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摘 要:针对计算机与信息类专业大类招生及人才培养的教学客观需求,围绕面向计算机与信息大类招生培养的知识结构进行探讨.根据ACM、IEEE和我国教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会发布的计算机专业规范,分析计算机与信息类专业大类培养的计算机学科知识结构,为计算机与信息类专业大类课程体系建设及创新型特色高素质人才培养提供科学依据.
关 键 词:大类招生;计算机与信息类;知识结构;共性知识;分专业特色知识
0、引言
科技实力是衡量一个国家综合国力的重要标志,而计算机与信息技术则是现代科学技术的先导技术,也是当展最迅速、竞争最激烈、对国民经济发展和国家安全影响尤为重大的技术领域.在贯彻落实人才强国战略的过程中,高校计算机与信息技术相关专业应为我国计算机与信息技术领域高素质人才培养作出重要贡献.伴随科学技术和社会经济的快速发展,人才需求日益呈现出多元化和综合化的特点.为应对高校人才培养工作面临的巨大挑战,大类招生和培养成为当前高校积极试行的人才培养模式.清华大学、浙江大学、剑桥大学、麻省理工学院等国内外知名大学在复合型创新人才培养方面开展了卓有成效的尝试与实践.
计算机与信息类专业大类招生培养,有利于激发学生积极主动探索未来发展和专业规划的相关问题,有利于引导学生结合自身实际和社会现实更加理性地考虑选择,有利于激发学生的学习兴趣和学习热情,从而促进学生个性发展和提高具有坚实基础理论和系统专门知识的高素质人才的培养质量,并有助于适应全球经济发展对计算机与信息类专业创新型人才的培养需求及满足社会对人才多样化需求的理性选择.同时,通过学科之间的相互渗透和融合可以促进专业发展和建设,但必须指出的是计算机与信息类专业大类招生培养工作的开展,不可避免会带来一些新的问题和挑战,如培养目标和规格的重新审订、知识结构和课程体系的重新设计、专业选择的正确引导和发展平衡等.
1.知识结构剖析
知识结构是指各种知识在个人知识体系中的分布状况以及各种知识的关联状况,即一个人经过专门学习培训后所拥有的知识体系和能力层次的组成情况与结合方式.一个人的知识结构是协调一个人正常发展的基本要素,直接决定一个人在社会活动中处理相关事务的综合能力.就本科生培养而言,合理的知识结构对于提高培养效果、改善教育质量至关重要.由于课程是知识的载体,而课程学习是获取知识的重要途径,因此合理的课程体系对于学生知识结构的形成具有重要基础作用.
科学合理的专业定位是知识结构设计的基本前提.经过认真的分析比较和调查研究,北京交通大学计算机学院选定计算机科学与技术、计算机科学与技术(铁路信息技术方向)、信息安全、物联网工程4个本科专业实施计算机与信息’大类招生培养(可分别简记作JSJ、TXJ、XA、WLW),分别定位于计算机产业及相关领域、铁路信息技术领域、信息安全领域和物联网领域的人才需求.在对国内外同类专业建设状况深入调研、走访计算机与信息技术相关行业单位和人士、对计算机学院毕业学生进行问卷调查及面对面交流的基础上,结合北京交通大学现实与发展特色,我们进一步确立面向计算机与信息大类招生培养的本科生知识结构设计思路.总的来说,我们主要考虑以下几个方面.
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(1)重视数学基础,包括微积分、解析几何、线性代数、概率论与数理统计、离散数学等.对于计算机与信息类专业学生来说,良好的数学基础不仅有利于培养抽象思维能力与逻辑推理能力,而且数学知识本身在计算机与信息类专业学生的知识结构中也占据重要地位.
(2)强化专业基础,主要指计算机软硬件基础知识.特别地,鉴于计算机及信息技术迅猛发展的特点,基本原理与方法系列的课程应在课程体系中保持相对稳定并在内容上进行适当调整,以持续跟踪领域前沿和最新进展.
(3)加强实践技能特别是系统分析设计编程技能.计算机与信息类专业属于工科专业,软硬件系统设计实践能力的培养对于学生适应社会需求非常重要,具体可通过综合分类相关知识要素、优化设计专业课程体系、增加实验学时等途径实现.
(4)注重英语综合应用能力.英语在国际交流中是最为重要的语言之一,包括计算机与信息技术在内的相当数量的现代科学技术文献采用的都是英语.计算机源于以英语为母语的国家且各种计算机编程语言均基于英语加以标记,因而英语在计算机学科中具有尤为独特的地位,我们有必要培养学生具备较高水平的英语听说读写能力.
(5)丰富自然科学和人文社科基础.多学科交叉融合和新型交叉学科不断出现是现代科学技术发展的重要特征,这便对包括计算机与信息类专业在内的大学生的自然科学基础提出更高要求,因为只有具备“通才”所必备的自然科学基础和综合能力,才可能奠定计算机信息技术与其他领域有机融合的知识能力基础,并由此改善学生适应社会发展需求的能力.同样地,人文社科基础知识也是包括计算机与信息类专业在内的大学生知识结构的重要组成部分,其不仅可以扩大学生的知识面、改善学生对社会环境的认识、培养学生的人文素养及形象思维能力,而且对于培养学生的沟通协作能力和团队精神、健全学生的人格素质和综合素质具有不可替代的作用.
简而言之,面向计算机与信息大类招生培养的本科生知识结构设计应体现“宽口径、厚基础、有特色、重个性、强能力、求创新”的基本原则.
2.知识结构设计
通过上述分析,我们可将计算机与信息类本科生所学知识和课程设置划分为以下4个模块:①人文社科模块,具体可设置思想政治、军事、体育、语文、英语、心理学等课程;②自然科学模块,具体可设置数学、物理及电子学方面的基础课程;③专业模块,具体可设置计算机专业基础、专业核心和专业选修3类课程;④自主模块,具体可设置学术讲座、社会调查等课程.其中,专业模块知识结构的精化设计是重中之重,也是构建大类公共知识结构与分专业特色知识结构的关键.
计算机学科所涉及的知识可划分为3个层次,即知识领域、知识单元和知识点.其中,知识领域代表特定的学科子领域,可被分割为知识单元;知识单元代表各知识领域中的不同方向,可分为核心和选修两种,核心知识单元为所有同一专业学生均应学习的基础内容;知识点则是组成知识单元的基本要素,代表知识单元中独立的主题知识模块.根据最新研究报告,计算机学科知识结构由18个知识领域组成.CC2013计算机学科知识结构概览见表1.
根据ACM、IEEE和我国教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会发布的相关专业规范及北京交通大学计算机学院原有计算机与信息相关专业培养方案,在借鉴国内外同类院校相似专业培养方案和业界反馈意见的基础上,我们构建出计算机与信息类专业核心知识结构,见表2.
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为真正突出特色和使学生融入所选行业领域,各专业必须补充相关学科知识,如计算机科学与技术(铁路信息技术)专业可补充铁路运营维护支撑信息技术、铁路通信与控制基础及铁路信息系统集成与应用;信息安全专业可补充入侵检测、计算机取证、恶意代码防范等;物联网工程专业可补充无线传感网、物联网组网技术、物联网软件中间件、RFID原理与应用、传感器件与编程技术等.
3.结语
实施计算机与信息大类招生培养在顺应现代计算机与信息技术和社会经济发展需求方面具有现实意义,而相应知识结构的科学合理设计对于专业建设和学生培养质量具有举足轻重的地位.然而,我们必须清醒地认识到大类招生培养必然会衍生出一些新的问题.譬如,课程体系如何在保持基本稳定的前提条件下实现不断更新以适应专业技术与发展的需求变化,课程建设如何与时俱进(特别在教学内容和要求上针对不同专业给出特色区分)和适应大类招生培养的需要.所有这些都要求我们在计算机与信息大类招生培养的具体实施过程中不断开展前瞻性的调研,给出有效的解决方案并在实践与评估的基础上进行及&
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