《计算机专业基础实验教学及实践创新平台建设研究》结题报告.pdf
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1、如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载!编号:1.实验大纲的编写(修订)工作.41.1 任务.41.2 修改大纲依据的原则.51.2.1 CC2005 介绍.51.2.2 理论教学指导性文件.61.2.3 实践教学指导性文件.61.3 实践教学体系的构建原则.71.4 实践教学体系的基本要求.91.4.1 课程实验.91.4.2 课程设计.101.5 我校计算机科学与技术专业定位.101.6 实施.111.6.1 课内实验.111.6.2 综合设计实验.131.6.3 专业实习.141.7 本次修订的特色.151.8 存在的问题及建议.162.专业课实验教学质量评价体系的制定.172.1 构
2、建评估体系的基本依据.172.2 实验教学评价体系的构成.172.2.1 学生评价.182.2.2 专家(同行)评价.182.3 评估指标详细设计.192.3.1 以学生为评价主体的指标体系.192.3.2 以专家(同行)为评价主体的指标体系.222.4 评价活动的组织与实施.262.5 政策导向.262.6 存在的问题及建议.273.大学生创新平台建设研究.283.1 大学生实践创新平台的必要性和重要性。.283.2 大学生实践创新平台的建设.293.2.1 什么是大学生实践创新平台?.293.2.2 做好支撑平台的各个环节工作.293.3 金字塔培养方式是有效途径.303.3.1 学生课外
3、的各种基础培训.313.3.2 科技立项.313.3.3 积极组织校级各种学科竞赛.313.3.4 组织各种专业认证考试培训.323.3.5 探索校企联合培养模式,积极开创校外实习基地.323.3.6 积极鼓励学生参加教师的科研项目.333.3.7 积极组织学生参加省部级的各种竞赛.33如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载!3.4 政策导向.333.5 存在的问题与建议.33研后感.34附件 1-1 计算机学院实验教学管理规定.35附件 3-1 计算机学院大学生课外科研基地管理办法.41附件 3-2 学生课外科研活动奖励办法.55附件 3-3 学生获奖情况.56附件 4 发表论文.57如果
4、您需要使用本文档,请点击下载按钮下载!各位专家,大家好!根据立项要求,本课题研究以下三方面的问题:1、通过本课题的研究,在学院主管院长领导下,将根据学院 08 版教学计划重新审核、制定新的实验教学大纲;2、制定实验教学的监控办法,既计算机专业基础实验教学质量评价指标体系。制定与上述指标体系相对应的管理制度及办法,包括对授课教师的管理办法;对实验课环节管理办法;以及对实验室专职人员的管理办法,通过制度约束完成第2 项中的指标评估体系。3、研究制定大学生实践创新平台实施办法。主要内容有:(1)对教师参与指导学生创新的奖励办法;(2)对学生参与科技创新的奖励办法;(3)大学生课外科研基地管理办法等下
5、面提交课题组的研究报告,供专家审查。1.1.实验大纲的编写(修订)工作实验大纲的编写(修订)工作编写(修订)实验大纲是 08 版教学计划制定工作中比较艰巨的任务,因为在 08 版之前,课程的实验大纲不太规范,近年来,这一状况在不断的改变,教师不仅从理论上形成了共识,而且,不断加强和改进实验教学内容和方法,教学质量不断提高。本课题组经过近一年的学习、编写、反复讨论和修改,终于完成了计算机科学与技术和信息安全两个专业的实验大纲的编写(修订)工作。现总结如下。1.1 任务08 版教学计划中含实践的课程和独立开设的实验课如表 1-1,本次共编写(修订)了35 门实验大纲。表 1-1:08 版实践课汇总
6、表计算机科学与技术类型理论含实验集中实践课实验课合计计算机信息安全理论含实验集中实践课实验课合计门数22133381811332备注全部为本院开设课其中本院开设并需实验大纲6 门其中本院开设并需实验大纲2 门30其中本院开设并需实验大纲17 门其中本院开设并需实验大纲5 门其中本院开设并需实验大纲1 门23注:1、以上不包含公共课中的实践课2、在信息安全专业 23 门中有 5 门是该专业的特有课程,这 5 门是:信息隐藏技术、计算机病毒、网络攻击与防御如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载!、信息安全综合设计与实践、数据库安全技术,其他18 门和计算机科学与技术专业相同,所以,两个专业共有3
7、5 门实践课程是本院开设的,需要修订35 门实践课的教学大纲。1.2 修改大纲依据的原则1.2.1 CC2005 介绍大家知道,美国 IEEE&ACM(theInstituteforElectricalandElectronicEngineersandthe Association for Computing Machinery)组织一直对世界性计算机教育起着指导性作用,他们曾分别于1968年、1978年、1983年和1991年对计算机专业课程进行了较大的修改。2001年该组织又推出了 CC2001(ComputingCurricula2001)教程,此教程对于我们的培养方案与课程设置有较大启
8、发。2005年 9 月 30 日,美国IEEE&ACM已推出了CC2005。IEEE-CS 的专家在CC2005中将计算机科学与技术专业划分为计算机科学、计算机工程、软件工程、信息技术、信息系统等方向。用以下图例分别对计算机科学(CS)、计算机工程(CE)、软件工程(SE)、信息技术(IT)、信息系统(IS)等不同的专业方做了问题空间的描述。横向从左边的理论、原理、创新,到右边的应用、部署、配置,纵向从底部的计算机硬件与体系结构到顶部的组织事物与信息系统给出了从事不同专业的人来说有不同的要求。希望做研究的应该选择左部空间的分支工作,希望做工程开发的选择中下部分支,希望做应用的做软件工程方向的选
9、择中部,希望做应用(信息技术)的选择右上部分支。如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载!在CC2005中,按照57个知识领域以权重的形式给出了不同专业方向对该知识领域的要求,称为知识取向,对每一个知识领取需求分为6 级,从低到高依次为 0、1、2、3、4、5,大体上可以分为三档,4-5为高度关注,2-3为中等关注,0-1为低关注度。这57 个领域分为计算机专题和非计算机专题。计算专题给出了 40 个知识领域,如:软件设计、程序设计语言理论、科学计算(数值方法)、图形学和可视化、智能系统、信息管理(数据库)理论、程序设计基础、算法与复杂性、操作系统原理与设计等等。非计算机专题17个,如:数学基
10、础、人机交互、项目管理、电路系统、数字信号处理、风险管理、组织理论、决策理论、组织行为、商务模型、商务领域等。CC2005的问世,对国外大学计算学科课程设置有很大影响,世界一流大学计算机学科的课程设置特点是:普遍开设写作与交流课程,开设较多选择的人文和社会科学类课程(15%以上)。数学与自然科学类课程占有重要比例(15%)以上。设置大量选修课(25%以上),包括通识和专业课程。专业核心课程数目较少(4-6 门),使学生不局限于有限的几门专业课程的学习,而是给他们更多的专业学习空间。设立综合运用本科阶段所学知识,进一步培养学生研究能力与交流技能的顶峰体验课程作为本科教育的总结。1.2.2 理论教
11、学指导性文件我国一些计算机专家依照 CC2001 计划结合我国实际也相应地制定出了CCC2002(ChinaComputing Curricula 2002)、CCC2004(China Computing Curricula 2004)学科教程。这些是我们制定教学大纲的依据。在“十五”期间,教指委组织专家编写高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范,2006年6 月24日教育部通过了这个 规范,成为计算机专业教学的指导性文件。该规范 借鉴了CC2005,提出了计算机学科专业方向分类的思想:将人才培养的规格归纳为下述的三种类型、四个不同的专业方向:科学型(计算机科学专业方向)、工
12、程型(包括计算机工程专业方向和软件工程专业方向)、应用型(信息技术专业方向)。在“计算机科学与技术”专业名称下,鼓励不同的学校根据社会需求和自身实际情况,为学生提供不同人才培养类型的教学计划和培养方案。基于这样的认识,教指委成员分成四个起草小组,形成了“计算机科学与技术本科专业规范(计算机科学方向)”,“计算机科学与技术本科专业规范(计算机工程方向)”,“计算机科学与技术本科专业规范(软件工程方向)”和“计算机科学与技术本科专业规范(信息技术方向)”。如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载!1.2.3 实践教学指导性文件2008年10月,教育部出台了 高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系
13、与规范,这是计算机专业实践教学的指导性文件。课题组通过学习认识到,在该规范中明确了以下几方面的问题:1、计算学科是一门以技术为主的学科,无论从学科、从人才培养还是从社会的人才需求分类角度,技术在相应专业的教育中占有相当大的比重,作为一门以技术为主的学科,如何在其本科生的教育中安排和实施实践教学是十分重要的。强调了实践教学的重要性。就教育的指导思想来说,要把“教师教了什么”,改成“学生懂了什么”,再进一步的提升到“学生会做什么”,这也与“听过的我会忘记,看过的我能记得,做过的我才理解”这句西方名言表达的思想相吻合。2、实践教学是整个教学计划的一部分,是一个与理论教学体系有机结合的、相对独立的完整
14、体系。强调了实践教学是一个体系。适当的追求系统的完备性、一致性、健壮性、稳定性和开发性。3、在制定教学计划的时候,应该注重培养以下能力:(1)学科基本能力。学生学科基本能力培养的体现这是专业教学计划相互区别的重要方面计算机专业高级人才的基本学科能力包括以下四个方面:计算思维能力;算法设计与分析能力;程序设计能力系统分析、开发应用能力。基本学科能力:学科基本能力并不是一、两门孤立的课程就可以完成的,要用明确的系列课程构成相应的训练系统,使学生在修养中“形成”一些良好的学科习惯,“顺序渐进”、“潜移默化”地“养成”学科优秀人才所要求的“能力”和“素质”。(2)系统能力。这一点要求学生能够站在系统的
15、全局去看问题、分析问题和解决问题。“不识庐山真面目,只缘身在此山中”,只有站在一定的高度,才能有驾驭全局的能力。(3)创新能力。制定的教学计划和实践项目能够激发学生的学习热情,培养学生的探索意识和创新精神。(4)可持续发展的能力。本科教育不同于高职教育,不是产品教育,知识更新非常快,在学校学习的内容永远是落后的,但是学到正确的方法是终身受益的。要注重基本概念、基本方法和基本技能(三基)教育。1.3 实践教学体系的构建原则实践教学体系为总的教育目标服务,要与理论课程教学相结合,考虑课程的教学目标,体现课程的特点,体现课程的内容要求,体现课程的能力培养要求。实践环节不是零散的教学单元,不同专业方向
16、需要根据自身的特点从培养创新意识、工程意识、工程兴趣,工程能力或者社会实践能力出发,对实验、实习、课程设计、毕业设计等实践环节进行整体、系统的优化设计,明确各实验环节在总体培养目标中的作用,把基础教育阶段和专业教育阶段的实践教育有机衔接,使实践能力的训练构成一个体系,与理论课程有机的结合,构成有机整体,贯穿于人才培养的全过程。协调实现学生对学科知识和方法的实践的体验、探索与应用。按照能力培养循序渐进的原则,依照实现学科基本能力培养的系列课程,按照系列以及规模和复杂度设计实践环节。如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载!追求实践体系的完备、相对稳定和开放,体现循序渐进的要求,既要有基础性的实验
17、还要有设计性和综合性的实验和实践环节;在规模上要有小、中、大,难度上要有低、中、高;在内容上既要有基本要求,还要有更高要求,通过更高要求引导学生进行更深入地探讨,体现实验题目的开放性。从覆盖面上来说,作为计算机科学与技术专业的实践教学体系,既要包含硬件方面,又要包含软件方面;既要包含基本算法方面,又要包含系统结构方面;既要包含基本系统的认知、设计与实现,又要包含应用系统的设计与实现;既要包含系统构建方面,又要包含系统维护方面。从实践类型上来说,要满足人们认知渐进的要求,要含有验证性的、设计性的、综合性的实践。要注意在各种类型的实验中含有探讨性的内容。对综合性的实验,要尽量与“企业”结合。从规模
18、上来说,要从小规模的开始,逐渐过渡到中规模、较大规模上。关于规模的度量,就程序来说,大体上可以按行计。小规模的以十计,中规模的以百计,大规模的以千计。包括课外的训练在内,从一年级到四年级,每年的实验和实践量折合成程序量,依次大约为5 千行、1 万行、1 万行、1.5万行,这样,通过四年的积累,可以达到4 万行的程序量。作为最基本的要求,至少应该达到2 万行的程序量。当然,“编程序”只是衡量计算机科学与技术专业人才的一项指标,不是唯一标准。反过来说,一个本科生在校期间没有开放过像样的程序段,恐怕不是个合格的工程技术人才。实践体系包括课程实验、课程设计、毕业设计和专业实习4 大类,还有课外和社会实
19、践活动。在一个教学计划中,不包括适当的课外自习学时,其中课程实验至少14 学分,按照16 个课内学时折合 1 学分计算,共计 224 个课内学时;另外综合课程设计 4 周、专业实习 4周、毕业实习和设计 16 周,共计达到 24 周。按照每周 1 学分,折合 24 学分。计算机科学与技术和信息安全专业实践教学体系如下:计算机科学与技术专业实践教学体系课内实验学科基础:学科基础:程序设计基础面向对象程序设计算法与数据结构专业基础:专业基础:操作系统计算机组成原理数据库系统原理编译原理网络编程技术民航信息系统专业课:专业课:软件设计与开发软件测评网络管理网络故障诊断选修课:选修课:地理信息系统计算
20、机图形学多媒体技术Linux操作系统Web技术网络安全嵌入式系统体系结构虚拟现实技术嵌入式系统设计与开发课程设计(含实验课)学科基础:微机操作实习综合电子系统实验程序设计实践数字系统设计电路分析基础实验(课)数字逻辑与数字系统实验(课)接口技术及应用实验(课)专业基础:数据库系统课程设计计算机网络课程设计硬件课程设计选修课:大学生科技创新开发实验嵌入式技术应用实践专业实习毕业设计企业实习校内实习(计算机综合课程设计)毕业设计校实验中心硬件实验室软件实验室网络实验室应用实验室图1-6 计算机科学与技术专业实践教学体系如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载!信息安全专业实践教学体系课内实验课程设
21、计(含实验课)专业实习毕业设计学科基础:学科基础:程序设计基础面向对象程序设计算法与数据结构密码学专业基础:专业基础:操作系统计算机组成原理数据库系统原理网络编程技术网络安全网络攻击与防御民航信息系统专业课:专业课:计算机病毒数据安全技术网络管理选修课:选修课:接口技术及应用实验Linux操作系统Web技术信息隐藏技术嵌入式系统体系结构学科基础:微机操作实习综合电子系统实验数字系统设计电路分析实验(课)数字逻辑与数字系统实验(课)专业基础:程序设计实践计算机网络课程设计网络安全课程设计选修课:大学生科技创新开发实验嵌入式技术应用实践接口技术及应用实验(课)企业实习校内实习(信息安全综合设计与实
22、践)毕业设计校实验中心硬件实验室软件实验室网络实验室应用实验室图1-7 信息安全专业实践教学体系1.4 实践教学体系的基本要求实践教学体系包括课程实验、课程设计、专业实习和毕业设计四大类。涉及大纲的主要有课内实验和课程设计,下面就给出这两类实践教学的基本要求。1.4.1 课程实验课程实验分为课内实验和独立实验课程两种。第一种是理论课内含的实验,称为课内实验,通常在课内学时内划出一部分学时,主要用来使学生更好的掌握理论课上所讲的内容,具体的实验也是从简单到复杂的原则安排的。第二种是与课程对应的独立实验课程,这种实验要求的时间较长,且独立性较强、复杂度更高、但它也是对应于某一门理论课的。不管是哪一
23、种形式,实验要围绕课程进行。课程实验大纲应从实验性质、指导思想、基本要求、相关实验目标与地位、基本内容、基本要求等方面给出描述。每门课程的实验中,都含有一定复杂度和规模的设计性和综合性的实验。课程实验必须遵循以下原则:(1)目标性原则。紧紧围绕课程教学目标,注重实践能力的培养。(2)系统化原则。遵循认识规律和教育规律,按照组成课程实验教学的各个分实验的地位、作用及相互之间的内在联系,使各个分实验做到互相衔接、彼此关联,贯穿于课程学习的全过程。学习骑自行车有三步:第一步,学会推,要保持车身的中心在两个轱辘上;第二步,学会左脚踩在车蹬上滑行,要保持人和车身总的中心在两个轱辘上,为此,车要向外倾斜;
24、第三步,抬右脚坐在车座上,保持平衡,眼向前看,适当用力蹬。练好了以上三步,就学会了骑自行车。要让学生掌握一个专业的知识,既要练好每一部分,也不能缺少某一部如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载!分。如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载!(3)规范化原则。要规范实验的内容、形式,制定出相应的考核标准和要求。课程实验的内容多样,要根据不同的情况制定规范的考核标准。1.4.2 课程设计课程设计是指和课程相关的某项实践环节,更强调综合性、设计性。无论从综合性、设计性要求,还是从规模上讲,课程设计的复杂度都高于课程实验。特别是课程设计在于引导学生迈出将所学的知识用于解决实际问题的第一步。通过课程设
25、计可以较好地解决目前课程设置、教学实验内容和学时限制方面所存在的诸多问题。通过课程设计可以使学生掌握新的知识技术,激发学生的学习积极性和创造性。但是,一个专业设置哪些综合课程设计?以什么形式(集中时间段还是分散在学期中)安排?这是一个科学问题,不能简单的随意的处置。以往就出现了相关课程没有统一考虑,都单独开设课程设计,一个学期出现了多门课程设计,学生没时间做,将一份课程设计当作多门上交的现象。比如说,软件系列的课程有:程序设计基础、算法与数据结构、操作系统、编译原理、数据库系统原理、软件工程等应该设置什么课程设计,是一个综合的还是多个?图 5 示意性的说明了必须在学习了适当的课程后,在适当的时
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