計(jì)算機(jī)平臺(tái)課程創(chuàng)建實(shí)踐體會(huì)

計(jì)算機(jī)平臺(tái)課程創(chuàng)建實(shí)踐體會(huì)本文作者：李國(guó)和吳衛(wèi)江趙建輝連遠(yuǎn)鋒單位：中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球物理與信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)知識(shí)結(jié)構(gòu)不足過(guò)程型計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的編程以變量及其訪(fǎng)問(wèn)為核心，通過(guò)順序、分支、循環(huán)結(jié)構(gòu)控制程序的走向。不同過(guò)程型語(yǔ)言盡管語(yǔ)法、開(kāi)發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境不同，但具有相同語(yǔ)義和算法，因此，再開(kāi)設(shè)過(guò)程型計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課程時(shí)，并沒(méi)有進(jìn)一步涉及問(wèn)題的形式化表示、數(shù)據(jù)管理、功能分析與設(shè)計(jì)等內(nèi)容，也就不能達(dá)到提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能。盡管本科階段也開(kāi)設(shè)Java、C++、網(wǎng)站建設(shè)等選修課程，但也只介紹了基本概念、語(yǔ)法、語(yǔ)義。這些程內(nèi)容都是相對(duì)獨(dú)立的，也有交叉，在知識(shí)結(jié)構(gòu)上，沒(méi)能形成遞進(jìn)提升。教學(xué)內(nèi)容不適用。為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)研究生開(kāi)設(shè)的計(jì)算機(jī)課程，其重點(diǎn)在計(jì)算機(jī)本學(xué)科內(nèi)容，如《計(jì)算理論》《計(jì)算復(fù)雜性》《分布計(jì)算與并行計(jì)算》等，大部分不適合于石油主干專(zhuān)'也研究生選修。即使部分計(jì)算機(jī)應(yīng)用類(lèi)和開(kāi)發(fā)類(lèi)課程，如《人工智能原理》、《高級(jí)軟件工程》、《%b程序設(shè)計(jì)》等，有部分石油主干專(zhuān)業(yè)研究生選修，也由于缺少前導(dǎo)課程基礎(chǔ)，有許多編碼實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)也難于完成，因此，這類(lèi)課程學(xué)習(xí)也難于達(dá)到提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的目的。計(jì)算機(jī)公共平臺(tái)課程建設(shè)與實(shí)踐重視課程建設(shè)，明確教學(xué)目標(biāo)。針對(duì)石油主干專(zhuān)業(yè)研究生計(jì)算機(jī)知識(shí)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用技能的現(xiàn)狀，以問(wèn)題描述與形式化表示、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理以及應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)為核心，豐富和完善計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)，使他們掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用研發(fā)的基本概念、基本理論和經(jīng)典處理方法。為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)中要以計(jì)算機(jī)公共平臺(tái)課程建設(shè)為契機(jī)，完善教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)方案，主要涉及：①問(wèn)題形式化方法；②數(shù)據(jù)表示及其處理算法；③數(shù)據(jù)管理與運(yùn)算；④信息系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)及操作；⑤軟件工程的基本思想及軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)與集成技術(shù)。理順知識(shí)體系，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)石油行業(yè)的調(diào)研，我們總結(jié)出石油企業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用主要應(yīng)用包括數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)交互三大領(lǐng)域。數(shù)據(jù)處理主要用于油藏?cái)?shù)值模擬、地震數(shù)據(jù)反演等,其核心是數(shù)學(xué)建模和智能建模及其參數(shù)優(yōu)化；數(shù)據(jù)管理主要用于石油工程、地質(zhì)工程和油田信息化建設(shè)等，其核心基于應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)模式及其關(guān)聯(lián)關(guān)系和業(yè)務(wù)流程，借助于數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息管理；數(shù)據(jù)交互主要用于油氣勘探開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)管理等，其核心是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)議（機(jī)-機(jī)交互），數(shù)據(jù)可視化（人-機(jī)交互）。從計(jì)算機(jī)學(xué)科應(yīng)用角度，綜合考慮石油主干學(xué)科應(yīng)用特點(diǎn)，優(yōu)化篩選計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識(shí)構(gòu)成主要教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，理順本科和研究生階段的計(jì)算機(jī)知識(shí)體系，確保計(jì)算機(jī)知識(shí)的連貫和提升，避免教學(xué)內(nèi)容重復(fù)。聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，豐富教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)過(guò)程中，以提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能為核心，重視計(jì)算機(jī)應(yīng)用相關(guān)的理論、方法，確保計(jì)算機(jī)知識(shí)的基礎(chǔ)性和研發(fā)實(shí)踐中計(jì)算機(jī)知識(shí)的實(shí)用性，同時(shí)，通過(guò)聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，強(qiáng)化計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)踐，增進(jìn)計(jì)算機(jī)問(wèn)題求解能力的應(yīng)用性，達(dá)到提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能的目的。在數(shù)據(jù)處理教學(xué)中，以〃基于粒子群優(yōu)化的分段線(xiàn)性逼近數(shù)學(xué)建?！槔鉀Q地震反演問(wèn)題；在數(shù)據(jù)管理教學(xué)中，以〃海相油氣地質(zhì)知識(shí)管理關(guān)鍵技術(shù)研究〃為例，解決油氣勘探數(shù)據(jù)（包括知識(shí)）管理問(wèn)題；在數(shù)據(jù)交互教學(xué)中，以〃地震數(shù)據(jù)可視化研究〃為例，結(jié)合圖形系統(tǒng)平臺(tái),解決地震數(shù)據(jù)三維可視化問(wèn)題。基于案例教學(xué)過(guò)程中，每一案例都可成為完整的系統(tǒng)，涉及到需求分析、問(wèn)題形式化、邏輯分析、功能設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)和測(cè)試等研發(fā)過(guò)程，最終形成軟件工程思想。通過(guò)〃問(wèn)題提出-實(shí)際案例-理論學(xué)習(xí)〃和〃理論學(xué)習(xí)-實(shí)際案例-問(wèn)題解決〃，形成〃實(shí)際案例和應(yīng)用理論〃相結(jié)合的教學(xué)模式，突顯計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識(shí)和能力培養(yǎng)，達(dá)到深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識(shí)的目的。發(fā)揮教師經(jīng)驗(yàn)，確保教學(xué)質(zhì)量。由教授牽頭負(fù)責(zé)，組織副教授和博士構(gòu)成教學(xué)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)課程建設(shè)和教學(xué)任務(wù)。在科研上，團(tuán)隊(duì)成員長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)科研工作，富有計(jì)算機(jī)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，確保教學(xué)內(nèi)容能夠講解深入透徹。在教學(xué)上，團(tuán)隊(duì)成員承擔(dān)計(jì)算機(jī)教學(xué)工作，并且多門(mén)課程通過(guò)學(xué)校合格課程評(píng)估，具有豐富的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確保教學(xué)內(nèi)容能夠講解、消化、理解。多年來(lái)，團(tuán)隊(duì)成員一直參與教改工作，并發(fā)表教改文章總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，編寫(xiě)教材和講義，取得一系列教改成果。團(tuán)隊(duì)成員具有良好的教育背景和教學(xué)、科研經(jīng)歷，為公共平臺(tái)課程建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，確保了教學(xué)質(zhì)量。設(shè)計(jì)實(shí)踐課題，提高應(yīng)用技能。在教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)課程習(xí)題實(shí)踐，把課程習(xí)題分為基礎(chǔ)類(lèi)習(xí)題和應(yīng)用類(lèi)習(xí)題?；A(chǔ)類(lèi)習(xí)題以數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理等基本知識(shí)為要點(diǎn)，達(dá)到消化、掌握基本知識(shí)，為后續(xù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能的提升奠定基礎(chǔ)。而應(yīng)用類(lèi)習(xí)題結(jié)合教師的研發(fā)成果經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用緊密相關(guān)，并要求以2?3人小組形式，按研發(fā)流程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。為了減少應(yīng)用類(lèi)習(xí)題的難度，涉及到的習(xí)題與課程技能性的內(nèi)容有一定相似性，也可在技能性講義的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改和完善。對(duì)于應(yīng)用類(lèi)習(xí)題，從需求分析開(kāi)始，要求進(jìn)行系統(tǒng)邏輯分析、功能設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、用戶(hù)體驗(yàn)設(shè)計(jì)（界面設(shè)計(jì)）、編碼實(shí)現(xiàn)等過(guò)程，完成相應(yīng)的報(bào)告文檔，體現(xiàn)了把計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)融合到計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能中，提升了教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性和實(shí)用性。加強(qiáng)實(shí)踐答疑，增強(qiáng)問(wèn)題理解。對(duì)于計(jì)算機(jī)公共平臺(tái)課程，選修的研究生較多，但他們擁有計(jì)算機(jī)知識(shí)的水平和認(rèn)知能力差異較大。完成應(yīng)用類(lèi)習(xí)題包括〃問(wèn)題一一方法一一算法一一程序〃，涉及到多個(gè)階段，任何一個(gè)階段遇到難處都難于完成習(xí)題。研究生學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，對(duì)基本知識(shí)的理解和掌握較好，普遍能夠順利完成基礎(chǔ)類(lèi)習(xí)題，但對(duì)應(yīng)用技能掌握較難，難于很好完成應(yīng)用類(lèi)習(xí)題。這些學(xué)生對(duì)自己專(zhuān)業(yè)相關(guān)問(wèn)題較為清楚，也能較好地理解處理問(wèn)題的有關(guān)方法，但在方法轉(zhuǎn)變?yōu)樗惴ㄉ喜缓苓m應(yīng)，導(dǎo)致后續(xù)程序難于實(shí)現(xiàn)。通過(guò)定時(shí)安排答疑，適當(dāng)調(diào)整集中答疑和分散答疑。一方面，對(duì)共性的難題進(jìn)行分析、講解；另一方面，由于知識(shí)水平的差異，對(duì)個(gè)性的難題進(jìn)行及時(shí)輔導(dǎo)。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)答疑非常有意義，對(duì)研究生應(yīng)用知識(shí)和技能提升的重要性不亞于課堂教學(xué)。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和普及，計(jì)算機(jī)與其他學(xué)科領(lǐng)域結(jié)合應(yīng)用是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主要形式,并為計(jì)算機(jī)學(xué)科和其他學(xué)科的發(fā)展起到重要作用。在石油主干專(zhuān)'業(yè)研究生的計(jì)算機(jī)公共平臺(tái)課程建設(shè)中，要把完善計(jì)算機(jī)知識(shí)結(jié)構(gòu)、提高計(jì)算機(jī)