郎大鵬 劉杰 崔玉文

摘 要：工科技術(shù)的發(fā)展非常迅速，甚至可以說(shuō)是日新月異，這一點(diǎn)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中體現(xiàn)得尤其明顯。而學(xué)校的課程往往更新速度緩慢，不能及時(shí)反映新技術(shù)的發(fā)展。為了滿足社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需要，在人才培養(yǎng)的過(guò)程中應(yīng)該進(jìn)行改革。在目前以大數(shù)據(jù)、人工智能為新的產(chǎn)業(yè)方向的時(shí)代背景下，教學(xué)改革的方向應(yīng)該以數(shù)據(jù)科學(xué)為重點(diǎn)。本文分析了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)模式的不足，并且提出了改革方向。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)科學(xué);計(jì)算機(jī)教學(xué);改革

引言：

培養(yǎng)工科人才應(yīng)該緊緊跟上相關(guān)產(chǎn)業(yè)的需要，如果教學(xué)與社會(huì)發(fā)展的需要脫節(jié)嚴(yán)重，對(duì)教育資源的浪費(fèi)。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)沒(méi)有跟上時(shí)代的要求。尤其體現(xiàn)在對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)的教學(xué)上。對(duì)數(shù)據(jù)的管理才是目前階段計(jì)算機(jī)人才最需要掌握的知識(shí)。本文的目的就是分析在當(dāng)前背景下計(jì)算機(jī)教學(xué)的改革方向。

一、傳統(tǒng)模式的不足

計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，在當(dāng)今時(shí)代，計(jì)算機(jī)最廣泛的作用是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)以及管理數(shù)據(jù)。可以說(shuō)計(jì)算機(jī)最大的服務(wù)對(duì)象是數(shù)據(jù)。由此可見(jiàn)，對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、操作、管理等才是現(xiàn)階段也是將來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)科學(xué)的重點(diǎn)。而目前的情況是，絕大部分大學(xué)中還是把計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能作為教學(xué)的重點(diǎn)，沒(méi)有把計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的管理作為教學(xué)的核心。具體來(lái)說(shuō)有以下表現(xiàn)。

第一、沒(méi)有把并行計(jì)算當(dāng)成計(jì)算機(jī)教學(xué)中的重點(diǎn)。人工智能和大數(shù)據(jù)科學(xué)對(duì)硬件的要求比較高，需要規(guī)模龐大的集群。但是傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，缺乏并行的程序設(shè)計(jì)和程序編碼、并行的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面的訓(xùn)練，而這些恰恰是集群的重要應(yīng)用[1]。

第二、傳統(tǒng)教學(xué)中把計(jì)算機(jī)單擊系統(tǒng)作為教學(xué)重點(diǎn)，與目前計(jì)算機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的分布式系統(tǒng)差距比較大。學(xué)生在學(xué)校里沒(méi)有學(xué)到更加前沿的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

第三、傳統(tǒng)教學(xué)中有關(guān)數(shù)據(jù)的課程內(nèi)容過(guò)于簡(jiǎn)單，與目前的數(shù)據(jù)應(yīng)用與管理方面的技術(shù)差距很大，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域比較新的領(lǐng)域了解得太少，例如人工智能。

第四、沒(méi)有兼顧到計(jì)算機(jī)科學(xué)與社會(huì)上其他領(lǐng)域的結(jié)合，僅僅把視野放在計(jì)算機(jī)這一工科專業(yè)的技能訓(xùn)練上，對(duì)學(xué)生在交叉領(lǐng)域的培養(yǎng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

二、教學(xué)改革的方向

教學(xué)改革要和時(shí)代的需求緊密聯(lián)系在一起?，F(xiàn)階段要把改革的重點(diǎn)放在三個(gè)方面。

第一，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程解決問(wèn)題。這一方面主要是計(jì)算機(jī)教學(xué)中最為基礎(chǔ)的一個(gè)部分，也是學(xué)生在學(xué)習(xí)中的入門課，其作用還是非常重要的。學(xué)生學(xué)習(xí)的主要課程內(nèi)容包括算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)。在以往的計(jì)算機(jī)教學(xué)中，這一部分的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)長(zhǎng)期沒(méi)有更新或者說(shuō)沒(méi)有進(jìn)行太大的改變，課程內(nèi)容陳舊，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前階段的教學(xué)需要。目前至少要在兩個(gè)反面進(jìn)行改革。第一，正如前文所述，首先要解決傳統(tǒng)教學(xué)中對(duì)并行計(jì)算培養(yǎng)不足的問(wèn)題。要在最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)就開始培養(yǎng)學(xué)生在并行計(jì)算方面的能力。第二、在課程設(shè)計(jì)方面，要引入比較新興的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，因?yàn)楹芏嘈碌木幊陶Z(yǔ)言在并行計(jì)算方面做了很多設(shè)計(jì)上的改進(jìn)，比以前的編程語(yǔ)言更加適應(yīng)新時(shí)代的要求[2]。

第二，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)和管理復(fù)雜系統(tǒng)的能力。在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)中，由于課程設(shè)計(jì)更新變化的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上計(jì)算機(jī)科學(xué)極其應(yīng)用的發(fā)展速度，所以很多課程在設(shè)計(jì)上就暴露出問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)有以下幾點(diǎn)。第一，課程中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)與學(xué)生在實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題，在復(fù)雜度上和實(shí)用性上都存在較大差距，有明顯的脫節(jié)，滿足不了學(xué)生在實(shí)際工作中的需要。第二，程之間的銜接度不夠，沒(méi)有形成一個(gè)整體，沒(méi)有體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)科學(xué)整體的知識(shí)體系，不能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)科的全貌。第三，計(jì)算機(jī)課程中對(duì)新技術(shù)的引入非常緩慢，往往有些技術(shù)在社會(huì)上已經(jīng)應(yīng)用多年，并且逐漸成為實(shí)際工程應(yīng)用中的主流，但還沒(méi)能及時(shí)進(jìn)入學(xué)校的課堂上。例如目前非常主流的分布式系統(tǒng)，在學(xué)校的教學(xué)中就很少涉及。學(xué)生往往是走上工作崗位后，在實(shí)際工作積累相關(guān)方面的工程實(shí)踐。以上問(wèn)題的出現(xiàn)要求學(xué)校在課程設(shè)計(jì)上加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的工程復(fù)雜度，并且有更加實(shí)際的意義，與社會(huì)需要緊密聯(lián)系。除此之外，教學(xué)中應(yīng)該開設(shè)介紹計(jì)算機(jī)體系的內(nèi)容，并且及時(shí)融入新的技術(shù)發(fā)展，讓學(xué)生能夠了解其全貌[3]。

第三，在數(shù)據(jù)方面的教學(xué)要緊跟時(shí)代步伐，滿足現(xiàn)階段社會(huì)對(duì)人才的需要。學(xué)科設(shè)計(jì)中要把對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)的缺失彌補(bǔ)起來(lái)。傳統(tǒng)教學(xué)中關(guān)于數(shù)據(jù)科學(xué)的課程一般只包括數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)方面的內(nèi)容，這樣的教學(xué)內(nèi)容非常薄弱，完全沒(méi)有體現(xiàn)出數(shù)據(jù)科學(xué)在計(jì)算方面的進(jìn)步和發(fā)展。想想看，當(dāng)人工智能已經(jīng)開始逐步進(jìn)入人們生活的時(shí)候，學(xué)校的計(jì)算課程中連其所依賴的數(shù)據(jù)科學(xué)的內(nèi)容都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，學(xué)生怎么能跟上時(shí)代的步伐，怎么能適應(yīng)社會(huì)的需要。因此，教學(xué)思維需要轉(zhuǎn)換，關(guān)于數(shù)據(jù)科學(xué)的課程必須大幅度引入到課堂上，包括對(duì)數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)以及管理等缺一不可。另外新技術(shù)更新比較快，教學(xué)中要有及時(shí)響應(yīng)技術(shù)變化的機(jī)制，并將其快速融入教學(xué)過(guò)程中，從而達(dá)到教學(xué)與技術(shù)同步發(fā)展的程度[4]。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，計(jì)算機(jī)教學(xué)改革應(yīng)該在數(shù)據(jù)科學(xué)上下功夫，在編程等基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，重視并行計(jì)算，引入新興的更加優(yōu)秀的編程語(yǔ)言。在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生處理復(fù)雜系統(tǒng)的能力，增強(qiáng)學(xué)生的工程應(yīng)用及管理的視野及水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳潔，張文翔.大數(shù)據(jù)視角下計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)探究[J].軟件導(dǎo)刊，2016，15（10）：185-187.

[2]譚義紅，陳治平.大數(shù)據(jù)時(shí)代信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)數(shù)據(jù)分析人才培養(yǎng)[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2018（1）：54-55.

[3]甄文波，孫波.基于大數(shù)據(jù)背景下計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革方向研究[J].數(shù)碼世界，2018（4）：122-122.

[4]周義鎮(zhèn).淺談大數(shù)據(jù)時(shí)代的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)綜合改革[J].經(jīng)營(yíng)管理者， 2017（11）：363.

基金項(xiàng)目：

本項(xiàng)目受到2019年黑龍江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目資助，項(xiàng)目名稱“過(guò)程化考核可行性實(shí)施方案及支撐工具建設(shè)”。