域取得了長足的進展，最具代表性成績就是“人類基因組計劃”中包括的人體內全部DNA解碼、基因測序并繪制人類基因圖譜、開發基因信息分析工具等一系列任務的圓滿完成。

2.解決問題的新方法

折紙又稱“工藝折紙”，是一種以紙張折成各種不同形狀的藝術活動。折紙發源于中國，在日本得到了很大的發展，歷經若干世紀，現在的日本折紙已成為一項集藝術審美、數學和計算機科學于一身的新藝術，而且還催生了名為“計算折紙”的新領域。該領域通過與折紙算法有關的理論來解答折紙過程中遇到的問題。如在折出某個物品之前事先將這一物品的外形抽象成一張圖，這就用到了圖論。一旦將某個物體抽象為圖的形式就可以得到描述整個折疊順序的算法，這就意味著該物品對應的折紙過程完全可以實現自動化，運用計算思維的這種抽象和自動化方法還可以做出更多更為復雜的折紙。折紙藝術家可以在完成折紙工序自動化的過程中，從折紙創新的角度向人們更為具體地介紹折紙的基本概念。在美國德保羅大學基于計算思維的教學改革中，已成功地將這種解決問題的新方法及其案例融入課程，特別是人文類課程的教學中[9]。

3.創造知識

采用計算思維還可以創造大量的新知識，比如，亞馬遜公司“網上購物推薦系統”創造的新知識。亞馬遜公司成立時間并不長，但通過客戶瀏覽網站的痕跡和購物的歷史記錄，該公司已經積累了大量的客戶信息。傳統的統計方法成為亞馬遜公司手中的有力杠桿，借力這些信息，公司得以及時跟蹤客戶的喜好和興趣以及公司的庫存產品。但是這些累積信息中可能包含一些無法基于視覺或者手動檢測的數據模式，而知識的創造過程就是發現并且明確地表述出那些藏而不露但意義深遠的數據模式。亞馬遜公司利用各種方法對這些數據進行深入挖掘并用于各項決策中，比如給某位顧客推薦某些書。亞馬遜的推薦系統正是建立在這些客戶留下的數據信息的基礎上，比如該客戶的歷史購物記錄以及購買了同一件商品的其他客戶的購物記錄。就是這些規則構成了亞馬遜的推薦系統，而它正是該公司商業模式的核心部分，也是Netflix prize算法競賽中列舉的在線商務系統的核心。

4.提高創造力和創新力

計算思維可以極大地提高人們的創造力。比如在音樂制作領域，依靠計算機的軟硬件可以產生大量的合成聲音，創作音樂。從最簡單到最復雜的任何聲音都可以通過計算機的軟件來合成。基于聲音物理特性的理解以及對這種特性在計算機中存儲的認識，人們可以采用計算思維了解聲音的合成過程與音樂的制作過程。通過音樂合成軟件的研制，人們可以很自然地將編程和作曲思維變成一種平行關系，并采用這些軟件產生大量的高質量音樂作品。實際上，鑒于這個目的，人們已經開發出不少功能強大的音樂制作編程語言，如Nyquist、JFugue、DarkWave Studio等。

參考文獻：

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[2] National Research Council. Report of a workshop on the scope and nature of computational thinking[M]. National Academies Press， 2010.

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[8] Pat Philips. Computational Thinking： A problem-solving tool for every classroom[EB/OL]. http：///Resources/sub/ ResourceFiles/ComputationalThinking.pdf.

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【關鍵詞】慕課 大學英語教學 優勢 策略

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）07-0025-01

慕課（MOOCs）是最近幾年才流行起來的一種在線課程教育模式，它是指由主講教師負責制且眾多學習者共同參與的一種教育手段，由授課視頻、課后練習、網絡互動以及學習測試等多方面交織在一起的網絡教學過程。在2011年，美國斯坦福大學的史朗教授將其《人工智能導論》的授課內容分享到互聯網上，吸引了來自全球各地16萬余名大學生的目光，最終有2萬余人完成了該門課程的學習，由此預示了慕課風暴的興起，接著美國的《紐約時報》將2012年稱為“慕課元年”，該報認為慕課是自印刷術以來人類歷史上改革力度最大的教育革命。尤為重要的是，慕課內容基本上都是免費提供的，且由于互聯網的存在使得分布在不同地域的學習者可以隨時隨地聽到或看到全球頂級名校多個學科和專業的精彩講座，從而極大程度上彌補了由于教育資源分配不公平所帶來的差異。目前來看，世界上最有影響力的慕課是Coursera、edX和Udacity，受到國外慕課風潮的“感染”，自2013 年5月份以來人民日報、光明日報、中國教育報、中國科學報等中央級媒體紛紛在顯著版面位置介紹了與慕課相關的知識，國內一些知名大學也紛紛宣布加盟美國的慕課平臺。由此可見，慕課時代的來臨的確已經引發了教育理念和教育方式等方面的變革，其中大學英語教學改革自然也不能例外，而正確的做法是我們充分利用慕課的先進性使之成為促進英語教學改革的重要基石。

一、慕課與英語教學相結合的優勢所在

1.慕課的知識結構系統化，有利于促進大學生語法知識體系的形成。慕課是按照嚴格的科學體系構建而成的，它的構建基礎是學校教育的嚴密邏輯性和科學系統性，它為我們帶來的不是碎片化的零星知識。從當前慕課的呈現狀態來看，課程設置大多以知識單元為標準來進行劃分的，讓有需要的學習者能夠按照慕課展現出來的圖譜進行針對性的學習。對我國的大學生來說，英語是一門外語，英語學習缺少與生俱來的自然環境，而有限的外教授課時間根本不可能使他們像習得母語那樣自然形成語感。同時，由于語法學習缺乏綱要式的歸納提煉，不具系統性的英語語法知識教學給大學生帶來的只是在課堂上形成的短暫習得，很容易就會被淡忘。久而久之，各種語言現象雜亂無章，使得大學生缺乏足夠的使用英語的自信心。而慕課可以憑借其明晰化的語法知識結構，幫助大學生構建起準確的語法知識系統，使大學生在進行英語交際的過程中，可以通過已掌握的語法知識自覺地監控自己的語言輸出，從而在保證語言流暢性的同時，提高了語言輸出的準確性。

2.慕課的學習方式互動化，有利于大學生自主學習方式的建構。慕課一改傳統英語學習中學習者所處的弱勢地位，真正關注學習者學習興趣的激發和主觀能動性的發揮。在慕課平臺上，學習者在輕松愉快的學習氛圍感染下，以及先進的網絡學習工具的充分支持下，將初始的獲取知識的欲望成功轉化為主動汲取知識的動力。使得漠視“學習者”為學習主體的“異化行為”回歸到正確的軌道上來，變傳統的以“灌輸”為主的英語課堂轉變成為以“學習者”為主體的在線網絡學堂。動機是一切教學活動的保證，因此面對枯燥乏味的傳統英語教學，如何激發大學生的學習興趣就顯得尤為重要。從心理學的角度而言，人們的學習行為很大程度上是受興趣驅使的，同時在學習過程中的自我肯定心理以及外部正面評價的存在，也是促使學習者開展自主學習的不可忽視的動力來源，而慕課在線學習恰恰包含了態度、能力和環境等多重要素，為大學生主動構建自主學習方式提供了便捷。

3.慕課學習環境的個性化，有利于大學生自主學習能力的培養。慕課以英語授課視頻、精品課件和動畫演示等多種方式展現出教學內容，并配備針對性很強的專項練習與講解，為大學生的拓展學習提供了相關知識點的鏈接，從而打造出適合大學生的個性化學習環境。首先，大學生可以自由登錄課程網址進行自主學習，根據教師提供的自主學習任務書，進入慕課網站中提供的相關網絡鏈接進行自主學習;其次，在教師的指導下，大學生可以有計劃地自主閱讀英語課外參考書（如英文小說等），撰寫英語小論文或剪輯英文資料等，從而形成自己學習英語的“知識倉庫“;最后，他們還可以進入英語自主學習中心進行自我測評，對有疑問的地方可以通過英語論壇等同網友和教師進行交流和討論。

二、慕課背景下的大學英語教學策略

1.合理選擇學習內容。很多大學生因為語言障礙使之無法順利完成國際化慕課內容的學習，這種現象的存在對我國的傳統英語教學模式提出了嚴峻的挑戰。慕課的優點之一是允許大學生自定步調開展學習計劃而非傳統的按部就班，但很多大學生因為語言障礙使之無法順利完成國際化慕課內容的學習，這種現象的存在對我國的傳統英語教學模式提出了嚴峻的挑戰。因此，一是在初始階段，教師要挑選難度適中的英語教學視頻作為學習藍本，并將教師講解與視頻內容進行有機的結合，真正做到英語語言教學與專業內容教學的高度協調;二是在發展階段，教師要在課堂上對大學生提出的答疑進行解答，幫助他們克服在學習慕課過程中遇到的困難;三是在總結階段，教師要根據學生的實際慕課學習情況，找出大學生在學習過程中遇到的普遍性語言障礙的具體原因所在，從而在英語教學過程中進行針對性的強化。

2.科學調整英語課程教學體系。最近幾年來，針對我國大學英語課程教學體系改革的呼聲此起彼伏，如復旦大學蔡基剛教授等認為大學英語課程內容應該分為專門用途英語和學術英語，而中山大學的王哲博士等認為大學英語課程內容應該是通識教育英語，重點在于培養大學生的人文素養和跨文化交際能力。本文認為，高校可以結合自身所處的地域和生源情況，為大學生開設大學通用英語課程并附以大學英語后續課程的新型大學英語課程教學體系，在這個框架基礎上對本校參與慕課學習的大學生進行調研，然后根據調研的數據適當調整英語課程體系。另外，我們應該理性地認識到，我國的大學英語教學不太可能輕易進行大幅度的變革，因此應該循序漸進地逐步實現國際慕課校本化和大學英語慕課化進程。

3.解決好慕課課程的“學分化”問題。以Coursera慕課平臺為例，學習其中的任何一門課程均需要大學生將英語作為唯一的語言，并用英語提交作業和參與論壇，這樣的學習過程無疑賦予了大學生一種置身于英語國家的感覺。且學習者完成的慕課課程數量越多，英語水平也隨之提高越快，而且這種提升是全方位的。因此，高校的教學管理部門應組織英語教師讓大學生參加慕課課程的考核工作，考核合格則給予其相應的學分，而考核不通過者則可以參與該課程的下一輪學習繼續參加考核，解決好慕課課程的“學分化”問題能從很大程度上激勵起大學生參加慕課課程學習的興趣并提升自己的英語水平。

參考文獻：

[1]馬武林、胡加圣，國際MOOCs對我國大學英語課程的沖擊與重構[J]，外語電化教學，2014-5

[2]霍紅、劉妍， 慕課背景下高職英語教學改革初探[J]，職業技術教育，2014-3

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[關鍵詞] 民辦高校；MOOC教育；實踐策略

[中圖分類號] G642

[文獻標識碼] A

[文章編號] 1671-5918（2016）01-0084-02

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2016.01.039

[本刊網址] http：//

一、引言

MOOC――大規模網絡開放課程（Massive Open OnlineCourses）的英文縮寫（有音譯為“慕課”），這是一個誕生不久的詞匯，也是一個使用和搜索頻率極高的詞匯。MOOC課程采用在線的方式來實現課程的學習、互動、共享和測試。近年來，這種對傳統高等教育模式和產業的顛覆性模式創新受到了教育界的高度關注，其前所未有的開放新、透明性和優質教育資源的易獲得性都對傳統教育有著劇烈的沖擊。繼國外主流大學相繼推出MOOC課程后，我國國內的清華大學、上海交通大學等知名高校也制作了自己的慕課課程。然而作為一股不容小覷的教育力量，民辦高校卻鮮有參與慕課的實施。

二、MOOC課程介紹

MOOC這一概念是2008年在加拿大首次提出的。在形式上，MOOC與一些電視臺推出的教育系列節目類似，例如江西教育電視臺推出的《高中新課程名師導學》，中國教育電視臺推出的《現代幼兒英語》，以及陜西電視臺推出的養生類講座節目。到目前為止，世界上已形成了三大主流MOOC教育平臺，它們是Coursera，edX與Udacity。Coursera（）是2012年斯坦福的兩位教授發起的，根據其網站的統計數據，截至2014年6月11日，已有109所大學加入其中，向來自全世界的800多萬名學習者提供669門課程。目前，Coursera可以向經過簽名認證并順利完成課程的學習者頒發證書；EdX（ ）成立于2012年5月，截至2014年6月11日，edX已經與47所大學建立了合作關系，并推出了175門課程。與此同時，EdX還可向學習者提供三種書；Udacity（）成立于2012年1月，由斯坦福大學教授發起并投資成立，目前已可以將學習者的簡歷和成績發給其眾多合作公司。

繼國外幾大慕課平臺之后，清華大學的“學堂在線”、上海交通大學的“好大學在線”、深圳大學致力推動的“優課”聯盟（UOOC）等中文慕課平臺相繼上線。2013年7月，上海交通大學聯合北京大學、復旦大學、浙江大學等12所著名高校建立中國“慕課”，旨在建設跨校聯合輔修專業培養模式的互聯網在線開放教育平臺，這一舉動引起了國內外的廣泛關注，相關專家、學者也就在線教育的建設和發展進行了深入的討論。

總的來說，MOOC的研究緊追MOOC的實踐的腳步。在中國，MOOC的研究和實踐正在如火如荼的進行著，但也存在著不足，存在著可以繼續提升的空間。首先，從本研究所搜集到的文獻數量來看，相較于國外的相關學術論文數量，國內的研究還有很大的上升空間。其次，MOOC相關的實踐著和研究者一開始就集中在高校，而且大部分都在知名大學，保證了研究成果的學術水準，使得相關研究從一開始就比較規范、嚴謹，卻也限制了其相關研究與實踐的視野。

三、國內民辦高校介紹

我國民辦教育建立的最初時間是20世紀80年代，經歷了國家限制、鼓勵與大力支持的過程并逐漸發展起來。在辦學條件、辦學層次以及規模等一系列方面都取得了非常大的成績，逐漸成為了高等教育事業中的重要組成部分。在取得傲人成績的同時，民辦高校也存在著各種問題。首先，隨著高考生源的逐年減少，民辦高校陷入短期膨脹后的低谷期，民辦高校普遍面臨著史無前例的“生源荒”；其次，民辦高校在遭遇外部生存壓力的同時，也暴露出內部經費來源不足、師資整體水平和梯隊素質不高、管理模式僵化等多方面的問題。原本是民辦學校應該具有的包括體制機制靈活、改革先行等比較優勢逐步喪失，導致特色缺失，同質化嚴重，缺乏與公辦高校同步整體水平的全面提升的核心競爭力。這在某種程度上預示著民辦高校的生存危機。

除此之外，民辦高校學生特點也不容忽視。不可否認，民辦高校學生有其自身優勢?；诿褶k高校的辦學特色是培養應用型人才，他們中大多數的人生價值取向積極務實，現實性功利性比較突出，技能特長優勢明顯，有較強的表現欲望和奉獻精神等。其薄弱之處也不容忽視。大部分學生是高中學習成績不理想的應屆畢業生，也有一部分是高考落榜生，學習基礎薄弱，學習勁頭不足，容易受外界事物影響，自主學習和自我約束能力缺乏。加之就業形勢的緊張，導致很多學生對自身發展方向不明確，對未來缺乏信心。

四、民辦高校實施MOOC教育成為必然趨勢

MOOC的興起打破了“名校的圍墻”，具備傳統教育模式所不具備的優勢。例如教育模式的靈活性，優質教育資源的公平共享和有利于適應學生的個性化學習要求，強化學生創新能力培養等。正如《中國青年報》所刊，“MOOC將炸開大學的圍墻，炸醒昏昏欲睡的課堂，把老師和學生炸到世界幾百年來最深刻的教育變革浪潮中去跳舞”，并稱這場將于變革為“MOOC風暴”。從我國國內民辦教育的種種特點出發，改革迫在眉睫，MOOC教育模式的推行成為必行之路。

首先，MOOC的基本特色之一就是“大規模”，只要會基本的互聯網操作就可以申請知名大學的在線課程。斯坦福大學在2011年開設的《人工智能導論》是最成功的范例之一。據統計，全球有來自209個國家的16萬人注冊了這門課程，并有2.3萬人完成整個課程學習并收到了成績單。這與民辦教育招生對象的社會性這一基本理念是完全符合的。民辦高校多數實行“寬進嚴出”的原則，廣泛招收學習成績不太理想的高中應屆畢業生和高考落榜生，范圍廣，社會性強。

其次，MOOC以網絡作為教育平臺，使教育不再僅僅被動依附大學這個平臺與學生互動。從理論上講，一個好的教師可能不一定需要任職于大學或者教育機構，在社會各領域有一定造詣的人都可以利用MOOC平臺來傳授知識。而民辦高校更是有承辦學校的動態性這一特點。

最后，由于MOOC教育的實施，通過大學培養和評價人才的單維模式可能被包括在線自主學習在內的多源培養和多維評價模式取代，學生可以根據自己的興趣愛好，專業特長自主選擇課程，學生學習的目的性增強，學習的積極性必然顯著提高。而自主辦學的特色性決定這一培養模式在民辦高校更容易開展。

五、MOOC課程實踐與對策

MOOC建設需要大量人力、物力和財力投入，同時不同學校在課程領域也存在不同的優勢和薄弱方面。我們必須統籌利用校內外優勢資源，既需要“大膽創新”，也需要“謹慎權衡”，確保教育資源高效利用。在MOOC課程在民辦高校的實踐方面，本人提出以下幾點，希望起到拋磚引玉的作用。

（一）認準優勢，做好設計。設計是基礎，精心的教學設計是MOOC教學順利實施的根本前提。因此，實施者必須對課程有一個全面的認識，確定自身的優勢教學科目。并規劃好課程的內容，講授、組織形式。民辦高校普遍擁有自己的優勢學科，從優勢學科出發，組織優秀教師對課程做全面的規劃，構建合理的教學體系。

（二）利用網絡平臺，提高學生學習投入度。教師要創建知識體系全面又操作簡單的網絡學習平臺，充分發揮平臺優勢，為學生提供教學課件資料，布置作業，預設話題討論等，使這個平臺成為學習的好助手。這就要求教師打造學習空間，不斷更新調整空間內容，不斷建設升級。

（三）建設MOOC學習論壇，促進社會性互動學習。通過論壇，學習者之間可以交流學習心得體會，答疑解惑，調動學習者學習的積極性和主動性。

（四）加強管理，完善評價體質。完全的自主性學習需要一個隱性的管理體系來約束，例如網絡討論的參與，作業的完成情況，在線學習時間的約束以及評價體質的合理。

西安翻譯學院以培養復合型人才為樹人目標，實施“外語+專業+現代化技能”和“專業+外語+現代化技能”的應用型人才培養模式，培養服務區域經濟社會發展需要的應用型高級專門人才。在MOOC教育的實施上，西安翻譯學院也做了許多嘗試。在我校圖書館網頁常用資料庫中就有MOOC課程。這些課程包括世界三大主流MOOC平臺，Coursera，edX和Udacity，網易公開課，北京大學公開課、CCTV央視網中國公開課等數十個MOOC平臺，只需要簡單的注冊就可以直接在線學習，平臺也會定期向注冊郵箱中發送郵件來督促學習。但是這樣的學習模式還沒有在學校推廣，學校也只是引進國內外知名的MOOC課程，沒有自己的優勢MOOC課程，因此，創立具備學院特色的優質MOOC課程是急需解決的問題之一。

六、對MOOC教育的再思考

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信息素養是信息化時代每個人必須掌握的基本技能。我國高等學校的信息素養教育工作是從上世紀80年代后期開始的，多數以開設公共基礎選修課“文獻檢索與利用”的形式進行。近年來，部分高校逐步嘗試開設專門的信息素養課程。但在信息化時代，這些課程無論從形式上看還是內容上看，都無法適應時展的需要，也不能滿足大學生對信息資源獲取與利用以及提升信息素養的需求。慕課（MOOC）是近年來在世界范圍內飛速發展的一種基于互聯網的全新課程教育模式，伴隨著國內外高校開設慕課熱潮的掀起，慕課時代即將到來。在這一背景下，高校圖書館必須抓住機遇，適應新的學習生態系統，積極參與慕課進程，從而探索一套與慕課時代相適應的新型信息素養教育與服務體系。

1慕課概述

1.1慕課的含義與特點

慕課是大型開放式網絡課程（MassiveOpenOn-lineCourses）的簡稱，國內稱“慕課”，是一種面向所有公眾的免費開放式網絡課程，它除了可以提供各種互動視頻教學資源外，還可以實現在線答題和為師生提供各種互動交流。慕課這一概念最初由加拿大學者戴夫•科米爾和布萊恩•亞歷山大提出。與傳統教育方式相比，慕課有下列特點：①大規模性。在服務器容量和網絡帶寬足夠的條件下，參與慕課學習的人數不受限制。②開放性。只需連接到互聯網，地球上任何人都能免費參與各種高品質在線課程的學習，不受時間和空間的限制。③互動性。學習者可以與教師及選擇這門課程的來自全球任何一個地方的同學進行互動交流，分享觀點，完成作業，參加考試，獲得分數，最終拿到相應證書。

1.2慕課發展狀況

在短短4年多的時間里，慕課以驚人的速度在全球推廣與發展。2011年，全球有超過16萬人通過美國斯坦福大學的慕課平臺Udacity參與了賽巴斯汀•索恩和彼得•諾威格教授開設的人工智能導論課程，慕課實現了第一次重大突破。2012年4月，斯坦福大學又推出了名為Coursera的學習網站，目前該網站與世界108所名校建立了合作伙伴關系，有超過750萬人在該網站注冊學習660余門課程。2012年5月，美國麻省理工大學和哈佛大學聯手創建了edX平臺，該平臺以配合學校教育教學、提高教學質量和推廣網絡在線教育為目的，收到了較好的效果。目前，Coursera、Udacity和edX這三大平臺已成為美國最主要的慕課網絡在線課程提供商。其中以Coursera的影響最大。與此同時，歐盟和英國也在抓緊推進慕課進程。2012年12月，在英國文化委員會的支持下，英國開放大學攜手其國內10多所高校建立了一個大型慕課平臺，取名為FutureLearn，截至2015年4月，該平臺已擁有來自全球30多所合作院校，覆蓋近200個國家和地區。2013年4月，由歐洲國家聯合推出的慕課網站OpenupED正式運行，免費傳授涉及不同學科的約40門課程，并且提供12種不同語言的版本。2013年是我國慕課的全面啟動年。國內高校紛紛啟動了慕課平臺和課程聯盟建設的進程，推動了國內慕課運動加速開展。5月，北京大學和清華大學加盟了美國的edX平臺；7月，復旦大學和上海交通大學加盟了美國的Coursera平臺；隨后，北京大學、清華大學、復旦大學、浙江大學等10多所高校組成在線課程共享聯盟。在高校紛紛加盟國際各個知名慕課平臺前，國內已有不少機構開始從事開放課程教育活動，如網易公開課、新浪公開課以及廣東省中心圖書館開辦的網上學習中心等。

2慕課對高校信息素養教育的影響

2.1促進信息技術與高等教育的深度融合

高等教育要實現現代化，最重要的一點就是要用先進的信息技術武裝高等教育的每一個環節，靠技術進步帶動教育教學模式的變革，使知識傳授轉變為素質培養，從而實現教育理念與教育技術的相互促進與協同發展，并由此促進教育方法的創新和教育質量的提高。隨著信息時代的到來，如何從每天產生的海量信息中篩選出有價值的信息，用于開展學習與創新，已成為當代大學生必須具備的基本能力。這種能力不能僅僅局限于瀏覽帖子、搜索網頁、下載文件，而應是能綜合使用各種信息平臺和檢索方法，精準快捷地獲取其所需信息，經過有效的整理、吸收后，能運用這些信息轉化為自身的綜合素養，用于解決各類復雜現實問題的技能?！都~約時報》稱2012年為“慕課元年”。這一年，慕課如排山倒海之勢，迅速席卷全球，使每一所高等院校都不得不去認真研究和應對。慕課的發展是開放性教育理念在教育領域發展創新的結果。它拋開了年齡、經濟及地域的限制，任何人都可以通過網絡免費接受高水平的高等教育。這些變化預示著全球高等教育領域即將面臨一系列重大變革，它將顛覆傳統的教育模式，促進信息技術與高等教育的深度融合，使學習變得更加主動、便捷、高效，更加尊重個性化，促進高等教育現代化的實現。所以，慕課在一定意義上代表了高等教育當今最前沿的發展趨勢。

2.2帶來信息素養學習方式的巨大變革

目前，高校主要通過課堂教學、課外輔導、實踐操作等幾種途徑對大學生開展信息素養教育。慕課的特性可為信息素養教育課程提供諸多有利條件。首先，慕課的交互性可以大大增強信息素養教育課程的教學效果。與以往的面授課程相比，慕課的形式多樣，內容豐富，互動性強，可以在課程中穿插各種模擬檢索操作練習，這些練習既能通過實踐操作幫助學生充分理解和鞏固所學的內容，達到知行統一，又能激發他們的學習興趣，提高學習效率。其次，慕課的大容量和開放性有利于面向在校學生和社會公眾同時開設信息素養課程，可大大緩解教育資源不足的壓力，提高信息素養教育的效率，為更多的人提供了提升信息素養的機會，使高校的優質教育資源得到充分利用。再次，慕課的靈活性非常有利于模塊化教學。不同專業的學生對信息素養教育的需求是有差異的，慕課可將學習內容按學科劃分為若干模塊，滿足各個學科門類的需要。利用慕課的靈活性，還可隨時增加一些模塊，方便任課教師嵌入其中開展教學。最后，慕課的互動性為課程學習過程中多方的互動和交流創造了有利條件，不僅師生之間可以互動，學生之間也可以互動。選擇同一門課程的學生可以在教師的指導下，就某一個問題或操作開展討論，促進相互學習，引導、促進學生更加積極地學習與思考。

2.3強化高校圖書館在信息素養教育中的角色

慕課時代，高校圖書館在信息素養教育方面將扮演更重要的角色。與國外知名大學相比，我國高校圖書館在應對慕課方面的行動與實踐顯得有些滯后，如何通過推廣宣傳，讓更多的大學生了解、熟悉，進而注冊、使用慕課，高校圖書館還有很大的服務空間可以挖掘。面對慕課時代，高校圖書館應順應時展的需要，積極轉變角色，改進傳統的信息素養教育模式。一方面，按照慕課發展的現狀和未來趨勢，雖然信息導航、搜索引擎和各種檢索技術也會隨之不斷更新，但教師的引導壓力也會不斷加重，圖書館館員可以在整個慕課課程中對大學生進行更多的信息應用及技術方面的指導；另一方面，伴隨著互聯網和通信技術的高速發展，信息與知識也在以驚人的速度更新，半衰期將變得越來越短，人們只有養成終身學習的習慣才不會被時代淘汰。信息素養就是終身學習的一項基礎能力，高校圖書館可以把慕課作為向在校大學生和社會人士提供終身教育平臺，為他們持續終身學習提供幫助。

3基于慕課的高校信息素養教育內容與途徑

3.1信息素養教育內容

筆者認為，在慕課背景下，高校圖書館信息素養教育的內容主要應包括以下幾個方面：3.1.1信息素養的慕課意識教育盡管“信息素養”這一概念已被越來越多的大學生所熟知和了解，但隨著慕課時代的到來，培養大學生的慕課基本意識已刻不容緩。因為這是慕課信息素養教育的基礎階段，也是最重要的階段。這類教育應以理論教育或討論為主，要讓大學生了解慕課的重要意義與發展趨勢，提高他們使用慕課的自覺程度，加強信息分析的意識和辨別力，明白慕課能干什么、使用慕課的基本道德規范是什么、慕課隱私如何保護，等等。3.1.2信息素養的慕課技能教育對于慕課時代的大學生來說，慕課課程將是與傳統教師課堂講授并列的學習選擇模式，學生對慕課的運用能力將在很大程度上決定著他們的學習水平。因此，必須對大學生進行慕課的技能教育，教會他們對慕課課程信息的辨別、篩選、整理和分析的技能。這一階段的教育應以理論學習與實踐訓練相結合的形式進行，可通過線上線下相結合的混合式學習與教育方式，將兩者的優勢有機結合起來，實現教育效果的最優化。3.3.3信息素養的慕課應用教育實現大學生對慕課的靈活應用是高校圖書館開展信息素養教育的最終目標與追求。在對大學生進行信息素養教育的過程中，高校圖書館應在慕課相關信息意識教育和技能教育的基礎上，為大學生靈活應用慕課提供平臺和機會，讓他們學會通過慕課課程的學習或交流去解決實際問題，具備開闊的信息視野。可嘗試將圖書館館員的信息服務嵌入到大學生的日常信息需求環境中，為他們的慕課應用提供參考建議、個性化指導和幫助，以提升學生的慕課應用水平。

3.2信息素養教育途徑