关键词系统发展观系统能力计算机科学与技术
中图分类号：G642文献标识码：A
ComputerScienceandTechnologyMajors'SystemDevelopment
ConceptandSystemAbilityTraining
LIUXiaoyang
（SchoolofComputerScienceandEngineering，ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing400054）
AbstractSystemdevelopmentconceptandsystemcapabilitiesarecomputersciencestudentstomastertwovitalskillsand.Theabilitytoanalyzethemeaningofthesystem，whilestartingfromthecurrentsituation，proposedmethodsandmeasuresonhowtotrainstudentsincomputerscienceandtechnologysystemconceptandsystemcapabilities.
Keywordssystemdevelopmentconcept；systemcapacity；computerscienceandtechnology
0前言
系统发展观作为嵌入式技术和互联网融合的结果，物联网旨在使用互联技术来整合服务。“系统”变得无处不在：万物的状态皆可感知、测量、监控；人与物可以以一种全新的方式交流互动；智能系统使得各种事件的预测更加容易，各种资源的分配更加优化。由于嵌入式系统往往集成在大规模商业产品中，使得嵌入式系统必须有最优的性价比。嵌入式技术对系统的能力培养提出了新的挑战。计算机作为一门公共技术，其他费计算机类专业的学生也在学习计算机，那我们计算机类专业的学生的优势在哪里呢？那就是我们我们计算机类专业的学生必须要有系统发展观的管理，用系统的观念去理解计算机，掌握计算机的硬件与软件相互之间的关联。在后PC时代，移动互联网、云计算、大数据中心、物联网等等计算机及其应用都对系统发展观提出了不同层次的要求。所以我们要改革课程内容与教学方法等，要不然我们培养出来的学生没有竞争优势。我们要把目光和焦点放在如何提高计算机科学与技术类专业学生的系统发展观和系统能力的培养上面。
1系统能力的内涵
系统发展观和系统能力的关键内容是要在掌握相关计算机基本原理的基础上怎么样来构建一个计算机应用系统。计算机专业学生的课程体系与内容建设要与时俱进，不断翻新、推陈出新，同时相应的计算机系统设计与创新能力也要加强。
而对于大部分计算机本科专业学生来说硬件设计能力不如电子工程专业学生、行业软件开发和应用能力不如其他相关专业学生、数学理论基础又不如数学系学生。而计算机系统能力是计算机专业学生的特长，如何提高计算机专业学生的计算机系统能力，是我们必须要解决的一个问题。
2目前现状
我们计算机学院的学生对计算机的系统发展观认识的不够全面，甚至缺乏这样的一个系统发展观。学生不具备将每门课程之间的关键点联系起来。他们一般是分散地学习每门课程，而不知道课程相互之间的内在联系。即：不具备系统发展观和系统能力。同时还缺少系统性较强的综合实践环节，这使学生理论上一知半解，实践动手能力较差。
总体来说，目前国内高校的计算机专业教学对于系统化培养方面考虑较少：（1）课程体系中缺乏一门独立的能够贯穿整个计算机系统的基础课程。（2）计算机专业开设的各类课程之间的相互联系不够紧密。（3）计算机类专业的课程的具体内容没有与时俱进。即：课程里的内容显得相对落后没有紧跟当前的计算机技术发展。（4）课程体系中缺乏对于系统设计和应用能力培养的整体考虑。如对于不同计算机类的应用系统需要设置哪些课程以及包含哪些相关内容？特别是对于课程实验内容。
3建议与措施
（1）从系统观出发，培养学生的系统认知、系统设计、系统开发和系统应用这四个方面的能力。计算机科学与技术类专业的教学方法应该注重培养学生从系统的角度去想问题、解决问题。将计算机专业中相关的硬件和软件的基本原理要讲透彻。同时要注意在实验的过程中要培养学生的系统观。用系统的观念去理解实验、掌握实验。重视信息和计算，并将它们作为不仅仅可以适用于计算机的普遍性的概念；激发学生的辩证思考能力，帮助他们理解和掌控数字世界。有意识地培养学生的系统层面的认知、设计、开发与应用的能力，如如何合理构架各类不同应用系统。通过这些能力的培养，使得学生能够站在系统的高度考虑和解决问题；这样才能够培养出具有系统观的软/硬件贯通人才。
（2）系统能力培养课程体系设置总体思路。以系统发展观为主线对计算机专业课程体系改革的思路如图1所示：
图1计算机专业课程体系改革思路
其中，分3个层次建设系统课程：①计算机系统基础课程：Languageprogramdesignbasis（PF）、digitallogiccircuit（DLC）、FundamentofComputerSystem（FCS）。②新组合的核心课程：ComputerOrganizationAndDesign（COAD）、OperatingSystem（OS）、TechniqueofCompiling（CT）、ComputerArchitecture（CA）。③扩展和提升课程：EmbeddedComputingSystem（ECS）、ComputerNetwork（CN）、mobilecomputing（MC）、Parallelcomputing（PC）、Bigdataparallelprocessingtechnology（BDPPT）。
（3）我们要培养计算机专业学生的整机的概念，即硬件+软件的整体概念，使他们摄入理解它们之间的内涵，同时要让他们掌握Hardware与Software之间的关联与区别。
（4）让学生深刻理解Languageprogramdesignbasis（PF）、InstructionSetSystem（ISS）、OperatingSystem（OS）这三者之间的联系和区别。
（5）计算机的指令是怎么样在计算机中运行的，如：计算机是如何取一条指令的、如何执行一条加法指令。假设一个程序由十条条指令构成，那么计算机就按照一条指令一条指令的顺序去执行，就可以完成这个程序。
（6）关于硬件的基本组成原理等要让计算机类专业学生了解并掌握，如相应的TTL、MOS等电路。使他们掌握硬件电路的设计方法和原理。尤其是相关的逻辑电路的各种门电路、时钟、延时等相关概念。发现计算机类专业学生普遍存在缺乏硬件知识。如很多同学对相关的译码器、编码器、锁存器等器件不熟悉。
计算机学科主要研究的是计算机系统各个不同抽象层的实现及其相互转换的机制，其抽象层次结构如图2所示。
4总结
系统发展观和系统能力是计算机科学与技术专业学生普遍缺少的两项技能。本文从系统能力的内涵着手，分析了目前我校计算机科学与技术专业学生所存在的缺乏系统观的这一普遍现象。通过这些现象，提出了一系列的建议和改进措施。
参考文献
[1]王志英，周兴社，袁春风等.计算机专业学生系统能力培养和系统课程体系设置研究[J].计算机教育，2013.9：1-6.
[2]杨新凯.面向计算机系统能力培养的《数字逻辑》课程教学改革探讨[J].教育教学论坛，2014.6：148-149.
[3]教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[M].北京：机械工业出版社，2010.
1概述
随着计算机技术的迅速发展及其应用的不断深入，计算机类专业的培养方向趋于多样化。在诸多培养方向中，大部分专业是基于软件理论与应用方向的偏软件专业或软件工程专业，而在这些计算机类专业的本科课程设置中又以软件教育为主。计算机硬件相关课程具有理论性强，不易理解、应用范围广、与实际工程联系紧密等特点。扎实的硬件知识基础是计算机类人才正确理解计算机，掌握软件开发机理的关键，也是本科教育人才区别于短期培训软件开发人员的重要标志。但由于学生普遍存在着“重软轻硬”的现象，同时，目前我校的计算机硬件知识教育在知识体系和内容等方面存在着不尽如人意的地方,使得部分学生毕业后无法胜任计算机硬件方面的相关设计和应用工作。其中，具体问题如下：
1.1课程教学缺乏系统性。
计算机是一个由硬件和软件组成的庞大的复杂系统，计算机知识有着很强的系统性。而在目前的教学中，硬件课程知识与软件课程知识之间缺乏足够的交叉和互补，学生无法深入理解计算机的基本工作原理及其在软件系统中的作用。另外，在硬件课程之间也缺乏充分的衔接，有些知识点重复，有些知识点缺失，这些都导致了学生的知识体系不系统、结构不健全。
1.2缺乏创新能力的培养。
目前我校中开设的硬件实验课程大多以验证性实验为主，教师往往提供了实验的所有环节，大部分学生在做实验的过程中，基本上不对实验的实用性进行延伸思维，只按设定好的正确线路、程序、步骤、数据一一照做。这样的实践不利于学生创新思维的培养，成了另一种形式的理论学习，通过实验达不到理论与实践相结合的目的，达不到培养学生初步科研能力的要求。
1.3在认识方面存在着重软轻硬的倾向。
目前学生中普遍存在着重软轻硬的现象，很多学生对硬件课程的了解甚少，认为硬件课程只是学习计算机的内部工作原理，在计算机应用当中无关紧要，认识不到硬件技术在应用方面的重要性，再加上相应的实践环节难以保证，课程考试评价体系中对硬件实践能力的不重视，导致学生在学习中缺乏积极性。针对以上问题，通过教学改革方案的实施，努力提高计算机类专业学生的硬件知识理解与应用能力，培养具备软硬件开发能力的人才。同时，注重创新能力和科学精神的培养，使学生具备创新思维与工程实践能力。
2硬件系列课程体系建设
2.1建设思路。
硬件课程体系建设的核心任务是全盘考虑各门计算机硬件课程，把他们捆绑起来，统一建设。在教学内容方面，根据学生的具体情况，修订教学大纲，既要避免课程内容重复讲授现象的发生，又要做到各门课程的无缝衔接。在教师方面，定期开展研讨活动，提高任课教师的教学水平，搞好课堂教学。在实验方面，充分利用现有实验设备，做好验证型实验的同时，加大兴趣导向的实验开发力度，努力提高学生的动手能力。
2.2建设方法。
本课题组采用的课程建设方法，按照“整合─分科执行─融合”三个阶段实施。在课程整合阶段，对汇编语言、计算机组成与结构、单片机、嵌入式系统设计这几门课程进行大纲及教案的修订工作，并重点在如下几方面进行整合：a.《汇编语言》和《计算机组成与结构》的整合。在《汇编语言》和《计算机组成与结构》中，侧重于计算机硬件的五大部件、寻址方式和指令系统。这样有利于把“计算机组成原理”中介绍的一般性的知识和具体的微机系统联系起来，给学生打下牢固的理论基础。b.《汇编语言》和《单片机及接口技术》、《嵌入式系统设计》的整合。整合中侧重于硬件编程能力的培养，让学生认识到不同种芯片的指令与功能共通性。这样有利于学生透彻地了解目前普遍使用的微机系统，并具备扎实的硬件编程基本功，有利于单片机和嵌入式相关课程的学习。在分科执行阶段，依照整合阶段所确定的大纲及教案，对学生实施理论知识教育，同时结合各课程实际情况，在课堂中引入课程认识教育，使学生了解本课程在计算机学科中的地位，调动学生对硬件课程的学习积极性。在融合阶段，在实验课程中添加例如万年历电子表设计、贪吃蛇游戏机设计等集趣味性、设计性、综合性于一体的实验，注重培养学生综合运用所学知识的能力，使学生受到更为实际、更加全面的科学研究的训练。此阶段实验的特点是没有现成的模式可循，学生需要融合所学硬件相关知识，独立完成硬、软件设计和调试。
3结论
本文阐述了面向计算机专业的硬件系列课程体系建设方法，本方法将硬件相关课程通过整合-分科执行-融合的过程，使计算机专业学生在理论上掌握晦涩的硬件知识，同时将硬件知识融会贯通，将所学知识应用于实验、竞赛，提高动手能力。为评价本学习系统的有效性，课题组将此系统引入了教学实践中。根据课后对学生的调查，学生普遍反映通过课程系统的建立，学生对硬件知识有了深刻的了解，学习兴趣有所提高，起到了良好的效果。
参考文献
[1]洪霞,李云,张炜.改革计算机硬件课程教学内容,构建科学的系列课程体系[J].实验技术与管理,2009,11:144-147.
[2]惠丽,吴玲,于丽萍.计算机专业硬件课程体系建设的优化与改进[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2013,4:45-46.
[3]刘新平,郑秋梅,孙士明,孙晓燕.计算机硬件课程群实验体系的改革与完善[J].计算机教育,2008,12:117-119.
[4]惠丽,吴玲.计算机硬件系列课程教学改革的研究与实践[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2010,1:78-79.
【关键词】计算机应用基础;教材建设;高职院校
一、引言
《计算机应用基础》作为大学的一门公共基础课，涉及面广，影响大，对大学生计算机应用能力的培养，对顺利完成后续课程的学习，对毕业后能迅速适应岗位的需要具有重要作用。针对计算机类专业与非计算机类专业，这门课程所发挥的作用也不尽相同。对于非计算机类专业的学生而言，《计算机应用基础》是一门普及性课程，帮助学生了解计算机应用与操作等基础知识。对于计算机类专业的学生而言，《计算机应用基础》更像是一门纲领性课程，需要将后续的专业课程以章节的形式串联起来，让学生了解课程与课程之间的联系，从宏观的角度了解专业课程的体系结构。作为计算机类专业的学生，他们应当从这门课程中汲取更多的知识。华南师范大学全面实施计算机基础课程改革，把《大学计算机应用基础》课程由原来的“集中讲授+上机试验”的教学模式转变为学生依托立体化教材进行自主学习［1］。对中等职业教育课程改革国家规划新教材《计算机应用基础》，从教学大纲、教学内容、教学方法和能力培养4个方面就如何使用好该教材作了初步探讨。通过分析高职计算机应用基础教材主要存在的问题，总结出教材建设的思路。指出当前高职《计算机应用基础》课程教学存在着课程内容陈旧，时代感不强，教学手段、模式单调，教学效率低下等问题。改革高职《计算机应用基础》课程教学，应明确《计算机应用基础》课程与其它公共课的区别，要进行合理的任务设计，采取灵活的学习方式，逐步培养学生的自学能力，实际动手能力和创新能力，从而培养高素质的符合新时展的人才［2～4］。针对高职院校非计算机专业计算机基础教育面临的形势，从对学生的培养要求出发，探讨计算机应用基础课程教学的改革措施［5］。以武汉软件工程职业学院软件技术专业教师为主的团队协作编写了供高职院校计算机类专业学生使用的《计算机应用基础》教材［6～7］。此教材从2012年开始在计算机学院的新生班级中投入使用，得到师生们的广泛好评。教材在讲述计算机基础知识、硬件知识、操作系统、网络基础方面，比普通的教材更有深度，几乎所有的这些章节，都可以与计算机类专业的各相关课程联系起来。尤其是对那些普通本科院校开设有，而高职院校没有开设的专业课程，通过在这本教材中对课程的内容进行凝练，让学生对这些课程的内容有大致的了解，完善学生的专业知识结构。
二、高职《计算机应用基础》课程教材建设探索
具体来说，在计算机基础知识部分，首先对计算机发展历史进行总结，随后对计算机的经典体系结构，包括图灵机、冯诺依曼体系结构进行简要说明，让学生对这图灵与冯诺依曼这两位计算机鼻祖以及他们对计算机科学的贡献有了更清晰的认识。
(一)计算机硬件基础部分。一是介绍了计算机里的数制与编码，让学生掌握二进制、八进制、十进制与十六进制的基本运算方法。这些知识是《数字逻辑》课程的基础。数字逻辑是数字电路逻辑设计的简称，其内容是应用数字电路进行数字系统逻辑设计。电子数字计算机是由具有各种逻辑功能的逻辑部件组成的，这些逻辑部件按其结构可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。有了组合逻辑电路和时序逻辑电路，再进行合理的设计和安排，就可以表示和实现布尔代数的基本运算。二是介绍了计算机的五大组成结构，包括运算器、控制器、存储器输入设备与输出设备。这些对应着《计算机组成原理》课程。此课程主要讲解计算机的基本组成原理和结构，包括计算机逻辑部件、运算部件与运算方法、主存储器、指令系统、中央处理器(CPU)、存储系统、辅助存储器、外部设备、输入输出系统等知识。
(二)操作系统部分。首先介绍了操作系统的原理知识，然后以Windows7操作系统为例进行了操作示例介绍。此外，也对包括Android与IOS等手机操作系统进行了简单的说明。这对应着《操作系统原理》课程。操作系统是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。操作系统的功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，提供了各种形式的用户界面，使用户有一个好的工作环境，为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口。操作系统管理着计算机硬件资源，同时按照应用程序的资源请求，为其分配资源，如:划分CPU时间、内存空间的开辟、调用打印机等。教材也对常规的办公软件的基本操作进行了详细说明。办公软件主要用于处理办公过程中的文字和数据信息，通常包括文字处理、表格处理、幻灯片处理和简单的数据处理等功能。
(三)计算机网络基础部分。首先介绍了网络的定义与组成，随后介绍了OSI模型、常规的网络设备，以及TCP/IP协议等。这些知识对应着《计算机网络》这门专业课程。计算机网络是一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。从逻辑功能上看，计算机网络是以传输信息为基础目的，用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合，一个计算机网络组成包括传输介质和通信设备。它们把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。
三、结语
通过这些知识的学习，计算机专业的学生能够对计算机类专业的知识体系结构有初步的了解，同时也为后续的专业课程的学习做好了铺垫。
【参考文献】
［1］杜炫杰，李丽萍．《大学计算机应用基础》立体化教材的设计开发与应用［J］．现代教育技术，2009
［2］魏茂林．浅谈如何用好《计算机应用基础》教材［J］．中国职业技术教育，2010
［3］关德君．谈高职计算机应用基础教材建设［J］．辽宁高职学报，2006
［4］田枫．关于高职院校《计算机应用基础》课程教学改革的建议［J］．商业经济，2009
［5］陈桂珍．高职计算机应用基础课程教学改革探索与实践［J］．福建电脑，2009
［6］王路群等．计算机应用基础［M］．北京:中国水利水电出版社，2012