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2020级计算机科学与技术专业人才培养方案
发布时间:2020-05-01
一、专业简介
计算机科学与技术专业2004年升为本科,并于2008年通过了教育部本科质量评估,是本学院最早成立的本科专业。2012年开始,作为学校首批应用型试点转型专业,开始从各方面向应用型人才培养模式转变,把OBE理念贯穿整个人才培养过程,取得了很好的效果。
计算机科学与技术教研室坚持以学生为本,以学生能力培养和社会需求为导向,以提高应用型人才培养质量为核心,全面推进专业转型、人才培养模式转型和课程体系转型,努力培养适应地方经济社会发展的高素质、应用型人才。目前的主要专业方向为嵌入式智能系统开发及程序设计两个方向,可以细分为程序开发、嵌入式应用系统开发、人工智能三个子方向。学制四年,颁发工学学士学位。
二、培养目标
计算机科学与技术专业旨在培养具有坚实的社会主义核心价值观,掌握数学与自然科学基础知识,系统地掌握计算机科学理论、计算机软硬件系统及应用知识,具有较强的专业能力和获取新知识的能力,具有良好的综合素质、创新意识和团队精神,可以在计算机相关领域从事计算机软件、人工智能、嵌入式及物联网系统开发与应用等工作的高素质、应用型人才。本专业学生毕业 5 年后,能够主动发挥创新意识,独立或合作完成复杂计算机软硬件系统的分析、设计、实现和测试任务,具有一定的工程实践经验。具体可细化为如下几条。
目标1:能够系统掌握数学与自然科学基础知识、计算机科学基础理论、计算机系统及软件开发、嵌入式系统设计相关知识,具备较强的逻辑思维能力、计算思维能力,系统思维能力以及科学研究能力。
目标2:能够系统掌握嵌入式系统及程序设计的现代工具,综合运用系统化、工程化、模块化、层次化的思想,完成相关领域复杂工程问题的分析、设计与实现,同时具备相关文档编写、测试、运维、管理、服务等专业工程的实践能力。
目标3:具有良好的人文素养和社会责任感,了解国情,树立坚实的社会主义核心价值观,严格遵守职业道德,了解国家对计算机软硬件及相关领域的产品设计、研发等方面的政策与法规,能够正确评价程序设计、嵌入式系统开发及应用中产生的社会、伦理、文化、安全与法律问题,了解所开发产品对用户、环境和社会可持续发展的影响,并能履行工程师的职责。
目标4:能够与团队成员有效沟通,具有团队合作能力与软件项目的协作能力;能够就从事的工作领域问题与业界同行进行交流与合作。具有自主创新精神和终身学习能力,能够跟踪国内外最新软件技术发展前沿,具有国际视野,持续增强自身的工程技术能力和项目管理能力。
三、毕业要求
本专业学生主要通晓自然科学与人文社科的基础知识,掌握计算机科学与技术相关的基本理论和基本知识,接受软件开发、人工智能、智能嵌入式系统开发与集成方面的思维、操作技能训练,具有计算机相关的软硬件开发与集成的基本能力和教学科研的初步能力和较好的外语交流能力,毕业后可到企事业单位从事相关岗位的工作。毕业生应获得以下十二个方面的知识、能力和素养。
毕业要求1:工程知识及其应用能力
具有扎实的数学和自然科学知识和工程基础,系统掌握计算机科学与技术领域的基本理论知识、并综合运用所学知识解决嵌入式系统、人工智能以及程序开发领域的复杂工程问题。
1.1 具有扎实的数学、自然科学基础,并能够将其应用于计算机科学与技术领域进行问题的表述。
1.2 能够针对复杂计算机软硬件问题的具体对象建立模型并求解。
1.3 能够将数学、自然科学、计算科学基础、工程基础和计算机科学与技术专业知识以及数学模型方法用于推演、分析复杂计算机软硬件工程问题并进行方案的比较和综合。
毕业要求2:问题分析
能够综合运用数学、自然科学和计算机科学与技术的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析计算机科学领域复杂工程问题,以获得有效结论。
2.1能运用数学、自然科学和计算机科学与技术的基本原理,识别、判断计算机领域复杂工程问题的关键环节。
2.2能基于计算机科学与技术基本原理和数学模型方法正确表达计算机领域复杂工程问题。
2.3能够运用基本科学原理,借助文献研究,分析计算机软硬件工程问题的影响因素,提出多种解决方案,分析方案可行性及其优劣,获得有效结论。
毕业要求3:设计/开发解决方案
能够设计针对计算机领域的复杂工程问题解决方案,应用计算机软硬件系统的基本原理和方法,设计满足特定需求的计算机软硬件系统,并能够在设计中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等多维度发展因素。
3.1 掌握计算机软硬件系统全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术,了解影响设计目标和技术方案的各种因素。
3.2 能够针对计算机软硬件特定需求,完成单元模块的详细设计与开发并体现创新意识。
3.3 能够在设计开发中考虑健康、安全、法律、文化以及环境等制约因素。
毕业要求4:研究
能够基于科学原理并采用科学方法对计算机领域复杂问题进行研究,制定技术路线,设计实验方案,并通过信息综合得到合理有效的结论。
4.1能够基于科学原理,通过文献研究,调研和分析计算机领域复杂工程的解决方案。
4.2能够针对关键问题,运用计算机科学与技术相关原理和专业知识制定技术路线、设计实验方案。
4.3能够安全地开展实验,正确地采集实验数据,对实验结果进行整理、分析和解释,并能通过信息综合得出合理有效结论。
毕业要求5:使用现代工具
能够针对计算机领域的复杂工程问题,开发、选择和使用恰当的平台、技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。
5.1能够结合相关问题的背景和科学原理,了解常见设计工具、开发工具、测试工具及信息检索工具等,并理解其工作原理及其局限性。
5.2能够针对计算机领域复杂工程问题的具体模块,开发或选用合适的仿真工具进行合理的模拟、预测,并分析其局限性。
毕业要求6:工程与社会
能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价计算机科学与技术专业实践和复杂计算机软硬件问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。
6.1了解计算机科学与技术专业领域相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规,了解企业管理体系和业务流程。
6.2理解复杂计算机软硬件项目中应当承担的责任。能够分析和评估项目实践对社会、健康、安全、法律、文化的影响以及制约因素。
毕业要求7:环境和可持续发展
具有环境保护和可持续发展意识,能够理解和评价针对复杂计算机软硬件问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。
7.1 能够理解复杂计算机软硬件问题所涉及的环境和可持续发展等方面的理念和内涵;
7.2 能够站在环境保护和可持续发展的角度,思考计算机科学与技术领域复杂工程实践的可持续性,评价产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。
毕业要求8:职业规范
具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在计算机软硬件的设计、应用开发的工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行计算机工程师的责任。
8.1 具有良好的人文社会科学素养、社会责任感,了解国情,树立坚实的社会主义核心价值观。
8.2 工程实践中诚实公正,诚信守则,自觉遵守职业规范和职业道德,理解并遵守工程职业道德和规范,履行计算机相关岗位工程师的责任和义务。
毕业要求9:个人和团队
具有健康的体魄和良好的综合素质,能够正确理解多学科背景下团队中个体、团队成员以及负责人的角色,并承担其责任与义务。
9.1能够独立完成团队分配的任务,共享信息、倾听意见,具有团队合作精神和技能。
9.2能够主动与其他学科背景的成员合作开展工作。
9.3在多学科背景下的团队中,理解团队成员的不同角色,并根据工作需要承担相应的责任。
毕业要求10:沟通
具有沟通的能力、方法和技巧,能够就复杂计算机软硬件问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。
10.1 就复杂计算机领域的工程问题,能够以发言陈述、报告文稿、代码及图表等方式,清晰准确地表达个人的观点;并能够与业界同行及社会公众进行交流、准确回应指令和质疑;
10.2 具有较好的外语听说读写及翻译能力,能够阅读和翻译外文专业文献,跟踪了解计算机工程领域的国际发展趋势和研究热点,具有一定的国际视野。
毕业要求11:项目管理
具有一定的项目管理知识和能力,能够将项目管理的原理和经济决策的方法用于计算机软硬件系统的设计、运行及管理,并能在多学科环境中应用。
11.1 理解并掌握应用于计算机领域的基本经济、管理知识和决策方法;了解计算机工程及产品全周期、全流程的成本构成、理解其中涉及的工程管理与经济决策问题;
11.2 能够在多学科环境下,在设计开发解决方案的过程中,运用工程管理与经济决策方法。
毕业要求12:终身学习
具有自主学习和终身学习的意识,能够追踪计算机科学与技术及相关领域的发展动态,有不断学习和适应发展的能力。
12.1了解计算机相关技术与理论的重要进展和前沿动态,认识到自主和终身学习的必要性
12.2掌握自主学习和终身学习的方法和技能,能针对个人或职业发展的需要,主动学习,适应发展,具有对技术问题的理解、归纳总结、提出问题等能力。
四、学制、毕业学分及授予学位
本专业基本学制为4年,学生可根据自身情况在3至6年内完成学业。本专业毕业最低学分为177学分, 其中,通识教育课程47.5学分;专业教育课程61.5学分;专业方向课程21学分;专业方向课程实践教育课程47学分。
授予学位:符合学位授予条件可授予工学学士学位。
五、“毕业要求-培养目标”对应矩阵
六、“课程体系-毕业要求”对应矩阵
七、专业核心课程
计算机组成原理、操作系统、数据库原理、计算机网络、面向对象程序设计、单片机原理及应用、嵌入式系统开发、毕业实习、毕业设计。
1、计算机组成原理
该课程是高等院校计算机科学与技术专业学生的一门重要的专业必修课程,具有非常重要的地位和作用。本课程的任务是通过学习,使学习者从计算机的基本概念、基本组成及基本功能着手,对计算机的各个基本组成部件及控制单元的工作原理进行讨论,使学生掌握有关软、硬件的基本知识,包括计算机硬件设计原理,调试和运行维护等多方面的技能,尤其是各基本组成部件有机连接构成整机系统的方法,为培养学生对计算机系统的分析、设计、开发和使用能力打下基础。
学生应深刻理解计算机系统各功能部件的功能、结构和工作原理,正确理解各功能部件之间的相互关系以及它们在计算机系统中所起的作用。了解计算机系统某些部件的分析技术,掌握某些部件的设计,包括数据与指令的编码、存储器、运算器、输入输出接口等。理解计算机系统中的基本概念和方法,并能将这些概念和方法运用在后续课程的学习中。
2、操作系统
操作系统是计算机科学与技术专业和软件工程的必修专业基础课之一,是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。本课程概述操作系统的形成、类型和功能;阐述进程管理,包括进程和线程的基本概念、进程的同步和通信、调度和死锁;详细介绍存储器管理和虚拟存储器的概念以及对虚拟存储器性能的分析;讨论设备管理、文件系统以及磁盘存储器的管理以及操作系统的保护与安全;最后,对操作系统的最新发展包括网络操作系统、分布式操作系统做扼要介绍。
通过本课程的学习,使学生全面、系统地掌握计算机操作系统的基本概念、基本技术和基本方法;掌握计算机操作系统的组成和各部分的功能;了解计算机操作系统的发展特点、设计的基本原理和方法;掌握常用操作系统(Dos、Windows、Unix或 Linux)的使用和一般管理方法,了解它是如何组织和运作的,从而为学生以后的学习和工作打下基础。
3、数据库原理
数据库技术是计算机软件技术的一个独立分支,其应用领域十分广泛。数据库原理及应用属于计算机科学与技术专业的一门重要的专业基础课程。本课程从数据库系统理论和应用两方面进行介绍。主要内容有:数据库系统概论、关系数据库、数据库标准语言SQL、数据库设计理论、数据库应用系统设计和开发方法、开发工具和实例分析等。通过该课程的学习,学生具有设计并应用数据库能力、可以担任数据库操作员、初级DBA及数据库程序设计员等工作。
学生在数据库理论上需了解数据库系统的组成和关系代数运算的类型、理解概念模型和关系数据模型、理解事务、并发控制的基本原理,掌握结构化查询语言——SQL语言及关系数据库规范化问题、函数依赖和关系范式。
学生在数据库应用上需了解数据库管理软件的安装、配置;熟悉其运行环境;掌握工具软件中数据库、表、视图、索引的创建与修改,掌握创建存储过程、触发器的基本方法、数据的完整性、安全性管理,备份与恢复操作,数据转换服务;能够进行简单的客户端开发与编程。
4、计算机网络
计算机网络(Computer Networks)课程是计算机科学与技术专业的一门实践性很强的专业课程。该课程本着理论联系实际的主导思想,系统讲解计算机网络基础知识与网络系统集成技术,主要有网络的相关概念、数据通信的基础知识、网络体系结构、局域网的基本架构及广播式局域网的基本技术、网络互联、运输层可靠传输的原理及实现、计算机网络应用常见协议、网络安全和管理技术以及网络的最新发展。通过对本课程的学习以及相关的实验和实训环节,使学生在掌握计算机网络的基本理论、网络通信协议与实用网络技术,为今后开展这方面的学习和工作打下基础。
学生应掌握计算机网络的基本概念、网络体系结构、OSI参考模型以及相关协议,熟悉局域网、网络互连、通信、Internet应用与网络安全等技术。并在学习网络基本工作原理的同时,了解网络技术的最新发展。通过相关的网络配置和实施实验,能掌握基本的组建、维护、管理网络的方法,提高在网络操作方面的技术水平。
5、面向对象程序设计
《面向对象程序设计》是计算机科学与技术专业的一门重要的专业方向课程,在由基础训练到专业课教学阶段过渡过程中起到承上启下的作用。它不仅为今后学习专业课打下坚实的理论基础和技术基础,而且为软件开发、程序设计提供必要的理论、方法和工具。
通过该课程的学习,学生应该理解并掌握面向对象程序设计的基本概念、基本方法,掌握Java程序设计的基本概念、Java类型、流程控制、异常等内容。在学习面向对象基本概念的同时,让学生将学习的重点放在面向对象的编程上,不仅要在理论上深刻理解面向对象编程的基本概念和基本理论,而且要将这种理论应用于程序的设计过程当中。
6、单片机原理及应用
本课程属于计算机科学与技术本科专业的专业方向课程。课程主要讲解8051单片机的内部构造,外部引脚功能以及 I/O 扩展应用,定时器、中断系统、串口通信、ADC、电源与时钟控制和看门狗应用等内容。
通过本课程的学习,使学生在掌握8051单片机的硬件结构以及软件功能开发的基础上,掌握单片机的扩展及接口应用,具备设计单片机应用系统的基本能力。为后续课程的学习及相关的课程设计、毕业设计等奠定重要的基础。
7、嵌入式系统开发
嵌入式开发技术应用越来越广泛,本课程以STM32为讲课内容,重点讲解了这种高性价比的芯片的各种应用,STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核,广泛应用于物联网、智能家居、智能控制等领域,成为传感器数据采集、机电控制的主流,掌握STM32芯片开发,对于掌握嵌入式系统开发显得至关重要。
通过本课程的学习,要求学生了解嵌入式软件开发流程,掌握STM32芯片的基本应用,基本接口;学会使用实时操作系统,了解多任务、操作系统移植;会制作简单的电路板;掌握KEIL 环境下C语言程序设计;能够根据应用需求,从芯片选型,到电路板制作,软件开发,调试测试,完成应用系统开发。
8、毕业实习
毕业实习是计算机科学与技术专业教学工作的重要环节,是学生培养计划的重要组成部分之一,是提高学生教育和教学素质的一种职业强化训练,是联接和沟通未毕业学生和计算机软硬件开发工作的桥梁和枢纽,学生通过认知实习,增强对本专业知识的感性认识,提高专业兴趣,了解专业的岗位要求和工作的基本素质要求,开阔视野,培养学生观察问题的能力,增强学生的组织纪律性和劳动观念。
要求学生进一步明确专业方向,了解专业的岗位要求,开阔专业视野,培养学生观察问题的能力,具备认知专业、认知社会和认知自我的能力。
9、毕业设计
毕业设计是教学实践环节的重要组成部分,是实现本科教育培养目标的必不可少的一环。在这个过程中,不仅考查学生基本技能的掌握情况,而且检验学生是否能将所学专业知识应用于社会实践。其成绩是决定学生能否毕业并授予学士学位的主要依据之一。
结合应用型人才的培养导向,毕业设计目的是考查学生解决实际问题的能力。要求对已选问题进行分析、抽象、加工,提取数学模型,设计解决思路,并按照软件工程规范,综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行软件编码、调试运行,并将设计过程整理成规范的毕业设计报告。从而使学生在知识、能力和素质方面得到综合训练、转化和提高。
1.通过毕业设计选题,培养学生发现问题的能力;
2.通过毕业设计作品的设计与实现,提高学生分析问题、解决问题的能力,锻炼学生的逻辑抽象能力和动手能力,培养其良好的信息素养和职业习惯。
3.通过收集本专业有关的文献资料和撰写毕业设计报告,了解本领域的研究动态和理论发展前沿;
4.通过毕业设计开题、中期检查、答辩等环节,培养学生的良好的时间观念以及合理规划的能力,锻炼学生的表达能力、归档能力和交流能力;
5.通过毕业设计报告的撰写,加深对专业基本概念和基本理论的理解,锻炼学生的综合分析能力和写作能力。
八、课程结构与学分分配比例表
课程学分比例满足工程教育认证标准情况
九、课程计划表
(一)通识教育课程计划表
(二)专业教育课程计划表
(三)专业方向课程计划表
(四)实践教育课程计划表
执笔人:孟军英 审定人:刘智国 批准人:宋万杰