新型计算机论文范文第1篇

关键词：计算理论；计算思维；能力培养；创新模式

0引言

前一段时间网上流传中国科学院研制“龙芯”的胡伟武老师的一个视频，其中提到中国能够开发Java虚拟机的人才很少的问题，该问题的出现引人思考。我国计算机类专业的学生包括研究生毕业后做底层开发的人才很少，绝大多数人是把国外公司开发出来的编程语言拿过来直接使用，编程时直接调用软件包中的函数，至于这些函数是如何实现的并没有几个人认真思考。久而久之，学生（包括一些教师与软件开发人员）也很少思考或研究这一问题，突然遇到这样的问题就会束手无策、无从下手。所谓万丈高楼平地起，没有基本的思维训练很难做到基础性创新思维的能力培养。中兴事件给我们国家的原始创新问题敲响了警钟，有人在网上提出“假如微软、谷歌不让我们使用其操作系统怎么办”的问题，说明应用与创新缺一不可，只有应用的火热而没有创新就会受制于人。计算理论课程是从本质上介绍计算机科学的课程，是计算机学科发展的基石。为了计算机学科更好地发展，将计算理论作为一门必修课，作为培养高年级本科生或研究生计算思维和创新思维的重要一环是非常必要的，这是开设此门课程的现实选择，也是必然选择。

1计算理论在研究生教学中的重要性

“计算机科学技术日新月异，新东西层出不穷，旧的东西迅速被淘汰，但是作为一门科学，它有其自身的理论基础，这些思想精华长久地、甚至永恒地放射光芒，这些理论在应用开发中好像是‘无用的’，但实际上，对于每一位从事计算机科学与技术的研究与开发的人来说，它们都是不可缺少的，就像能量守恒之类的物理定律对于每一位自然科学工作者和工程技术人员那样”[1]。“通过这些要点，我们对计算机科学的重要基石有了一些新的认知，有些之前我们认为可能比较新颖的东西（比如层次化存储），实际上在计算机诞生初期就被提出甚至进行了量化分析，每年顶级会议上出现的一些新成果都是这些思想的实现；有些之前我们认为可能比较陈旧的东西（比如虚拟化），实际上换一个角度可能是一种新的研究思路。真正具有本质的重要性的东西，无所谓“新”与“旧”，应该在历史发展中传承和保持下来”[2]。上述两段话充分说明计算理论在现代计算机科学与技术研究生教学中的核心意义。从科学基础理论角度来讲，可计算性理论是计算机科学最核心的基础理论，如果没有可计算性理论，计算机将难以称为计算机科学，这是学科发展需要，也是开设这门课程的根本原因。为创新能力的培养与思维训练过程，这一系列过程从低到高不断升华，可逐步培养学生的计算思维与创新能力。在本科教学中，学生养成了“老师教什么，学生就记忆复述什么”的学习习惯，一般很少对教师讲授的内容提出异议和新的见解。只是在离散的抽象代数部分才开始涉及基本的运算系统，但由于过于抽象，一般学生也是一知半解。在研究生教学中，教师教什么、学生就记忆复述什么的学习习惯一定要打破，学生要养成“老师讲授的不一定是唯一的、最好的解决问题方法”的思想意识，教师要以“没有最好，只有更好，优化优化再优化”为教学理念。学生要勇于向老师提出问题，敢于向课本内容提出挑战，给出新的见解。研究生接受计算理论学位课程的学习已经不仅是为了掌握知识获得学分，还是对计算系统的了解逐步向更高级的计算系统（它的运算呈现出模型化的特征）过渡，并由此学会一种思维方式、一种创新能力，这种思维方式与创新能力对于从事任何工作都是受益终身的。作为一门研究生素养训练的学位课程，计算理论课程的教学改革必须跟上国家创新人才培养的时代步伐，精心设计、合理安排、科学谋划，这是计算机学科发展的需要，是国家积极推进培养创新人才赋予我们的使命与任务。

2计算理论课程的教学内容

人工智能、大数据、云计算、边缘计算等领域正在蓬勃发展，越来越多的经验在实践中累积，但是理论基础都相对薄弱，需要构建各自领域中有较强针对性的基础理论[2]。面对新形势、新需求，计算理论要讲述的内容包括以下几方面。1）以5条基本指令x=x+1、x=x-1、TOAIFx≠0、TOA和y=x为基础的元语言程序描述可计算函数。使用5条基本指令的元语言程序教学过程，就是训练学生使用最基本的指令编程实现复杂的可计算函数的抽象思维能力过程。近年来出现的Python语言是一个比较流行的易学易用的编程语言，其创始人Guido也是从编写Python的编译器开始，将其逐步演化成今天的流行语言。程序员中流行的“人生苦短，我用python”也说明其受欢迎的程度，但火热程度的背后是Guido及团队成员不懈努力的结果，没有开发人员的默默付出，将从底层搭建出来的结果呈现给我们，就没有今天的Python。对热议的中兴事件引起的处理器芯片设计问题来说，将指令集和程序区分开，可以以不变的少量指令构成万变的应用程序。指令集（如x86、MIPS、RISC-V）中不同类型的指令都是有限的，但可以编写的不同程序的数量极其庞大，这样硬件上的固定性与软件上的任意性矛盾就得到解决[2]。2）从初始函数S(x)=x+1、n(x)=0和Ui(x1,x2,xn)=xi出发，通过利用复合、递归算子得到的原始递归函数以及利用复合、递归与取极小算子得到的部分递归函数与递归函数描述可计算函数。递归函数是计算理论的核心概念，因为图灵可计算函数类就是递归函数类，两者完全等价。递归函数是构造更为复杂函数的基础，现代以神经网络为代表的机器学习是一个黑箱算法，可解释性不足，需要一个可被证明的理论作为基础。从递归函数解读深度学习过程，即一层神经网络的输出是下一层神经网络的输入，通过不断地复合与递归层层深入最后得到深度学习训练的结果[3]，递归可以构造出更复杂的函数，从而解决更复杂的计算机科学与工程问题。3）使用两符号与多符号的波斯特图灵机、四元组图灵机、五元组图灵机、通用图灵机描述可计算函数。此处的两符号（0和1）波斯特图灵机接近于我们熟悉的汇编语言，而两符号与我们现在所使用的计算机底层操作的符号是对应的；多符号波斯特图灵机是两符号图灵机的一种推广。现代计算机可以处理的数字、图像、音频、视频等各种形式的数据，其实质也是0和1两符号推广到多符号的扩展形式，形式语言与自动机理论也产生于此。四元组和五元组图灵机是以元组形式描述的产生式规则，其中的状态相当于现代编程语言中的环境；每个产生式的前提（也称为前件）和效果（也称为后件），相当于在不同状态下采取不同的动作需要的前提和产生的效果。通用图灵机是进行各种计算的元语言程序，可以完成各种计算操作，但其存在局限性，如计算机病毒作为一种具有特定功能的算法，同样可以用图灵机或通用图灵机进行描述，通用图灵机模型只限于分析一种单一的算法或程序，如果要分析两个或更多的算法和程序之间的联系，这种模型显然不够。文献[4]从计算机的基础理论模型——图灵机模型出发，提出一种扩展的通用图灵机模型EUTM，极大地简化了计算机病毒传染机制的形式化描述，开辟了计算机病毒传染特性和可传播性形式化描述的新领域，有助于正确地理解计算机病毒。4）使用元语言程序描述不可判定性问题。图灵机根据机器的程序处理初始格局，有的初始格局可能导致停机，有的则导致无限的格局序列，引出停机问题。图灵机停机问题的实质：是否存在一个算法，对于任意给定的图灵机都能判定任意的初始格局是否会导致停机。图灵已经证明，这样的算法是不存在的，即停机问题是不可判定的。停机问题是研究许多不可判定问题的基础，人们往往把一个问题的判定归结为停机问题：“如果问题X可判定，则停机问题可判定”，从而证明问题X的不可判定性。停机问题有多种不同的叙述方式和证明方法，分别适用于具有不同特征的问题，如对于目前人们使用的智能手机，经常会出现某APP运行了计算模型上没有进行定义的操作的现象，导致手机对用户的任何操作都无法作出反应，我们称为“死机”。对于这种“死机”行为，手机开发商设计一个检测软件进行监控处理就是一个停机问题的现实反映。显然，根据上述论述，这样的软件是设计不出来的。5）以产生式规则为基础的图厄系统描述可计算函数。这一部分主要讲述图厄系统识别符号串。在形式语义学中图厄系统实际上被称为文法，在计算机科学中，文法是编译原理的基础，是描述一门程序设计语言实现其编译方法的基础，同时也是形式语义学的基础。形式语义学在自然语言处理、程序语言设计、网络搜索引擎以及计算复杂性上都有重要的影响，如通过设计类似于产生式系统的图厄系统识别需要的符号串，可联想到在网络搜索引擎的文本检索中常常涉及的问题[5]：给定一个单词集合，查找包含一个（或全部）单词的所有文档。搜索引擎是这一过程的通俗示例，搜索引擎使用一种称为“倒排索引”的特殊技术，对网络上出现的每个单词（有1亿种不同的单词）所有出现之处的列表进行保存，有非常大的主存的机器保持这些列表的最常见部分随处可见，允许许多人在瞬间搜索到这些文档。此外，图厄系统还是计算机文法的基础，对于语言的语法分析等也起着重要的基础性作用。6）以单带与多带图灵机描述可计算函数。单带图灵机由3部分组成：一条带、一个读写头和一个控制器。图灵机的格局由当前状态、当前带内容、读写头的当前位置组成。图灵机开始运行后，根据转移函数所描述的规则进行计算，图灵机就从一个格局到另一个格局进行转换。图灵机本质上是一个程序或算法的高度抽象，当给定一个输入x以后，就可以计算出f(x)。除了前面描述的计算模型外，人们还研究了图灵机的各种变型，如非确定的图灵机、多道图灵机、多带图灵机、多维图灵机、多头图灵机、带外部信息源的图灵机等，这些图灵机变型对今天的计算机体系结构设计仍具有重要的指导作用。除极个别情形外，这些变型并未扩展图灵机的计算能力，它们计算的函数类与基本图灵机是相同的，但为研究不同类型的问题提供了方便的理论模型。上述图灵机的组合变型演化出当今的计算机硬盘存储表示形式（通过磁头、磁道、扇区等参数），而多带图灵机是研究计算复杂性理论的重要计算模型。人们还在图灵机的基础上提出不同程度的近似于现代计算机的抽象机器，如具有随机访问存储器的程序机器等。

3计算理论启发式案例教学

计算理论课程讲述多种模型，一方面是为了让学生了解与掌握计算理论知识并证明它们的等价性，因而论证Church-Turing问题；另一方面也是为了训练学生创新思维，打破思维框架束缚，培养学生从不同角度解决问题的能力。各种模型具有不同的特点，针对不同的问题各有其价值。不同研究者在解决同一科学问题时，会给出不同的算法：这些算法或者演化于某些著名学者提出的基本方法，或者是自己提出的一个不同于常人的方法（这也相当于一个个小的具有针对性的计算模型）。之所以有脍炙人口的三国演义产生，就在于有陈寿的三国志，三国志相当于我们上述描述的某一“计算模型”，而三国演义就在此“计算模型”下加上民间传说在罗贯中的笔下演化而来的，妙笔生花（从计算机科学角度看就是组合新的理论与方法到原有模型中用于解决新的问题）更加接地气。以具体案例对启发式案例教学作进一步说明如下。案例1：在递归函数的谓词递归性证明中，首先通过使用真值表分析法得到证明过程的特征函数，进一步引入广义德摩根律，并通过启发使少部分学生给出不同于原有教案上的证明方法。案例2：在讲授四元组、五元组图灵机过程中，引入三国演义中的刘备东吴招亲、诸葛亮授赵云3条锦囊妙计的故事展开图灵机的状态变化与操作过程，将深奥的教学内容与大家熟悉的故事巧妙结合，达到寓教于乐的目的。计算理论的讲述一方面可以使学生了解这些计算模型的知识，看到它们的现代应用演化。在教学中，注重启发学生将这种“演化”方法融入自己的科学研究中，利用自己所研究领域先驱学者提出的原创方法加上其他方法及所解决问题的特性解决问题，把“共性”+“特性”解决问题的思想融进计算思维与创新能力的培养过程中。另一方面，在各章不同计算模型讲授过程中，以问题启发学生思考，问题可以是：这些计算模型有什么区别？共同点又是什么？在不同讲述内容中可计算是如何定义的？通过学生思考与教师释疑，学生可意识到同样的问题有不同的解决方法，学会从不同角度思考问题，勇于探索并打破思维框架的束缚，寻求问题新的解决方案，这是创新能力培养的必要过程；同时，学生可在这个过程中充分理解和掌握计算机科学先驱们对问题的定义、方法的描述、性质的验证或证明，这也是今后从事科学研究的研究生应该掌握的必要方法与思维方式。

4结语

新型计算机论文范文第2篇

关键词：“互联网+”视阈；计算机专业；创新人才培养模式；分析

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）35-0093-02

创新是民族持续进步的灵魂，是国家得以长存的核心力量，更是政党永葆生机的致命点。为此，在知识经济时代背景下，我国已经充分意识到创新的重要性，更加注重自主创新，而构建创新型国家的核心要素是人才。随着互联网技术持续发展，我国信息产业正处于非常发展中，需要更多创新型的计算机专业人才。但我国计算机专业人才模式单一化，学生创造能力较低，不符合新时期社会市场发展的客观规律，软件人才缺乏，人才结构不合理，不利于我国信息产业持续发展。为此，在“互联网+”视阈下，高校全方位分析社会市场发展的具体情况，通过不同途径，构建创新型计算机专业人才培养模式，不断探索人才培养新途径，促进学生全面发展，成为互联网时代下所需的创新型人才。

1“互联网+”概述

1.1“互联网+”概念

在知识经济时代下，政府部门高度重视人才的培养，全方位分析各种主客观影响因素，制定了合理化的“互联网+”行动计划。在实施该行动计划的过程中，优化利用互联网各种功能，使其和现代企业管理方法有机融合，促进企业的健康发展，为创新人才发展模式奠定坚实的基础。就“互联网+”来说，是互联网创新发展的核心形式之一，是互联网新形态、新业态的典型代表。它是新时代下科学技术持续发展的核心产物，发挥着不可替代的做与，是互联网形态不断演变，经济持续发展过程中产生的一种全新形态。它是互联网思维在实践中，产生的重要研究成果，折射出社会某时期已有的社会生产力水平，是推动经济形态动态变化的核心力量，也是社会生产力持续发展的不竭动力，不断促进社会经济深入改革，使其处于健康发展中。总的来说，“互联网+”是指互联网行业、传统行业的相互融合，即优化利用各种先进的互联网数据信息，以网络平台为跳板，促使互联网行业巧妙地融合到传统行业中，为构建全新的发展形态做好铺垫。需要注意的是：这里的融合并不是互联网行业、传统行业的有机结合。

1.2“互联网+”特点

就“互联网+”而言，具有多样化的特点，体现在不同的方面。一是：创新驱动。就传统互联网来说，其资源驱动增长方式为粗放型，需要综合分析各种主客观影响因素，采取可行的措施化创新形式，不断促进创新驱动的持续发展。而这正好是互联网发展过程中呈现出的特征之一，需要通过不同途径进一步创新互联网思维，迅速转变互联网传统思维，加快互联网改革的步伐，充分发挥创新的作用。二是：跨界融合。从某种角度来说，“+”是指互联网行业的跨界、变革乃至开放，可以重新塑造、融合互联网的相关内容。在知识经济时代下，要用于大胆尝试互联网跨界，这样才能不断为互联网事业注入更多新鲜的血液，加快是它创新的步伐，能够更快地实现融合，实现群体的智能化，不断拓宽产业化发展道路。三是：尊重人才，开放生态。从某种意义上说，人性力量能够不断促进社会经济的持续发展，加快科学技术前行的脚步，实现文化的繁荣发展，可以客观地呈现出某一特定阶段中社会生产力的具体变化。在互联网时代下，需要尊重人性，客观地呈现出人们实践经验成果，注重人类主观能动性的发挥。此外，生态、开放也是“互联网+”的显著特点。在推进“互联网+”全过程中，需要多角度、多层次摒弃传统运行模式，创新是互联网具有的多样化功能，充分展现互联网在创业方面带来的可观价值。四是：重塑结构，连接一切。在科技日益发展的浪潮中，信息革命乃至全球化都得到不同程度的发展。在互联网作用下，原有的社会形态已被打破，经济结构以及文化结构方式都发生了质的变化。同时，这一系列变化也推动着互联网事业的健康发展。就“互联网+”来说，连接是其核心目标，在实践过程中，连接具有鲜明的层次性特点，而互联网这种连接性是具有某种价值的。

2“互联网+”视阈下计算机专业创新型人才培养模式

2.1“互联网+”视阈对计算机专业人才的影响

随着“互联网+”持续发展，计算机专业受到严重的影响，尤其是计算机专业人才的培养。第一、影响计算机专业课程体系。在“互联网+”日益发展浪潮中，计算机专业人才培养的重要性不断显现。各高校需要重新全面而客观地了解新时期社会市场动态变化，结合自身发展情况，计算机专业特点，重新制定高素质人才培养方案，加以优化调整，采取具有针对性的措施，把“互联网+”概念、理论知识等巧妙地融合到计算机专业全新的人才培养结构体系中，培养出更多社会市场需要的高素质计算机人才，顺应新时期社会市场发展的客观规律。第二、影响师资队伍。在“互联网+”时代背景下，高校计算机专业教师已被提出全新的要求，必须与时俱进，树立全新的教育理念，随时关注社会市场动态变化，巧妙地把新知识、观点等融入到课堂教学中，合理安排教学内容，优化教学方法，提高课堂教学有效性。同时，在日常教学过程中，高校要定期对计算机专业教师队伍进行系统化地培训，对其进行再教育学习，不断完善他们已有的知识结构体系，具备扎实的理论知识，提高他们的专业技能，积累丰富的工作经验，有效解决教学中遇到的各种问题。第三、对计算机专业人才教学模式的影响。在“互联网+”背景下，计算机专业人才必须能够熟练掌握相关的技能，较强的信息技术实践能力，具备扎实的信息技术知识等。针对这种情况，高校也需要结合自身实际情况，优化计算机专业人才教学模式，巧妙地把“互联网+”相关理论知识、实践技能融入到计算机专业人才培养中，在课堂教学中，局傲世也要更加注重理论与实践的有机融合，注重不同学科的整合，培养学生多方面技能。

2.2“互联网+”视阈下计算机专业创新型人才培养模式

2.2.1明确人才培养目标

就“互联网+”来说，其行动计划主要体现在新一代信息技术，比如，大数据、云计算，和生产业、现代制造业的融合创新。高校在培养计算机创新型专业人才的道路上，必须明确人才培养目标，积极引导学生计算机等理论知识的同时，还要对他们展开实践教学，注重他们实践技能、知识创新能力的提高，把培养高水平的综合型专业人才作为核心目标，培养一批计算机科学与技术研究、应用乃至开发的高级创新型技术人才，满足“互联网+”时代在计算机专业人才方面的客观要求。

2.2.2健全计算机专业课程体系

就计算机专业来说，需要将“互联网+”相关理论知识巧妙地融合到计算机基础课程中，还要根据计算机课程特点，适当加入一些关于大数据、物联网等理论知识，要积极引导学生全方位了解“互联网+”。而在专业课程设置中，要把计算机专业的一些前沿技术、未来发展方向放在核心位置，巧妙地“互联网+”融入到其他专业中，逐渐提高学生分析、解决问题的综合能力。

2.2.2.1计算机基础课程设置

在设置计算机基础课程过程中，要注重不同学科之间基础理论、知识的学习以及领会，不断拓展学生视野，完善他们的知识结构体系，能够在跨学科中灵活运用计算机理论知识。以大数据为例，需要把大数据一系列理论知识融入到计算机基础知识中，比如，云计算技术、大数据技术基础，通过不同途径帮助学生全面而深入地理解大数据技术，不断激发他们学习计算机课程的兴趣，积极、主动融入到课堂教学中。

2.2.2.2计算机专业课程设置

在“互联网+”时代背景下，优化调整计算机专业课程也是非常重要的，引导学生掌握物联网、大数据等相关理论知识、专业化技能，能够客观地了解新时期计算机专业的前沿科学技术、发展趋势，逐渐提高学生解决计算机实际问题的能力，应用物联网、大数据等技术的实践能力，能够利用所学的理论知识有效解决相关的实践问题，促进其全面发展。以大数据为例，可以设置这样一些专业课程，比如，分布式数据处理、数据挖掘、分布式数据库HBase。

2.3构建实践教学体系

在“互联网+”时代背景下，还要构建合理化的实践教学体系，为提高学生的计算机应用创新能力做好铺垫，急需要培养他们的社会实践、工程设计等素养，促进他们的全面发展。而在这方面，实践教学环节是必不可少的，是培养创新型计算机应用人才的关键所在。在课程实验教学方面，要以计算机课程为基点，结合实验课特点，制定可行的实验教学大纲等，明确每门实验课程的任务，需要达到的教学效果，优化调整理论课程构建体系。在设置实验的时候，要把重心放在设计型实验、综合创新型实验上，合理安排计算机综合课程实践课时，采用“实验、培训”相结合的方法，为培养学生系统开发的初步素养做好铺垫，还要引导学生熟练操作相关的软件，比如，3Dmax、Solidworks，促使他们拥有更多的就业机会。在工程实践教学方面，需要优化利用项目实践方法，在毕业的上半学期，专业教师要明确项目内容，制定可行的实践目标，而学生可以根据自身各方面情况，专业方向模块，选择对应的模拟题目，合理划分小组，对他们进行集中训练。在此基础上，学生需要以相关的项目设计流程榈枷颍完成对应的实践内容，培养学生的开发实践素养。在毕业实习方面，可以借助校企合作模式，构建对应的计算机就业实习培训基地，每学期定期安排计算机专业学生到知名的软件企业、信息相关部门去实习，到具体的工作岗位中锻炼自己，为毕业后更好地融入到社会这个大集体中埋下伏笔。学校可以结合用人单位的具体要求，和他们合作，在毕业实习期间，聘请一些专业的企业工程师到学校来，开设专业培训课程，提高学生的实践应用能力。

3结语

总而言之，在“互联网+”时代背景下，培养创新型计算机人才至关重要，这是时展的一种必然趋势，也是对社会市场发展规律的遵循。而在培养创新型计算机专业人才的道路上，高校扮演着重要角色，担负着重大的使命，需要以社会市场为导向，全方位分析计算机专业学生的兴趣爱好、个性特征、心理特征等，结合计算机专业课程特点，优化调整计算机专业已有的人才培养模式，构建创新型计算机专业人才培养模式。在此过程中，要全方位分析各种影响因素，明确人才培养目标，优化调整计算机专业课程体系，注重不同学科的协调以及共同发展，注重与知名企业的合作，培养出更多创新型计算机专业人才，满足社会市场发展的客观要求，弥补人才空缺，促进不同行业、领域的持续发展。同时，也在一定程度上促进了高校教育教学事业的持续发展，使其真正走上素质教育的道路。

参考文献：

[1] 王鹏，齐燕.计算机专业创新型人才实践能力培养方式的研究[J].重庆与世界（学术版），2014（31）：80-83.

新型计算机论文范文第3篇

【关键词】新形势；计算机专业；教学机制；人才

作为一门学科的计算机，不单单只是课本教材这一个属性，而是具有特殊性的特点。相对抽象的软件系统和真实存在的硬件系统共同构成了计算机系统。该系统在现代社会的应用是全方位的，与计算机没有关系的现代技术和产品几乎已不存在，对于计算机作用的理解要超出技术层面、科学层面，达到社会文化层面。计算机产业除了本身已成为新的支柱产业，即信息产业，其技术早已广泛而深入地渗透到包括生产制造、产品设计、办公室业务、家庭生活、医疗保健、教育、通讯、交通、商业、科研、金融、气象、资源勘测、军事、大众传媒在内的各行各业的各个方面。几乎不可想象，如果有一天全球的计算机都停止工作，世界不知将会变成什么样子，所以，计算机，在学科的前提下，更属于一种理论是计算机技术发展的基础，从应用层面上讲，将是人们必备一种能力和技能，这样， 为学校对兼顾技术与理论这一计算机复合型人才的培养，提出了新的要求，带来了崭新的挑战。对于教学来说，为了更好地对人才进行培养，一定要改变教学方法，探索新的教学模式，以满足对人才培养的需求。

一、目前职业院校计算机教学的现状和问题

（一）对课程重要性认识的不足

学生在上计算机课程时，有一本理论的教科书，也就是《计算机基础》，在这本书里面，对计算机的基础内容有着粗略的介绍和详细的讲解，但是，对于很多学生来说，对书本的内容了解和理解透彻比较的浅薄，在一定程度上存在着偏差。其中的原因，有些是因为学生在接触计算机时，认为仅仅是用来聊天、打游戏或者听歌，在认识上产生的局限性；还有一些则是学生对专业认识所产生的错误，认为因为不是专业课程，所以就不太看重；当然，老师也有很大部分的原因，对于学生低落的积极性，老师没有及时正确的去引导，还没有改变自己的教学方法和模式，从而导致学生在课程上所产生的偏差和错误，这也是占很大一部分原因的。

（二）理论与实践教学脱节

由于计算机专业所具备的特殊性，所以，实践性和可操作性强是计算机课程一个重要的特点。目前职业院校教学中，大部分仍遵循传统教学模式，即理论与实习教学分别进行，各自为政，互不干涉。上理论课时教师只注重理论知识讲解，而学生只能看和听，却不能动手操作，上实践课时大多相对理论课的学习已有一段时间，知识的延续性被截断，且实训教师多注重实际操作，忽略理论与实践的联系，导致实训课学习效果也不太好，给学生的学习造成很大困难，影响了教学质量的提高和应用型、技能型人才的培养。为改变这种状况，把讲授、听课与实验、操作等教学形式按一体化模式实施，在一定程度上能解决了理论教学与实习教学的脱节问题，减少了理论课与实习课之间知识的重复，增强了教学的直观性，调动了学生参与的学习的积极性，有效地提高了教学质量，有利于计算机专业复合型人才培养。

（三）缺乏相应的现代化网络教学及互动学习平台

目前，就很多职业院校来说，老师与学生之间的交流时间仅仅局限于在课堂、实训室上的短短几十分钟，学生在课后也很少能够找到适合学习和交流的环境，所以，缺乏相应的现代化网络教学及互动平台也是一个很严重的问题。在《计算机基础》中，想要将网络教学应用到目前的教学方法中，其主要的两个教学方法就是学生和老师的互动交流和老师的集中授课。对于课堂教学来说，因为课本的内容相对较多，所以，很多的实际操作都需要学生在课后去进行练习和巩固。但是，因为学生对计算机理论掌握还存在着差异性，所以，有些学生运用起来得心应手，但课后也只能草草了事，而有些基础比较差的学生，就觉得学起来比较的吃力，针对这一问题，老师如果没有进行及时的解决和调整的话，对学生学习积极性的提高是非常不利的。所以，在职业院校的计算机教学中，为了学生和老师在课后可以更好的交流，学生有问题能够及时的找老师解决，还有为热爱学习的学生创造一个良好的课后学习环境，建立一个相应的网络教学及互动学习平台，是非常有必要的。

二、对软件教学进行调整的必要性

（一）增加新的技术性教学内容是素质培养和理论教学实践环节的必要

在职业院校的计算机信息技术教学中，为了让学生可以更好的掌握计算机的软件和硬件理论知识，提高运用能力，培养计算机新型复合型人才，增加新的技术性教学知识是很有必要的。技术性知识是将理论运用到实际操作中，为学生可以更好的掌握理论知识提供一个操作的平台，并推动理论体系的健全和完善。所以，从培养新型计算机复合型人才的角度出发，一定要在掌握理论知识的前提下，熟练的进行实际操作，并从技术层面来解决实际问题。因为计算机所具有的特殊性，所以，学生不仅需要学习新的计算机软件技术，还应该对理论知识进行灵活的掌握和运用，在遇到问题时，以理论作为指导，技术和理论并重，这样，才能更好全面的适应社会的需求。

在教学中，对理论的学习过程，为了能够更好的掌握和运用理论体系，一定要与实际操作相互结合，也就是将学习到的理论知识，在实际操作中进行验证，从而对知识进行更好的巩固。由于新技术的发展日新月异，完善的设备配置，也为增强教学效果，更全面的学习新技术提供了保障。所以，随着信息技术的不断发展，在教学中，已经逐步将能够更好的掌握新技术作为教学的重要环节。

（二）培养技术型人才必须强化当前软件技术发展新内容的教学

随着社会的不断发展，对新型人才的需求不断的增加，计算机作为一门与现实生活密切相关的专业，所以，社会对计算机人才的需求也在不断的增加。职业院校为了培养计算机新型人才，应该让学生能够对计算机的硬件和软件技术更好的进行掌握，并努力学习新技术，提高自身的实际操作和应用能力，满足社会需求，从而能够更好的服务于社会。

三、职业院校计算机教学机制所存在问题的策略和重要性

（一）针对新软件技术变化所引起问题的应对策略

1、由于，在不同的时期和不同的地区，对于技术的需求会有一定的差别，所以，对学生能力的培养一定要因材施教，因此，老师在制定教学方案时，一定要从社会需求和能力培养的大局出发，对课程进行新定位，从而更好的进行课程体系建设。

2、在计算机课堂教学中，老师应该在教学中让理论体系和新技术建立联系，并且对学生进行引导，深刻认识到理论体系在新技术中的体现，能够清晰的分辨出新技术的优缺点，与理论体系相连接，从而更好的探讨新技术内容的教学方法和过程。

3、老师还应该努力的提升自己的知识储备和文化素养，积极参加关于计算机课程的教学研讨和座谈会，学习其他学校或者老师成功的教学经验，提高对新技术的研究能力和应用水平，从而更好的提高教育水平。

（二）新形势下对教学改革的重要性

随着社会的不断发展，对计算机这一新型人才的需求也在不断的上升，这对于职业院校人才输出是机遇的同时，也让职业院校的人才培养面临着巨大的挑战。所以，学校为了能够学生能够更好的适应社会，要积极适应时代的需求，随时调整教学方法和模式，让学生能够更好的学习知识，全面发展，成为适应时代需求的新型复合型人才。

结束语：

由于计算机这门课程所具有的特殊性，所以，老师在让学生进行理论知识掌握的同时，还应该与实际操作相结合起来，这样才能让学生在巩固知识的同时，学习到新的技术，更好的促进计算机复合型人才的培养。

参考文献：

[1]娜日.应用型本科计算机基础教学改革探索[J].计算机教育，2009（23）：119-121.

[2]胡波.地方院校应用型人才培养方案研究[J].中国大学教学，2006（1）.

[3]万敏.张樱.大学计算机公共课教学的一点体会[J].计算机教育，2009（24）：111-112.

新型计算机论文范文第4篇

关键词:创新;实践教学;计算机专业

中图分类号:G642 文献标识码:B

1引言

创新型人才的国家需求日益迫切。《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中说:“智育工作要转变教育观念、改变人才培养模式,积极实行启发式和讨论式教学,激发学生独立思考和创新意识,切实提高教学质量。”又要求“重视培养学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力”。在21世纪,不知如何学习、不能把知识化为方法、化为德性即不懂得如何运用知识解决问题的人将等同于文盲。

通过教育部计算机科学与技术学科教学指导委员会计算机专业分委员会组织的我国信息化社会计算机人才需求的调查结果显示,目前计算机专业人才存在的主要问题有:缺乏独立解决问题的能力;对工具和方法的应用不熟、经验不足;责任心和纪律性不强。在实际工作中,计算机人才最欠缺的能力为:缺乏基本的抽象分析问题能力;承担的压力不足;团队意识较差;根据社会需求制定培养规格,是解决目前计算机人才培养缺陷的可行途径。

实验区的创新型人才培养对于实现国家中长期规划具有十分重要的作用。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中有重点领域的7项优先主题、3项前沿技术、1

项基础研究与计算机科学与技术直接相关。这对于计算机科学与技术专业创新型人才的培养提供了巨大的机遇,也提出了巨大挑战。

2计算机创新实践区方案设计

2.1创新人才培养模式

研究型大学应锻造具有突出创新能力的人才。培养学生的创新精神、创新意识和创新能力是创新型人才培养的首要目标。创新实践区应始终坚持以培养创新型人才为准绳,遵循“强基础、重能力、抓创新”的教学改革思路,坚持理论与实践并举的发展原则,强化“三化结合”与“六个并举”的教育教学理念,打造“四自一结合”的学生科技创新培养模式、完善“3+2”的创新人才培养支撑体系。

“三化结合”是指软硬件实验环境一体化、实验平台综合化、实验内容系统化相结合,是建立新的创新实践体系的理论基础。单纯的软件实验和单纯的硬件实验都不利于学生软硬件综合素质的培养,传统的硬件设计和软件设计相分离的设计方法已经成为阻碍设计和实现复杂大规模系统的关键因素,构建软硬件一体化实验环境有利于培养学生软硬件综合素质;综合的实验平台可以进行多课程

内容交叉的综合实验,有利于培养学生的综合设计能力;技术的进步以及应用需求的迅速提升推动系统规模变得越来越大,功能实现也越来越复杂,这些都要求学生具有系统化设计能力,实验内容的系统化有利于培养学生的系统化设计的思想和能力。

“六个并举”包括师资建设与实验教学改革并举、理论教学与实验教学并举、课内实验教学与课外开放实验并

作者简介:孙建国(1981-),男(汉),黑龙江哈尔滨人,硕士,讲师,创新实践骨干指导教师。

举、实验开放与成绩评定改革并举、学科建设与实验区建设并举、通识实验教学与“个性化”教育并举,是构筑先进的实验教学平台和学生实践创新能力培育基地的总体思路。

“四自一结合”:为了提高学生参科技创新活动的积极性,实验区以开放实验室和研究中心为平台,以教师科研团队为技术保障,以大学生科技协会为依托,以课外学术科技活动为载体,初步形成了具有“四自一结合”的学生课外科技创新培养模式。“四自”即科协自行组织科技活动,学生自发参与科技赛事,教师自觉给予创新指导,实验区自愿提供资金配套;“一结合”即“学研产”相结合。

“3+2”的创新支撑结构是指在坚持“嵌入式为主线的硬件系列层次递进教学”和“创新赛事为引导的工程训练教学”的前提下,将创新型人才的培养贯穿于课程设计、毕业实习到毕业设计,整个人才培养的各个实践环节中去。

2.2创新人才培养目标

计算机创新型人才培养实践区培养的学生应具有扎实的“软硬件”创新能力。在软件程序设计方面,应注重培养程序设计能力,具有良好科学素养和创新能力,具有很强的程序设计和软件开发能力。能够适合国际计算机行业的高端需要。在硬件技术开发方面,应采取层次递进的方式使学生逐步掌握计算机硬件基础技术,具有良好的嵌入式程序开发和设计能力,适合国际嵌入式技术行业的发展需要。

首先,强调以问题引导和实际科研课题为核心的培养模式,组织以学生为主体的创新活动,注重培养学生的自主创新能力,让学生主动积极性地参加到各种创新活动中。

其次,注重以自主学习和层次递进为主导的教学模式,鼓励学生在实践的过程中,主动发现问题,独立解决问题,并不断引导学生向更高的理论知识和实践层次跨越。

最后,打造以创新比赛和科研攻关为基础的良性激励模式。通过创新比赛和科研攻关,建立以初、中、高层次建立的创新人才培养队伍。

2.3创新人才培养手段

为了实现创新型人才的培养目标,实践区以科研院所及实验教学中心为依托,以实际的科研项目、优化的课程体系、层次递进的实践培养模式、考教分离的评价手段为支撑,建立起一个逐步完善的创新人才培养实验区。

(1) 创新型的科研课题。以各研究中心以及实验教学示范中心为培养基地,试行本科生指导教师责任制,通过参与团队工作,培养学生的交流能力,能够较好地与人合作共事的能力,以及在讨论中学习的能力,在真实的科研环境和学术氛围中,使学生理解研究过程,了解如何创造新的知识。

(2) 创新型的课程体系。深入分析实验区的人才培养课程体系,整合相关课程课程,形成计算机科学与技术创新型人才为主体目标的核心课程群,理顺课程间的关系,使之互相衔接,形成系统的知识结构。为此,实验区提出两个目标:

① 围绕构建一个嵌入式系统开发与设计所应具备的知识和能力结构,以“数字逻辑”、“计算机接口技术”、“计算机组成原理”、“计算机系统结构”四门课程为核心组建“嵌入式系统系列课程”。

② 以创新型大学生竞赛活动为激励,以“高级语言程序设计”、“算法与数据结构”、“面向对象技术”、“软件工程”、“数据库原理”、“编译技术”、“操作系统”为核心组建“计算机软件系列课程”。

表1创新实践区的课程体系建设目标

课程体系 支撑课程

嵌入式系统系列 “数字逻辑”、“计算机接口技术”、“计算机组成原理”、“计算机系统结构”、INTEL杯、微软等国内外创新竞赛

计算机软件系列 “高级语言程序设计”、“算法与数据结构”、“面向对象技术”、“软件工程”、“数据库原理”、“编译技术”、“操作系统”、ACM-ICPC、教育部网络信息安全等竞赛

(3) 创新型的实践教学。以数字逻辑实验教学为起点,合理地规划人才培养全部过程中的课程实践环节,使得学生在本科阶段能够自己动手完成一个完整的计算机系统的设计,包括基本的硬件和一个操作系统内核、一个小型编译器。从而能够在自己的机器上编写程序,更深刻地理解计算机系统。最终能够在国内外各类创新赛事中脱颖而出。

(4) 创新型的评价手段。传统的应试教育在评价上,多采取谁讲授谁考评的方式,主观性以及偏差程度都较大。实验区自主开发的在线考试系统采取机器随机组卷,客观考评的方式,能够给学生提供一个最客观、最有可参考价值的评价结果。

3计算机创新实践区方案实施细则

3.1全开放的学生自我管理模式

把创新实践区的运行和管理交还给学生,这是一个比较大胆且在国内较先应用的管理模式。实验区通过自主开发门禁系统、实验室综合管理系统,改造实验室结构安装防控设备,培养学生创新骨干。在人员和环境上为学生自主管理提供了保证,指导教师更大程度上负责把握学生的创新方向,为学生的创新提供理论支持和设备支持。而传统的实验设备管理、维修,甚至包括实验仪器日常维护均放心大胆的交给学生,真正实现时间、空间、设备仪器的全面开放。

3.2按需而设的课程体制

创新实践区的建设原则是“宽口径、厚基础、倡个性、重创新”。因此当创新遇到了知识障碍的情况下,实验区大胆地进行了课程改革。尝试性的删减和增加了适应创新需求的多门课程,真正做到了“宽口径、厚基础”。

3.3赛事激励的自主创新活动

赛事活动是学生自己的活动,学生们要通过活动全面提高自己的能力。从组织训练、参加比赛、赛队管理及举办比赛,都有学生参与。基本的工作都是由学生自己来做。每有赛事都采取学生自由组队,自由选题,自主选材。创新实践区进行答辩考核之后,提供指导教师,器材以及经费支持。

3.4理论知识与创新实践并行教授

为了体现实验区教学以培养自主创新能力为最终目标的理念,创新实践区转移授课环境,在创新实践区内进行面向实践内容的理论授课,一改传统的以听、记、理解为主的理论授课过程,转变同理论、同实践的手、脑并用的授课模式。创新型人才的培养就应该是在获得理论知识的基础上,在实践中不断吸收和运用,并由此发现新的问题。

3.5利用虚拟环境扩展学生创新空间

虚拟创新实践区的建立,是创新教育教学发展到一定阶段的必然产物。当创新教育形成规模、学生创新能力日趋成熟,必然会出现有限的实验资源、经费同层出不穷的创新实验无法满足的矛盾,同时有效地避免仪器设备高消耗、过度使用造成的报废、成绩评判的主观干扰等消极因素。

3.6等级引导学生自主创新

为了保证学生创新的多样性,特别是延续性。创新实践区实行分等级创新教育,将学生的创新内容分为“低、中、高”三个层面来开展,引导学生根据自身的知识结构和爱好,选择适合自己的创新内容,同时指导教师可根据学生的能力随时调整创新内容和方向,保证有限的时间内挖掘每个学生的最大潜能。

4结束语

计算机自主在该培养方案中,始终坚持挖掘研究型大学优势,形成科研、教学、实践、配套设置多位一体的创新型人才培养环境,努力锻造具有优秀创新品质的创新型人才。在方案的设计及实施过程中,注重集成优势资源,努力构建一流的多功能、开放型计算机专业实践平台和学生实践创新能力培育基地,培养具有突出创新能力的创新型人才。

参考文献:

[1] 孙建国,武俊鹏,张国印. 数字逻辑仿真实验环境的建设与探索[J]. 计算机教育,2008(15):108-110.

[2] 孙建国,武俊鹏,张国印. 微机接口综合性实验教学内容研究[J]. 计算机教育,2008(14):168-170.

[3] 孙建国,武俊鹏,张国印. 虚拟现实技术在计算机实验教学中的应用[J]. 计算机教育,2007(12):34-36.

[4] 姚爱红,张国印,武俊鹏. 计算机专业硬件课程实践教学研究[J]. 计算机教育,2007(12):29-31.

新型计算机论文范文第5篇

关键词：中国古算具 图灵机 计算思维

中图分类号：TP3-4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（a）-0211-01

在20世纪80年代，我国著名科学家钱学森教授结合我国科学技术发展现状和特点，在人类高级抽象思维领域，尤其是形象思维、辩证思维、创造性思维等方面进行了科学的分析，提出了“思维学”的理念。计算科学是一个与数学模型构建、定量分析方法以及利用计算机来分析和解决科学问题相关的研究领域，它不同于计算机科学（面向计算机和信息处理的研究），也异于传统科学方法—— 实验和理论。思维科学中形象思维学和逻辑思维学与计算科学联系尤为密切，站在思维科学和计算科学相结合的高度去认识计算思维：计算思维是面向计算学科的思维。

1 “中国古算具”时期的计算思维

计算思维不是一个新生事物，也不是随着计算机的出现而出现的，这一理念早已存在于我国古代的数学之中。中国的古算具如算筹和算盘等就是体现计算思维这一思想的典型实例。在中国古代，古算具用途仅限于数学计算。人们通过熟记相关口诀，然后以古算具为工具，来进行一些简单的数学计算。这个阶段的计算思维被称之为中国古代计算思维。我国古算具是我国先民们智慧的结晶。十进制计数制是我国古人在计算理论方面的重要发明之一。在世界数学史上，我国是最早使用十进位制的国家，早在商代时就已形成了完善的十进制记数系统。这种记数方法后来逐渐发展成为筹算和珠算中“逢十进一”的十进位计数制，并在秦汉时期形成了完整的十进位计数制，这是计算领域的革命性创造和发明。马克思在其撰写的《数学手稿》中称十进位计数法为“最妙的发明之一”。唐朝末年出现的算盘结合了十进制计数法和珠算口诀，在计算复杂问题和计算速度以及便携性上都有不可比拟的优势，并一直沿用至今。吴文俊院士认为：“数学机械化思想来源于中国古算”。对筹算而言，珠算可以更加突出我国古代数学算法机械化特色。珠算充分利用汉语单字发音特点，将几个计算步骤概括为若干字一句的珠算口诀，计算时呼出口诀即可拨出计算结果，整个计算过程类似于计算机通过已编好的程序来执行计算的过程，所以吴文俊教授将算盘算筹称为“没有存储设备的简易计算机”。我们把中国古代计算思维认为是处于萌芽时期的计算思维，这个阶段的计算思维仅仅应用于解决数值计算问题，还未涉及到逻辑计算等其他计算问题，而且还未建立起系统的理论和方法体系。

2 “图灵机”时期的计算思维

英国科学家艾伦·麦迪森·图灵（Alan Mathison Turing）是现代计算机科学和人工智能的奠基者。1936年，图灵发表了奠定电子计算机模型和理论的文章—— 《论可计算数及其在判定问题中的应用》，提出了著名的理论计算机的抽象模型—— “图灵机”（Turing Machine）和图灵机理论。图灵机是一个逻辑计算机的通用模型，它可以通过编写有限的指令序列完成各种演算过程。通用图灵机正是现代数字计算机的理论原型。图灵证明，凡是图灵机能求解的计算问题便是可计算性问题，实际计算机才能解决；图灵机不能求解的计算问题便是不可计算的问题，即使是大型计算机也无法求解。这就是著名的“可计算性理论”。可计算性理论是现代计算机科学的基础理论之一。“判定问题”是数理逻辑中的一个重要问题，它是判断是否存在一种有效可行算法能求解某一类问题中的任何具体问题的研究课题。现代解决不可判定问题的理论，来源于图灵对图灵机“停机问题”的不可判定性证明。1936年图灵证明，解决“停机问题”的通用算法是不存在的，即不存在一个通用图灵机可以判定任意给定的图灵机对任意输入是否会停机。此外，“判定问题”与“可计算性理论”之间关系密切：可计算的问题，一定可判定；可判定的问题未必可计算。图灵所描绘的“通用图灵机”是现代计算机的雏形。相比中国古算具而言，图灵机首次实现了用机器来模拟人类思维进行数值计算的过程，实现了手工计算向机器自动机械化计算的跨越式发展。算筹和算盘等古算具是将“程序”放入到演算者的大脑中，然后手工完成整个计算过程的。图灵机是将预先编好的程序存储于控制器内存，将其成为计算机自身的一部分，然后在程序的控制下自动完成计算过程，这是两者之间最重要的区别。此外，中国古算具所能执行的计算任务非常有限，而图灵机的工作过程虽是符号逻辑推理过程，如将存储磁带上的符号换为数字，那整个过程便是数值计算过程。所有的计算和算法都可以通过图灵机来完成。此外，图灵机和中国古算具，体现了一种共同的计算思维方式：面对复杂问题，先将问题数值化，转化为可计算问题，然后寻求有效可行的算法并编写程序，在程序控制下由“计算机”进行运算并在有限步骤内得出最终结果。

3 计算思维的传承与发展

从中国古算具的算法化思想到20世纪30年代问世的图灵机和图灵理论，我们可以看出：计算思维不是计算机思维，它不是计算机的产物，更不是一个新概念，而是千百年来计算学科在发展过程中一直遵循传承的一种科学思维方法。在历史的长河中，计算思维必将经历一个由低级到高级逐步成熟完善的过程。从古至今，计算思维是人人都具备的一种技能，并且在实际生产和生活中，人们早已能够利用计算思维去分析问题和解决问题，只不过这种计算思维是无意识的，所以在很长的一段历史时期内，计算思维“深藏闺中无人识”，并未受到人们的重视。直到2006年3月，美国卡内基·梅隆大学周以真（Jeannette M.Wing）教授在美国计算机权威杂志ACM《Communication of the ACM》上对计算思维概念进行了清晰系统的阐述，这一概念才引起人们的关注。在国内，中国科学院自动化所王飞跃教授率先将“计算思维”引入国内，提出我们应借“计算思维”之东风，尽快把中国世故人情的“算计文化”转化成为科学理性的“计算文化”。当前，国内外关于计算思维的研究已积极开展并获得了一定的成果，但是对于计算思维的一些基本理论和方法，比如计算思维的概念、特征、原理以及方法等等，这些问题都还没有达成共识，甚至一些研究领域：计算思维课程理论、计算思维能力培养方法理论、计算思维与创新教育理论等问题，还没引起广大学者的关注和重视，一些研究工作有待进一步深入。

参考文献

[1] 维基百科：计算科学定义[EB/OL].http：///wiki/计算科学.