计算机科学的前沿技术十篇

计算机科学的前沿技术篇1

关键词：计算机科学与技术专业 应用型人才 培养模式

计算机科学与技术专业是为社会培养计算机应用型人才的重要阵地。随着社会各行各业对计算机的依赖性不断加强，计算机科学与技术得到了快速的发展。但是，在这种发展的反衬之下，计算机科学与技术专业应用型人才培养却显得跟不上步调，计算机科学与技术专业应用型人才培养模式存在着很多问题，导致其培养出来的人才应用能力不强，难以适应社会需要。因此，我们需要对计算机科学与技术专业应用人才培养模式进行分析，进而探索出相应的培养模式改革策略。

一、计算机科学与技术专业应用型人才培养模式的现状

1.计算机科学与技术专业的教学内容跟不上社会需要

计算机科学与技术是发展非常快的学科，尤其是在社会需要的推动之下，计算机科学与技术学科的发展日新月异，需要我们能够不断地对学科前沿技术进行关注，并且在教学的过程中向学生传授这些前沿知识，以促进学生专业知识的更新和增长。但是，我们现有的计算机科学与技术专业的教学内容较为陈旧，没有根据社会发展而进行相应的更新，导致学生所学的知识跟不上社会发展的需要，学生也难以获得社会的认可。

2.计算机科学与技术专业人才培养模式中忽略了对学生应用能力的培养

计算机科学与技术专业对于从业人员的应用能力要求非常高，因为只有从业人员具备了相关的应用能力，才能够切实承担各种工作任务，解决各种突发问题。但是，很多学校在计算机科学与技术专业人才培养的过程中，只关注学生理论素质的提升，而忽略了对学生应用能力的培养，导致学生的高分低能，使得学生难以快速地融入到岗位工作当中。

3.计算机科学与技术专业的教学方法存在问题

良好教学方法能够保障教学目标的实现。在计算机科学与技术专业的教学过程中，教学方法不科学，严重地影响了教学效果和教学目标的实现。很多学校在教学的过程中，采用的是教师教授、学生听讲的教学方法。在这样的教学方法影响下，学生主动思考的意识差、对教学过程的参与程度低，因而教学质量较为低下，难以实现教学目标。

二、计算机科学与计算专业应用型人才培养模式构建策略

1.及时更新计算机科学与技术专业的教学内容

首先，对计算机科学与技术专业的学科前沿内容予以不断地关注，然后对专业教学内容进行相应的更新，将学科前沿知识融进来，既能够让学生明白学科发展方向，又能够让学生掌握一定的学科前沿知识，提升其专业知识的新鲜程度，避免被社会淘汰。其次，对计算机科学与技术专业的教材内容进行更新。将计算机科学与技术专业的教材内容分为两部分，一部分为基础知识，另一部分为学科前沿知识，基础知识为固定的教材，学科前沿知识则根据专业技术的发展而随时更新，促进教材内容的时新性。

2.在计算机科学与技术专业人才培养的过程中重视对学生应用能力的培养

首先，加大计算机科学与技术专业实践课程的比重，使学生能够对所学的知识进行充分的应用。实行理论课程与实践课程相结合的教学策略，在理论课程之后开展实践，让学生充分掌握理论知识，同时促进学生实践能力的增强。其次，让学生进入到相关的企业中进行实践，让学生在企业真实的环境中进行计算机科学和技术专业知识的应用和学习，促进其计算机应用能力的提高。

3.改善计算机科学与技术专业的教学方法

首先，在计算机科学与技术专业教学过程中采用教、学、做一体化的方法开展教学，使教师的教与学生的学和做结合起来，使学生在对知识理解的基础上实现应用能力的提升。其次，在计算机科学与技术专业教学过程中采用互动教学法来进行教学，在实际教学的过程中通过师生的互动来促进教学过程的进行，促进学生积极参与到课堂之中，从而提升学生的学习兴趣，促进学生在兴趣提升的前提下实现应用能力的发展。

三、小结

综上所述，随着现代社会的快速发展，计算机科学与技术专业应用型人才越来越受到社会的欢迎。因此，我们需要对计算机科学与技术专业应用型人才培养过程中存在的问题进行分析，进而构建出相应的应用型人才培养模式，最终促进计算机科学与技术专业人才应用能力的大幅提升。

参考文献：

[1]王璐，赵琳，吴进保.计算机专业应用型人才培养模式的探讨[J].通化师范学院学报，2010（10）.

计算机科学的前沿技术篇2

关键词：地方本科院校；云计算；网络工程；教学改革

网络工程专业是计算机技术与通信技术相结合的新型专业，教学内容除网络基础和计算机基础类课程外，还加强了网络系统设计与维护、网络互联、网络管理、通信理论等课程的学习，地方本科院校教学上侧重于培养能够从事计算机网络系统规划、设计、管理与维护的高素质工程应用型人才[1]，尤其是掌握Web开发服务技术及网络应用开发技术，从事网络系统软件管理和网络应用软件设计的高级工程技术人才。随着国内外处处建网、处处有网的“互联网+”发展，网络管理人才的需求与日俱增，如何利用有限的硬软件资源培养社会急需的网络应用型人才是每个地方本科院校网络工程专业都在思考与探索的问题。近年来，“云计算”已经成为生活中的热门话题。美国《福布斯》双周刊网站2018年2月25日报道：未来十年及以后，“云”将从基础设施、成本控制、数据管理、协同工作、资源共享等多方面影响我们的生活[2]。而云计算在全球的投资和市场规模也迅速增加，2015年全球云计算市场规模达到522.38亿美元，中国云计算市场规模达到14.42亿美元，预计到2020年，全球云计算市场规模有望达到1435.28亿美元，中国云计算市场规模有望达到52.42亿美元，中国云计算市场保持29.45%左右的复合增速发展，高于全球水平(22.10%)[3]。云计算的快速发展致使云平台的运行和管理人才需求急剧增加，但目前高素质、专业性的云计算管理人才数量和质量远远不能满足市场需要。云计算技术依托于网络技术，而地方本科院校传统的网络工程专业培养方案已不能很好地适应云计算时代市场及企事业单位的人才需求。在网络技术迅猛发展的今天，要想把握IT产业发展的人才需求动向，就必须改变网络工程专业发展方向和转变人才培养模式，改进高校网络工程专业教学体系，调整网络工程专业人才培养方案，适应社会对网络工程专业人才发展的需求。

1云计算时代网络工程专业教学存在的不足

网络工程专业自1998年开设以来虽然取得了很大的进步，但在教学内容、组织形式及教学方法上仍存在不足，尤其是云计算等先进网络技术发展应用以来，传统的网络工程专业在教学结构、课程设置、教学条件、师资队伍等方面都不能适应云计算发展的步伐，培养的人才对社会的适应性差，大量毕业生找不到合适的工作，网络工程专业毕业生的专业特色和优势被局限，归纳起来，主要体现在以下几方面。

1.1师资力量欠缺

教学设计没有网络工程专业特色地方本科院校网络工程专业大部分是从计算机科学与技术专业基础上拆分过来的，多数地方本科院校师资欠缺，计算机科学与技术专业与网络工程专业多数采用相同的教师、教材、教学方法实施教学，而网络工程专业的教师不但要对所讲授的课程相当熟悉，还要根据教学知识汇总以前所学的网络方面的知识，引导学生提出问题，激发学生学习知识的热情，并随时回答学生提出的各种网络方面的问题，设计和制订课程相关的网络实践教学项目等，因此，专业的网络工程教师是培养网络专业人才的基础。

1.2课程设置滞后先进网络技术课程太少

目前大部分网络工程专业的课程设置依然是基础网络相关的课程，近年来有部分学校添加一些先进网络技术的选修课程，如云计算、大数据等课程，但通常也只对高年级学生做简单介绍，课时少，更没有涉及应用，这种延续原有教学组织形式的改进很难适应云计算时代社会对网络工程专业人才的需求。如果要让学生学习先进网络技术，需要改进网络工程专业的课程设置，突出网络课程特色，添加云计算等先进网络技术课程的教学，融入云计算技术的应用，让学生在本科阶段就了解云计算的概念。

1.3项目教学欠缺实践教学与市场应用融合程度不够

项目教学法是德国联邦政府教育部职教所发起的，它把学习过程设计为项目，按照项目的行动回路设计教学，项目教学法不仅传授给学生理论知识和操作技能，更注重培养学生的职业能力[4]。项目式教学的前提是项目实施环境，没有适合完成项目的环境，项目设计、项目完成是一纸空谈[5]。所以德国的“项目式”教育大多采用的是学校和企业“双元制”教育模式，学生在学校学习，在企业实践[4]。地方本科院校由于实践设备、课时、场地、安全等方面的考虑，实践教学还只停留在演示性和验证性实验上，尤其是与市场衔接的实际应用型实践教学非常欠缺，实践教学方面与市场实际应用的融合程度不够。

2云计算时代网络工程专业教学模式的改革

随着云计算的发展，国内各大高校、企业逐渐开始建立云平台，开发云应用。云计算将是整个IT行业的发展趋势，也是新一代互联网、物联网、大数据、移动互联的引擎和神经中枢[6]。云计算的需求推动和服务外包思想重新定义了网络架构和网络经营模式。而传统的网络工程专业教学依然采用旧的网络模式进行教学活动，不能适应网络市场的发展步伐，致使大量毕业生就业困难，部分地方本科院校的网络工程专业出现了招生萎缩甚至停招。所以，改革网络工程专业教学模式，适应先进网络技术的发展趋势，培养与市场发展需求相吻合且有较强实践能力、创新能力的合格大学生是网络工程专业亟须解决的问题。

2.1课程体系的改革

地方本科院校网络工程专业课程主要涉及网络方面的基础理论知识和验证性实践，网络前沿知识涉及很少，大多都没有开设云计算等网络前沿知识的课程。在网络技术飞速发展的云计算时代，云计算更新了网络部署，所以在网络工程专业教学中，应开展一些云计算等网络前沿应用方面的课程，从大一到大四，根据学生具体学习情况，低年级课程中安排一些云计算方面的前沿技术讲座和学术报告，高年级开设云计算等前沿技术的必(选)修课程及应用，课程体系制订时兼顾云计算人才的培养，使学生掌握网络技术的最新研究动态，拓宽视野，激发学生的学习积极性。

2.2师资队伍的建设

网络工程专业教学涉及数学、电子信息、计算机基础理论及网络构建、网络管理、网络应用等多方面的知识，这就要求网络工程专业教师既要在专业领域的某一方向有较高的水准，也要了解网络工程专业各方面知识之间的关联性，同时还要顺应时代的发展，适当加入最新的网络前沿技术知识的讲解，这样才能培养出适合时代需求的优秀毕业生。云计算技术引领“互联网+”、物联网、大数据、区块链等先进网络技术的发展推广，同时也对高校网络工程专业教师的知识结构提出新的要求，而地方本科院校一般是指由省市所属、服务于地方经济发展的本科学校，多数处于地市级城镇，若想适应云计算时代网络工程专业的教学改革，就必须加强师资力量的培训，重视教师队伍知识结构的优化和实践技能的培养，笔者认为应从以下几方面考虑。(1)建立云计算及网络专业人才引进、服务机制，支持国内云计算领域的优秀毕业生及科技人才到学校任教。(2)制订教师培养计划，鼓励本校教师外出学习、进修，注重本地教师队伍的整体发展，根据不同教师的特色，发挥所长。(3)建立校企合作机制，从企业聘请有丰富实践经验的优秀网络工作者到学校任教，从实际应用的角度引领学生学习先进的网络技术。师资队伍建设是一个艰难而漫长的过程，它需要长时间的细心培育才能建立一只优质的教学师资队伍。

2.3教学环境和教学方式的改革

了解和学习云计算的最好方式就是实践，目前国内大部分地方本科院校已建立云计划，如果所在学校已建立云平台，教师可以使用云平台与学生互动，如教学信息、将教学资源上传到云平台中等。在网络工程专业高年级的部分课程教学中，教师可以通过云平台创建教学环境，学生可以租赁或通过其他方式申请学校的云空间，将作业提交到云端，也可以在云端完成部分网络虚拟实验，教师可以通过云检查验收学生的作业和实验。对于没有建立云服务的地方本科院校，可以租赁云服务器协助教学。目前，腾讯、华为、京东、阿里、百度、西部数据等多家计算机公司都开始提供云服务器租赁业务，腾讯等多家计算机公司还提供了学生租赁云服务器套餐，年租费更是优惠。对于网络工程专业的学生，教师应在教学过程中鼓励学生申请云服务器，并配置管理自己的云服务器。尝试让学生在云端完成作业，提交作业链接查看学生作业完成情况，这种融入云计算技术的教学方式很好地激发了学生的学习兴趣，且部分学生完成良好。因此，在高年级的网络工程专业课程中直接加入云计算的应用，让学生切身体会并管理自己的云服务器，是网络工程专业教学中可以尝试并非常有效的一种学习云计算的方式。

2.4实践教学的改革

地方本科院校由于经济等方面的原因，实践教学一直是地方本科院校应用型人才培养的难解课题。虚拟实验是通过计算机模拟实验需求的环境进行仿真实验的教学模式，网络虚拟实验可以大量地减少实验资金投入，解决学校因设备欠缺而无法开展实验的问题。网络工程专业可以根据课程性质，对一些当前硬件欠缺的实验项目，设计虚拟实验，并在实验教学中，以学生为主体实施完成“虚拟项目”，使学生在虚拟环境中获得项目实践经验。云计算的本质就是虚拟化，目前，国内外部分高校已经开始设计、建设基于云计算的虚拟实验平台，基于云平台的网络虚拟实验既能简化网络实验环境的搭建，又可以让学生在课程教学中学习应用云知识，具有很好的实用性，将对地方性本科院校开展应用性实践教学产生良好的影响和促进作用。

计算机科学的前沿技术篇3

关键词：教学改革；研究生教学；教学内容；软件平台

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）31-0038-02

一、历史与现状

《计算流体动力学及其应用》是能源动力方向硕士和博士研究生的一门学科基础课程。自上世纪90年代开设以来，前后经历了三次大的变革。在1995—2000年期间，课程名为《叶轮机械的数值模拟计算》，只针对能源动力学院流体机械专业方向的研究生开设；自2001年起，课程改名为《计算流体动力学及其应用》，面向能源动力一级学科及其下属各二级学科的研究生，并成为能源动力学科方向研究生的一门基础课程；2006年以前，课程授课内容以计算流体动力学方面的原理和方法为主，选课学生主要为能源动力学科方向的研究生；从2006年开始，为适应广大研究生的选课需要，我们对教学内容进行了适当调整，辅以CFD商用软件的实例和应用，以期实现理论性与实践性并重的教学理念，并将课程面向全校研究生开放。随着计算机技术的飞速发展，计算流体动力学的应用日益广泛。众所周知，计算机硬件水平的提升，将相应地促进CFD商用软件功能更加强大，应用更加广泛，最终使得CFD商用软件得到了前所未有的发展。同时，随着研究生招生规模的扩大，使得选修《计算流体动力学及其应用》课程的研究生人数大增，从上个世纪90年代的十几个学生，到现在的一百多个学生，而且涉及众多学科，比如船海、化工、建筑、电气、交通、材料、光电等。《计算流体动力学及其应用》课程的历史与现状在一定程度上给我们将要进行的教学改革提出了新的要求，同时也为我们指明了课程建设的新方向，值得我们深入思考，并付之于实践。

二、课程定位

《计算流体动力学及其应用》作为一门研究生的学科基础课程，我们在进行改革之前，应该首先考虑它的定位。华中科技大学作为一所教育部的“985”和“211”的高校，一直以“研究型”大学著称。学校对于研究生的培养非常重视，导师为每一位研究生制定了详细的培养计划，课程的选修均有所考量。基于选修《计算流体动力学及其应用》课程的研究生人数众多，涉及的院系广泛，经任课教师讨论，申请学校研究生院同意，决定将该课程定位为高水平研究生课程。所谓高水平研究生课程，初步确立的含义为，高水平的学者，采用高水平的教材，以先进灵活的形式教授课程，旨在培养学生坚实宽广的理论基础和系统深入的专门知识。高水平课程在内容上应该具有基础性、专业性和前沿性，前沿性可以体现在任课教师结合自己的科研实践，在讲授中融入一些与课程相关的前沿内容。

三、教改实践

基于高水平研究生课程这样一个定位，我们开始着手进行课程的教学改革，具体内容包括：组建教学团队、改革教学内容、建设实践教学平台。首先，组建一支高水平、高素质的教学团队。教学团队由三位教师组成，他们均具有博士学位，高级职称。其中，课程负责人张师帅副教授，长期从事计算流体动力学及其应用方面的教学及研究工作，自2006年起，一直担任该课程的主讲教师；任课教师郭照立教授，是目前国内计算流体动力学方面的顶尖学者，国家杰出青年基金获得者，并具有较高的国际知名度。郭教授团队在国内外权威学术刊物和会议上发表科学论文100余篇，SCI收录90余篇，SCI引用1200余次；任课教师陈胜副教授是一位青年学者，在格子Boltzmann算法研究方面颇有建树。将《计算流体动力学及其应用》课程建设成一门高水平研究生课程，得到了教学团队中每一位教师的支持，大家一致赞同经常开展教学交流，学习先进的教学方法和教学手段，进一步提高教学效果。其次，我们对教学内容进行了改革。教学团队根据选课研究生人数众多，涉及的学科方向广泛，重新制定了《计算流体动力学及其应用》课程的教学大纲，确保讲授内容的基础性、专业性和前沿性。课程主要内容包括：控制方程的离散化方法、流场的求解计算方法、湍流模型及其应用、网格生成与计算技术、复杂流动的介观模型和数值方法、格子Boltzmann算法及其应用、经典CFD软件的基本用法等。而对于控制方程的离散化方法，将重点介绍有限差分法和有限体积法；对于流场的求解计算方法，将重点介绍SIMPLE及其系列算法；对于湍流模型及其应用，将重点介绍k-ε模型及其应用；对于网格生成与计算技术，将重点介绍结构网格和非结构网格的生成方法以及并行计算方法。同时，还将邀请国内外计算流体动力学方面的专家学者前来开展专题讲座。对《计算流体动力学及其应用》课程进行教学改革是全体任课教师的共同愿望，大家积极讨论，并提出在现有教材的基础上，编写具有自己特色的教材等建议。在改革教学内容的同时，教学团队还利用学院现有的条件，建立“计算流体动力学”软件平台，该平台拥有高性能的计算工作站，可以开展并行计算、直接数值模拟等大型计算研究，为研究生开展离散方法、网格生成方法、计算方法以及复杂流动模型等研究工作创造了良好条件，同时也为对计算流体动力学方面的前沿研究课题感兴趣的大学本科生开展创新性研究工作提供了良好条件。与此同时，该平台还拥有多种商用CFD软件，比如FLUENT、CFX、STAR-CD、PHOENICS、Flo-EFD等，成为广大研究生开展自主学习、自主实践、相互交流的优良场所。还可以根据研究生的需求，安排任课教师不定期地通过软件平台为学生解惑答疑，引导研究生探索创新，提高学术水平。

众所周知，研究生学术水平的高低是一所大学学术水平的反映，更是一个国家科技创新能力的反映。研究生不仅需要扎实掌握专业基础知识，更需要具有较强的创新意识和创新能力。目前，高等学校在培养研究生创新能力、提高研究生学术水平方面还有待加强。为此，本文提出了通过对《计算流体动力学及其应用》课程进行教学改革，并将之建设成具有基础性、专业性和前沿性的高水平课程，进一步培养研究生的创新能力，提高研究生的学术水平。同时，本文对实践过程中的一些具体措施和经验进行了探讨。

参考文献：

[1]吴新颖.论研究生教育的课程设置[J].科技导报，2004，（2）：40-42.

[2]李学艺，钟佩思.机械类全日制专业学位研究生教育探索[J].中国电力教育，2013，（1）：22-23.

[3]李静波，柴育玲.研究生教育创新模式研究[J].教育理论与实践，2010，（5）：10-11.

[4]别敦荣，万卫.学术性学位与专业学位研究生培养模式的特性比较[J].研究生教育研究，2011，（4）：77-80.

[5]姚聪莉.我国研究生教育质量透析[J].高等理科教育，2006，（5）：50-54.

计算机科学的前沿技术篇4

关键词：智能计算；科研素养；课程教学改革；教学模式

DOIDOI：10.11907/rjdk.161991

中图分类号：G434

文献标识码：A文章编号：1672-7800（2016）012-0180-02

0 引言

大学教育不仅仅是向学生传授学科专业知识，还要教授学生终生受益的技能，充分挖掘学生各项潜能。研究生教育是高等教育的重要组成部分，更加注重创新能力培养。强化研究生培养过程管理是有效提高其培养质量的重要手段。在研究生培养过程中，课程教学环节尤为关键，直接关系学生综合能力培养[1]。

智能计算已成为人工智能领域的研究热点，其理论与方法已成功应用于科学与工程领域以及诸多战略性新兴产业[2-3]。近年来，越来越多的高校开设《智能计算》课程。本文以研究生《智能计算》课程为例，结合教学实践，从教学模式、教学内容、教学方法、教材建设和教学效果等方面探讨教学改革，重点分析教学过程中科研素养培养的方法，将知识传授、能力和素质培养融为一体，强调创新意识和科研素养的培养。

1 合理设置课程定位，制定课程教学模式

与本科教学不同，研究生教学更注重培养学生研究、分析和解决问题的能力。研究生分为学术型和专业型两大类（简称为学术硕士和专业硕士），不同类型的研究生分开授课。笔者所在学校面向学术硕士开设的该课程除了介绍智能计算基础知识外，还注重培养学生的科研能力；而面向专业硕士开设的该课程则强调在工程领域中的应用与实践，采用“授课―项目实践―研讨（项目开发交流+学术交流）”的方式。其中，“授课”即按照教学大纲要求讲授课程基础理论知识；“项目实践”是培养学生动手解决实际问题能力的重要环节，着重培养学生的研究能力和创新意识。需紧密结合学科前沿和教学内容，设计出解决实际问题的项目，学生在完成项目的过程中体验创新，项目完成情况作为学生成绩评定的主要依据；“研讨”即教师组织学生进行课堂讨论，专业硕士重点交流项目实施的方法和心得，学术硕士重点交流学术前沿。通过多个学期的教学实践，该教学模式教学效果良好，普遍受到师生好评。

2 注重科研素养培养，构建多元教学方法

经过多年的建设和发展，笔者所在学校《智能计算》课程积累了丰厚的学科基础和教学经验。为适应智能制造2025、互联网+、智慧城市等新形势的发展及要求，立足于科研能力和科研素养培养，课程组构建了多元化教学模式。

（1）通过探究性学习突出学生主体地位，培养学生科研能力。将研究生创新能力和科研能力培养贯穿于授课教学环节始终。通过课堂问题研讨拓展知识领域，为学生提供前沿领域技术动态方面的学习内容，提高学生探索新领域、新知识的能力。改革传统的教师、学生、教材三者间的关系，强调以学生为主体，采用项目驱动式、问题讨论式、案例分析式教学，提高学生的科研能力。

（2）延伸性平台拓展课堂范围，培养学生科研素养。通过畅通师生交流渠道、优质教学资源共享和实践反馈拓展课堂广度和深度。教学资源平台包括：①智能计算领域国际杂志和协会资源，如Spring出版的《Swarm Intelligence 》、IEEE 出版的《IEEE Transactions on Evolutionary Computation》及《IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics》等国际学术刊物；②组织学生参加先进制造业、工业自动化、互联网+、智能计算等领域国际会议；③优质教学资源平台共享，学生紧密结合自身科研兴趣，积极探索前沿领域。通过课堂延伸，逐步提高学生科研素养，学生发表高水平论文的数量逐年增加。

（3）通过高水平学科竞赛营造创新氛围，提升学生创新创业素质。鼓励学生积极参加高水平学科竞赛，努力培养研究生团队协作能力、创新思维和实践能力，充分营造良好的创新氛围和创业环境；邀请知名专家作专题讲座，开拓学生视野，掌握前沿科技，提升科研素养。

3 改革教学内容与方法，培养学生科研兴趣

智能计算是一门交叉学科，课程主要系统讲授智能计算有关理论、技术及其应用，全面介绍智能计算前沿技术与最新进展。要求学生系统掌握智能计算的基本内容与方法，了解智能计算主要应用领域。主要内容包括：进化算法、蚁群算法、粒子群算法、鱼群算法、文化基因算法、量子优化算法、多目标优化问题及应用。

（1）进化算法。以教材为主，重点讲解进化计算的基本原理、生物基础、算法框架、基本要素、深度学习的本质优点及其适用领域；从个体编码、群体初始化、个体评价、操作算子和参数选择等方面详细阐述在求解实际问题时需要解决的关键技术[4]。同时，借鉴最新研究成果，向学生介绍先进算法。

（2）群体智能算法。介绍群体智能算法的生物基础、数学模型和学习机理；重点介绍蚁群算法、粒子群算法的基本原理、基本要素和实际应用领域。了解国内外最新研究进展，掌握智能计算领域的最新理论和应用成果。

（3）多目标优化问题及应用。介绍群体智能算法在多目标优化问题中的应用，重点介绍互联网+相关领域中的多目标优化问题，探讨多目标优化问题求解发展趋势。

智能计算是一门理论和实践紧密结合的交叉学科，随着工业自动化、智能制造和互联网+的快速发展，该学科发展日新月异。在教学过程中，不仅要注重知识传授，更要培养学生的创新能力和科研素质，紧跟科技发展的步伐。在教学方法上，可采用项目驱动教学方式，研究先进算法在实际项目中的应用，使学生深入理解和掌握利用先进算法求解实际问题的技能，并对程序编写产生浓厚兴趣，培养创新能力。

4 教材建设

本课程教材使用清华大学出版社出版的《计算智能》，该教材有相应的电子教案。随着互联网+的快速发展，智能计算课程教学内容和资料更新快，需不断增加最新研究成果，拓展学生的研究视野。随着先进制造业、工业自动化、互联网+技术的飞速发展，《智能计算》课程教学中需注重交叉学科知识扩展及学生科研能力培养。

5 课程考核

课程考察主要采用以下方式：①小作业。对先进的智能算法进行总结、分析、对比等，撰写综述报告，对先进的智能算法概念、原理、方法、应用等方面进行总结，要求结合智能制造、互联网+的应用进行展望；②大作业。培养学生编程技能，对先进智能算法及应用进行设计与实现，并制作成演示系统；③论文。提供选题，对智能计算领域具体问题进行深入研究，激发学生的创造力。

6 结语

本文提出以提高研究生科研素养和创新能力为目标，围绕培养学生计算思维和解决实际问题的能力，构建多元化智能计算课程教学模式。通过教学改革与实践，学生的科研水平和实践能力逐步提高，学习兴趣不断增强，先进智能算法应用技能得到提升，科研论文写作水平也逐步提高，科研素养得到有效提升。

参考文献：

[1] 刘劲松，徐明生，任学梅，等.研究生高水平国际化课程建设理念与实践探索[J].学位与研究生教育，2015（6）：35-37.

[2] 何静媛，陈自郁.研究生计算智能课程教学探索[J].计算机教育，2015（12）：1-3.

计算机科学的前沿技术篇5

论文关键词：新媒体艺术,人文价值,解读,重要性

1 新媒体艺术的重要性

新媒体艺术自其诞生起，受到了国内外众多学者的广泛关注，尽管至今对其概念进行界定，但是在不断实践创新中，人们能够更为深入的理解艺术作品中应用前沿科技的积极作用，通过社会前沿科技来表达艺术理念，以计算机技术为基础，将电路传输和计算机有机整合在一起[1]。其中主要包括光盘、网络艺术、数字录像艺术等。就当前新媒体艺术发展现状来看，主要是借助现代化技术手段，诸如电影、电视以及网络广播等传播手段，以此作为艺术创作的素材，从而将艺术创作者想要表达的思想理念，通过作品的形式表现出来，更容易引起观众情感共鸣。由此看来，新媒体艺术同社会前沿科技是分不开的，科学技术水平的提高，必然会赋予新媒体艺术崭新的内涵以及别样的色彩。

艺术的形成并非是在多种文化背景相互交融下形成的，尤其是在当前，新媒体艺术不仅将社会前沿科技和艺术有机整合，还将传统艺术和现代艺术融合在一起，以此为基础，通过特殊的艺术表现手法展现出来。新媒体艺术通过先进的计算机技术展现艺术实践过程是一项重要内容，作为当代艺术重要载体，能够客观展现出现代艺术的信息密集特

点[2]。伴随着科学技术水平的进步，大量社会前沿技术不断涌现，新媒体艺术也处于不断创新和完善过程中，并非是单纯的一种艺术形式，更是人与人之间交流的纽带。所以说，想要更为全面合理的了解新媒体艺术，就需要赋予其崭新的文化内涵，同实际生活联系在一起。

2 人文价值同新媒体艺术之间的联系

1）学科体系分别独立。在当前时代背景下，科学技术在社会生产生活中具有重要作用，当人文价值同新媒体艺术共同作用在日常生活中时，两者之间的界限变得模糊起来，计算机技术在生活各个领域的普及，在带来便利的同时，也带来了一些不确定的问题。所以，需要充分明确艺术和科学两者之间存在的差别，不能将两者看作是一体的。只有这样，才能更好的推动科技发展，不断创新和完善，衍生出更优秀的科学技术，创作出更多优秀的人文作品[3]。由此看来，人文价值同新媒体艺术之间的关系，可以形容为内涵交叉，但是学科体系独立，不能混为一谈。

2）相互融合和促进。艺术作品主要表达的是作者想要传递的理念和思想，只有融入人的某些独特思维，才能真正的看作是艺术创作，仅仅依靠社会前沿科学技术进行创造，会显得非常枯燥和单调，就像是没有了灵魂，作品没有了灵魂，是无法引起受众的情感共鸣的。所以，新媒体艺术家应坚持自身创作风格，将传统艺术手段展现出来，借助现代前沿科技辅助创作、加工，最终形成新媒体艺术作品。诸如现代舞蹈艺术，就是在传统艺术的基础上，通过电影或者电视镜头将其保存起来，以此来满足社会的需求，对未来发展起到深远影响。新媒体艺术创作，将传统艺术同现代科技完美的融合在一起，职业规划论文促使艺术更加直观、真实[4]。由此看来，传统艺术和新媒体艺术并非是独立存在的，两者存在紧密的联系，同时也是人文理念同科学技术的整合。反之，如果艺术家在作品创作时，并不采用现代前沿科技进行加工，那么创作出来的作品只能称之为艺术，只有有机整合传统艺术和先进技术才能够促使新媒体艺术获得更长远的发展。

3 新媒体艺术的人文价值

艺术作品中饱含艺术家的创作思想和理念，只有将其同技术紧密结合，才能称得上是真正的艺术创作，单纯的依靠技术而创作出来的作品，不能称之为艺术，两者紧密结合才是新媒体艺术。诸如，在2012年广州亚运会中应用新媒体艺术，通过记者在现场的实地采访，将数据信息进行技术加工，最终传输到网络上，供人民群众了解。通过互联网传播新闻信息，不仅能够实现快速传播，还能够实现多样化的信息传播，覆盖范围更广。而且，一旦此种新闻信息传播方式出现问题，能够及时的进行完善和修改，提供更为优质的服务。将传统艺术和技术整合在一起，进一步展现了新媒体艺术的

价值[5]。

科技快速发展为人们带来了全新的艺术体验，人们开始注重日常生产生活中审美能力的提升，渐渐地将市场和消费机制中引入了艺术领域。在当前时代背景下，对于艺术作品的评价不再是专家和学者的责任，人们开始有了参与评价的权利，能够亲身参与其中，诸如新媒体艺术传播的电影或者电视，均需要广大人民群众进行评价和分析，来影响其收视率和票房高低，但是在这个过程中评价需要有一个衡量标准，只有保持对文化内涵深刻的认知，才能客观进行评价，提升审美能力。可以说，新媒体艺术就像一剂麻醉药，将人类生活中的负面作用消除，重新支配媒体，这是新媒体艺术在这个时代存在和发展的本质意义。新媒体艺术会将人们带入自我认知的环境中，帮助人们去探索自我价值，突破自我，实现自我超越。任何一个媒介对社会都存在一定程度的影响，任何一种技术的创新都是在已知事物中获取新的尺度。

综上所述，随着社会的进步和发展，传统艺术也在不断创新和完善，新媒体以其崭新的形式呈现在人民群众面前，不仅为艺术行业注入了新鲜活力，还在一定程度上促进了不同领域之间的合作和交流。可以说，新媒体艺术中所体现的人文价值，应通过吸收大量的人文元素，深刻揭露人类的生存本质，重新营造精神世界。新媒体艺术通过对传统艺术和科学技术的整合，赋予了传统艺术更为高尚的人文价值，能够更为深刻地揭露人文情怀，对于促进社会和谐、稳定发展有着较为深远的影响。

参考文献

[1]黄浩锋.新媒体艺术传播中的人文价值[J].当代传播，2012（6）：82-83，93.

[2]何滢赟.新媒体艺术中的时代人文价值浅析[J].美与时代（下），2012，12（6）：92-94.

[3]张楠，詹琰.科学传播中新媒体艺术的文化诉求[J].自然辩证法研究，2012（9）：67-70.

计算机科学的前沿技术篇6

计算机控制理论与设计课程是控制科学与工程一级学科重要专业基础课,在硕士研究生培养中起着重要作用。计算机控制理论与设计课程作为控制理论与控制工程学科学位课程,于1998年开设,已有10多年的历史,通过多年建设,在课程内容、知识体系、教学方法等方面取得显著成绩。

1 明确专业培养目标,体现智能建筑特色

沈阳建筑大学是辽宁省唯一的一所建本文由http://收集整理筑类院校,我校控制科学与工程学科以智能建筑技术为学科特色,智能建筑技术的核心计算机控制技术。随着计算机控制技术的发展,对计算机控制理论和技术要求越来越高,但多年来计算机控制理论与设计课程教材内容上没有太大变化,教材内容陈旧是主要问题之一;其二,计算机控制理论课程与实际脱节,就理论讲理论,内容枯燥,不易理解;其三,很难能找到适应建筑类院校研究生培养的教材。

为此,对该课程进行了改革,取得了良好效果。

1.1 引进前沿技术

结合计算机控制技术的发展和最新成果,引入计算机控制研究的前沿技术,不断更新教学内容,使学生能学习掌握最新的知识和技术。

1.2 注重基础教学

按照“基本原理－系统分析－系统设计”的思路讲授课程,结合实例分析和实践环节,使学生掌握计算机控制系统基本原理、方法和技术,具备计算机控制系统的应用和设计能力。

1.3 反映智能建筑特色

结合智能建筑系统工程实例讲授,使计算机控制理论与智能建筑系统设计融合,体现智能建筑技术特色。WWW.133229.CoM

1.4 重在能力培养

将计算机控制理论学习与工程案例分析、科研成果相结合,通过课堂讨论、专题报告、专家教学、科研活动等实践环节训练,培养学生的实践能力。

2 丰富教学内容,满足社会发展需求

2.1 收集相关资料,充实课程内容

注意学科发展动态,收集国内外控制理论与控制工程的相关资料,特别是控制理论方面的有重要价值的论文、参考书籍及控制理论方面的原版教材,将计算机控制技术中最新、最先进的知识引入教学,大大充实了计算机控制理论与设计课程的教学内容,扩大了学生的知识视野。

2.2 将科研成果引入教学

在课程讲授的过程中结合科研工作研究成果,将科研中成功应用的计算机控制系统的工程实例开展案例教学,通过对计算机控制系统实例进行解剖分析,从硬件设计到软件控制程序,从软硬件接口电路到大系统连接,从常规的控制方法到先进的智能控制方法,结合实际系统设计中的经验,理论联系实际,受到学生普遍欢迎。

3 改进教学方法,提高教学效果

3.1 改进教学模式,促进学生积极思考,激发创造性思维

建立以学生为主体、以教师为主导的基于探索和研究的教学模式。在课堂教学中,以国内外典型计算机控制工程实例为载体,引导学生多方位、多角度地发现问题,有效地调动学生的学习积极性,激发学生的潜能;在课堂教学中鼓励师生交流;启发式教学,引导学生通过思考、分析和探索学习,鼓励学生大胆质疑、独立思考和创新思维。教学模式的改变,调动了学生学习的积极性,又激发了学生的创造性思维;开展研究型教学,开展学科前沿知识研讨、理论难点研讨、系统设计难点研讨等专题讨论。具体方法是:事先布置研讨内容,让学生查阅资料,针对实际问题,阐述自己的观点,每个研究主题指定主讲述人,并进行专题研讨,通过多媒体等现代化教学手段激发学生学习的兴趣,通过与学生互动,包括课程介绍、图片和录像资料、系统实例分析等教学资料,进行深度思考。

3.2 案例教学收到良好效果

在课堂教学中,将基本理论、设计方法、实例分析等按模块化进行归类,采用模块化教学分析方法,每章归纳出知识结构,从知识结构了解各个知识点之间的联

转贴于

系,以及模块中的各个知识单元到模块与模块之间的内在联系,深入浅出,由理论到工程应用,使学生易于掌握。

3.3 教学方法和手段的多样化,提高了学生的学习兴趣

深入实际:到中科院沈阳自动化所、科学家花园智能工程现场等单位进行现场教学。事先布置一些思考题,让学生带着问题学习,把课堂的理论知识和实践知识有机地结合起来。请专家讲解计算机理论在机器人控制、智能建筑中的应用技术,并通过现场的演示和实际操作,从理论到实践,展示了计算机控制理论在实际对象中的应用情况,更真实、直观,使学生更加真实地了解了计算机控制理论的重要性。

专家讲座:聘请有智能建筑实际工作经验的专家到校内做学术报告,做计算机控制技术发展国内外发展状况及计算机控制技术在智能建筑技术中的应用方面的报告,扩大了学生的知识视野开阔了学生的知识视野。

将现代技术与教材有机结合:现代技术与教材有机结合,形成立体化的教学环境。多媒体课件、网络教学软件、文字引导学生开展科研训练,学生自主选题,搜集资料,开展科研训练计划,鼓励研究生开展研究性学习,以巩固学生课程所学知识,并使课堂教学与科学研究融为一体,激发他们的科研和创新热情。

多种教学方式的融合:如课本文由http://收集整理堂讨论教学与教师讲授相结合,学科前沿知识与教材基本内容相结合,理论与工程实际相结合,科研成果与教学内容相结合,课堂教学与实践教学相结合等,大大提高了讲课效果。

(1)采用模块分析方法,深入浅出。系统设计要结合科研工作实际,从理论到实践,通过工程实例讲述,使设计更贴近实际;(2)将抽象的理论描述转化为形象化的描述。利用图形、图像信息资源使学生能够尽可能的接近实际系,从而提高学生认知度和学习兴趣。(3)在分析系统特性时,采用对比的分析方法,有助于学生深入理解各种分析方棕的特点、区别、适用条件及相互之间的关系。

3.4 理论联系实际,培养学生的解决实际问题的能力

计算机科学的前沿技术篇7

“多核(Multi-Core)”，一般指单个裸片上具有多个处理核，这些处理核各自拥有独立的控制和工作部件，互相之间无需共享关键资源。正如伯克利大学最新出炉的研究报告《The Landscape of Parallel Computing Research: A View from Berkeley》中指出的那样，多核技术源于硬件技术，但不仅是硬件技术的革新，更会带来软件，乃至计算技术的全面变革。

为了更好地应对新的“多核”时代，清华大学计算机系高性能计算技术研究所从2005年底开始考虑将最新的多核技术内容引入到大学课程当中。经过近半年的调研、学习和讨论，结合自身的科研基础和教学工作，我们于2006年秋季学期进行了多核课程建设的一些初步尝试。

我们多核课程建设的目标有两个：一，普及并行计算技术，使广大的程序设计与开发者可以发挥多核计算优势；二，向未来的科研人员介绍多核及其面临的挑战，激发研究兴趣，帮助他们更有效地开展进一步的科研工作。为此，我们组织开设了三门新课：面向本科生的全校性选修课“并行计算基础”、面向信息学院高年级本科生的“高性能计算前沿技术”和短期课程“多线程/多核CPU逻辑设计”。同时，针对多核技术发展，重新组织和完善了计算机系研究生核心课“高等计算机系统结构”的授课内容，增加了对多核技术及其面临挑战的深入介绍，扩展了Cache和内存一致性相关内容的讲授。通过这四门课程，从处理器体系结构、系统架构、程序设计三个方面有侧重，有层次地给学生展现了一个相对完整的多核技术图景。从一个学期的教学效果来看，达到了介绍多核，普及并行计算技术的预期目标。下面就对上述的三门新课作一简单介绍，欢迎批评指正。

并行计算基础

这门课程的开设是为了在学生中普及并行计算技术服务的。

每一个多核处理器实际上就是一个片上并行系统。简单来说，使用多核处理器的计算机都可以称为一台并行计算系统。因此，对于程序设计和开发者来说，有效发挥多核处理器的计算能力，了解和使用并行计算技术是必不可少的。

以前，并行计算只能说是少数人的“游戏”，总是与昂贵的超级计算机、个别复杂的工程计算问题联系在一起。提到并行计算，即使是计算机专业的学生也感到艰深晦涩。如今，现代计算技术的发展，尤其是多核的普及，并行计算走向桌面应用；而众多富有挑战性的计算问题的出现更使得并行计算成为一种重要的通用计算技术开始被大家所接受。

为此，我们开设了面向全校本科生的全校性选修课“并行计算基础”。课程旨在推动并行计算技术的普及和应用，帮助同学们认识到并行计算的重要性，掌握并行计算的基本概念、基本问题和理论，掌握初步的并行程序设计和分析方法，熟悉并行计算语言和辅助工具，体验实际并行程序开发和优化过程。课程通过课堂讲授、参观、演示、典型实例分析和多核系统/并行系统上的亲身体验等多种教学方式，希望学生对并行计算有初步认识，在一定程度上提高综合运用方法理论、编程接口和辅助工具，设计、分析和开发并行程序的能力。

本课程的先修要求并不高，只需要有一定的程序设计基础的本科生均可选修。

本课程的主要知识点包括：

并行计算的基本概念；

OPENMP和MPI并行程序编程接口；

并行程序设计方法；

并行程序性能分析方法；

重要的并行程序开发辅助工具，如Totalview、INTEL Vtune、INTEL ThreadChecker、INTEL Thread Profiler、INTEL MKL等；

典型并行算法设计思想。

本课程的主要教学安排如表1所示。

这门课的特点在于：

① 针对学生来自不同专业，将并行机系统结构、网络互连和并行计算模型的内容精炼讲授。

② 通过编程工具、调试工具、性能分析工具等的讲解，提高学生编写、调试和运行并行程序的能力。

③ 增加课外实验环节，加强学生动手能力培养。

开设这门课不仅使同学尽早接触到了多核技术和并行计算技术，帮助他们认识到并行计算的重要性，而且为后续研究生相关课程，包括高等计算机系统结构、并行计算（研究生）、大规模科学计算等打下了一定的基础。

第一次开课选修这门课的同学接近20人（课容量30人），有50%来自计算机系外的其他工科院系。大家都觉得这门课使他们了解到了最新的计算技术，并行计算对自己今后的科研和工作可能大有裨益。

高性能计算前沿技术研讨课

计算机学科是一个知识和技术飞速更新的学科，多核技术作为一个尚未成熟的研究领域就更是如此。所以，把最新的多核和高性能计算技术中的研究问题和研究进展通过快捷、有效的手段传授给学生，激发学生的研究兴趣，投身到多核技术这个不断发展的研究领域当中是高性能计算前沿技术课的主要目的。

高性能计算涉及微处理器、并行计算机、分布式系统及应用等多方面内容，技术先进性、综合性和实用性强，是计算机技术的重要研究分支。而本科生普遍缺乏对相关研究领域的基本了解。为此，我们开设了面向信息学院高年级本科生的研讨课“高性能计算前沿技术”。课程密切结合高性能计算技术的最新发展趋势，对当今高性能计算的几个热点问题作专题介绍。课程内容主要包括两个部分：多内核处理器和大规模并行计算系统。多内核处理器的出现和流行，使得并行计算的地位日益重要。本课程将介绍多内核处理器的体系结构和发展趋势，以及多内核处理器对计算机软件技术带来的一系列挑战。大规模并行计算系统主要用来解决关系国计民生的重大挑战问题，是一个国家综合国力的重要组成部分。随着系统规模的扩大，对于系统的计算机系统结构、通信网络等方面提出了新的挑战。课程将介绍在上述方面的研究进展。通过本课程，希望学生能认识高性能计算，了解高性能计算的基本问题，对高性能计算的前沿研究问题有初步的认识。

课程内容安排主要包括以下高性能计算的六大方面：

1. 高性能计算现状与挑战

2. 多核计算技术发展

3. 计算中的性能问题，性能分析与性能优化方法

4. 并行计算系统

5. 高性能互联网络技术

6. 分布式计算之对等计算技术

本课程的特点在于互动式教学。教师缩短讲授时间，将更多的精力花在设置课题，组织和参与讨论上。通过学生查阅相关资料，学生课堂报告与讨论，和课程论文等多种方式，激发学生自主学习，开展调研和研究的热情。

第一次开课选修这门课的同学有12位（课容量15人），分别来自微电子学系和计算机系。大家都觉得通过这门课了解了最新的高性能计算技术，特别是多核技术的最新进展和未来发展趋势；在有效拓展自己知识面的同时，通过论文阅读和讨论使得自己对发掘问题、解决问题的科研方法有了新的认识。

多线程/多核CPU逻辑设计短期课程

新一代处理器都将采用多线程/多核技术，这使得CPU能够同时并行执行多道程序，以提高处理能力。为了让同学更好地了解多线程/多核处理器的设计思想和最新进展，我们邀请了日本东京法政大学的李亚民教授开设了暑期的短期课程“多线程/多核CPU逻辑设计”。

本课程讲解多线程/多核CPU的设计方法，通过实验让听课者能够自己动手设计一个包含有浮点部件（FPU）的多线程/多核CPU，并通过执行汇编及二进制程序，完成多线程/多核CPU的逻辑功能模拟。

课程的教学内容安排如下：

第一次：

讲课：数字电路及逻辑设计基础，算法及电路设计，指令系统。

实验：设计多路器，加法/减法器，移位器，ALU，寄存器堆。

第二次：

讲课：单周期CPU原理及设计方法。

实验：设计单周期 CPU，存储器及测试程序，CPU模拟测试。

第三次：

讲课：浮点部件FPU原理及设计方法。

实验：设计浮点部件FPU及FPU模拟测试。

第四次：

讲课：流水线 CPU+FPU 原理及设计方法。

实验：设计流水线 CPU+FPU，存储器及测试程序，CPU+FPU模拟测试。

第五次：

讲课：多线程/多核CPU原理及设计方法。

实验：设计多线程/多核CPU，存储器及测试程序，CPU模拟测试。

课程的先修要求是逻辑电路设计、计算机原理。教学对象为对CPU逻辑设计技术感兴趣的教师、研究生，以及高年级本科生。

总体来说，这门课程的特色是面向实验的课程。讲课与实验的学时数为1∶2，通过5天，每天4学时的实验时间，指导听课人使用Max+Plus II设计工具设计并模拟多线程/多核CPU。

本课程的选课人数为53人。其中，计算机系：27人；电子系：6人；微电子：5人；软件学院：4人；自动化系：3人；核研院：1人；化工系：1人；校外：6人。听课师生均表示，该课程讲授深入、实用。通过该课程，基本了解了CPU设计的流程，了解了当今世界上CPU设计的先进技术和趋势，并通过亲手作实验，设计了一个可以工作的CPU原型。收获很大。

总结与展望

计算机科学的前沿技术篇8

关键词:数据库课程;个体差异;分类教学实践模式

同济大学计算机科学与技术专业作为国家教育部第三批高等学校特色专业建设点,秉承“夯实基础、面向应用、培养创新、国际接轨”的办学宗旨,在创造性的“一体两翼”人才培养模式下,完善了本科教育课程体系,完成了学科方向布局、分类分层培养课程体系建设[1]。基于总的学科发展与各级各类专业人才培养规划的目标,我们对主干课程之一的数据库课程进行了教学模式的研究与探索。

数据库技术是计算机信息系统中的核心和基础,是应用最广泛的技术之一,也是计算机科学技术发展最快的领域之一。数据库课程不仅是计算机科学与技术专业、信息安全专业、信息管理专业等的必修课程,也是大部分非计算机专业的选修课程。通过数据库课程的教学,学生应掌握数据库系统的基础理论、基本技术与实践技能。在同济大学计算机系的本科专业必修课数据库课程的教学实践中,一方面由于学科发展和分类分层培养目标的确立,使得该课程的教学实践模式与体系需要进行新的规划与设计;另一方面,数据库课程相关的教学和实践环节中,学生所表现出来的学习兴趣、知识背景、创新能力以及未来的就业取向等多方面的差异,也对于传统的课堂教学模式提出了新的挑战和研究课题。要取得好的教学与实践效果,让学生更好地发挥所长,需要不断的研究与探索课程的教学实践模式。

基于计算机系学科发展与专业人才培养总体规划,根据数据库课程自身的特点、数据库相关研究和应用技术的发展,并参考国际、国内一些主要大学数据库课程的教学资源和科研文献,我们提出一种数据库课程分类分层教学模式:根据培养目标、学习兴趣、知识背景和创新能力的不同将学生分为3种类型,有针对性地调整和完善课程的教学内容和实践环节,对不同类型的学生采用不同的教学方式,侧重不同的教学与实践内容,更好地体现该课程教学的基础性、科学性、先进性与实用性。

1课程的教学对象分类

计算机科学与技术本科专业的培养目标为:培养具备良好的科学素养,系统地掌握计算机科学与技术,包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法,能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级专门人才[2]。

但是,同一年级同一专业学生的学习兴趣、知识背景和创新能力并不完全相同,如有的学生数学基础好、擅长理论分析,有的学生编程能力强、喜欢软件开发,有的学生则倾向于计算机应用系统的管理。因此,基于计算机科学与技术专业和信息安全专业的人才培养总体规划,根据学生的个体差异,我们将数据库课程的教学对象与培养目标分为以下3种类型:

1) 理论强化型。学生通过课程学习将具备坚实深入的数据库理论知识,掌握扎实的实验技能,具有良好的科学素养和较强的创新能力,能独立开展科研和实际工作。

2) 工程研发型。学生通过课程学习将掌握数据库基础理论和主流数据库软件产品,以及数据库系统分析和设计方法,具备较扎实的研究与开发数据库应用系统的技能,成为国内乃至国际认可的高级研发型工程技术人才。

3) 应用管理型。学生通过课程学习将掌握数据库系统基础理论,以及数据库系统开发与管理的基本方法,熟悉主流数据库软件产品,能较好地设计、管理与评估数据库项目方案。

目前,国内已有许多高校,以不同形式的实验班或培训课程,对不同类型的学生分别培养。如清华大学的“计算机科学实验班”、北京大学的“元培计划实验班”、同济大学的“图灵班”和“卓越工程师班”等。在数据库课程分类教学与实践模式研究探索中,我们把计算机系特色教学的“图灵班”、“卓越工程师班”和其他学生分别作为数据库课程教学的理论强化型、工程研发型和应用管理型对象。

2课程的分类教学与实践模式

对于上述3种不同培养目标的学生,我们在数据库课程的教学总纲基础上,有针对性地设计不同的教学方案,调整课堂授课内容的广度和深度,选用不同教材,安排不同的课程实验与课程设计,开展不同的课后活动,引导学生研究与解决不同的开放思考问题,尽量充分调动不同类型学生的学习积极性和主动性,使学生能根据自身的发展目标、研发能力和学习兴趣等在各自擅长和需要拓展的领域内得到更充分的发展。

2.1分类调整授课内容

数据库课程的基本教学内容主要包括:数据库基本概念、关系数据库基础理论、关系数据库标准语言SQL、数据库安全性、数据库完整性、关系查询处理和查询优化、数据库恢复技术、并发控制、数据库设计与实现以及数据库技术的新进展等。对于不同类型的学生,我们有针对性地拓展和加强不同部分的知识。

1) 对于理论强化型学生,拓展和加强关系数据库理论知识,强化数据库管理系统(DBMS)原理与相关算法实现,如存储、索引、查询处理及其优化、事务处理、并发控制、数据库恢复等的机制与主要算法。教材上倾向于国外原版教材,即《Database System Concepts》[3] 辅之以《Database Management Systems》[4]和《Database Systems: The Complete Book》[5]。

2) 对于工程研发型学生,在关系数据库理论知识基础上,强化DBMS的底层算法实现与数据库系统工程设计方法,介绍基于一种主流数据库产品的应用系统设计与实现。教材上使用国内经典教材结合国外原版教材,即《数据库系统概论》[6] 辅之以《Database System Concepts》[3]和《Database: Principles, Program- ming, and Performance》[7]。

3) 对于应用管理型学生,则在关系数据库理论知识基础上,强化关系数据库的查询优化技术、数据库事务处理技术、数据恢复和并发控制技术、DBMS的安全技术和完整性检查技术,介绍基于主流数据库产品的应用系统设计、开发与管理技术。教材上使用国内经典教材,即《数据库系统概论》[6]辅之以《Database System Concepts》[3]和《数据库系统原理》[8]。

2.2分类安排课程实验

数据库课程的实验内容主要包括:数据库安装与配置、数据库使用、SQL语言使用、数据库安全性、数据库完整性和数据库编程等。对于不同类型的学生,我们在课程实验中有针对性地安排了不同的内容。

1) 对于理论强化型学生,课程实验将完成6～8个DBMS底层算法的研究与实现,主要包括存储、索引、查询处理、查询优化、事务处理、并发控制、数据库恢复等算法,另外还有一个理论方法探索或实际应用系统研发的综合大作业。

2) 对于工程研发型学生,课程实验将完成4～5个DBMS底层算法的实现,如存储、索引、查询处理与优化等的算法,完成1～2个通过ODBC访问数据库、数据库设计与应用开发实验,一个实际系统工程研发相关的综合大作业。

3) 对于应用管理型学生,课程实验将完成6～8个数据库应用系统设计与管理相关的部分实验,主要包括安装了解DBMS、SQL数据定义与查询、SQL更新与视图,数据库事务处理、数据恢复与并发控制、数据安全性与完整性以及一个实际应用开发管理相关的综合大作业。

2.3分类进行课程设计

数据库课程设计的目的是让学生加深对数据库系统基础理论知识的理解,提高数据库应用系统设计与开发的实践能力,全面拓展数据库原理课程相关的综合研发能力。通过课程设计实现一个实际的数据库应用系统,熟悉并能灵活运用所学基础理论,掌握数据库应用系统的设计方法、开发技术,提高分析问题和解决问题的能力,强化动手能力,进一步了解和研究分析DBMS的体系结构与主要技术,并在一定程度上把握课程相关的理论技术发展与前沿动态。数据库课程设计的主要内容包括3个方面。

1) 数据库应用系统的研发:综合运用数据库理论与技术方法设计一个较完善的有实际意义的数据库;掌握流行数据库管理系统SQL Server/ORACLE/ DB2等的应用与开发技术;利用高级语言开发完整的数据库应用系统。

2)DBMS研究分析以及功能实现与扩展:以开源代码的DBMS为基础熟悉并研究分析DBMS的体系结构、基本功能及其实现,完成一些系统功能的实现和进行相应的可扩展性研发,形成系统分析报告、算法实现软件包和技术文档。

3) 领域研究综述与热点问题研究探讨:跟踪数据库相关领域的理论与技术发展,完成相关的前沿研究或技术问题的综述,对领域热点问题开展研究探讨,形成综述报告、技术报告或研究论文。

对于不同类型的学生,我们开展不同主题的课程设计,有不同的考查侧重:

1) 对于理论强化型学生,课程设计更强调在开源代码的数据库系统如Postgres上,针对DBMS底层实现做进一步研究与扩展,以3～5人的课题小组为单位,分析开源DBMS的体系结构和主要的技术方法,并对其中某方面进行重点研究与扩展实现;此外,强调对领域前沿的了解,对某方面理论与技术研究的综合把握与研究分析,并能对一些领域热点问题展开研究探讨,完成领域某方面的综述报告和研究论文。

2) 对于工程研发型学生,课程设计强调在Oracle或SQL Server等数据库产品基础上,以实际应用为背景,以3～5人的课题小组为单位,设计一个中等规模的数据库应用系统,并要求对系统研发过程中的各个设计与技术实现环节能够有较全面的把握;此外,强调对领域技术动态的了解,并能对领域技术和应用有较全面的认识和分析,对实际系统研发能形成有效的技术方案和分析报告。

3) 对于应用管理型学生,课程设计将以3～5人的课题小组为单位,在Oracle或SQL Server等数据库产品基础上,构建一个实用的数据库系统,强调数据库的设计方法和过程的全面把握,以及对项目研发过程中各个实践环节的全面调度与管理;此外,强调对领域研究与技术动态的了解,对系统开发与应用相关的知识体系和管理模式有较全面的认识和分析,能对实际项目开发与管理形成有效的方案和分析评估报告。

2.4分类开展课后活动

数据库课程以各种形式的课后活动,培养不同类型学生对课程的学习兴趣,是对课堂教学的有益补充。

1) 对于理论强化型学生,增加一些相关的领域研究现状和动态的介绍,提出一些开放思考问题,引导学生更深入、广泛地了解相关理论与技术的研究和发展现状,培养学生对本学科的学术前沿的研究热情和研究能力。由教师引导学生去找寻一些课程相关的理论与技术热点或难点问题,主要追踪数据库领域的重要国际会议与国际期刊,国际会议如SIGMOD/PODS、VLDB、ICDE等,国际期刊如ACM Transactions on Database Systems (TODS)、IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering (TKDE)、VLDB Journal等,以及追踪国际国内一些著名的数据库研究小组,学生以自由组合小组形式展开针对某个主题的研究探讨,完成领域综述以及研究论文,并在讨论课上做口头报告;更进一步鼓励学生加盟数据库相关领域导师的实验室和课题组,参与相关的实际科研项目的研究。

2) 对于工程研发型学生,增强数据库前沿理论研究与应用技术的介绍,培养学生对本学科的理论与技术前沿的研究探索热情和研发能力,由教师或企业研发人士引导学生去探讨一些相关的理论与技术热点问题,完成领域技术分析报告以及研究或技术型论文,并在实验课上做口头报告;鼓励学生参与相关导师的实验室和课题组,具体开展一些相关实际课题的研发;引导学生在小学期的企业实习期间有效地参与和完成实践项目的调研和分析设计与实现工作。

3) 对于应用管理型学生,加强数据库软件产品和应用案例的介绍,培养学生对本学科技术前沿的研究探索热情和应用管理能力,邀请企业数据库工程师举行讲座,引导学生去思考一些相关的技术热点问题,完成领域综述以及数据库系统开发案例分析报告,并在实验课上做口头报告;鼓励学生参与相关导师的实际项目研发;引导学生在小学期的企业实习期间有效地参与相关企业项目的研发与管理实践的调研分析。

3结语

数据库课程分类教学与实践模式是计算机本科专业课程教学的一种新模式的探索,通过对学生个体

差异的分析,有针对性地分类采用不同的教学内容、集中实验以及课程设计和课外辅导,因材施教。在数据库课程教学研究与实践中,我们针对计算机科学与技术专业和信息安全专业的本科生探索和逐步应用分类教学和实践模式,在课堂教学、实验教学、课程设计、课外实践等多方面进行了探索,从学生们的课程作业、实验报告、技术分析报告、应用系统设计、DBMS分析报告、领域综述报告、研究或技术论文、参与相关导师的研讨班与课题工作、期中和期末考试等情况来看,分类教学和实践模式在较大程度上激发了学生的学习和研究的热情与潜力,大部分同学取得了较好的学习和实践效果。当然,我们还需要不断研究数据库课程教学与实践各个环节,特别是课程自身的体系与数据库日益发展的相关领域的研究与技术应用间的关联,以探索更合理、更优化的教学实践模式。

参考文献:

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[8] 李建中,王珊. 数据库系统原理[M]. 2版. 北京:电子工业出版社,2004.

Classified Teaching and Its Practice Model for Database System Course

GUAN Ji-hong1, WEI Qing-ting1, 2

(1.Department of Computer Science and Technology, Tongji University, Shanghai 201804, China;

2.School of Software, Nanchang University, Nanchang 330046, China)

计算机科学的前沿技术篇9

关键词：分离工程；应用型人才；林产化工；三结合

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0212-02

分离工程课程作为化工专业及其相关专业的一门骨干课程，具有内容涉猎面广、知识点多的特点。该课程对石化工业、无机和有机化学工业、石油加工、资源和能源工业、材料工业、聚合物加工、生化工业、制药工业、环境保护和核工业等许多国民经济重要工业领域的人才培养有着重要的地位和作用[1]。分离工程课程教学改革目标是开发出一种新的工程类专业课教学模式，通过一门专业课的教学改革实践，使学生的创新能力、综合能力、实践能力等综合素质得到提高。该项目完成后，教学改革经验可以在其他高等林业院校的工程类专业课教学中推广应用。

一、课程改革的目的和需求

林产化工专业是以树木、森林采伐和加工剩余物为原料制备生物质化学品、生物质新材料和生物质能源的国家重点专业。专业立足于黑龙江省的资源特点和优势，突出“绿色和环境友好化学与工艺”的主要特色，抓住生物质资源代替石化资源的机遇，以生物质资源的高效化学利用为特色，瞄准世界各国的林产化工领域科研前沿，培养能在林产化工、精细化工、化学工业等领域从事植物化工的生产、设计、产品开发工作并且具有较强创新和实践能力的应用型人才。由于分理工程课程所涉及的基础理论、基本知识较多、较散，各知识点间相互联系不是很紧密，内容相对比较抽象，教学中发现大多数学生反映该门课程难学、难懂，在有关知识的应用方面特别是工程计算方面只能机械模仿教材例子完成课后作业，通过计算机编程解决实际问题的能力还不够[2]。因此，造成了学生一定程度的畏学情绪和厌学心理，若单纯地讲授理论知识学生很难理解，影响了对知识的掌握和课程教学质量。针对林产化工专业分离工程课程教学中存在的问题，林化专业分离工程课程改革的关键是：加强课程理论和实践教学的结合，弥补讲授法的缺陷，以小论文代替作业、自主设计实验[3]，激发学生的学习兴趣，面向社会服务和实际工作中可能遇到的问题，学生们参加国家、学校和学院三个层次不同级别的创新实验，结合课程教学内容培养学生的创新能力和综合实践能力。最终达到强化学生工程意识，提高学生的创新能力，使学生的总体素质达到全面提高。

二、课程教学改革

林化分离工程课程教学改革研究内容包括：①教学方案的改革，结合目前国内外新技术、新工艺、新设备，研究其教学内容的内在规律、教学重点和难点，调整教学重点并增加林产化工科研领域分离工程技术使用的新技术相关的设备和方法原理的知识点；②分离工程课程面临着学时压缩（由72学时压缩为32学时），而知识量、信息量反而增加的矛盾，这需要构建新的教学体系和方案。③为了激发学生的学习兴趣，对于容易理解的课程章节采用以考代讲的方式，或采用多次研究型和课题调研型的大型作业，强调学生的主动探索创新精神，以小论文的形式提交并在课程结业考试中占一定的分值；降低课时缩减的压力。④针对工厂现场分离设备存在的问题，提取工厂数据，让学生自己设计程序进行计算，培养学生解决工厂中实际的分离问题的能力。

三、分离工程课程需求与三结合法的结合策略

本课程实施“专业课与基础课结合”、“专业课与实践结合”和“专业课与竞赛结合”的“三结合”教学方法[4]。该改革方法意在加强林化专业学生化工分离基础理论，强化培养学生化学工程的理念，力求使学生掌握化学工程与工艺的基本理论知识和技能，在化工工程技术方面具有初步的分析问题和解决问题的能力[5]。课程教学中以实例原理凝练知识点应用指导原理的层次进行教材内容的组织；将产学研所获得的科研成果、工厂实践经验和学科前沿知识等带进课堂，有机地融入到教学内容里，增加学生对学科前沿知识的了解，推进课程建设；以工程实践中的应用为实例，激发学生学习的热情。

四、实施情况

1.专业课与基础课结合，调整林化分离工程课程体系。本专业课程体系按职业岗位能力需要，对主要专业基础课和专业课进行了必要的整合。林化分离工程课程体系的构建采用的调研方案为：收集有关研究资料；到其他高等院校进行调研；确定教学内容和新教学大纲，确定教学中的重点和难点；根据教学改革方案，进行课堂教学改革实践；结合林产化工领域科学前沿进展情况和本校的科研成果实施实训教学和实验教学，通过实验教学和参加教师科研课题等实践环节，弥补课堂教学的缺陷，着重培养学生的工程意识和提高学生的素养。①课程内容与学科前沿的结合，进入在21世纪，分离技术向高级化、应用广泛化发展。与此同时，分离技术与其他科学技术相互交叉渗透，产生了一些更新的边缘分离技术，如生物分离技术、膜分离技术、环境化学分离技术、纳米分离技术和超临界流体萃取等技术。近年来科技人员在分离过程及设备的强化和提高效率、分离技术研究和过程模拟、分离新技术开发几个主要方面做了大量的工作，取得了一定的成果。通过这些研究成果在工业上的应用，强化了现有的生产过程和设备，在降低能耗、提高效率、开发新技术和设备、实现生产控制和工业设计最优化等方面发挥了巨大作用，同时也促进了化学工业的进一步发展。林化分离工程从分类、研究内容及方法出发，详细地介绍了多组分分离基础、多组分精馏的简捷计算和严格计算、多组分气体吸收和解吸、特殊精馏（包括恒沸精馏、萃取精馏、加盐精馏和反应精馏等）和萃取技术等化工基础知识，同时结合科技前沿，引进结晶、其他新型分离方法（吸附、离子交换、膜分离、薄层色谱等）和分离过程及设备的效率与节能等内容。课程内容与学科前沿的紧密结合有利于学生以生物质资源的高效化学利用为特色，瞄准世界国的林产化工领域科研前沿，成为能在林产化工、精细化工、化学工业等领域从事植物化工的生产、设计、产品开发工作、具有较强创新和实践能力的应用型人才。②课程体系考核重点的调整，林化分离工程课程除借鉴化工原理课程内有关相平衡条件、相平衡常数和分离因子的定义、活度与逸度的定义、相平衡常数的计算方法、泡点方程及露点方程的内容外，还借鉴了Henry定律、Langmuir方程、Langmuir-Freundlich和Freundlich方程气体的吸附平衡和液体的吸附平衡的内容。林化分离工程课程立足于基础课的知识点，在此基础上合理扩展和延伸，体现了专业课与基础课紧密结合的课程改革的指导原则，实现了基础课为专业课服务的目的。比较化工分离工程和林化分离工程，发现二者在课程的指导原则上存在不同，化工分离工程作为基础课程，其教学体系强调加强化工基础、拓宽专业、理论扎实、扩大信息；林化分离工程由于教学学时只有32个学时，教学环节更注重拓宽专业、注意与前期专业课程的衔接，避免重复教学，启发思维、引导创新便于自学。因此，化工分离工程课程体系考核重点在于掌握传质过程和分离工程的基本理论，了解重要的分离单元操作及其设计、计算、应用基础，对于林化分离工程而言，考核重点在于与工业生产紧密结合的多组分分离基础、多组分精馏的简捷计算和严格计算、多组分气体吸收和解吸、特殊精馏、和萃取技术等简单的化工基础知识，同时结合科技前沿，掌握结晶、其他新型分离方法和过程的技术原理，实际应用实例和设备的效率与节能等内容。该课程体系的调整重视现代分离技术及其前沿发展，有利于林化专业的学生培养扎实的理论基础，活跃的创新意识、分析和解决实际问题的能力以及利用先进的手段从事相关领域研究的能力。

2.专业课与实践相结合，强化分离工程实验的实训性。我们发挥实验独立开设实验课与大学生创新项目的实训作用，强化林化分离工程实验与专业领域结合的紧密性；同时积极进行林化分离工程专业创新型专业实践教学模式的研究与实践，充分利用学科所在实验室为教育部重点实验室的优势，进一步开放实验室，并实施“课程认知—实验技能训练—课程实践—创新实践”的专业实践教学模式，使学生能巩固和加深对课堂理论教学内容的理解，得到实验技能的基本训练，并强化工程实践的观念。课程认知是在课堂上讲解分理工程实验的理论和原理，实验技能训练在实验课上完成，根据实验动手能力和实验的完成给予实验技能考核；课程实践主要是会同本专业的化工原理课程实习，在哈尔滨化工二厂和三精制药等企业进行化工分离和药物精制分离等课内实例的工厂实践环节。几年来学生运用分离工程专业知识解决了很多创新的科研和工程实际问题，学生的课程设计、毕业设计题目均具有实际工程背景，设计质量有很大提高；学生涌跃参加校、省和全国各类专业技能大赛，在“挑战杯”和林业部举办的“嘉汉杯”等省级以上创新、创业大赛中成绩斐然。综上，采用“三结合”教学法对林产化工专业分离工程课程建设与实践的初步探索，经过初步实践检验，教学过程调整授课重点，突出生物质资源的高效化学利用的特色，使学生更好理解林化专业分离工程的概念，达到培养学生科学的思维方法，养成严谨、求实、认真的精神，为林化专业学生在林产化工、精细化工、化学工业等领域从事植物化工的生产、设计、产品开发工作奠定了良好的理论与实践基础。

参考文献：

[1]叶庆国，徐东彦，王英龙，程江峰，尹进华.分离工程精品课程的建设与实践[J].化工高等教育，2011，（03）：23-25+29.

[2]刘翠琼.跨学科研究生创新型人才培养现状的调查研究——以北京林业大学研究生培养为案例[J].中国林业教育，2012，（06）：59-62.

[3]张轩，陈海燕.高校生物分离工程教学改革探索[J].中国科教创新导刊，2012，（34）：75.

[4]肖琼.“三结合”人才培养模式的实施策略[J].当代职业教育，2012，（09）：30-32.

[5]张启昌，程广有，刘宝东，赵红蕊.地方林业院校林学特色专业建设的探索与实践[J].教育教学论坛，2013，（12）：158-160.

计算机科学的前沿技术篇10

关键词：教育技术学；研究热点；中外对比；可视化分析

中图分类号：G40-057 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2017）08-0001-07

近年来，有不少学者利用各种方法对教育技术学领域的学术文献进行分析研究，揭示其研究现状、发展脉络和前沿趋势，对促进教育技术学研究的繁荣与发展具有重要的意义。Welch利用引文分析对《计算机辅助学习》杂志在2002至2011年间的文献进行分析，发掘被引频次最高的文献[1]；胡小勇等学者利用CiteSpace对2002至2012年间SSCI收录的文献进行了可视化分析，揭示了11年来国际教育技术领域的研究情况[2]；同时对2002至2012年我国教育技术领域的期刊M行了可视化分析[3]；兰国帅利用Bibexcel和Histcite对2004至2013年间两本国际期刊《计算机与教育》与《英国教育技术杂志》进行分析[4]。不难看出，目前学界特别重视文献的定量研究，然而将国内外教育技术领域发展、研究热点等同时进行可视化分析和横向比较的研究相对少有。借鉴国际教育技术学研究经验来丰富和发展我国的研究，一直是国内学者的重要学术活动之一。本文将利用可视化文献分析软件CiteSpaceIII对国际与国内两种权威期刊近10年所刊载的论文进行可视化分析，标示出国内外教育技术领域的研究热点、变迁以及前沿等，通过横向对比发现国内外研究的异同，为我国教育技术学的研究发展提供参考。

一、数据的来源与分析的方法

布拉德福（B.C.Bradford）早于20世纪30年代提出“文献离散规律，又称布氏定律”，即“大多数关键文献往往集中发表于少数核心期刊”[5]。因此，本文选取《Computers & Education》和《电化教育研究》两本期刊作为研究对象，分析中外教育技术学的研究热点、发展脉络及前沿趋势。《Computers & Education》是社会科学引文索引（SSCI）的来源期刊，且为国际教育技术顶尖权威期刊，影响因子高达2.556，位居国际教育技术领域期刊排名首位，题录数据源自“美国科学技术信息情报所ISI”所提供的“Web of Science”（简称WOS），截止到2015年12月31日，选择“全纪录与引用的参考文献”并以纯文本的形式下载《计算机与教育》（Computers & Education）2006-2015年间的文献题录数据，选择论文（Article），共收集到文献题录数据1920条。《电化教育研究》是中文社会科学引文索引（CSSCI）的来源期刊，且为国内教育技术核心期刊，影响因子高达1.975，刊发在其上的论文基本上象征着目前国内教育技术领域相关研究的最高水平[6]，题录数据源自“中国社会科学引文索引数据库”，以“电化教育研究”作为关键字，时间段设定为2006至2015年，选择“论文”类型，共收集10年间《电化教育研究》文献题录数据2267条。文献题录数据包括各文献的标题、作者、摘要、来源出版物与参考文献等。

基于收集的文献题录数据利用可视化文献分析软件CiteSpaceIII的“文献共被引分析”以及“关键词共现分析”这两项功能，对近10年中外教育技术领域的两本代表期刊刊发的文献进行分析，概括并比较中外教育技术学领域的研究内容，在对比分析的基础上，揭示中外教育技术学研究的异同，从而更好地借鉴国外先进经验，为我国教育技术的研究发展提供参考。

二、文献共被引分析

在CiteSpaceIII中，研究Time Slicing（时间跨度）设定为2006-2015年（10年），Year Per Slice（单片时间分区）设定为1年。在Selection Criteria中设定阈值Top=30，即每个时间分区选取30个高频词，这样一来在保证高被引文献突出显示的前提下，提高了网络的清晰性。Node Type（节点类型）选择Cited Reference（共被引）。

1.《Computers & Education》文献共被引分析

《Computers & Education》文献共被引分析如图1所示。文献共被引分析得到284个节点，引文之间共有1424条连线，图中圆圈大小代表了被引频次的高低，带有紫色外环的节点意味着该文献拥有比较核心的影响力。根据知识计量学相关知识，一定时间内被引频次高的文献在一定程度可以反映该领域的研究热点。不难看出，这些被引频次高的节点往往集中在几大领域，也就意味着这几大领域的文献受到了大众的广泛关注。从图1文献共被引图谱中还可以看出引文数量激增的一些术语（又称突现术语，即图中标示出的红色圆环），Connolly， T.M、Ertme， P.A、Kirschner， P.A、Azuma， R.T、Ottenbreit - Leftwich， A.T、Kebritchi， M、Shute， V.J等作者的研究文献被引频次在很短时间内激增，即说明这些学者所研究的问题以及研究结果受到越来越多的关注。

从图2的文献共被引时间序列图可以看出，这几大区域的主题分别为：“empirical study（实证研究）”、 “e-junior project（虚拟学习环境，例如MajaWrzesien所开展的E-junior项目，通过虚拟学习环境来帮助学生学习自然科学课程[7]）”、“web-based conferencing（网络会议）”、“instrument（技术工具）”、“competence（竞争力）”、“review material（复习材料）”、“TPACK（整合技术的学科教学知识）”、“scale construction（量表编制）”、“gender（教育中的性别差异研究）”等。经过进一步统计发现，被引频次高于50次的文章有13篇，其中高于100次的论文有3篇，分别是Vygotsky（维果斯基）的论文“Mind in Society： The Development of Higher Psychological（1978，被引120次）”、Cohen（肯恩）的文章“Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences（1988，被引108次）”以及Davis（戴维斯）的文章“Perceived Usefulness， Perceived Ease of Use， and User Acceptance of Information Technology（MIS Quart）（1989，被引103次）”。由此可以看出，在国际教育技术领域，维果斯基、科恩、戴维斯等著名学者及其经典作品在当今仍有较高的影响力。

2.《电化教育研究》文献共被引分析

《电化教育研究》文献共被引分析如图3所示。文献共被引分析得到385个节点，引文之间共有663条连线。从图中可见共被引频次较高的节点，不难看出，核心文献亦集中于几大区域。从图3文献共被引图谱中所标示出的突现热点（图中的红色圆环）可见，何克抗、南国农、吴明隆、许良、余胜泉、李克东、乔纳森、陈琦、盛群力等作者的研究文献被引频次在2006-2015年间激增，即说明这些学者所研究的问题以及研究成果受到越来越多的关注。这些被引频次激增的文献主要为何克抗2002出版的书籍《教学系统设计》，南国农的《电化教育学》、《教育传播学》以及《信息化教育概论》，吴明隆的《问卷统计分析实务SPSS操作与应用》、许良的《技术哲学》、余胜泉的《泛在学习环境中的学习资源设计与共享》，李克东的《教育技术学研究方法》，陈琦的《建构主义学习观要义评析》，盛群力的《现代教学设计论》，祝智庭的《现代教育技术――走进信息化教育》。

根据被引频次的数量从高到低排列，得到表1，从表中可以发现，被引次数在10次以上的有9篇，其中被引频次在20次以上的有6篇，即6大节点所代表的6篇核心文献，分别是南国农的著作《信息化教育概论》（2004），何克抗论文与著作“信息技术与课程深层次整合的理论与方法”（2005）以及《教学系统设计》（2002），南国农的论文与著作“教育技术学科建设――中国道路”（2006）以及《电化教育学》（1985）。从中可以看出，国内教育技术的研究偏向教育技术理论以及整合技术与教育的研究。

三、文献关键词共现分析

利用CiteSpaceIII对文献题录数据进行关键词共现网络分析，在Selection Criteria中设定Top N% per sliced值为30%，选择Pathfinder算法，得到高频关键术语共现图谱，即研究热点知识图谱。

1.《Computers & Education》文献关键词共现分析

《Computers & Education》文献关键词共现分析如图4所示。共得到109个节点，关键词之间存在1373条连线。年轮大小代表频次，紫色的年轮表示高中介中心度的关键节点。中介中心性数值的高低体现了其在整个网络中的地位的重要性。[8]

将关键词进行中介中心度的降序排列，如表2所示，从频次排序上来看，“teaching/learning strategies”一词频次最高（353次），在图中的年环最大；从中介中心度来看，“interactive learning environment”、“computer-mediated communication”烧咧行亩茸罡撸占据领域研究的核心位置。综上所述，2006～2015年间国际教育技术领域中，“interactive learning environment”相关研究最广泛，但相对突出的研究热点是“interactive learning environment”、“computer-mediated communication”、“improving classroom teaching”、“post-secondary education”等研究。

从而进一步验证了图4的结果，即2006-2015年间教育技术领域的研究热点包括：“teaching/learning strategies（教与学策略）”、“interactive learning environment（互动学习环境）”、“students（学生）”、 “pedagogical issues（教学法话题）”、“education（教育）”、“improving classroom teaching（提高课堂教学）”、“technology（技术）”、“computer-mediated communication（计算机媒介通讯）”、“cooperative/collaborative learning（合作/协作学习）”、“performance（成绩）”、“media in education（教育媒介）”、“design（设计）”、 “elementary education（初等教育）”、“knowledge（知识）”、“secondary education（中等教育）”。

从图5中可以看出，关键词主要分为6个聚类，分别为：“young children use（青少年技术使用能力）”、“revisiting technological pedagogical content knowledge（重审TPACK）”、“re-examination（复审）”、“designing（设计）”、“collaborative knowledge building environment（协作知识建构环境）”、“student practice（学生实践）”、“online self-correction（在线自查自纠）”、“review material（复习材料）”。

2.《电化教育研究》文献关键词共现分析

《电化教育研究》关键词共现网络分析，共得到262个节点，关键词之间存在514条连线。在图6中可以看出，2006-2015年间国内教育技术领域的研究热点包括：“教育技术”、“教育信息化”、“信息技术”、“教学设计”、“远程教育”、“电化教育”、“教学模式”、“教育研究”、“网络教学”、“网络课程”、“高校”、“网络环境”、“教学改革”、“大学生”、“网络教育”等。

将这些关键词进行中介中心度的降序排列，如表3所示，从频次排序上来看，“教育技术”一词频次最高（237次），在图6中的年环最大；从中介中心度来看，“教学模式”、“教育信息化”以及“教育技术”这三者中心度最高，占据领域研究的核心位置。综上所述，2006～2015年间国内教育技术领域中，“教育技术”相关研究最广泛，但相对突出的研究热点是“教学模式”、“教育信息化”、“电化教育”、“信息技术”、“远程教育”等研究。

四、研究热点与前沿变迁

利用CiteSpaceIII以关键词作为节点，选择节点类型为“burst term（突现术语）”，设定Top N% per sliced值为30%。同时选择“citation burst（标注突现术语）”，进行研究前沿与热点变迁分析。

1.《Computers & Education》研究前沿及热点变迁

《Computers & Education》的研究前沿与热点变迁分析如图7所示，图中标注的热点即当时的研究前沿。并生成Network Summary Table（网络汇总表），对突现术语的频次、突现率、突现强度与突现时间跨度进行整理，见表4。由此可以得知，在这10年中《Computers & Education》研究前沿的关键术语有：“architectures for educational technology system （教育技术系统架构）”、“country-specific developments（特定国家发展）”、“computer games（计算机游戏）”、“distributed learning environments（分布式学习环境）”以及“comprehension（理解）”。

结合表4与图7可以看出，国际教育技术领域的各类研究主题在2006年或之前就已基本成熟化，呈现出静态与稳定性。2006～2015年间除了对原先研究主题的深化研究外，每年都会出现一些新的研究热点。 2006年国际教育技术的研究热点主要集中在教学策略以及各类学习环境（例如交互式学习环境、分布式学习环境）；2007年则集中在技术、设计、多媒体系统、模型等的开发；2008年主要由技术的开发转向对课堂等环境中技术的应用；2009年侧重于教师与学生信息技术应用情况的分析；2010年继续深入分析学生学习动机、学习满意度等的研究；2011年关注技术应用策略以及用户技术经验等；2012年开始侧重教学设计、性别的差异、技术应用技巧等更深入的话题；2013年研究目标更多落在高等教育、技术接受模型的开发等。值得一提的是，“computer games（电脑游戏）”作为突变专业术语，即该关键词在2013年的出现频次激增，表明学者开始大量关注电脑游戏的教育应用。2014年研究社交工具（例如Facebook）的应用，还包括学生信念、参与度等方面。2015年聚焦移动学习、元分析、大学生、情景学习以及严肃游戏等方面，其中严肃游戏是指以计算机游戏和视频游戏为主，能够使参与者的某些知识或能力的提高的游戏，是一种不以娱乐为最终目的的游戏[9]。同时，2015年 “metaanalysis（元分析）”作为热点术语，表明这一分析方法在不断受到广泛运用。元分析是用统计的概念与方法收集并分析前人的实证研究结果，找出问题与变量之间的明确关系模式，可弥补文献综述的不足[10]。综上分析可以看到，2006-2015年间，国际上教育技术领域的核心研究热菥历着一系列的变化：研究重点从技术层面转向用户层面，更加注重情境因素对学习者技术应用的影响；研究主题逐渐偏向学习者或者用户的技术体验，利用各种新型技术手段以及新型学习理念来更好地促进教育教学。

2.《电化教育研究》研究前沿与热点变迁

《电化教育研究》的研究前沿与热点变迁分析如图8所示。图中所标示出的热点即研究前沿。并生成Network Summary Table（网络汇总表），对突现术语的频次、突现率、突现强度与突现时间跨度进行整理，见表5。

由此可以得知，在这10年内国内教育技术界的研究前沿的关键术语有：“教育研究”、“翻转课堂”、“教学研究/改革”、“网络教学”、“课程整合”、“云计算”、“教育信息化”、“TPACK”、“大数据”、“实验研究”、“教育游戏”等。

结合表5与图8可以看出，国内教育技术领域的各类研究主题同样在2006年或之前就已基本成熟化，呈现出静态与稳定性。当然，2006～2015年间除了对原先研究主题的深化研究外，每年都会出现一些新的研究热点。 2006年国际教育技术的研究热点主要集中在教育技术、教育信息化以及教学设计等话题，其中远程教育、网络教育、学习环境等也逐渐受到越来越多的关注。2007年研究对象更多定位在高校，关注网络环境下师生生态，协作学习以及教师专业化发展等；2008年主要探讨研究方法、研究中小学教育、教育技术能力等；2009年开始关注各类教学策略与模式、内容分析、技术应用等愈加受到关注；2010年移动学习作为突现热点，引起了国内学术界的广泛关注，其中还包括技术使用的影响因素、网络的应用等。2011年关注互联网、网络课程开发、知识建构以及教育游戏都引起了广泛的讨论；2012年研究热点聚焦个性化学习（学习者特征）、云计算（教育云）、虚拟现实等，各类社交平台（微博、博客等）的教育应用，以及个人学习环境方面的研究。2013年国内重点聚焦翻转课堂、电子书包、大数据领域的研究，也兴起了对各类技术应用的比较研究与效果反思。同时，各类在线学习相关的话题（在线学习活动、学习设计、web2.0、协作学习）也不断涌现。2014年研究关键词为在线学习与大数据，这与国际上各类网络教育学习平台（Coursera、Udacity、Edx）的兴起不无相关，研究关注学习模式、学习方式、学习效果等方面，实验研究成为新的主题词，交互式电子白板等新兴技术不断整合进入课堂。2015年更多落在开放教育资源的设计，关注知识共享、信息加工、问题解决，聚焦泛在学习、深度学习、自我效能感。同时，引文分析以及可视化分析作为一种新的研究方式逐渐成为研究的热点与趋势，这也从另一个侧面印证了本文的研究方法是目前甚至未来研究热点趋势。

五、结论