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1研究現(xiàn)狀及問題分析———以南京農(nóng)業(yè)大學為例

南京農(nóng)業(yè)大學是211類農(nóng)業(yè)院校，近年來，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)代信息技術在農(nóng)業(yè)上應用的增多，對更高層次人才的需求旺盛。農(nóng)業(yè)信息化建設、生物信息學研究的深入、設施農(nóng)業(yè)研究與應用的開展、食品安全與工程實施、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護、動植物疾病檢測與預防等農(nóng)業(yè)領域均對軟硬件系統(tǒng)的分析、設計、開發(fā)與應用能力提出了較高要求，需要培養(yǎng)具有交叉學科特點、系統(tǒng)能力較強的計算機專業(yè)應用人才。我校信息科技學院計算機系近十年來針對專業(yè)基礎課程建設了較為完整的知識體系和實驗體系，分別開展了針對單一課程或一兩門課程融合的教學改革研究，建立了一批專業(yè)基礎課程的校級精品課程和網(wǎng)絡課程，提升了學生的程序設計能力、算法設計能力、計算機硬件系統(tǒng)設計能力、計算機軟件系統(tǒng)分析與理解能力。然而，由于我校計算機專業(yè)辦學時間較短，加之已有的課程建設多為橫向的平行建設，因此在目前的教學中出現(xiàn)了以下問題:(1)計算機專業(yè)學生對本專業(yè)缺乏正確的理解，很多學生將計算機的學習與理解單純變成了編程，出現(xiàn)了學生忙于學習C、C++、Java、網(wǎng)站開發(fā)等語言性和技巧性內(nèi)容，而忽視系統(tǒng)性、原理性、設計性知識的訓練與實踐，培養(yǎng)的學生沒有能夠體現(xiàn)計算機專業(yè)優(yōu)勢。(2)從程序員角度來看，有相當多的學生在程序設計時缺少設計理念，把大部分時間和精力放在程序的語法和功能邏輯部分，缺少對CPU、內(nèi)存、外存等計算機硬件性能的綜合考慮，只能設計功能模塊，而不能上升到系統(tǒng)層面的平臺級開發(fā)。(3)先修基礎課程與后續(xù)課程知識的銜接和關聯(lián)不夠。目前，課程設置大多按照計算機系統(tǒng)不同層次上的內(nèi)容獨立開設課程，相應的教材內(nèi)容和課堂教學內(nèi)容中很少體現(xiàn)本層次的內(nèi)容與其他層次內(nèi)容之間的關聯(lián)，學生難以形成對計算機系統(tǒng)的全面認識。在后續(xù)具有一定系統(tǒng)性特點的課程(如計算機組成原理、操作系統(tǒng)等)學習中，對于系統(tǒng)性和設計性實驗顯得力不從心，無法與匯編語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯技術、計算機硬件架構(gòu)、計算機系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)等內(nèi)容聯(lián)系起來。能較好地掌握知識點，卻無法把握知識間的關聯(lián)關系。(4)計算機硬件架構(gòu)與計算機操作系統(tǒng)的橫向聯(lián)系不緊密，造成學生對局部性、中斷、CPU執(zhí)行指令過程、緩存、DMA控制器、磁盤管理等部件的硬件工作原理與軟件管理機制的理解較為分散，不能形成有機整體。綜合上述問題看來，目前我們已有課程體系中缺少一門計算機系統(tǒng)課程，各類專業(yè)基礎課程之間缺少縱向聯(lián)系，學生的系統(tǒng)設計能力有待提升。本研究以“計算機系統(tǒng)概念和設計”為重點，遵循教指委提出的適合我國高校計算機專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的課程體系改革思路，將匯編語言、C語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理、微機原理、操作系統(tǒng)、編譯原理共7門課程組成一個計算機專業(yè)基礎課程群，通過構(gòu)建課程群建設規(guī)劃綱要指導課程教學大綱的調(diào)整，進而提升學生系統(tǒng)能力。

2主要研究內(nèi)容及關鍵問題

我們的目標是以提升計算機專業(yè)學生對計算機系統(tǒng)整體認知能力為目標，將匯編語言、C語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理、微機原理、操作系統(tǒng)、編譯原理共7門課程組成一個計算機專業(yè)基礎課程群，研究課程群建設定位、目標、構(gòu)建模式，提煉課程群內(nèi)課程相互銜接內(nèi)容，制定計算機專業(yè)基礎課程群規(guī)劃綱要，為新一輪的課程體系調(diào)整和教學大綱修定提供可參考依據(jù)。

2．1主要研究內(nèi)容

2．1．1課程群建設模式研究針對我校學生特點，結(jié)合計算機系統(tǒng)課程群的改革現(xiàn)狀以及本校教師實際教學經(jīng)驗，研究該課程群要達到的培養(yǎng)目標，明確課程群建設新模式以及新模式下課程群課程的定位和設置，確定需要整合與調(diào)整的課程內(nèi)容。

2．1．2課程群內(nèi)課程理論教學銜接內(nèi)容研究研究程序語言課程與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程以及編譯原理課程之間的銜接內(nèi)容;探討數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程與操作系統(tǒng)課程知識之間的協(xié)作內(nèi)容;研究計算機組成原理與微機原理課程之間融合內(nèi)容;探討具有綜合特點的軟硬件系統(tǒng)課程與語言類課程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程補充內(nèi)容，分層次提煉和確定7門課程的關聯(lián)知識點，形成課程縱向線索。

2．1．3課程群實驗教學內(nèi)容設計研究研究語言類課程實驗和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實驗的覆蓋程度，探討體現(xiàn)計算機硬件相關的高效程序驗證性實驗內(nèi)容;研究編譯原理與C語言、匯編程序試驗的銜接方法;探討操作系統(tǒng)課程設計內(nèi)容與語言類課程實驗和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實驗內(nèi)容的銜接方法;探討設計課程群系統(tǒng)性實驗設計內(nèi)容，體現(xiàn)計算機系統(tǒng)的整體性。

2．1．4課程群教改內(nèi)容實施方式研究針對課程群規(guī)劃教學內(nèi)容，研究群內(nèi)課程課堂教學、實驗教學、課程設計教學環(huán)節(jié)縱向貫通方法，探討開展群間驗證性試驗、設計性試驗、系統(tǒng)性實驗設計的開展時間、組織方式、學生參與方式、研究生助教指導方式等，為課程群建設內(nèi)容實施提供指導方案。

2．2關鍵問題

2．2．1課程群建設的模式問題計算機專業(yè)課程群的建設是一個不斷探索、規(guī)劃和實施的過程，既要體現(xiàn)計算機系統(tǒng)的整體性，又要結(jié)合本系實際情況。既不能照搬985高校的改革模式，也不能受限于目前課程組織形式。因此，制定有針對性的課程群建設模式是個重要問題。

2．2．2軟硬件課程銜接方式問題對計算機系統(tǒng)的全面理解是建立在計算機軟件與硬件體系有效銜接基礎之上，由于硬件實驗與操作系統(tǒng)課程設計連接實驗難度大，對實驗室硬件要求高，目前很難一步到位，因此，必須研究現(xiàn)階段軟硬件課程有效的銜接方式。

2．2．3課程群教改內(nèi)容實施方式問題組成課程群的7門課程分別在大一下學期至大三上學期開設，時間跨度為2年，共4個學期。然而，計算機系統(tǒng)觀的建立是一個循序漸進的過程，目前每門課程學時有限，因此，課程群銜接內(nèi)容以及課程群系統(tǒng)性實驗設計內(nèi)容的實施方式尤為重要，它是課程群教改內(nèi)容“落地”的保障。

3實施方案

實施方案分為三個階段進行。

3．1第一階段:調(diào)研與框架設計(1)高校計算機系統(tǒng)相關課程群調(diào)研。擬調(diào)研的學校有南京大學、南京航空航天大學、中國科技大學等。擬調(diào)研的內(nèi)容包括課程群建設模式、課程的定位和設置、課程群教材選用、課程之間銜接的知識內(nèi)容、課程群實驗設計內(nèi)容以及課程群教改實施方式等內(nèi)容。(2)制定課程群構(gòu)建模式和基本要求。確定課程群構(gòu)建初步框架和基本要求;按照縱向關系劃分子群，選舉子群負責人，細化項目成員的任務分工。然后通過課程群建設研討會的形式，收集各任課老師意見，討論確定課程群構(gòu)建模式、框架和基本要求，并形成“計算機專業(yè)基礎課程群基本要求”。

3．2第二階段:計算機系統(tǒng)課程群規(guī)劃綱要編制(1)學生調(diào)研和課程學習困難情況匯總。以課程群基本要求為指導，各子群負責人統(tǒng)一規(guī)劃，由任課老師針對上課學生收集編程難點、理論學習困難點以及設計類實驗開發(fā)困難點信息。同時獲取學生的意見和建議。(2)以子群為單元設計課程群課程理論教學銜接內(nèi)容。以計算機專業(yè)基礎課程群構(gòu)建基本要求為指導，結(jié)合學生專業(yè)基礎課程學習狀況調(diào)研報告，分層次確定子群內(nèi)部課程銜接知識點以及子群課程之間的銜接內(nèi)容，并由子群負責人編寫該子群課程與其他子群課程銜接內(nèi)容大綱。(3)以子群為單元設計課程群課程實驗教學銜接內(nèi)容。以課程群理論教學銜接內(nèi)容大綱為基礎，以分主題開討論會的形式，分層次確定子群內(nèi)部課程驗證性實驗、設計性實驗的補充與調(diào)整內(nèi)容，編寫各子群“實驗教學補充與調(diào)整內(nèi)容大綱”。(4)設計課程群教改內(nèi)容實施方案。以討論會形式明確教改內(nèi)容實施時間、方式以及學生的組織方式，研究生助教的參與形式。結(jié)合導師制，對一年級學生統(tǒng)一分配導師，然后再由課程群統(tǒng)一分組和分配指導老師。

3．3第三階段:初步應用與綱要完善進行具體實施，在實施過程中不斷進行完善。

4結(jié)語

進入21世紀以后，計算技術在個人PC機和In-ternet快速發(fā)展的基礎上，走向以移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)計算為主要特征的新型網(wǎng)絡時代。在這一過程中，計算技術的發(fā)展呈現(xiàn)出以嵌入式計算系統(tǒng)、移動計算系統(tǒng)、并行計算系統(tǒng)、服務計算系統(tǒng)四類計算系統(tǒng)為中心，體現(xiàn)了網(wǎng)絡化、多媒體化、大數(shù)據(jù)化和智能化的特點，這就對計算機專業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新能力提出了更高的要求，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)設計創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上。本文較為詳細的研究了國內(nèi)外計算機專業(yè)課程設置框架及體系，并以南京農(nóng)業(yè)大學作為依托，提出了系統(tǒng)能力為中心的計算機專業(yè)基礎課程群框架研究的主要內(nèi)容、關鍵問題、實施方案等，有較強的可操作性，對農(nóng)科類院校計算機專業(yè)課程改革有一定的參考價值。

作者：姜海燕趙力謝元澄伍艷蓮郭小清胡濱單位：南京農(nóng)業(yè)大學信息科技學院