计算机科学的研究方向

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇计算机科学的研究方向范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

计算机科学的研究方向范文第1篇

关键词：光电工程；计算机信息管理；兴趣驱动；任务

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）19-0125-02＼ 一、现阶段光电工程专业计算机信息管理课程教学存在的问题

随着近年来信息技术的发展，大数据时代已经到来，数据已经成为一种有价资产，而计算机信息管理作为数据应用的基础也变得日益重要起来[1]。但是，多年以来光电工程专业学生的培养，一直注重数理基础的培养，计算机信息管理技能的培养相对较少，导致在教学过程中出现了一些问题。这些问题表现在：一是学生在思想上没有认识到计算机信息管理知识和技能的重要性，不了解光电专业与计算机信息管理的紧密联系。二是学生在行动上没有将充足的精力投入到课程学习中，多数学生仅仅靠上课听讲，课下并没有有效地复习，因此学习效果受到了很大的影响。三是多年以来计算机信息管理课程往往侧重于理论知识的传授，对于新时期学生的兴趣点把握不准，致使学生认为该课比较枯燥，使得教学效果不太理想。随着光电工程方向各种数据的积累，相关单位迫切需要具有计算机信息管理能力的毕业生。为此，本文从光电工程专业特点出发，提出一种基于兴趣驱动的计算机信息管理课程的教学方法，为学生未来的就业打下基础。

二、基于兴趣驱动的计算机信息管理教学方法

（一）兴趣点的发掘

兴趣是指一个人力求认识某种事物或从事某种活动的心理倾向。学生一旦对某些事物产生兴趣，他便会热心于接触、观察这件事物，积极从事这项活动，并力求揭示其中的奥妙[2，3]。现阶段学生的兴趣点都直接或间接的源自于互联网，而互联网上的热点，变化迅速，此起彼伏。伴随着我国“互联网+”战略的实施，互联网与日常生活的联系更加紧密。因此，在计算机信息管理教学过程中要密切联系网络热点事件，解析热点事件背后计算机信息管理技术的基础性作用。转变学生的思想，使学生充分认识到计算机信息管理在光电工程方向的重要应用，使学生明白计算机信息管理已经渗入到各个领域之中，对学生的全面发展有着重要意义。

教师是学生兴趣点的启发者[4]，教师应根据教学内容，了解学生已有的知识经验，挖掘学生的兴趣点，结合网络热点事件，发挥教师自身的创造性，以计算机信息管理学科特点与教师自身的教学特色和魅力去感染学生，融抽象知识于生动形象的课堂教学活动中去，创设具体的教学情境，激发起学生的强烈兴趣，从而打开思维的闸门，使学生进入一个强烈的“我要探索”的境界，从而开发出学生自主学习的原动力。

（二）兴趣点的培养

要使学生学习计算机信息管理的兴趣长盛不衰，学习的动力源源不绝，形成学习计算机信息管理的良性循环，关键是要让学生感到学习计算机信息管理“有用”，这种“有用”不仅是指在日常生活中，更是指在学生个人成长、发展的道路上有用。能让学生学以致用的知识才是真正掌握的，是学生感兴趣的知识。

光电工程方向的学生比较重视数学、物理以及英语等课程的学习，对于计算机信息管理课程重视程度不够，其原因是没有充分认识到光电方向与计算机信息管理的紧密联系。学生行动上没有将充足的精力投入到课程的学习中，多数学生都是仅仅靠上课时候听讲，课下也没有有效地对课程进行复习，致使学生兴趣点全无，学生的学习效果也受到了很大的影响。

在学生具有一定兴趣后，然后充分发挥学生的自主学习能力，让学生通过互联网自主获得信息进行思考，同时，转变了课堂中的学习气氛，对学生思考后的问题进行解析，更大地发挥学生的主体作用。让学生利用互联网学习，巩固深化对概念的理解，调动学生探索的积极性，使学生主动获得知识，应用知识去解决问题，让学生一步一步进入问题驱动阶段，最终找到解决问题的方法。

培养学生的兴趣，使学生的兴趣点能较长地维持，关键是培养学生做事要有始有终，有恒心，有毅力，这也是每个教师要培养学生的重要方面。学生能学、爱学、会学，便为知识的学习打下了坚实的基础，但由于学生兴趣变化大，做事缺乏恒心，情绪易于变化，因而很多事做起来不能持久。因此在平时要注意培养学生的“坚持学”，不断地鼓励，适时地点拨，有意正确引导，长时间维持学生对计算机信息管理的兴趣。

三、基于兴趣驱动的计算机信息管理教学实施

（一）基于任务的兴趣强化

现代心理学的研究表明，通过给定学生具有一定难度的任务，让学生在解决任务中学习，能够大幅提高学生成就感，强化学生的兴趣[5，6]。实施基于兴趣驱动的计算机信息管理教学需要根据学生的接受能力设计任务，让学生在任务中进行学习[7]。

随着近年来光电工程领域技术的发展，与之相对应的数据也大幅度增加。因此，可以利用光电工程领域实际数据管理需求，设计任务，让学生进行解决。为此笔者将过去科研项目过程中生成的光电工程方面的数据以及一些需求作为学生兴趣强化的任务。在过去的十年中，笔者所在的课题组先后承担了国内多家光电工程研究院所的数据库管理项目，积累了大量的原始数据，可以很容易得到大量的不同难度的任务。

以通常的光电工程领域的数据为例说明典型任务的构建。通常光电工程领域的数据主要是图形图像数据，视频数据等。图形数据一般是指一些简单的、规则性的几何形状。图像数据是指图画、照片之类的静止画面。视频数据是指动态图像，由一系列静止图像组成的序列，也是一种时变媒体。一般的视频数据中还包含音频、图形、图像或文字等视频数据。因此如何对光电数据进行分类，并对这些数据进行模型抽象。如何设计数据表和字段。如何建立一个小型数据库等方面都可以分解出一系列的任务，供整个教学过程中应用。

（二）课程考核

传统的计算机信息管理课程的考核主要以闭卷考试为主，辅以平时成绩作为补充。近年来随着计算机作为高校毕业生的一项必备技能，计算机实践也变得越来越重要。因此计算机信息管理的考核要更注重学生实际动手能力。在平时学习中要对学生实际动手能力情况进行评价，评价包括每次学生完成任务所得到的评价和上机测试。学期总成绩包括平时成绩和考试成绩两部分，平时成绩是包括学生的平时作业成绩、上机完成任务情况、任务总体完成情况、课上反映情况和上课出勤情况五个部分，占总成绩的一半；考试成绩是学期末进行考试所得成绩，也占总成绩的一半。另外，试卷考试内容也不是只注重理论知识的考核，在试卷中减少了理论性、记忆性内容的考核，加大了综合应用内容的考核。

通过笔者所在学校对光电工程专业计算机信息管理课程两年的试验，学生的计算机信息管理能力得到很大提高，并且有一批学生以计算机信息管理为基础申请得到了国创项目的资助。通过笔者课后的调查回访，发现兴趣驱动教学方法能够大幅提高学生的主观能动性，提高计算机信息管理课程的学习效果，对于提升学生的计算机技能，乃至增强学生的就业能力都有重要意义。

参考文献：

[1]王亚利，韩卫媛.高职计算机信息管理专业改革的思考与探索[J].教育与职业，2012，30：114-116.

[2]Shen Bo，Chen Ang，Guan Jianmin. Using achievement goals and interest to predict learning in physical education[J].Journal of Experimental Education.2007，75（2）：89-108.

[3]郭戈.关于兴趣教学原则的若干思考[J].教育研究，2012，03：119-124.

[4]赵兰兰，汪玲.学习兴趣研究综述[J].首都师范大学学报（社会科学版），2006，06：107-112.

[5]李占宣.任务驱动教学法在数据库教学中的应用[J].教育探索，2010，（12）：52-53.

[6]岳淑玲.任务驱动法在“SQLServer数据库管理”教学中的应用[J].教育与职业，2013，20：149-150.

计算机科学的研究方向范文第2篇

关键词：学习迁移；编译原理；教学

作者简介：李希，女，江西科技师范大学数学与计算机科学学院讲师，硕士，研究方向为计算机科学与技术方向的教学；戴航，男，江西科技师范大学数学与计算机科学学院实验师，硕士，研究方向为计算机科学与技术方向的教学；万佩真，女，江西科技师范大学数学与计算机科学学院教授，研究方向为计算机科学与技术方向的教学；叶浩，男，江西科技师范大学数学与计算机科学学院讲师，在读博士，研究方向为计算机科学与技术方向的教学。

课题项目：：本文系2009年江西省教育科学“十一五”规划项目研究成果之一。

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1001-7518（2012）35-0055-02

一、学习迁移理论概述

在教育心理学中，学习迁移（transfer of learning）是指在一种情境中获得的技能、知识或形成的态度对另一种情境中技能、知识的获得或态度形成的影响。任何一种学习都要受到学习者已有知识经验、技能、态度等的影响，只要有学习就有迁移。迁移是学习的继续和巩固，又是提高和深化学习的条件，对学习迁移的研究是对所有综合性认知理论的一个严格的，也是必要的经验。

早期的美国心理学家E.L.桑代克在1903年通过训练大学生对平行四边形的面积进行估计的实验提出了共同要素学说，他认为只有当两种学习内容上有共同的元素存在迁移才会发生，反之则无论所涉及的官能如何相同，迁移也是不可能发生的。该学说只能解释机械的具体的特殊迁移。贾德在1908年设计了水下击靶实验研究迁移，提出了经典类化学说。他把学习者对于前后不同学习情境的共同原理原则的根据作为迁移的基本条件，指明在教学过程中重要的是要导向学习者对基本的核心概念进行抽像和概括整理， 使之为后继的学习迁移做充分且必要的准备。现代认知心理学家辛格莱与安德森根据其知识分类的观点，将迁移分为四种类型：程序性知识向程序性知识的迁移；程序性知识向陈述性知识的迁移；陈述性知识向程序性知识的迁移；陈述性知识向陈述性知识的迁移。这种方法基本上代表了人类知识学习中的迁移类型，是当今影响较大的一种迁移分类方法。我国关于迁移研究的实质性进展， 见于冯忠良 “结构化与定向化教学心理学原理”理论框架下的代数解题迁移的实验研究。该研究创立了结构化教学的理论基础、定向化教学的规律依据，以及据此进行教学设计和教学改革的执行原则。

编译原理是计算机专业的专业基础课程，也是从事计算机研究和应用人员必须掌握的重要知识。在该课程的教学过程中，师生往往感觉该课知识点琐碎、抽象、深度不易把握，实用性不强，可操作性不大。为了提高该课程的教学效果，我们在教学时应注重应用学习迁移理论，对教学方法和内容进行一些改革。

二、《编译原理》教学影响学习迁移的主要因素

（一）学生原有认知结构因素

所谓认知结构，就是学生头脑内的知识结构，主要是指学习者在某一知识领域的全部观念和组织，包括学习者已有知识的数量、清晰度和组织方式。认知结构是产生学习迁移的重要基础，其对迁移的影响主要表现在以下三方面：

第一，学生原有的背景知识。这是迁移产生的基本前提条件，原有背景知识具有可利用性、可辨别性、稳定性，学生学习过程并非简单地对所学材料的识别、加工和理解过程，而是学生原有认知结构中有关知识和新学习内容相互作用，形成新的认知结构的过程。

第二，学生原有的认知结构的概括水平。迁移发生的关键在于对学习课题里共同因素的概括化，对原理了解概括得越好，对新情境中学习的迁移越好。概括化不是一个自动的过程，它与教学方法密不可分，在教学方法上注意如何概括，如何思维，有利于增加正迁移出现的可能性。

第三，学生拥有的认知技能。认知技能是个体在认知领域解决问题的一种能力，与一般解决问题的能力相比，这种能力是问题解决者通过对问题情境的认知并运用概念、规则解决认知领域问题的能力。认知技能既包括利用习得概念、规则解决问题的能力，也包含对相关概念、规则情境适用性的认知监控能力。对认知技能获得过程的研究有利于深刻理解认知技能的实质，有利于认知技能获得的教学设计。

（二）教学指导过程影响因素

第一，依据迁移要求，精选教材。精选教材应与时俱进，特别是计算机学科的教材，由于该学科知识更新换代非常快，所以教师应把握住该学科的前沿领域，把最新的知识传授给学生；精选的教材应具有广泛的迁移价值材料，即学科的基本概念、原理、方法等；要突出学习材料的共同因素；根据教学对象的实际情况精选教材。

第二，合理编排教材内容和教学程序。教材的呈现应该遵循由整体到细节逐步展开。作为教师，在教学中首先应考虑如何使那些具有较高概括性、包摄性和强有力的解释效应的基本概念和原理处于教材的中心位置。教材的呈现还要从横的方面加强概念、原理、课题和章节之间的联系，促进知识的融汇贯通。

三、学习迁移理论在《编译原理》教学中的应用

（一）与其它课程之间的迁移

编译原理属于专业必修课，与操作系统原理、数据库系统原理、计算机系统结构原理关系密切，是计算机专业的重要专业课之一，主要介绍程序设计语言编译构造的基本原理和基本实现方法。它的先修课程是《高级语言程序设计》，《数据结构》。《高级语言程序设计》为本课程提供编程实践所需的学习经验，《数据结构》解决了在编程时大量数据的存储结构问题。这两门先修课程的已有学习经验，促进了本课程的知识正向迁移。编译技术所涉及的建模技术同样适合其他软件的建模，也帮助学生提高运用所学知识进行独立分析问题和解决问题的能力，同时为后继课程如操作系统原理、数据库系统原理、计算机系统结构的学习提供同化性迁移。

（二）本课程前后内容的迁移

概括是迁移的核心，学习者对原有知识经验的概括水平是影响迁移发生的重要条件。计算机专业课程的特点是教材第一章都是“绪论”，也就是对整个课程的科学概括。课程第一章“绪论”整体地、系统地概述了课程的所有章节的知识点，使学生了解各个要素之间上下左右，横纵交叉的关系，避免了在以后的学习中孤立地对待各章节的知识，为重组性迁移提供直接的支持。在《编译原理》课程的“绪论”中全面详细地介绍了编译的六个阶段工作：词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成。而全课程的几大章节可以说就是分别以这六个阶段的工作展开详细介绍的。如果分别死记硬背这六个阶段的输入对象、工作原理、输出对象，就会造成知识点的断裂带及断裂点，导致知识错乱、思维混乱。只有将这六个阶段的学习联系在一起：源程序在词法分析阶段被分解成一个个单词，而单词容易犯拼写或语法等错误，所以要进行语法分析，没有语法错误就要进一步判断是否有语义错误，进行语义分析，没有语义错误之后再翻译成中间代码进行适当优化，从而简化编译的复杂度，最后生成计算机能够识别的机器代码。学习这种理论性较强的课程更要学会概括归纳知识点，这样才能保持条理清晰。按照课程中章节前后内容的迁移研究，遵从个案到一般，抽象到具体的组织原则，安排好学习程序。

（三）生活经验的迁移

生活经验的迁移简单、直观、有趣，是学生最容易接受也是效果最好的学习迁移方式，这些知识的迁移增加了学生学好这门课程的信心，也促使学生更多地关心生活中的各种现象、原理。例如讲到文法二义性有害时可以联系到生活中有歧义的病句；在讲到算符优先算法时可以联系到小学数学的四则运算法则；在讲LL（1）文法的判别条件时可以联系到无交点的两条平行路径；在讲语法制导翻译的时候可以联系到自然语言规则；四种LR自底向上语法分析方法的算法思想可以联系到对于不同程度矛盾的解决。教师在联系实际的过程中应该注意引用的新材料与所要阐述的知识点之间的共同性。因为只有当两种学习内容上有共同的元素时迁移才会发生。教学过程中有目的地在这两者间设立科学的通路—相同要素，才能有效建立学习迁移，更有效提高教与学双边效果。

四、结论

美国著名心理学家比格（M.L.Bigge）指出：“学校的效率大半要根据学生所学材料迁移的数量和质量而定。因此，学习迁移是教育最后必须寄托的柱石。”这充分说明，学习的迁移对培养学生的创新意识、创造能力和终身学习能力具有重要意义。迁移是在一定条件下发生的，它往往是新旧知识或相关知识连接的纽带。教师应针对不同的知识教学而有所侧重地采取相应的教学方法。在教学中，凡能迁移的地方，教师要尽量设法引导学生，使他们产生积极的迁移动力，改善学习过程，提高学习效果。《编译原理》作为一门专业性课程，由于该课程知识的理论性、抽象性很强，使其学习迁移有一定的特殊性，应用学习迁移理论的方法和效果还有待全面深入的分析研究。教师必须在掌握有关学习迁移的理论及其影响因素的基础上，充分应用迁移规律，积极促进学生的学习迁移。

参考文献：

[1]M.L. Gick， K.J. Holyoak. The Cognitive Basis of Knowledge Transfer， in Transfer of Learning： Contemporary Research and Applications[M]， San Diego， Academic Press， 1987. pp. 9-46.

计算机科学的研究方向范文第3篇

【关键词】教学;程序设计;计算思维

2010年“第六届大学计算机课程报告论坛”中，陈国良院士指出，计算思维能力是大学计算机基础课程教育过程中一个重要的培养目标。人类科学发展的三大支柱是理论科学、实验科学和计算科学，与之相对应的是人们认识世界、改造世界的三种思维方式，即理论思维、实验思维和计算思维[1]。

程序设计基础课程是高校非计算机专业必修的公共课，教学目标是培训学员的基本编程能力、逻辑思维能力和抽象思维能力。当前程序设计基础的教学中存在如下两个主要问题：第一，学员的计算机理论知识储备不够，没有成体系的专业知识结构，因此，学员对计算机的“思维方式”与传统解题方式的区别难以理解，接受较慢。第二，在实践中出现“重结果、轻过程”，“重编码，轻算法”的现象。学员往往把学习重心放到基础语法的学习上，全神贯注于看到程序“运行结果”，不注重从宏观的角度总结问题，也不注重求解的构建过程，忽略了思维方式的锻炼。因此，在教学中的首要问题应该是培养学员的程序设计和计算思维能力。

1.计算思维

目前国际上广泛认同的计算思维定义来自美国卡内基・梅隆大学的周以真（J.M.Wing）教授，周教授于2006年提出：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计和人类行为理解，它是涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[2]。计算思维的本质是抽象（abstraction）和自动化（automation）[3]。抽象是通过简化、转换、递归、嵌入等方法，将一个复杂问题转换成许多简单的子问题并进行求解的过程，这是所有科学发现的必然过程;自动化是充分利用计算机运算能力来实现问题求解，以弥补人的计算缺陷，这将丰富计算机的应用范围。因此计算思维是一种形式规整、问题求解和人机共存的思维。

需要指出的是：计算思维不是侠义的计算，而是运用计算机基本概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为[2]。

2.以计算思维为导向的程序设计课程教学

思维方法比知识本身更重要，作为从事计算机基础教学的一线教师，应该在日常教学中潜移默化地训练和培养学员的计算思维能力，提高他们的计算思维素养，从而进一步培养和锻炼学员的创新能力。

教师对学员进行直接教学指导产生应该保证基于计算思维，然后再运用其它教学手段和方法来辅助和引导学员进行知识点的构建和学习问题的思考与解决。通过计算思维的一系列方法――递归，关注点分析，抽象和分解，保护、冗余、容错、纠错和恢复，利用启发式推理来寻求解答，在不确定情况下的规划、学习和调度等，达到引出问题，深入探究、找寻答案，讨论交流、得出结论，反思自评、内化知识的目的。当学员掌握了知识点的同时也掌握计算思维方法之后，再通过已获得的知识和方法自主建构学习的知识和学习的框架，相互间交流协作，同时运用计算思维方法达到迁移拓展科学知识的目的。在这整个学习过程中，所有的学习过程都通过一系列基于计算思维的学习方法展开。

程序设计基础课程是理论与实践并重的课程，在实际教学过程中两部分的教学都必须以面向计算机思维为导向，否则该课程的教育就是不完善不成功的。

3.基于计算思维的案例分析

将计算思维与程序设计课程教学的结合主要体现在两个方面：首先要保证在整个教学过程中要贯穿抽象和自动化这两个核心思想，其次要根据讲授的具体知识点恰当地引入计算思维中所有的其他基本概念和思维方法。

传统教学一般是先讲解本次课所学语法的基本结构，接着讲解具体的例子，最后总结、布置作业的过程。从计算思维的角度出发，教学内容采用“问题导入语法、语法引入应用、应用面向实践”的方式，突出知识点与技术点的关联性，注重内容在应用上的层次性。

以循环结构为例，该结构要求程序根据对某个特定条件的判断来决定是否重复多次进行某一特定的相同操作。教学可分以下几步进行：

①初始时结合学员日常生活举例：列队报数，没有报到队尾时每名学员要在前一名学员数字上加1后大声报出，使整个教学显得过渡自然，给同学们展示了现在所学的知识已经实实在在存在于我们的日常生活中，不仅可以拉近与他们的距离，更重要是让他们觉得所讲授的内容比较简单，为后续教学活动的开展埋下了伏笔。

②采用抽象的方法，提炼出循环结构的基本结构，然后再引入学员中学就已熟悉的等比数列;接着把等比数列前n项求和的算术问题转换成对应的循环结构，这样不露声色把数学的思想灌输给学员。

③在学员已经基本掌握的基础上，再增加一次实践的机会，给出现实生活中一个例子：如求班级平均分问题;鼓励学员积极思考，同时引入计算思维的约简、嵌入、转化等方法，把复杂的问题转分解易于解决的问题并加以实现。

④再进一步拓展，从问题入手，例如：九九乘法口诀表，引入多层循环嵌套结构，着重分析基本结构与多层循环嵌套结构的异同和适用的范围，使整个知识点链自然形成。

在整个教学过程中，运用问题诱发学员使用抽象的思想和方法，学习用抽象方法去表达自己的想法并建模，能够透过现象看本质，通过持续的训练达到完全掌握抽象这个工具。

4.结语

计算思维目前是程序设计类课程教学关注的热点。最终目的是提高学生的程序设计能力和分析解决问题的能力。因此，我们要充分认识到计算思维的重要性。在教学的实施过程中要突出运用计算机知识解决问题的思想，培养并训练学生运用计算思维去思考并解决问题。

参考文献

[1]陈国良.计算思维与大学计算机基础教育[R].济南：第六届大学计算机课程报告论坛，2010.

[2]Jeannette M putational Thinking[J].Communications of ACM，2006，49（3）：33-35.

[3]董荣胜，古天龙.计算思维与计算机方法论[J].计算机科学，2009（1）：1-4.

[4]贾茹，郝长胜，裴衣非.VB程序设计课程的计算思维教学实践[J].电脑知识与技术，2011（25）：6266-6268.

[5]吴绍兵.计算思维和程序设计能力的培养[J].计算机教育，2011（16）：11-4.

[6]周显春，刘东山.基于计算思维能力培养的程序设计课程教学研究[J].电脑知识与技术，2012（35）：8475-8477.

作者简介：

杜晓静（1975―），女，镇江船艇学院讲师，研究方向：网络安全。

计算机科学的研究方向范文第4篇

关键词：计算机科学与技术；学生创新能力；软件

中图分类号：TP3-4文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 07-0000-02

计算机科学与技术专业是一门专门传授计算机相关知识的学科，它不仅包括计算机的发展历程和理论知识，还包括了计算机的操作技术和应用知识。通过这种专业的学习，学生要培养自身的几个方面的能力：首先，要具备良好的科学素养和计算机的基础知识，这是对每一个计算机科学与技术专业的学生的基本要求，其次，要系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，能在各单位从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的专门科学技术人才。

另外，计算机专业的业务培养要求为本专业学生主要学习计算机科学与技术方面的基本理论和基本知识，接受从事研究与应用计算机的基本训练，具有研究和开发计算机系统的基本能力。在创新模式下教育理念下，以信息化核心技术的计算机技术的教育还尚有缺失，具体表现在：学生的动手能力不强，陷入了“死记硬背”的瓶颈，这对于以实践和操作为特点的计算机科学与技术专业的影响是非常严重的，直接导致了学生缺乏创新精神，无法真正适应实践工作和适应市场与产业发展，这也就是为什么那么多的计算机人才没有能充分就业的原因之一，因为企业更加注重的是计算机人才的操作和动手能力。面对这一现状，计算机专业教育必须以创新精神和能力为培养目标进行教学改革，加强对于计算机科学与技术专业的学生的创新能力的培养，以适应社会发展和企业招聘的需要。

首先，加强创新能力的宣传，营造“创新精神”的良好环境，把创新作为一种校园文化

良好的校园文化是开展一切教育活动的前提，要全面培养高层次的创新型人才，单靠学校某一职能部门的工作是做不到的，需要全校都提高这方面的认识，学校的各个部门要上下齐心协力去做，牢固树立创新教育、素质教育、开放教育和个性教育的新型教育观念，形成良好的校园“论创新、学创新、行创新”的创新环境与创新氛围，才能取得良好的效果。学校要鼓励学生学术自由，成为学习的主体，给予学生更多地学习自和选择权，积极鼓励学生发掘自身的学习兴趣，促进个性化发展，这样不仅有利于扩宽学生的学习思路，还能够帮助他们发掘自身的潜能；鼓励学生提出新问题，养成质疑的习惯，要敢于对各种理论和权威说“不”，鼓励学生在对现有的理论的反复思索和论证的过程中迈向学科发展的前沿，及时提出自己尚未成熟的创造性的设想，学校也应该积极予以支持，从而保护和激励学生的创新精神和积极性。作为前沿性学科的代表计算机科学与技术专业，更应该鼓励运用本学科丰富的教学资源和不断发展尖端技术开展各类的课外活动和实践，这不仅可以丰富学生的校园文化生活，更能够引导学生积极投入思考，激发创新思维，从而为其发展提供了广阔的舞台和空间。

其次，建立一支高效地、具有创新精神的师资队伍

教师对于教学、对于学生培养的重要性众所周知，教师是学生进入计算机科学与技术的学科领域的引导者，也是课堂知识的传授者，更是学生在学习过程中的推动者，所以任何的教学改革和改良活动都离不开相关的学科教师的支持和贯彻，作为一线教育人员，教师可以更加近距离的接触学生，了解到学生的实际学习情况，也可以根据学生的反馈及时的调整自己的教学方法和教学手段，另外，通过教师对教学过程中遇到的各种问题的总结和分析，制定更加有针对性的更加科学的计算机科学与技术的教学体系。所以，要培养具有创新精神的学生，教师队伍的完善是关键。

首先，需要一支富有创新精神的教师队伍。教师的创新意识是创造力在教学创新活动中的出发点和起动器，可以充分调动学生的创新思维和创新活动。在课堂教学的过程中，学生在接受教师所传递的信息和知识的时候，会有意无意的对教师的行为和活动进行模仿，教师要自我强化与培养自己的创新意识，其目的不仅在于提高本身的创新思维和创新能力，更重要的在于通过教师强烈的创新意识感染与培养学生的创新意识。要培养和爱护学生的好奇心和问题意识，因为这是唤起学生创新意识的起点和基础，只有燃起了学生对于学习中的问题进行探究的渴望，才能更好的激发学生的创新意识。

第二，教师要建立起“互相尊重、互相理解”的师生观。传统的教育观念遗留下的另一个落后的观念就是教师和学生在教学过程中的不平等的地位，自我国古代以来，教师就一直以一个尊贵的长者的身份出现，甚至有“一日为师终生为父”的说法，虽然这种态度充分的表达了学生对于教师的敬重和敬爱，但是从某种程度上讲，过分的师道尊严反而不利于教学活动的开展，尤其是在现代社会的开放和民主自由的理念下，我们更加提倡的是一种平等的师生关系，即教师在教学的活动中和学生处于一种平等交流和平等对话的地位。在计算机科学与技术的学科中，要想以教师带动学生的创新能力和创新思维的提高，必须转变以往的教学活动中的师生地位，形成平等的师生观念，即对待学生，教师要予以关爱和理解，尊重和理解学生的想法、观念，支持和鼓励学生的追求，注重与学生的心灵沟通。引导学生突破思维定势，激发创新精神，并源源不断地给学生输送学习的动力。

第三，教师平时要注重多元化知识的吸收。社会的发展是多元化的，学科教学的也是整体化、多元化的，尤其是现代的信息社会的发展可以说是一日千里，教师作为一种特殊的行业，必须保持着与时俱进的观念，在随时更新自己的学科知识的同时，还要重视对其他的相关文化和知识的吸收，促进自身的全面发展，才能满足现代学生的灵活的学习需求，也有利于从其他的知识和方面入手拉进学生和教师的心理距离。并且在计算机科学与技术的学科教学中，教师如果能结合相关的生活实际和多元化的视角进行讲解，会收到更加意想不到的教学效果，促进学生的创新思维的发展。这就要求教师善于进行交叉学科的角度来进行教学，从而塑造知识结构丰富、具有高度创造力的学生人才。

再次，改革教学培养方案

教学培养方案是根据计算机科学与技术的学科特点，结合学校的实际情况和学生的特点制定的一定的教学活动准则，是教师和学生共同遵守的一套行为规范。因为计算机专业涉及的知识面较广，导致了计算机科学的相关知识和技术十分驳杂，不利于短时间内让同学们全部接受，所以，为了让学生在有限的时间内学到更有用的专业知识，我们需要进行一定的教育方案的调整，不能够直接套用其他学科的已有的教学培养方案。本着“术业有专攻”的理念，我们在进行计算机科学与技术的教学培养方案的改革的时候，可以进行更加细化的调整，可以根据侧重方向的不同，将计算机科学与技术专业细分为几个专业方向，例如围绕计算机程序设计可以分为net、.java、嵌入式设计这三个方向设置专门的程序专业，教师和学校可以在对学生进行了基础的计算机知识的培养后，更加侧重对于某个专业的培养，学生可以根据自己的兴趣爱好以及特长选择自己喜欢的专业进行专门的学习，学校也可以由此培养“精”、“专”的应用性人才，因为计算机技术的学习的最终目的是实践，所以熟练掌握了一门专业的技术要比粗略的了解多项技术更有优势。

同时，学校要重视要改革教学模式。纲领性的教学方案还要落实到具体的教学模式中才能发挥作用。实践中我们发现，传统的教学模式以教师的讲授为主，是一种“灌输式”的教学，是一种单程的知识传递方式，不仅不利于学生的自主学习，也不利于保持教师的工作热情。所以，现代的计算机科学与技术的教学模式的改革后，教师在授课的过程中，要注重学生创新能力的培养，不能只是“耳提面命”式的灌输知识，而是要引导学生的发散性思维，鼓励学生质疑现状，挑战现状，培养学生的归纳、演绎能力。教师还需要优化课程结构，增加选修课的比重，以弥补各种必须课给学生的知识结构造成的禁锢，有利于学生开展自主学习，发展兴趣爱好，对于计算机科学与技术专业的学生而言，要利用其专业特有的优势，提倡其进行跨校、跨院、跨学科选修课程，因为计算机科学与技术专业涉及的学科范围非常广，多元化的知识的补充有利于更好的完善专业知识的学习。此外，学校还应开设各种实验创新教育课程，在不断的摸索与试验中找到更加符合学校的具体情况和学生的接受能力的课程设置的方式，在这个过程中要积极的采纳学生的建议和意见，以及各种一线教师的丰富的教学经验，使学生接受较系统的创造性思维原理与创新技法等方面的知识，提高创新的积极性。最为关键的一点，也是培养计算机科学与技术专业的学生的创新能力的落脚点，是需要切实培养学生的动手能力，增加实践性的教学环节，让学生在实践中不仅达到了巩固已有的理论知识的目的，还能根据理论和实践的差距得以发挥更大的创新思维和创新理念的发展空间。众所周知，计算机科学与技术专业区别于其他的专业学科的最重要的特点就是，其本身是一门实践性很强的应用性学科，注重学生对计算机的熟练操作和应用，因此，教师在进行课程设计和课程教授时，就应更加重视培养学生的动手能力，可以有针对性的根据阶段课程的学习，开展一些相关的竞赛活动，以奖励的激励形式激发学生的学习热情，引导学生自觉重视操作技术的培养，特别是可以带领学生参加一些科研课题的开发，可以辅助教师和科研人员完成一些力所能及的工作，使学生将所学的专业技术应用到研发实践中，从实践经验中进一步激发学生的创造力，从而发挥出学习的主动性、积极性。

最后，开展课外科技创新活动

课外活动是对课堂教学的有益补充形式，一直以来课外科技活动有着学生的“第二课堂”的称号，恰恰的揭示了其在学生的学习活动中占有的重要地位和作用，课外活动与课堂教学共同为促进学生的学习而服务，但是前者的优势体现在可以最柔性的方式来开阔学生的想象空间，激发学生学习的动力，从而丰富学生的创新潜质，有效的弥补学生在课堂活动中无法发挥的一些创新性活动的空间。实践中我们发现高校加强开展课外科技活动对培养学生的创新能力确实起到了良好的效果，常见的如，可以定期举办校园科技文化艺术节，以一种文化节的方式将这种创新行为和活动固定下来，可以强化学生的创新意识，并成立专门的科技文化创新指导中心对学生的科技创新作用进行指导与评估，使活动更加的规范和有意义；还可以举办各类科技文化知识竞赛，使学生关注计算机和信息技术领域的新的研究成果和学术动态，认识到创新理念对于计算机科学与技术专业的重要意义，学校在举办活动的过程中，要鼓励学生积极参加，并制定一些相应的奖励政策来吸引和鼓励学生投入各类科技创新活动，从而培养学生的创新精神和创新意识，开发他们的创新思维和创造潜能。

综上所述，进入二十一世纪后，我们的生活已经走入了信息时代，信息技术尤其是计算机科学与技术是未来的人才所不可或缺的基本技能和素质，计算机技术也已经渗透到了人们生产和生活的各个领域，未来的发展方向和前景也必然是十分广阔的，是否具备良好的计算机技术和应用能力也是未来社会和企业选择人才的重要标准，高校作为向社会输送专业的高级人才的主要通道，是计算机科学与技术的专业人才的摇篮，尤其是一些职业化的专业高校，更应该抓好教学活动的改革，而这种改革的活动中，对于学生的创新能力的培养是十分重要的。随着市场竞争的日益激烈以及人才的多元化发展，我们逐渐认识到具有创新精神和创新能力的人才，才是未来的人才竞争的不败者，才能紧随社会发展和信息技术发展的动向。所以，高校在开展计算机科学与技术的专业人才的培养过程中要注重对于学生的创新精神和能力的培养，本文中笔者从校园文化的培养、师资队伍的组建、师生观的转变、创新活动的开展等几个方面展开了相关论述，结合自己的多年工作经验，谈到了从教学活动的各个方面如何加强计算机科学与技术专业的学生的创新能力的培养，希望为我国的高校学生的创新能力的培养提供一些有益的参考，当然诸多不足，还望批评指正。

参考文献：

[1]肖云龙.脱颖而出——创新教育论[M].长沙:湖南大学出版社,2000.

[2]陈凯.加强高校校园文化建设提高大学生创新能力[J].中国教育与社会科学,2009,7

[3]朱洪,张卜林.学生创新能力培养途径初探[J].现代特殊教育

计算机科学的研究方向范文第5篇

关键词：数据挖掘； 关联规则； 学生成绩； Apriori算法

中图分类号：TP392文献标识码：A文章编号文章编号：1672-7800（2013）012-0133-03

作者简介：岳超（1986-），男，西南科技大学计算机科学与技术学院硕士研究生，研究方向为教育技术与知识工程；范太华（1962-），男，西南科技大学计算机科学与技术学院副教授、硕士生导师，研究方向为数据挖掘和系统结构；姬亚利（1988-），女，西南科技大学计算机科学与技术学院硕士研究生，研究方向为网络教育教学设计；衣峰（1987-），男，西南科技大学计算机科学与技术学院硕士研究生，研究方向为网络教育与移动学习。

0引言

随着招生规模的不断扩大，教务管理系统中的数据急剧增加，普遍存在的问题是学生成绩数据量过于庞大，但目前对这些数据的处理还停留在初级的数据备份、查询及简单统计阶段，如何利用这些数据理性地分析教学中的成效得失以及找到有关影响学生学习成绩的因素是广大教师共同关心的问题[1]。 本文着重讨论了数据挖掘技术在学生成绩这一海量数据中的应用，发现成绩数据中隐藏的课程相关规则或模式，力图通过关联与分类，得出一些有用的知识，对教学质量的提高起到积极的促进作用。

1数据挖掘及关联规则

数据挖掘 （Data Mining）就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘是一个循环往复的知识发现过程，通过对挖掘结果的描述、分析与评价，不断优化数据挖掘模型和挖掘算法，最终获得最优化数据挖掘解决方案[2]。

1.1数据挖掘流程

（1）确定业务对象。清晰地定义出业务问题，认清数据挖掘的目的是数据挖掘的重要一步。挖掘的最后结构是不可预测的，但要探索的问题应是有预见的，为了数据挖掘而数据挖掘则带有盲目性，是不会成功的。

（2）数据准备。①数据的选择：搜索所有与业务对象有关的内部和外部数据信息，并从中选择出适用于数据挖掘应用的数据；②数据的预处理：研究数据的质量，为进一步的分析作准备，并确定将要进行挖掘操作的类型；③数据转换：将数据转换成一个分析模型，这个分析模型是针对挖掘算法建立的。建立一个真正适合挖掘算法的分析模型是数据挖掘成功的关键。

（3）数据挖掘。对所得到的经过转换的数据进行挖掘。除了完善和选择合适的挖掘算法外，其余一切工作都能自动地完成。

（4）分析和同化。①结果分析：解释并评估结果，其使用的分析方法一般应视数据挖掘操作而定，通常会用到可视化技术；②知识的同化：将分析所得到的知识集成到业务信息系统的组织结构中去。数据挖掘的过程如图 1 所示。

1.2关联规则简述

关联规则挖掘就是在海量的数据中发现数据项之间的关系，关联规则的支持度（support）和置信度（confidence）是规则兴趣度的两种度量。他们分别反映了所发现规则的有用性和确定性。 一般地，用户可以定义两个阈值，分别为最小支持度阈值（minsup）和最小置信度阈值（minconf）。 当挖掘出的关联规则支持度和置信度都满足这两个阈值时，就认为这个规则是有效的，否则，就是无效的。 这些阈值一般可由领域专家设定，也可以进行其它分析，揭示关联项之间的联系。

2基于数据挖掘的高校学生成绩分析

对学生成绩的正确分析，是保证教学工作顺利进行的关键，揭示一些“教”与“学”的现象和规则，能更好地指导教师的“教”与学生的“学”，为教育教学的计划和决策提供依据， 提高教学的效果和成果。

2.1数据采集

高质量的数据，是保证数据挖掘成功的前提保证。本研究所需数据取自计算机专业学生的期末考试成绩数据库文件，确定某门课程和其它课程之间的关联性。为减少不必要的影响因素，影响关联规则的产生，删除了英语类、思政类、体育类的课程，将数学类和计算机课程进行分析，最终随机抽取 385 名学生的《C&C++ 语言程序设计》、《线性代数》、《离散数学》、《计算机系统原理》、《计算机网络》、《计算机组成原理》、《软件工程》、《数据库原理》、《数据结构》等课程的期末考试成绩。

2.2数据预处理

数据预处理是数据挖掘的关键阶段，原始数据往往存在不完整的、含噪声的和不一致的数据，不能直接运用于数据的挖掘，需要对其进行数据预处理，包括数据清理、数据集成、数据变换等内容。

（1）数据清理。通过填充缺失值，光滑噪声并识别离群点，纠正数据中的不一致。从数据库中导出字段包括学号、课程名、成绩、备注等信息。对备注中显示补考、重修的成绩填充为50分。对缺失值的填充，我们运用了决策树归纳的方法，填写最可能的值进行填写，以便数据挖掘结果更准确。经数据清理的数据如表1所示。

（2）数据集成。将多个数据源合并到一致的数据存储，依据以往经验思政类和体育类课程对本研究的结果影响不大，予以删除。根据此类思想整理数据，并将所有数据集成到一个Excel中，最终数据包含4 065条271名学生的15门数据。

（3）数据变换。将数据转化成适合于挖掘的形式，如将属性数据按比例缩放，使之落入一个比较小的区间内。由于成绩是按照数值形式存储的，不利于数据的挖掘，需要对各科成绩进行离散化处理，将成绩分为优秀、良、一般、差4个等级，分别用A、B、C、D进行标识，规定85～100为A，75～85为B，60～75为C，60分以下为D。笔者运用Apriori算法对表1数据进行关联规则的挖掘，进行数据转化后如表2所示。

2.3Apriori算法的运用

采用SPSS Clementine工具进行数据挖掘，预处理的数据已满足Apriori算法对数据的要求，导入数据可直接使用Apriori模型进行分析。为了得到更有效的数据，笔者进行了反复的验证。设置条件支持度为0.15，最小规则置信度为0.75，挖掘结果如图2所示。

2.4结果分析

上面挖掘的关联规则并非每条都有现实意义，我们进一步进行处理，将关联规则模型导出，分析这些关联规则，得到主要知识如下：

（1） 学好计算机应用基础、C&C++程序设计、数据结构是学好数据库的基础，数据结构又是学好软件工程的基础。

知识发现过程如下：计算机应用基础=A =>数据库=A，支持度为32.32%，置信度为85.3%。计算机应用基础和数据库同时是A的人数占总人数的32.32%，计算机应用基础为A中85.3%的人数据库原理也为A，所以说要学好数据库原理先要学好计算机应用基础，C&C++程序设计=A =>数据库原理=A，支持度为42.35%，置信度为86.56%，同上解释，C&C++程序设计也是数据库原理的基础。数据库原理=A =>软件工程=A，支持度45.36%，置信度为81.02%，数据库原理也是软件工程的基础。

（2） 学好离散数学是学好数据结构的基础。

（3） 要把计算机操作系统学好，计算机组成原理、C&C++程序设计、数据结构、离散数学是基础。

（4） 计算机操作系统取得好成绩的人数中76%的人计算机网络也学的好。

（5）C&C++程序设计、数据结构和数据库原理又是学好软件工程的基础。

此处只列出了部分知识发现，管理者可以以此为参考，结合实际情况对所学的课程进行调整，并通过预警对学生的学习进行提醒和帮扶。学生可以结合自己的成绩及时预测某门课程的成绩，及时补救，加大课程的学习力度。

3结语

利用关联规则中的Apriori算法对计算机科学与技术专业的课程进行了挖掘，找出了隐藏在课程背后有趣的规律，发现偏离正常学习轨道的学生，及时进行预警和干预，帮助学生顺利完成学业，对学生课程的学习和管理者的决策提供参考，也为关联规则在其它学科的应用提供了思路。

参考文献参考文献：

[1]朱艳丽，高国.Apriori算法研究及其在学生成绩分析的应用[J].福建电脑，2010（1）：47.

[2]韩家炜.数据挖掘概念与技术[M].北京：机械工业出版社，2010：41-43.

[3]王海容.数据挖掘在学生成绩分析的应用[J].电子设计工程，2013，21（4）：54-56.