計算機研究生選修課“套餐”制度研究

李文軍，楊雪瑩，張經宇，何施茗

摘? 要： 計算機專業多樣的發展方向以及龐大的知識體系結構，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重點，為大部分高校目前設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研究生選課時的盲目性，有效地提高學生的學習效果，促進計算機專業人才的培養。

關鍵詞： 計算機; 選課制度; 選修課“套餐”; 盲目性

中圖分類號：G4? ? ? ? ? 文獻標識碼：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

計算機技術的發展和廣泛應用，使得目前許多企業各個方面的運轉都已經離不開計算機的支持，未來我國將需要更多的計算機專業人才。我國計算機學科教學體系的不斷完善，給正在學習或者即將進入計算機領域學習的人提供了很大的便利，但計算機學科知識體系龐大且研究方向眾多，不同的研究方向所要學習的內容不完全相同，讓剛入學的新生在眾多不同的課程中選擇到既能滿足學分要求，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]。如果發生了錯選，可能會造成如下問題：①每個課程的學習名額是有限的，錯選將會造成資源的浪費，使需要學習該課程的人失去機會;②不同的課程之間是有一定聯系的，一個課程的學習通常需要建立在另一個課程的基礎之上，錯選將會導致知識體系的不完整;③當發生多選時，將會加重學生的負擔并降低學習效果。當發生少選時，將會導致學生無法修滿學分從而影響正常的畢業。因此，讓學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生，本文對“新工科”背景下計算機研究生選修課的選課制度進行了研究，目的是改善目前計算機專業研究生選修課制度所面臨的問題，給廣大計算機研究生帶來便利[3]。

本文第一部分引言，敘述了計算機專業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的總結和展望。

1 選修課套餐制度

本論文提出的選修課“套餐”制度是以學校的最低學分要求作為選修課“套餐”搭配的前提條件，學生可以根據自己的學習情況在套餐的基礎上進行多選，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構，保證每個選擇套餐的學生都能循序漸進的進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。以計算機科學與技術專業為研究專業，以長沙理工大學計算機科學與技術專業的最低學分要求為示例確定了每個選修課“套餐”的科目數。計算機科學與技術專業可劃分為三個大方向，分別是：計算機系統結構、理論計算機科學和計算機應用技術方向，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 計算機系統結構方向

計算機系統結構方向的學習要從計算機系統的整體結構進行把握，重視計算機硬件屬性、系統軟件有關理論和編程語言的學習[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 計算機網絡

該方向對應套餐1.1。該方向要求學生對計算機網絡基本理論有足夠了解，具備一定的網絡組建、網絡維護能力和基本的編程能力。該套餐中“高級計算機網絡+網絡協議分析+網絡安全”課程將使學生充分了解計算機網絡的結構和網絡協議等相關知識。

⑵ 計算機體系結構

該方向對應套餐1.2，計算機體系結構方向是一個比較經典的、側重計算機底層學習的一個研究方向。計算機體系結構和操作系統有交叉屬性，所以操作系統相關知識的學習在該課程套餐中有所體現。

⑶ 軟件工程

該方向對應套餐1.3，該方向是計算機系統結構中側重于軟件開發的一個研究方向，重視編程能力的培養。從軟件的需求分析、開發、測試到維護都是該研究方向的學習重點，學習內容涉及數據庫、開發環境和開發模式等多個方面。該“套餐”以軟件開發各個流程的知識需求進行選修課的搭配，使學習內容覆蓋的更加全面。

⑷ 嵌入式系統

該方向對應套餐1.4，嵌入式系統方向會更加重視硬件的學習，需要具備一定的匯編語言、單片機等基礎知識。單片機、微機原理及接口技術課程是研究該方向必須學習的專業知識，但該方向的學習不能局限于課本中的理論，還要嘗試使用單片機進行系統設計，在編程、移植和燒寫等操作中不斷提高。

1.2 理論計算機科學方向

理論計算機科學屬于計算機學科中的基礎研究方向[7]，是計算機專業中最偏向理論研究的一個方向，與數學的聯系十分緊密，許多問題的研究都建立在良好的數學基礎上[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

該方向對應套餐2.1，課程會更加重視數學和計算機理論相關內容的學習，其成果理論被廣泛應用在程序設計等許多領域，是一門非常有用的學科[9]。

⑵ 計算機算法

該方向對應套餐2.2，算法可以看作是其他研究方向的工具，是計算機專業都必須要學習的基礎課程。該研究方向將算法優化、證明和算法在編程中的具體應用作為學習的重點，所以在學習安排上需要權衡數學、算法和編程三個方面，良好的數學基礎幫助理解算法本身的邏輯，算法最終的價值體現在編程應用中。

⑶ 編程語言理論

該方向對應套餐2.3，編程語言的設計和實現涉及到了數學、語言學等相關領域的知識。通過“程序語言理論”和“編譯原理”課程的學習，可以對編程語言的構成、原理有一個更加深入的認識。對于該方向的學習不能只側重于理論的研究，還需要在理論的基礎上進行實踐操作。

1.3 計算機應用技術方向

計算機應用技術從實際應用的角度出發，根據應用場景的不同對研究方向進行具體的劃分。人工智能也屬于計算機應用技術，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歸類為計算機應用技術大方向中。對于以下研究方向，相對于計算機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 機器學習

該方向對應套餐3.1，機器學習是人工智能的核心，其實現分為訓練和預測兩部分，訓練是建立在數據集上實現的，預測是在訓練出的模型上進行的。該方向需要統計學相關的數學知識，“計算智能”課程主要對一些智能技術和應用進行了介紹，“數據挖掘+模式識別+機器學習”課程涉及了數據集的處理、分析學習，是機器學習方向的重點學習內容[11]。

⑵ 數據挖掘

該方向對應套餐3.2，數據挖掘是目前許多知名企業的重點研究方向，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據進行分析，挖掘數據之間的關聯從而將大量表面上看似無關的數據轉換成可以利用的有用信息。

⑶ 計算機視覺

該方向對應套餐3.3，該方向可以看作是機器學習更加具體的一個研究方向，是專門研究計算機視覺的，計算機視覺方向的研究成果給許多領域都帶來了便利。該方向與機器學習相同，都是建立在大量的數據學習之上才實現的。

⑷ 大數據

該方向對應套餐3.4，大數據方向屬于計算機專業的新興研究方向，是信息時代的產物。與傳統數據庫的學習不同，大數據強調的是在海量數據上進行的一系列操作，套餐中將“云計算”、“大數據處理技術”等課程作為該方向的學習重點。

⑸ 物聯網

該方向對應套餐3.5，物聯網是在互聯網上延伸得到的一個概念。該方向涉及的內容比較多，從底層感知設備的實現原理、嵌入式系統的開發技術到軟件的編程實現都需要學習。套餐考慮大多數學生的情況，給出了一種比較基礎的課程搭配，課程還可以結合無線傳感網，嵌入式系統等相關知識一起進行全面的學習[12]。

2 總結

本文提出的選修課“套餐”制度能夠有效的解決目前計算機選課制度中存在的一些問題，給計算機研究生帶來便利。在選擇套餐時，學生應根據自己的學習經歷、學習意向和導師建議對套餐進行直接選擇或修改個別課程后再選擇，這樣才能發揮該制度的最大價值。目前我們提供的套餐有限，未涵蓋計算機專業所有的研究方向，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、完整的計算機選修課“套餐”制度，促進完善計算機課程教學體系。

參考文獻（References）：

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

[2] 胡建鵬，陳強.應用型高校計算機基礎教學的不足和對策[J].計算機教育，2021（6）

[3] 肖敏.計算機教育教學創新模式研究[J].產品與科技論壇，2020，19（23）

[4] 曾顯峰，張鈺莎.計算機公共選修課分類教學研究[J].現代計算機，2012，20

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

[6] 姚遠.計算機系統結構簡述[J].計算機光盤軟件與應用，2014，17（4）

[7] 呂莎，李含.理論計算機科學是計算機學科的基礎[J].中國社會科學報，2010

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

[9] 胡翔宇.數學在計算機科學中的應用[J].黑龍江科學，2020，11（1）

[10] 楊鴻雁，耿新青.計算機科學與技術專業應用型人才培養模式的理論與實踐[J].鞍山師范學院學報，2013.15（4）.

[11] 周夏冰，陳飛.機器學習課程教學探索[J].電腦知識與技術，2020，16（30）

[12] 孫澤宇，李蒙，龔蕾.新工科背景下物聯網工程專業課程改革與建設[J].洛陽師范學院，2021，40（5）