計算機(jī)研究生選修課“套餐”制度研究

李文軍，楊雪瑩，張經(jīng)宇，何施茗

摘? 要： 計算機(jī)專業(yè)多樣的發(fā)展方向以及龐大的知識體系結(jié)構(gòu)，讓選課成為了一件棘手的事情。文章從一個全新的角度提出了適用計算機(jī)研究生的選修課“套餐”選課制度，通過分析不同研究方向的側(cè)重點，為大部分高校目前設(shè)立的多個研究方向確定了選修課“套餐”。套餐選課制度能減少計算機(jī)研究生選課時的盲目性，有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)計算機(jī)專業(yè)人才的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞： 計算機(jī); 選課制度; 選修課“套餐”; 盲目性

中圖分類號：G4? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2022）01-75-03

Research on the elective course system of "packaged" for computer postgraduates

Li Wenjun， Yang Xueying， Zhang Jingyu， He Shiming

（School of Computer & Communication Engineering， Changsha University of Science & Technology， Changsha， Hunan 410114， China）

Abstract： The diversified development direction and huge knowledge system structure of computer specialty make course selection a difficult task. In this paper， from a new point of view， the elective course "package" selection system for computer graduate students is proposed. By analyzing the focus of different research directions， the elective course "package" is determined for many research directions currently set up in most universities. Package course selection system can reduce the blindness of computer postgraduate course selection， effectively improve the learning effect of students， and promote the training of computer professionals.

Key words： computer; course selection system; elective course “package”; blindness

0 引言

計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使得目前許多企業(yè)各個方面的運轉(zhuǎn)都已經(jīng)離不開計算機(jī)的支持，未來我國將需要更多的計算機(jī)專業(yè)人才。我國計算機(jī)學(xué)科教學(xué)體系的不斷完善，給正在學(xué)習(xí)或者即將進(jìn)入計算機(jī)領(lǐng)域?qū)W習(xí)的人提供了很大的便利，但計算機(jī)學(xué)科知識體系龐大且研究方向眾多，不同的研究方向所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容不完全相同，讓剛?cè)雽W(xué)的新生在眾多不同的課程中選擇到既能滿足學(xué)分要求，又能跟自己的研究方向完全符合的課程幾乎是不可能的[1]。如果發(fā)生了錯選，可能會造成如下問題：①每個課程的學(xué)習(xí)名額是有限的，錯選將會造成資源的浪費，使需要學(xué)習(xí)該課程的人失去機(jī)會;②不同的課程之間是有一定聯(lián)系的，一個課程的學(xué)習(xí)通常需要建立在另一個課程的基礎(chǔ)之上，錯選將會導(dǎo)致知識體系的不完整;③當(dāng)發(fā)生多選時，將會加重學(xué)生的負(fù)擔(dān)并降低學(xué)習(xí)效果。當(dāng)發(fā)生少選時，將會導(dǎo)致學(xué)生無法修滿學(xué)分從而影響正常的畢業(yè)。因此，讓學(xué)生合理選擇適合自己研究方向的選修課程成為了目前迫切需要解決的問題[2]。為了盡量避免以上問題的發(fā)生，本文對“新工科”背景下計算機(jī)研究生選修課的選課制度進(jìn)行了研究，目的是改善目前計算機(jī)專業(yè)研究生選修課制度所面臨的問題，給廣大計算機(jī)研究生帶來便利[3]。

本文第一部分引言，敘述了計算機(jī)專業(yè)研究生目前所面臨的選課制度存在的問題并引出了解決方案;第二部分介紹選修課“套餐”制度及其確定的前提條件，并為多個研究方向確定了選修課“套餐”;第三部分對論文作系統(tǒng)的總結(jié)和展望。

1 選修課套餐制度

本論文提出的選修課“套餐”制度是以學(xué)校的最低學(xué)分要求作為選修課“套餐”搭配的前提條件，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況在套餐的基礎(chǔ)上進(jìn)行多選，并且通過合理化“套餐”的搭配，來建立一個相對完整的課程結(jié)構(gòu)，保證每個選擇套餐的學(xué)生都能循序漸進(jìn)的進(jìn)行自己方向的深入研究[4][5]。所以本論文提出的新選課制度可以很好的解決目前選課制度中存在的問題。以計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為研究專業(yè)，以長沙理工大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的最低學(xué)分要求為示例確定了每個選修課“套餐”的科目數(shù)。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)可劃分為三個大方向，分別是：計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、理論計算機(jī)科學(xué)和計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)方向，每個不同的大方向會延伸出多個具體的研究方向，本文為其中的部分研究方向提供了選修課“套餐”。

1.1 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向

計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向的學(xué)習(xí)要從計算機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行把握，重視計算機(jī)硬件屬性、系統(tǒng)軟件有關(guān)理論和編程語言的學(xué)習(xí)[6]。本文為該大方向中4個不同的具體研究方向提供了課程套餐，見表1。

⑴ 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

該方向?qū)?yīng)套餐1.1。該方向要求學(xué)生對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本理論有足夠了解，具備一定的網(wǎng)絡(luò)組建、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)能力和基本的編程能力。該套餐中“高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)+網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析+網(wǎng)絡(luò)安全”課程將使學(xué)生充分了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等相關(guān)知識。

⑵ 計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)

該方向?qū)?yīng)套餐1.2，計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)方向是一個比較經(jīng)典的、側(cè)重計算機(jī)底層學(xué)習(xí)的一個研究方向。計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)有交叉屬性，所以操作系統(tǒng)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)在該課程套餐中有所體現(xiàn)。

⑶ 軟件工程

該方向?qū)?yīng)套餐1.3，該方向是計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中側(cè)重于軟件開發(fā)的一個研究方向，重視編程能力的培養(yǎng)。從軟件的需求分析、開發(fā)、測試到維護(hù)都是該研究方向的學(xué)習(xí)重點，學(xué)習(xí)內(nèi)容涉及數(shù)據(jù)庫、開發(fā)環(huán)境和開發(fā)模式等多個方面。該“套餐”以軟件開發(fā)各個流程的知識需求進(jìn)行選修課的搭配，使學(xué)習(xí)內(nèi)容覆蓋的更加全面。

⑷ 嵌入式系統(tǒng)

該方向?qū)?yīng)套餐1.4，嵌入式系統(tǒng)方向會更加重視硬件的學(xué)習(xí)，需要具備一定的匯編語言、單片機(jī)等基礎(chǔ)知識。單片機(jī)、微機(jī)原理及接口技術(shù)課程是研究該方向必須學(xué)習(xí)的專業(yè)知識，但該方向的學(xué)習(xí)不能局限于課本中的理論，還要嘗試使用單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，在編程、移植和燒寫等操作中不斷提高。

1.2 理論計算機(jī)科學(xué)方向

理論計算機(jī)科學(xué)屬于計算機(jī)學(xué)科中的基礎(chǔ)研究方向[7]，是計算機(jī)專業(yè)中最偏向理論研究的一個方向，與數(shù)學(xué)的聯(lián)系十分緊密，許多問題的研究都建立在良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上[8]。本文為該大方向中三個不同的具體研究方向提供了課程套餐，見下表2。

⑴ 計算理論

該方向?qū)?yīng)套餐2.1，課程會更加重視數(shù)學(xué)和計算機(jī)理論相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，其成果理論被廣泛應(yīng)用在程序設(shè)計等許多領(lǐng)域，是一門非常有用的學(xué)科[9]。

⑵ 計算機(jī)算法

該方向?qū)?yīng)套餐2.2，算法可以看作是其他研究方向的工具，是計算機(jī)專業(yè)都必須要學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程。該研究方向?qū)⑺惴▋?yōu)化、證明和算法在編程中的具體應(yīng)用作為學(xué)習(xí)的重點，所以在學(xué)習(xí)安排上需要權(quán)衡數(shù)學(xué)、算法和編程三個方面，良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)幫助理解算法本身的邏輯，算法最終的價值體現(xiàn)在編程應(yīng)用中。

⑶ 編程語言理論

該方向?qū)?yīng)套餐2.3，編程語言的設(shè)計和實現(xiàn)涉及到了數(shù)學(xué)、語言學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的知識。通過“程序語言理論”和“編譯原理”課程的學(xué)習(xí)，可以對編程語言的構(gòu)成、原理有一個更加深入的認(rèn)識。對于該方向的學(xué)習(xí)不能只側(cè)重于理論的研究，還需要在理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行實踐操作。

1.3 計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)方向

計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)從實際應(yīng)用的角度出發(fā)，根據(jù)應(yīng)用場景的不同對研究方向進(jìn)行具體的劃分。人工智能也屬于計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，但人工智能是一個比較大的概念，它包含了很多具體的研究方向，在此將人工智能延伸出的多個具體研究方向都?xì)w類為計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)大方向中。對于以下研究方向，相對于計算機(jī)理論來說會更加注重實踐，對編程能力有較高的要求[10]。本文為該大方向中五個不同的具體研究方向提供了課程套餐，見表3。

⑴ 機(jī)器學(xué)習(xí)

該方向?qū)?yīng)套餐3.1，機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的核心，其實現(xiàn)分為訓(xùn)練和預(yù)測兩部分，訓(xùn)練是建立在數(shù)據(jù)集上實現(xiàn)的，預(yù)測是在訓(xùn)練出的模型上進(jìn)行的。該方向需要統(tǒng)計學(xué)相關(guān)的數(shù)學(xué)知識，“計算智能”課程主要對一些智能技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行了介紹，“數(shù)據(jù)挖掘+模式識別+機(jī)器學(xué)習(xí)”課程涉及了數(shù)據(jù)集的處理、分析學(xué)習(xí)，是機(jī)器學(xué)習(xí)方向的重點學(xué)習(xí)內(nèi)容[11]。

⑵ 數(shù)據(jù)挖掘

該方向?qū)?yīng)套餐3.2，數(shù)據(jù)挖掘是目前許多知名企業(yè)的重點研究方向，因為該方向的研究與他們推薦算法的效果密不可分。該方向的研究是對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)從而將大量表面上看似無關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以利用的有用信息。

⑶ 計算機(jī)視覺

該方向?qū)?yīng)套餐3.3，該方向可以看作是機(jī)器學(xué)習(xí)更加具體的一個研究方向，是專門研究計算機(jī)視覺的，計算機(jī)視覺方向的研究成果給許多領(lǐng)域都帶來了便利。該方向與機(jī)器學(xué)習(xí)相同，都是建立在大量的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)之上才實現(xiàn)的。

⑷ 大數(shù)據(jù)

該方向?qū)?yīng)套餐3.4，大數(shù)據(jù)方向?qū)儆谟嬎銠C(jī)專業(yè)的新興研究方向，是信息時代的產(chǎn)物。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的學(xué)習(xí)不同，大數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)的是在海量數(shù)據(jù)上進(jìn)行的一系列操作，套餐中將“云計算”、“大數(shù)據(jù)處理技術(shù)”等課程作為該方向的學(xué)習(xí)重點。

⑸ 物聯(lián)網(wǎng)

該方向?qū)?yīng)套餐3.5，物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)上延伸得到的一個概念。該方向涉及的內(nèi)容比較多，從底層感知設(shè)備的實現(xiàn)原理、嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)到軟件的編程實現(xiàn)都需要學(xué)習(xí)。套餐考慮大多數(shù)學(xué)生的情況，給出了一種比較基礎(chǔ)的課程搭配，課程還可以結(jié)合無線傳感網(wǎng)，嵌入式系統(tǒng)等相關(guān)知識一起進(jìn)行全面的學(xué)習(xí)[12]。

2 總結(jié)

本文提出的選修課“套餐”制度能夠有效的解決目前計算機(jī)選課制度中存在的一些問題，給計算機(jī)研究生帶來便利。在選擇套餐時，學(xué)生應(yīng)根據(jù)自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷、學(xué)習(xí)意向和導(dǎo)師建議對套餐進(jìn)行直接選擇或修改個別課程后再選擇，這樣才能發(fā)揮該制度的最大價值。目前我們提供的套餐有限，未涵蓋計算機(jī)專業(yè)所有的研究方向，未來還需要深入研究，為更多的研究方向提供套餐選擇，建成一個全面、完整的計算機(jī)選修課“套餐”制度，促進(jìn)完善計算機(jī)課程教學(xué)體系。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 黃宏濤.淺議高校計算機(jī)公共選修課教學(xué)改革[J].電腦知識與技術(shù)，2014，10（34）

[2] 胡建鵬，陳強(qiáng).應(yīng)用型高校計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的不足和對策[J].計算機(jī)教育，2021（6）

[3] 肖敏.計算機(jī)教育教學(xué)創(chuàng)新模式研究[J].產(chǎn)品與科技論壇，2020，19（23）

[4] 曾顯峰，張鈺莎.計算機(jī)公共選修課分類教學(xué)研究[J].現(xiàn)代計算機(jī)，2012，20

[5] 曹鶴玲，鄧淼磊，宋炯炯，等.中美計算機(jī)專業(yè)研究生課程體系比較研究[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究，2019（1）

[6] 姚遠(yuǎn).計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡述[J].計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014，17（4）

[7] 呂莎，李含.理論計算機(jī)科學(xué)是計算機(jī)學(xué)科的基礎(chǔ)[J].中國社會科學(xué)報，2010

[8] 尹一通，何琨，張馳豪，等.理論計算機(jī)科學(xué)專題前言[J].計算機(jī)科學(xué)，2020，47（5）

[9] 胡翔宇.數(shù)學(xué)在計算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué)，2020，11（1）

[10] 楊鴻雁，耿新青.計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的理論與實踐[J].鞍山師范學(xué)院學(xué)報，2013.15（4）.

[11] 周夏冰，陳飛.機(jī)器學(xué)習(xí)課程教學(xué)探索[J].電腦知識與技術(shù)，2020，16（30）

[12] 孫澤宇，李蒙，龔蕾.新工科背景下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程改革與建設(shè)[J].洛陽師范學(xué)院，2021，40（5）