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关键词：计算机教育创新能力培养

主席指出：“要迎接科学技术突飞猛进和知识经济迅速兴起的挑战，最重要的是坚持创新，勇于创新”。而创新的关键在于人才，人才的成长要靠教育。因此在当前积极推行的学校素质教育中，尤其要重视学生创新能力的培养。我作为一名计算机课教师，在教学中注重了对学生创新能力的培养，不仅取得了较为明显的教学效果，而且使学生学会了进行独立思考和科学的思考，为他们以后发展为创新型人才奠定了科学的思想基础。根据几年的教学实践，我认为在计算机教学中应从以下几个方面对学生进行创新能力的培养：

一、作为一名计算机课教师，要不断更新教育观念，

1、树立全新的教育观。树立素质教育、创新教育是终身教育的教育思想、教育观念。首先，明确素质教育是以提高民族素质为宗旨的教育，是以面向全体学生、全面提高学生的基本素质，促进他们的德智体等方面生动、活泼、主动地发展为基本特征的教育。其次，明确素质教育的实施，应以培养学生的创新精神和实践能力为重点。创新教育是旨在培养创新型人才的教育，推行创新教育是全面实施素质教育的一项重要内容。再次，创新能力需要终身培养，创新动机需要终身激励，因而创新教育也是终身教育。

2、树立全新的教学观。现代教育技术的应用，使传统的教学组织形式和教学方法产生了重大变革。首先，传统的班级教学发展成为班级教学、小组教学、个别化教学、远距离教学、网络教学等多种组织形式的教学。其次，由原来以教师为中心的，基于知识归纳型或演绎型的讲授式教学方法转变为基于"情景创设"、"主动探索"、"协作学习"、"会话协商"、"问题提出"等多种新型教学方法与学习方法的综合运用。树立全新的教学观，为培养学生的创新精神创造了客观条件。

3、在计算机教学中，要与全新的教育、教学观念相整合。不仅要培养学生在现代信息环境下良好的价值观、道德观、法律意识,提高学生学习的兴趣;更要培养学生自主学习的意识和能力，培养学生的创新能力和创新精神。

二、创设学习新知识、新技术的环境，激发学生的创新能力

课堂教学是获取知识和技能的主要阵地，应当成为培养学生独立思考和创新精神的摇篮。第三次全教会“决定”指出：“加快培养具有创新精神和创造能力的高素质人才，已成为我们在未来竞争中赢得主动权、抢占制高点的关键”。而通过计算机教学创设问题的情境,不仅可以引发学生强烈的求知欲，而且还可通过变化无穷的画面刺激学生大脑的兴奋区，为激发学生创造性思维创造有利的条件。例如我在讲授电脑绘画《缤纷四季》一课时，自制了课件，通过几幅不同季节的图画把学生带入特定的环境，并用动画的渐变效果完成四季形成的过程。引导学生观察不同季节的变化，体会其多变的美，培养学生细致入微的观察力和丰富的想象力，进而激发学生热爱大自然的美好情感和创造欲望。使学生情绪高涨、跃跃欲试,一改以往那种被动沉闷的局面。而且，在教学实践中，我还体会到，把计算机引入各科教学中不仅可加大教学的密度，节省时间，而且能根据教学需求将其内容动态地加以分解、组合，生动地再现事物发生、发展的过程，使抽象的讲授形象化，既有利于突破教学的重点、难点，亦可拓宽思维空间，促进学生思维的发展。

三、推行问题式教学模式，培养学生的创新能力

问题式教学模式把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中，学习者通过互相合作来解决这些问题，发现隐含于问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力，从而培养学生的创新精神。古人云：“学起于思，思源于疑，小疑则小进，大疑则大知”。可见，营造"疑"与"思"的良好情境，用疑问开启学生创造思维的心靡，是培养创新能力的重要方法。在教学中，应克服扼杀学生创新精神和创新能力的教学行为，注意挖掘教材内容中潜在的教育因素，采取问题式教学模式，充分发挥学生的主体作用，创设宽松、民主、和谐;平等、富于创新精神的教学情境。要遵循教育教学的规律设计出针对性、启发性较强的问题，点燃学生求异思维的火花。对于在回答疑难问题时出现的不同主张和见解要"沙里淘金"，肯定其中的合理成份。要改变教师"一言堂"或唱"独角戏"的老方法，还学生以自我学习和钻研的时间与空间，鼓励学生敢于标新立异、独辟蹊径，敢于质疑发问、想象猜测，敢于打破常规、不拘一格。如在(基本语言程序设计)教学中，设计一些易出错的程序，让学生自己对这些程序进行分析，找出其中的错误，进一步完善程序的功能，从而开启学生的思维，培养学生的创新能力。

四、在计算机课教学中，要充分发挥学生的主体性和创新性。

主体性和创新性密不可分，创新是主体性的最高体现。没有积极主动的学习，就不能有效地培养学生的创新精神和创新能力。我们要创设各种机会，鼓励学生去主动参与，把他们智慧的火花尽量激发出来。在课堂中，由于时间有限，倾向于训练基本功，掌握基本操作，而课外则可以让学生们自由发挥，教师要有意识的加以引导，把课堂上所学的内容延伸到课外，把课外这个第二课堂变得生动活泼，增强学生学习的兴趣，使得课外成为课内所学知识有益的巩固、补充，从而促进课堂教与学，达到学以致用的效果。

1、在计算机技术飞速发展的今天，我在计算机教学开始时，就让他们在业余时间不断积累有关计算机的各种知识，到对计算机了解到一定程度时，我把他们积累的各种知识，定期举办成一个展览会，让学生们在这里互相交流，互相学习新知识、新技术，跟上时代的步伐。

2、我运用金山画王笔软件和窗户中的画图教学，与美术组共同举办了我校小学生电脑制作绘画,贺卡课外兴趣小组。电子绘图与美术教学联系紧密，它要求学生具备一定的美术基础。学生的美感越好，美术基础越扎实，那么学生用电脑创作出的作品就越佳，就越能体现学生自己的风格。我在全校同学面前展示他们的作品，肯定他们辛勤创作的成果，从而激发他们的学习热情。

3、我结合字模块教学，与语文，数学，科技,体育等学科共同联合举办不同主题的电子板报竞赛。关于字模块教在其他学科中丰富多彩的应用，我也做了一些实践和探索，我发现在教会学生制作课程表，写通知,排版等简单的操作，但还没有更深层次的应用时，学生学着学着，兴趣就不浓了。为此，我与语文、数学、科技、体育等学科教师进行探索，发现实行老师指导，让学生自己动手制作综合类电子板报，不仅可以增强学生学习电脑的积极性，而且有利于扩大学生知识面，从而增强学生学习的兴趣。

4、我在Powerpoint幻灯片制作教学中，把简单的电子文稿的演示逐渐转入电子动画的创作，让学生结合自己学过的电子绘画,电子音乐进行创作，运用多种电教手段充分发挥他们的想象力，定期为学生们展示他们的动画作品，从而提高他们的创作热情和学习兴趣。

5、我把简单易学的电脑图片处理软件和传统的摄影相结合，开设电脑摄影课外兴趣小组，把电脑引入摄影的后期制作，对照片进行再加工，结果学生创作出生动活泼的电脑作品，有时能把自己的照片处理成明星照，这些都极大的提高了学生学习电脑的积极性。激发了他们的创新精神。

6、网络为学生提供了丰富的资源，扩大了学习、讨论和交流的领域。从某种意义上说，教会学生使用网络，就是教会学生掌握21世纪信息化社会生存的手段。自从我校开设了网络知识课后，使学生的眼界大开，激发了他们主动获取知识的强烈欲望。都迫不及待地上网，根据兴趣去寻找自己所需要的东西。甚至有些学生还在家中和家长一起浏览学校的主页，或用电子邮件写信。许多同学还教会家里的老人上网，给他们远方的亲友发去电子邮件。

五、训练学生发散思维和收敛思维，培养创新能力

发散思维是指根据已有信息，从不同角度、不同方向思考问题，从多方面寻求多样性答案的一种思维形式，是创造性思维的核心。为走出传统教学中"重求同，忽视求异，重集中思维训练，忽视发散思维训练"的泥滩，教师应转变教学观念，砸碎应试教育的模式和框架，克服单纯传授知识的倾向，注重顺向思维、逆向思维、多向思维的训练，培养学生思维的深刻性、批判性和创新性。具体来讲，就是要通过挖掘教材中能一题多解、一法多用、一题多变的教学内容，来引导学生的思考信息朝多种方向扩散，提出各种设想、多种解答。如在讲授windows98的目录操作和文件目录属性的设置后，可故意将学生以往建立的文件拷贝到一个隐含的目录中，学生上机时便发现自己的文件"不见了"，纷纷提出为什么?此时再适时引导学生进行分析，他们便可能找出“被删除、被更名、被设置为隐含属性、被复制到其它目录中后再删除源文件”等多种答案。教师再对他们的想法给予进一步分析，肯定其正确的方面，通过这样的学习来加深对知识的理解。近年来，我在计算机教学中还进行创新设疑启思，不仅培养学生们的发散思维，而且还培养他们的收敛思维。收敛思维是在解题中，尽可能利用自己已有的知识和经验对众多的方法进行比较，从中确定出最佳方案。在教学中，我引导学生从不同方向利用其他学科的理论，开阔思路，找出解决问题的多种方法。然后在众多的解法中，经过归纳、判断和比较，最终得出一个最优化的结论。我在教学生如何灵活进行文字编辑时，学生要思考用几种软件把文字进行编辑，是WORD2000中，还是记事本中，或是窗口画图中等问题，这时，学生充分发挥了发散思维，思维活跃，思考着究尽用哪一种方法比较好呢？我抓紧时机运用学生已有的知识进行讲解，然后让学生自己进行文字编辑。这种教学方法，经过课后的检验，学生掌握得很好，能深刻地、高水平地掌握知识，并能把这些知识广泛应用到学习新知识的过程中，举一反三，提高了对知识的理解能力，使学习活动顺利进行。因此，在计算机教学中培养学生的发散思维和收敛思维，对提高学生的创新能力有很大的帮助。发散思维和收敛思维在教学中的有机结合和应用，更有利于对学生创新能力的培养。

六、理论联系实际，培养创新能力

鼓励、指导学生大胆、灵活地运用已学知识，解决实际问题是培养学生创新精神与创新能力的有效方法。在解决实际问题的过程中，教师可组织学生开展竞赛，进行自由辩论，互相交流方法，互相启发思路，以实现解决实际问题与培养创新能力的有机统一。其主要途径有三:一是通过解决日常生活中的实际问题。如指导学生用计算机编辑文稿，用窗口画笔画出简单的彩图和制作书签,卡片，用计算机建立自己的学习档案，帮助老师完成考试成绩的计算与管理等。二是通过辅助教学，来发挥计算机的工具性优势，淡化学科本位意识，根据现有条件尽可能地开展计算机辅助教学，向学生提供形象直观的感性知识和大量材料，这不但能帮助学生理解和巩固教学内容，还可以培养学生的想象力和直觉力。三是通过解决学习上的实际问题，学以致用，来培养学生的创新精神和创新能力。

当今世界，现代教育技术对教育的影响越来越深入。现代教育技术所强调的对学习过程和学习资源进行设计、开发、使用、管理和评价的理论和实践，为培养学生的创新精神和创新能力提供了新思路、新途径。在计算机教学中，我们应充分运用现代教育技术，培养学生的创新能力，为全面深化素质教育，为学生将来发展成为创新型人才奠定坚实的基础。

参考文献：

1、袁爱玲：《学前创造教育课程目标的构建》，《山东教育》（幼教版）2000/1-2

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一、文献分类及统计结果

迄今为止，只有少数几位学者对我国计算机审计研究加以回顾。陈伟等（2007）结合国内外的研究，对计算机辅助审计技术（GAATs）进行了总结性回顾，探讨了GAATs的概念和分类，详细分析了GAATs的两类技术，即面向系统的七种GAATs，和面向数据的五种GAATs，并对GAATs研究发展进行了展望。李青春（2011）对计算机审计进行了文献综述，从计算机审计研究变迁的视角出发，探索了其五个发展阶段，并对计算机审计理论体系、核心动力与制约因素，研究者的敏感度、心态变化与用词倾向进行了回顾，认为目前计算机审计研究正处于一种平台期，需要进行理论和实务的突破。刘国瑶（2011）从国外信息系统审计理论的发展，基础理论研究，基本概念研究，应用研究四个方面进行了梳理和简短评述。现有的文献综述主要问题是研究所选取的文献范围比较狭窄，选取标准“有代表性文献”比较模糊，没有对研究内容进行综述，这些不足为本文的研究提供了契机。

本文基于中国期刊全文数据库（CNKI），对1983年～2011年有关计算机审计研究的文献进行了回顾分析，所选取的时间范围设定为“1980～2011”，期刊设定为“核心期刊”，以“计算机审计”、“电算化审计”、“计算机辅助审计”、“信息系统审计”、“IT审计”对“题名”进行“模糊”搜素，然后对搜索结果进行了分类合并，最终根据182篇文献的内容加以分类统计。把对计算机审计的研究分为基本理论问题研究，计算机审计技术应用研究，计算机审计风险问题，计算机审计发展与其他方面的研究四个方面，然后对每一方面再按不同的主题进行细分，进一步分为计算机审计基础理论研究，制度准则问题，计算机技术应用，内容与方法，案例应用研究，风险问题探讨，发展问题研究，人才培养问题，研究综述，其他等十个方面。接着采用归纳法对取得的文献样本进行分类统计，最终得到的统计结果如图1所示。

二、基本理论问题研究

（一）基础理论 基础理论研究集中在计算机审计基础理论和信息系统审计基础理论两个方面，由于信息系统审计发展较快，重要性也快速提高，所以必须从计算机审计中分离出来单独加以研究，统计显示，近10年来对信息系统审计理论的研究比较丰富。关于计算机审计的基本理论，张金城（1995）认为计算机审计的理论体系应由理论基础（哲学，审计学，系统论、信息论、控制论和行为科学，计算机科学，数学等五大学科理论），基本理论（涵义，内容，意义等），实务理论（电算化信息系统审计实务理论，计算机辅助审计实务理论）组成。唐飞兵（2007）借鉴传统审计理论的基本原理，构建了计算机审计理论结构框架，即以审计环境和审计本质作为研究的逻辑起点，利用审计理论基础知识体系，通过审计的本质和特定的审计环境相互作用和互动形成审计目标，并以审计假设为前提，演绎出审计概念和审计原则。关于信息系统审计理论，周剑（2001）从“审计学”的概念出发，探讨了信息系统审计独特的审计职能、对象、方法、标准和证据等问题，建立了企业信息系统审计的基本理论框架。唐志豪（2007）借鉴蔡春教授提出的审计理论结构，从审计的本质出发构建审计理论结构体系，提出了信息系统审计理论结构六要素模型（本质、假设、目标、规范、信息和控制）。谢岳山（2009）提出了信息系统审计的审计目标及审计内容，在此基础上从审计理论基础、审计标准、实践环境、审计方法以及审计工具等多方面提出了联网环境下信息系统审计模型。根据该模型，着重分析信息系统审计的具体内容，提出了相应信息系统的审计内容框架，将审计内容划分为内控审计和系统本身审计两个方面。并从物理层次的审计以及逻辑层次的审计详细描述了系统本身审计的内容。王振武、张子瑾（2011）探讨了信息系统审计理论的结构框架，认为该框架应由信息系统审计基本理论和应用理论构成，并特别指出，信息系统审计环境和信息系统审计本质应是理论结构的最高层次，理论研究的逻辑起点，并起着统驭整个信息系统审计理论结构的导向作用。

（二）准则、规范研究 理论是实践的基础，而准则为实践提供了基本的指导。对准则的研究也分为计算机审计和信息系统审计两个方面的内容。关于计算机审计准则，张德山等（1991）初步探讨了计算机审计工作的规范问题。张金城（1997）首先探讨了加强计算机辅助审计制度建设的意义，然后提出了计算机辅助审计制度建设应遵循的原则，主要包括合法性，针对性，可行性，监控性和借鉴国外相关制度，并从微观和宏观两个方面系统讨论了计算机辅助审计制度应包括的基本内容。刘中华（1998）根据国际审计准则15《电子数据处理环境下的审计》第3条和第9条详细阐述了电子数据处理环境下内部控制的内容，并对此进行了研究与评价。我国的信息系统审计研究起步较晚，讨论一般也是借鉴ISACA的信息系统审计准则展开讨论。陈婉玲等（2006）对ISACA的信息系统审计准则及发展进行了简要介绍，在此基础上，主要借鉴了ISACA信息系统审计准则的体系，内容和制定方式等，提出了制定出适合我国国情的信息系统审计准则的一些建议。马良渝等（2007）辨析了ISA准则体系中标准、指南和程序三个层次的结构关系及标准与指南之间的交叉关系。李汉文等（2010）借鉴了制度经济学的有关原理，在介绍国内外信息系统审计相关规范的基础上，对我国信息系统审计规范供给的非均衡状态进行了分析，认为我国应整合信息系统审计准则制定资源，以便推进我国信息系统审计规范制定进程。刘杰等（2011）探讨了我国信息系统审计规范制定路径依赖的基础，分析了当前我国信息系统审计规范制定的困境，并提出打破现有路径依赖的途径。

三、计算机审计技术应用研究

（一）计算机审计技术研究 对全部182篇文献进行翻阅，手工收集整理论文所涉及的课题研究，发现共有20个课题，其中与计算机审计技术相关的课题13项（4项是国家级），可见国家对计算机审计技术研究的重视，也说明计算机审计技术研究的难度非同一般。对计算机审计技术的研究大致分为计算机技术在审计中的运用和模型构建两个方面，前者对计算机知识的要求相对要高。关于计算机技术在审计中的运用，杨小虎等（2000）探讨了数据仓库技术在计算机审计中的应用。万建国等（2000）分析了计算机审计软件需求分析常用的方法、技术和工具。孙兴国等（2000）讨论了开放数据库互联技术 （Open Database Connectivity）在计算机审计中的应用。张进等（2004）分析了数据清理在电子数据采集中的重要性，在阐述数据清理原理的基础上，研究了解决电子数据采集中常见问题的数据清理方法，并指出了电子数据采集中数据清理的研究方向。文巨峰等（2005）提出了一种基于计算机审计的多Agent系统体系架构，分析了该结构中各子系统的组成及各Agent的功能特点。并介绍了该系统中移动审计Agent和移动Agent服务器设计实现。汪加才等（2006）给出了一个基于移动数据挖掘服务的计算机审计框架模型。何玉洁等（2006）讨论了SQL 查询和OLAP 分析这两种技术在实际审计中的应用成果，展示了它们在计算机审计实践中的特性和前景。米天胜等（2006）分析了计算机审计的一般流程，指出审计数据的采集和采集后数据的清洗、集成、转换是与审计数据质量息息相关的关键环节。在对多种数据质量问题进行了详细分析和分类的基础上，提出了提高审计数据质量的一般处理方法和可实现的技术。黄永平（2006）探讨了孤立点分析方法在计算机审计中的应用。叶焕倬等（2010）为解决计算机审计数据采集中存在的大量字段匹配问题，提出了基于智能匹配的数据采集技术。关于模型构建方面，黄作明等（2000）对审计模式进行了一些归纳和探讨，并提出了几点发展方向。来明敏等（2004）探讨了四种计算机审计模式，即绕过，穿过，利用，在线实时（网络）计算机审计模式。文巨峰等（2004）在综合分析现有计算机审计软件系统基础上，指出网络环境下的计算机审计系统模型应该具有的特点要求，并依此提出了基于移动Agent的分布式审计系统模型。廖志芳等（2006）在深入调研众多被审计单位信息化环境及数据分布特征的基础上，提出了三种符合我国联网审计实际的新型联网审计组网模式，即集中式、分布式和点到点式组网模式，同时利用集中式海关联网审计组网模式对各组网模式的基本组成要素、需解决的关键问题及技术实现进行了较深入阐述。陈大峰等（2009）根据P2P技术下的计算机协同审计的特点，构建了P2P技术下的计算机协同审计模型。唐志豪等（2010）从目标、内容和流程三个维度建立起信息系统审计的业务模型。

（二）计算机审计内容与方法 对于计算机审计内容，学者从不同的角度进行了讨论，杜越强（2004）探讨了计算机审计中的四大内容，即对信息系统输入的审计，对数据库的审计，对网络系统的审计，对信息系统输出的审计。张福蕊（2004）探讨计算机网络环境下会计信息系统审计的内容（硬件，控制事项，处理事项，数据，安全事项）。吴沁红（2008）从信息系统构成要素、信息系统生命周期和信息系统管理三个维度入手，综合分析了信息系统的逻辑结构，构造了信息系统审计内容的基本框架，并对信息系统审计的内容与审计目标进行了阐述。对于计算机审计的方法，李光凤（2001）讨论了对会计电算化系统应用程序的七种审计方法，包括检测数据法，整体检测法，程序编码比较法，受控处理法，平行模拟法，嵌入审计程序法，追踪法。杨莉（2002）探讨了实施信息系统审计的主要方法（加强联网建设，改变审计方式，采用矩阵审计模式等）。罗莉、张亚连（2005）分析了在不同的计算机信息系统建立方法下（应用软件外包法，资源外包法，最终用户开发法），如何进行内部审计和外部审计的分工协作，从而保证信息系统的效率性，安全性，合法性。

（三）案例应用研究 对案例应用研究探讨的多数文献主要是审计署各特派办的人员所发。大量的文献集中在《中国审计》刊物上，这与我国1998年筹划，2002年10月底正式展开的金审工程有关，作为金审工程的主力推动者，审计署特派办人员根据长期的实际工作经验，对相关案例进行整理分析并撰文总结，得出了相应的研究成果。案例应用主要集中在公司和业务两个方面。对具体公司进行计算机审计探讨的有，刘世新等（2002）探讨了商业银行信息化与计算机审计的相关问题。邝作等（2002）对银行业，刘欢（2002）对行政事业单位，蔡峰（2003）对海关等审计中计算机审计案例进行了分析。欧洁等（2004）探讨了证券公司信息系统审计的关键技术。张德勇（2006）利用业务跟踪法对某航空公司进行了信息系统审计，并成功发现了该航空公司使用的收入结算系统中存在非法的销售暗扣处理模块。石勇等（2010）探讨了网络环境下的政府信息系统审计。关于业务方面，张蓉（2002）对金融，郭海鹏（2003）对再贴现业务，李向前等（2003）对税收，全宝（2003）对中央预算执行情况，李娟（2004）对水利建设资金，谭继舜（2004）对商业银行电子系统，史达等（2005）对电子政务，袁章军（2005）对失业保险金发放 ，周廉东等（2011）对城市供水等进行了计算机审计案例分析。张鹏等（2006）论述了信息系统审计在电子政务中应用的必要性和紧迫性，提出了一种电子政务中信息系统审计框架，以控制电子政务信息系统建设和改造项目的建设风险，并为改善和健全对电子政务信息系统的控制提出详细建议。吕成戍等（2007）探讨了电子政务信息系统审计的发起形式、审计责任书的内容与签订、审计工作的实施过程等基本问题。

四、计算机审计风险问题分析

（一）计算机审计的成因、防范与控制 马万民（1999）针对计算机会计信息系统的特点，分析了审计工作中可能会遇到的五种风险（系统风险，错误的连续性风险，人员操作风险，管理风险，环境风险），并对如何有效防范会计信息系统的审计风险进行了探讨。蒋家斌（2001）、曾俊等（2002）、王奇杰（2004）探讨了计算机审计的几种风险（审计软件、人员操作、财务数据、管理、固有风险、控制风险、检查风险）与防范措施（加强人员培训、内部控制审计等）。黄作明（2003）分析了远程计算机审计的风险，并提出了远程计算机审计的风险防范与控制措施。冯淑霞（2006）对计算机审计风险的形成原因做了具体分析，并从审计数据，审计方法与技术，审计方式、被审单位、评述机制等方面提出了控制计算机审计风险的对策。史振生（2008）基于外部监管及信息系统审计视角，探讨了会计信息系统建设中的风险控制与防范措施。

（二）风险量化问题 黄冰等（2007）在科学地分析影响计算机审计风险的主要因素的基础上，建立了计算机审计风险综合评价指标体系，并且将定性指标定量化，进而利用层次分析法确定评价指标的权重。然后，利用模糊数学的方法，建立计算机审计风险的多层次模糊综合评价模型。王万军（2008）提出了一种基于信息系统安全定量评分体系的审计决策模型，这为信息系统审计师在审计时采取何种审计策略提供了参考。丁建平（2009）提出了信息系统审计的CIA风险评估方法和评估模型，并探讨了CIA风险评估商业银行中的应用。

（三）风险理论 胡晓明（2007）探讨了风险导向的信息系统审计，并提出了强化信息系统审计理论，建立完善信息系统审计各项规则，充分利用先进，有效的信息系统审计技术，积极培养信息系统审计领军人才等四点关于风险导向信息系统审计的发展思路。刘国城、王会金（2011）在研究中观审计、信息系统审计、审计风险、风险管理四要素的基础上，对中观信息系统审计风险管理理论进行了梳理，并以信息安全管理为视角，借鉴国外BS7799标准、COBIT模型、通用准则CC、ITIL标准，初步构建了中观信息系统审计风险管理框架，该框架以重大错报风险为切入点，深入探索了中观信息系统审计风险管理的施行思路。

五、计算机审计发展研究

（一）发展问题 张金城（2000）提出了理论研究与实践并重、事前审计与事后审计相结合，由绕过计算机审计发展为以通过计算机审计为主，由查账型软件向分析型和专家系统方向发展，通用审计软件与专用审计软件并存等21世纪中国计算机审计的十大发展方向。于向辉等（2004）分析了我国计算机审计发展落后的法规建设滞后，软件市场不够完善等原因，提出了加快法规建设，发展审计专业软件公司，培养电算化审计人才的发展策略。胡晓明（2005）针对信息系统审计理论研究空白，审计技术落后，制度不完备，审计人才奇缺等现状，探讨了加强信息系统审计理论研究，开发实用高效的信息系统审计软件，改进信息系统审计软件评审机制，完善信息系统审计标准于准则，加大信息系统审计人才的培养力度等五大发展战略。

（二）人才培养探讨 傅元略（1998）探讨了审计人员如何提高计算机审计技能的策略，需要掌握的几种基本技能。李丹（2001）建议了如何利用国际资源建立信息系统审计人才队伍。史振生（2002）介绍了注册信息系统审计师的需求情况，考试内容和应试对策。彭建平（2005）比较深入地分析了如何进行计算机审计人才资源管理的问题。包括计算机审计机构职能定位，计算机审计处人员结构，如何引进IT人才和培养复合型人才，如何为计算机审计人才创建发展平台等。赵辉（2006）探讨了审计部门的计算机人才状况，提出了如何加强管理和培训、提升审计人员能力的若干建议。王海洪（2009）提出了高校应推进实践教学，建设以计算机审计为主要手段的审计实验室，为社会输送高水平的计算机审计人才的建议。

（三）其他方面 高浩玮（2002）针对审计过程各阶段质量质量控制的要点，指出了计算机审计下项目质量控制的难点并提出了解决对策。张倩（2005）论述了信息系统审计在IT治理中的作用、信息系统审计师和审计构架等问题。陈峰（2006）对计算机审计方式下数据分析报告的作用和必要性，基本框架，文档结构，要素内容等进行了详细探讨。

本文基于中国期刊全文数据库，对1983年～2011年发表在核心期刊上的有关计算机审计研究的文献进行回顾分析。我国有关计算机审计研究涉及面比较广泛，包括基础理论与制度问题研究、计算机审计技术与实务应用研究、计算机审计风险问题研究、计算机审计发展问题、人才培养研究等诸多方面，但也存在着对计算机审计基础理论研究不足之缺陷。伴随着计算机审计在我国的逐步应用，关于计算机审计的基础理论必须进一步加强。比如与哲学，行为科学理论、数学等相关的计算机审计基础理论研究还是一片空白，这些基础理论研究的缺失将会掣肘计算机审计理论与实务的研究。理论与实践需要紧密结合，双方形成良性互动才会有力促进学科发展。目前，在案例应用研究的文献尽管比较多，但研究内容不深入，一般都是审计署特派办人员发表的经验总结，而理论工作者又缺少深入实地研究的条件，导致案例应用研究力量非常薄弱，今后在这方面仍需要大力加强。随着信息系统的复杂化，其功能也越来越强大，但其脆弱的一面也越来越明显，计算机审计风险逐步加大，如何防范和规避风险也是以后研究的重点之一。计算机审计人才的培养是审计信息化事业的成败关键，加强这方面的探索将会对计算机审计发展有重大的战略意义。

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那么，云计算到底是什么？青年计算机研究专家王力哲博士，早在2008年就在国际上提出了科学云计算的定义。该定义是国际上最早的云计算的定义之一。定义一经提出就被广泛关注，作为云计算广为接受的定义之一。年轻有为的王力哲博士由此进入公众的视野。

年轻有为――“庖丁解牛”揭开云计算“面纱”

王力哲，1974年12月生。1993.9～1998.7就读于清华大学，期间攻读电气工程专业和应用数学辅修专业，获工学学士学位；2001年获清华大学硕士学位；2004.2～2007.12就读于德国卡尔斯鲁厄大学应用计算机科学研究所，获工学博士学位。德国卡尔斯鲁厄大学为德国2007年首批三所精英大学，其中计算机专业德国排名第一。

沐浴在国内外各大历史名校的“阳光”下，王力哲博士迅速成长，并以扎实的理论基础“叩开”了计算机研究的“大门”。先后任职于中国科学院计算技术研究所、新加坡高性能计算研究院；2009.1～2011.8，在美国印第安纳大学普及计算研究院，任研究科学家、首席软件研究工程师。2011年8月至今，在中科院对地观测与数字地球科学中心任“百人计划”研究员。

一步一个脚印，一跨一个台阶。三十几岁的年龄，一长串精彩的履历，王力哲博士当真称得起“年轻有为”。青春不虚度，他用执着和激情来点燃梦想。在云计算定义方面所取得的成绩就是他多年注重基础累积，换来的劳动结晶。

王力哲博士提出的云计算定义致力于定义云计算的功用，特性以及使能技术等。“从云计算系统应该具有的功能角度给出了科学云计算系统的定义，指出计算云系统不仅能够向用户提供硬件服务HaaS(HardwareasaService)、软件服务SaaS(SoftwareasaService)、数据资源服务DaaS(DataasaService)，而且还能够向用户提供能够配置的平台服务PaaS(PlatformasaService)。因此用户可以按需向计算平台提交自己的硬件配置、软件安装、数据访问需求。”北京理工大学的张建勋博士等在他们的论文中引用该定义，并做如此评价。

除此之外，美国佐治亚理工大学计算机科学与工程系Fujimoto教授在论文中引用该定义作为文章立论的基础来解释云计算的特点。译文如下：“计算机资源提供服务成为一种方法，如软件即为服务，平台即为服务和架构即为服务。这些服务本质上是灵活轻便的，用户可以选择服务的粒度并只对他们需要的资源付费。利用上述模式，商用云计算资源已经开始这方面的工作并取得了成功。亚马逊网络服务弹性计算云(EC2)提供了可以按小时、按月付费的计算和存储资源(Lizhe，Jieetal.2008)。”

据GoogleScholar统计，至今王力哲博士所提出的云计算定义总引用数已达360余次。相关论文获得2008年IEEE分布式信息处理前沿进展研讨会优秀论文奖，也作为云计算的重要理论文章被包括佐治亚大学、卡尔斯鲁厄理工大学等研究型大学的云计算课程选择作为阅读论文。

古有“庖丁解牛”，任何事物一旦深知其机理，领悟其规律，就能做到游刃有余，得心应手。正因为深入理解了云计算的概念、定义，王力哲博士的“云计算”之路才越走越深远。

激流勇进――计算机科学研究屡结硕果

近年来，基于超算中心经典架构的高性能计算在大规模科学与工程计算中已经发挥了重要作用，推动了人类文明的巨大进步，促进了包括从物理世界演化的理解到人类社会行为的分析等诸多社会、自然现象的深入研究。浪潮之上，激流勇进。王力哲博士围绕这一计算机领域里的前沿课题展开了层层深入的研究，在多个领域取得突出成绩。

在云计算与网格计算中间件研究领域，早在美国工作期间，王力哲博士就联合他的同事们开发出由美国自然科学基金(NSF)资助的网格计算与云计算的中间件CyberaideToolkit，包括CyberaideShell,CyberaideCreative,CyberaidePortal,CyberaideFarm,CyberaideonServe,CyberaideFlow等组件，可用于网格计算和云计算客户端界面，虚拟机管理，并行编程环境和按需提供网格计算和云计算的服务。该中间件开发了云计算和网格计算的最新客户端功能需要，如虚拟机管理，基于Web2.0的门户网站技术，大规模数据并行编程环境等，具有轻型、高性能、可扩展等特点。CyberaideToolkit具有广泛的影响，已经被美国大型网格计算和云计算平台和应用项目采用。包括美国国家级云计算项目、美国国家级网格计算项目美国和国家级超算平台－美国极大规模科学与工程发现环境(XSEDE)项目等。基于Cyberaidetoolkit，王力哲博士完成了纽约州紧急服务系统架构。该系统具有高可扩展、轻型、高性能等特点，被《罗切斯特工程师杂志》报道。

此外，王力哲博士还对高效能计算展开了深入研究，取得了较为突出的成果。包括集群计算、数据中心计算、网格计算和云计算的资源模型、任务模型、虚拟机模型和能量消耗模型，提出了多种资源管理机制、调度算法、中间件以及服务，如虚拟机部署机制、基于能量的并行任务调度算法、基于温度的数据中心任务资源分配算法，绿色计算性能评测，绿色信息监听服务等。该项工作被罗切斯特理工大学作为研究新闻报道。

放飞青春――“润花著果”研究有成

“我不知道是否会成功，但只要选择了远方，就要风雨兼程……我不知道前面的路是平坦还是泥泞，只要目标是地平线，留给世界的永远是背影。”也许，在王力哲博士的研究世界里，没有过多华丽的辞藻，只有看似枯燥的公式和算术，但他却是在用实实在在的行动去“热爱生命”，去演绎着无悔青春。研究累积一定经验后，他开始致力于“润花著果”的工作中。

他应邀编辑关于云计算，网格计算、可扩展计算和e-Science的著作各一部，由国际著名学术出版社Springer、Wiley、CRC出版。以上著作已经成为相关领域最新的权威参考书。曾有ManishParashar博士(IEEEFellow，新泽西州州立大学电气与计算机工程系终身教授)在著作的前言部分如此评价王力哲博士有关于云计算的著作：“本书各章节的研究致力于解决(云计算)众多挑战的核心(问题)，其目标涵盖了从基本概念到特定技术与应用的全面的最新研究成果的概览。我相信，这本书一定会对(云计算)这个重要而且持续发展的领域中的学生、研究者和实践者产生巨大的影响。”

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关键词：大学计算机；课程改革；方法论；计算思维

“大学计算机”课程教学是以培养大学生综合素质和创新能力、培养复合型创新人才为目标的[1]。如何理解综合素质和创新能力培养在“大学计算机”课程中的体现，事实上这应当是一个方向性问题。是单纯从工具论属性理解计算机教育还是以方法论属性加以理解，会形成截然不同的课程建设导向和建设方案，同时也必将导致截然不同的结果。

一、问题的提出

20世纪90年代初，计算机课程作为公共必修课进入各高校非计算机专业的教学计划，标志着计算机科学与技术学科的工具性属性为我国高等教育人才培养所接纳。20多年来，其研究和应用的领域以及参与学习和研究的人数已远非昔日可比。计算机教育作为信息时代不可或缺的工具在高等教育人才培养方面承担着极其重要的作用。但是与此同时，我们也发现，计算机“无所不能”的功效性使人们，包括相当一些教育教学工作者和管理者，产生了一个挥之不去的观念，那就是“工具论”观念。“工具论”观念的逻辑就是：“计算机”是工具，而“大学计算机”课程就是“学习使用计算机”，所以“大学计算机”课程也是工具；于是乎，“计算机科学与技术学科”就是工具学科。在“工具论”的笼罩下，计算机课程的内容过多关注操作技术，如各种图、文、表、页（网页）等应用处理软件的操作，操作成为计算机课堂的独角戏。

应当指出，工具性并不等于工具论，其根本区别在于：工具论将计算机课程教学理解为——因为计算机科学与技术具有工具性，所以计算机课程的目标就是教会学生使用这个工具，仅此而已。这就导致了一个又一个的悖论的出现。如：发展导致灭亡，发展越快灭亡越快。学会使用工具，实用主义的观点就是学会使用我认为有用的工具，用不上的不学；功利主义的观点就是要用最少的时间和最少的精力学会使用这些工具，能少学就少学，能不学就不学。显然，随着技术水平的提升，高难度、高复杂性的功能已经由极其简单的操作所实现，计算机课程的操作性统治了全部知识体系，其教与学在这种反馈作用下变得越来越不重要了。又如：渗透导致解体。信息技术与课程整合的提法原本是一些有良好愿望的学者为了尽快将先进技术融于各个学科以有效发挥其作用，但到头来却变成一个谁整合谁的伪命题，甚至还有将计算机课程知识整合到学科课程中进行教学，而取消计算机课程的提法和做法。知识领域被误读，师资水平提高得不到正视。一个工具论的错误观念导致的困境越陷越深。

当前，我们不能不认识到：在人才培养的综合素质和创新能力总体目标之下，如何理解计算机课程的属性取向？要再不厘清该概念，大学计算机教育将进退维谷。

二、“大学计算机”课程的方法论属性及其意义

方法论作为关于方法的理论、原理和学说，其作用对象是整个研究方法体系，而不是一个个具体的研究方法[2]。它是在反思和批判方法的效用的基础上，归纳提炼出的原理。哲学层次的方法论适用于一切具体科学，具有普遍的意义，唯物辩证法作为哲学层次的方法论具有唯一的、不可替代的统治地位。现代科学发展形成了各个学科自身的、具体的、专门的学科方法论，用以解决本学科的特殊问题。介于二者之间的，就是能够反映客观世界某个侧面，但带有普遍意义的一般科学方法论。如数学就具有一般科学方法论的意义，尽管数学最初仅仅在部分具体学科中起到方法论的作用，但是由于数学及其方法普遍适用于任何一门其他科学，从而成为指导自然科学、社会科学、思维科学等一切科学不可缺少的方法。

“大学计算机”课程的背景学科“计算机科学与技术”是一个新兴的学科，从理论上的图灵机到现在的计算机仅有百年，但其对各个学科的普遍的方法论意义绝不低于其自身的工具性意义。计算机科学与技术对人类最大的贡献就在于它能够在生产、工作、学习和生活中，影响人们的行动、思想和方法。实现这种意愿的思想基础绝不是狭隘的工具论，也不是单纯的技术主义。计算机科学与技术与其他学科最大的不同就是突破了学科范式的限制，渗透各个学科乃至于推向其前沿，走向范式多元化。没有哪个学科有如此广泛的研究领域和实践范畴。其方法论意义可以体现在如下几个方面：

（1）拓展其他学科的研究方法体系。不同学科所形成的科学研究方法在学科自身发展的推动下迅速发展，自然科学研究的主流研究方法范式——实证研究的量化数据处理在计算机科学与技术的支持下，采用各种技术和手段，并发展出一整套形式语言理论、编译理论、检验理论以及优化理论。而人文社会科学研究的主流研究方法范式——思辨研究的质性分析，从文本分析到语义分析、语料分析，计算机科学与技术将原本只有人工才能分析的复杂内容形式化、程序化和机器化。由于研究者群体开展研究活动时所遵从的一系列规范的结构性组合是针对“问题域”本身的，当工具和技术所承载的方法论属性渗透进来后，它将超越学科疆域的研究“规则和框架”，成为跨学科的研究范式。比如，实证主义研究方法范式是物理学、生物学、地理学等自然科学的主流研究方法，在方法论理论推动下，它也成为经济学、教育学、心理学等社会科学的主流研究方法，形成跨越了现代学科划分界限而横贯于多个学科之间的普遍的研究方法体系。正是由于研究成员掌握了共有的方法范式才组成了科学共同体，尽管这些成员在其他方面是各不相同的[3]。

（2）丰富和深化其他学科的研究范畴。计算机科学与技术作为发展最快的学科开创了信息时代，其方法论特性直接渗透和影响到一些学科，并延伸到各个基础研究领域。例如计算数学是研究如何用计算机解决各种数学问题的科学，它的学科方向是提出和研究求解各种数学问题的高效而稳定的算法，主要研究与各类科学计算和工程计算相关的计算方法，对各种算法及其应用进行理论和数值分析，设计和研究用数值模拟方法来代替某些耗资巨大甚至是难以实现的实验，研制专用或通用科学工程应用软件和数值软件等。计算数学与其他领域交叉渗透，形成了诸如计算力学、计算物理、计算化学、计算生物学等一批交叉学科，在自然科学、社会科学、工程技术及国民经济的各个领域取得了广泛的研究成果。

此外，在高校学科专业设置中可以看到一些与计算机科学与技术学科具有共同的学科基础课程设置的学科专业，如：信息管理与信息系统、电子信息科学与技术、教育技术学以及通信工程、信息工程等都单独开设“程序设计”、“数据结构”和“离散数学”等计算机专业课程。这些计算机相关专业的研究大都包含设计、应用、开发、管理等范畴。更重要的是随着计算机科学与技术学科的发展，这些学科的研究前沿也在不断拓展，例如当前移动技术日趋成熟带来的就是移动学习、远程学习理论的新进展。

（3）改变了各个学科的发展模式。由于学科知识体系的有机关联，计算机科学与技术在理论和实践上的成果带来了相关学科的活跃与繁荣。自20世纪初物理学革命以后，各门科学都有了突飞猛进的发展。方法论在科学知识中的比重日益提高，方法论对科学发展的作用也日趋显著。这是和科学发展的时代特点密不可分的。体现在：首先，随着人类对自然科学和人文社会科学研究的广泛、深入，科学研究中直观性的程度在减少，抽象化的程度在提高，逻辑思维方法高度发展。其次，科学的进一步分化和综合产生了一些新兴学科和边缘学科，促使科学研究的整体性和综合性增强，系统理论等具有方法论意义的新学科也不断产生。再次，现代科学发现了一系列原有科学理论体系不能解释和说明的新的事实，出现了一些佯谬，破坏了科学体系已有原则和思维前后逻辑的一贯性和严密性，产生了现代科学范畴体系的许多带有根本性的变化，同时也促使逻辑方法向前发展。此外，科学研究课题的复杂性、综合性在日益加强，随之而来的科学研究手段日益复杂、精密，科学研究日益成为集体的、综合的事业。由此产生了科学研究课题的各个不同方面、不同层次的相互配合、相互协调，从而也产生了协调科学研究不同方面和不同层次的方法论进展。

三、“大学计算机”课程工具性与方法论属性的统整意义

“大学计算机”课程总体目标的实际内涵和具体体现应当是通过计算机科学与技术的工具性与方法论属性的统整（而不是对立）来实现综合素质和创新能力的培养。具体体现为：

1.操作与思维的统整

“大学计算机”作为公共必修课程，为各个学科培养掌握计算机科学技术的人才，仅仅注重操作技术无疑是不够的，应当将计算机科学与技术中方法论层面的原理与思维规律应用于教学的内容、方法及其各个活动环节之中。李廉教授指出，自然问题和社会问题自身的内部就蕴含丰富的属于计算的演化规律，这些演化规律伴随着物质的变换，能量的变换以及信息的变换。因此正确提取这些信息变换，并通过恰当的方式表达出来，使之成为能够利用计算机处理的形式，这就是基于计算思维概念的解决自然问题和社会问题的基本原理和方法论[4]。

关于操作与思维的统整范式就是“计算思维”。当计算思维真正融入人类活动的整体时，它作为一个问题解决的有效工具，人人都应当掌握，处处都会被使用。自然，它应当有效地融入我们每一堂课之中[5]。在大学计算机教育中同样也是处处存在的，不应当理解为有数据计算的就是，没有计算的就不是；程序语言设计就是，应用工具软件的操作就不是；理论和工程就是，技术、工具和服务就不是；面对抽象问题的是，面对具体问题的就不是。当今时代的“大学计算机”课程不可能回到二三十年前的状态，只讲一门Basic语言或Fortran程序设计，当今的计算机应用已经站在了巨人的肩膀上，就要看得更远，应当从各种形态的问题入手发现操作中的思维问题，发现计算思维的方法论层面的思想、根本技能和求解途径。甚至发现计算机之外的思维规律。例如：程序设计确实是有效的计算思维训练载体。然而，不直接编写程序是不是就不能感受到计算思维的存在？我们可以看到无论是复杂的智能型软件还是简单的工具型软件，都具有程序的基本特点。在操作、开发和理解工具软件的过程中，完全可以把融合于其中的程序设计思想还原出来，间接地获得计算思维教育所需要的素材。重要的是内涵，而非形式。

2.“技”与“能”的统整

“大学计算机”课程注重学习者计算机应用技能的培养，这通常被误解为操作技巧的传授，将一些有限范围之内的所谓“应知应会”的操作讲授一遍，练习一遍，谓之技能培养。

按照发生认识论的观点，“技”和“能”并非同一层面的性质。尽管二者共同指向都是问题解决，但是相异之处在于：“技”是两个维度构成的，即模式识别和程序性操作，其基础是建立在经验上的。前者是将问题快速分类，同时与主体知识库中的某些已知知识匹配，后者是按照固定的模式进行操作。其指向是具体问题本身，而不泛化到其他问题。目标是快速识别，快速操作，以提高效率。面对陌生问题则无“技”可施。

“能”是在问题解决过程中的自我把握和监控。使问题解决的主体尽快处在最有利的状态上，从不认识到认识，从不熟悉到熟悉，从不能把握到能够把握。其基础是建立在经验的内化上的。由于其指向是问题解决主体自身，而不是具体问题，故问题可以被泛化。其主要策略是迁移、类比、关联和归纳规律。其面对的更多的是陌生问题中的普遍现象。

“大学计算机”课程教学中关于“技”的知识点是显性的，而关于“能”的知识点是隐含的，没有教师的点化或激活，后者是难以被学习者内化的。同样，“大学计算机”课程中的工具属性是显而易见的，可操作的；而方法论属性则并不显见，不易操作，没有关键操作点。但是，规律蕴含于现象之中，二者不可以割裂，是包含关系，不是互斥关系，需要教与学有关的人，师与生去主动发现、积极探究。

3.批判性与继承性的统整

如前所述，方法论是在反思和批判方法的效用的基础上，归纳提炼出的原理。科学的发展经历了否定之否定的过程，库恩认为：科学发展是通过常规科学和科学革命的交替发展来实现的。科学革命则是范式的取代。新理论如果没有关于自然界信念的破坏性变化是很难兴起的[6]。

“大学计算机”课程经历了20多年的发展沿革，不断通过批判性更新着宗旨理念和知识结构。例如：第三届世界计算机大会提出“程序设计是第二文化”，形成了计算机课程观的文化性主题。第四届世界计算机大会则从实用主义出发给工具论以一定的地位。而近年来人们对计算机教育的方法论理解纠正了计算机课程工具论的狭隘观念。这正表明了计算机教育的生命力所在，在否定自我、批判自我中成长。“大学计算机”课程理念自始至终渗透着批判性思想和意识。

与此同时，我们还应当看到，批判性并非学科理念的最高境界。在指出原有理念思想的局限性的同时，不能不看到其有意义的一面。在建立新的范式的同时必定要保留原有范式中有意义、有价值的一面。看到原有范式中的意义和局限，即使认为是错误的概念，在新的条件、环境、价值观解释下成为有意义、有价值的，也可以将其统整到新的结构中。

后现代主义知识观认为：知识不是客观的、普遍的和中立的，而是具有文化取向、境遇取向和价值取向的[7]。知识传授作为“大学计算机”课程的第一职能必将反映知识的上述属性。例如：文化性与工具性同样来源于实践，二者有对立的一面，同样也有统一的一面。在现在的工具软件窗口中，图形用户界面的按钮、菜单、对话框部件，甚至鼠标指针的形态都是以图形或动画的形式表现。人们在实践中逐渐提炼出一种新的计算机操作语言——图形化语言。运用图形化语言可以快速解释软件窗口操作部件和提示信息的图形含义，比如“等待”、“单击”、“拖曳”和“旋转”等操作。图形化语言把程序本意还原成操作方法，把专业还原为通俗，既弱化了操作命令的记忆，又淡化了操作者的文化差异，同时还为操作者提供了足够的想象空间，成为人机交流语言，既是一种新型文化，又是一种操作规范[8]。因此了解计算机科学与技术在各个时期背景的不同取向，扬弃原有知识体系，继承其中方法论的灵魂，就可以从狭隘工具论束缚中解脱出来。

“大学计算机”课程基础教学的方法论取向是培养大学生综合素质和创新能力、培养复合型创新人才的核心思想方法。对课程及其教学的认识首先还是应当从人才培养目标出发，从人才培养规格模式出发。大学培养的人才是各个学科专业的高级专门人才，在掌握本学科的专业知识的基础上，还应掌握对本学科专业技能起促进作用的方法论知识，提高相关的研究素质。“大学计算机”课程要名副其实地完成这一使命，必须将方法论思想理念自始至终地贯穿于课程教学的各个环节中，而不是只贴一个标签。

参考文献：

[1] 九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明[J]. 中国大学教学，2010（9）：4.

[2] 任翔，田生湖. 范式、研究范式与方法论——教育技术学学科的视角[J]. 现代教育技术，2012（1）：10.

[3] 托马斯·库恩. 必要的张力[M]. 范岱年，纪树立译. 北京：北京大学出版社，2004：288.

[4] 李廉. 计算思维——概念与挑战[J]. 中国大学教学，2012（1）：7.

[5] 陈国良，董荣胜. 计算思维与大学计算机基础教育[J]. 中国大学教学，2011（1）：7.

[6] 托马斯·库恩. 科学革命的结构[M]. 金吾伦，胡新和译. 北京：北京大学出版社，2003.

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Key words： computer；mathematics；relation

中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）09-0220-02

0 引言

随着计算机现代智能的高速发展，计算机已经完全融入我们的生活，甚至占据了重要领域，从国家核心科技到每个人生活的小细节，都离不开计算机的覆盖和使用。我们简单的在键盘上操作几个键，打出一系列符号命令，就能使计算机按照人类的要求，高速运行和进展，从而达到人力所不能达到的速度和正确率。

我们从小学习数学，数学是什么呢？数学是利用符号语言研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科。数学，作为人类思维的表达形式，反映了人们积极进取的意志、缜密周详的逻辑推理及对完美境界的追求。数学更多的是一种抽象的概念，是一门重要的工具学科。人类利用抽象的概念及一些固定的定律形成理论，而脱离实际应用的概念并不是人类发展学习的初衷，而是利用它们来指导实际，化抽象为实体。而计算机就由此演化。1946年2月15日界上的第一台计算机诞生在宾西法尼亚大学，主要运用于高倍数的数学运算。时至今日，计算机直接能识别的语言仍然是1、0二进制代码。

1 计算机中所需要的数学理论

计算机学科最初是来源于数学学科和电子学学科，计算机硬件制造的基础是电子科学和技术，计算机系统设计、算法设计的基础是数学，所以数学和电子学知识是计算机学科重要的基础知识。计算机学科在基本的定义、公理、定理和证明技巧等很多方面都要依赖数学知识和数学方法。计算机数学基础是计算机应用技术专业必修并且首先要学习的一门课程。它大概可分类为：

1.1 高等数学 高等数学主要包含函数与极限、导数与微分、微分中值定理与导数的应用、不定积分、定积分及应用、空间解析几何与向量代数、多元函数微分法及其应用、重积分、曲线积分与曲面积分、无穷级数、微分方程等。各种微积分的运算正是计算机运算的基础。

1.2 线性代数 线性代数主要包含行列式、矩阵、线性方程组、向量空间与线性变换、特征值与特征向量、二次型等。在计算机广泛应用的今天，计算机图形学、计算机辅助设计、密码学、虚拟现实等技术无不以线性代数为其理论和算法基础的一部分。

1.3 概率论与数理统计 概率统计与数理统计包含随机事件与概率、随机变量的分布和数学特征、随机向量、抽样分布、统计估计、假设检验、回归分析等。概率论与数理统计是研究随机现象客观规律并付诸应用的数学学科，通过学习概率论与数理统计，使我们掌握概率论与数理统计的基本概念和基本理论，初步学会处理随机现象的基本思想和方法，培养解决实际问题的能力。这些都是计算机编程过程中不可或缺的基础理论知识和技能。

2 计算机编程中数学理论的应用

计算机的主要专业知识包括计算机组成原理、操作系统、计算机网络、高级语言程序设计、数据结构、编译原理、数据库原理、软件工程等。计算机程序设计主要包括如：C语言、C++、JAVA、编译语言、汇编语言等编程语言的基本概念、顺序结构程序设计、分支结构程序设计、循环结构设计、函数、指针、数组、结构、联合以及枚举类型、编译预处理、位运算、文件等内容，掌握利用各种编程语言进行程序设计的基本方法，以及编程技巧。算法是编程的核心，算法的运用离不开数学，数学运算正是编程的基础。

计算机科学是对计算机体系，软件和应用进行探索性、理论性研究的技术科学。由于计算机与数学有其特殊的关系，故计算机科学一直在不断地从数学的概念、方法和理论中吸取营养；反过来，计算机科学的发展也为数学研究提供新的问题、领域、方法和工具。近年来不少人讨论过数学与计算机科学的关系问题，都强调其间的密切联系。同时，人们也都承认，计算机科学仍有其自己的特性，它并非数学的一个分支，而有自身的独立性。正确说法应该是：由于计算机及程序的特殊性，计算机科学是与数学有特殊关系的一门新兴的技术科学。这种特殊关系使得计算机科学与数学之间有一公共的交界领域，它范围相当广，内容相当丰富，很富有生命力。这一领域既是理论计算机科学的一部分，也是应用数学的一部分。

2.1 计算理论是关于计算和计算机械的数学理论。主要内容包括：

①算法：解题过程的精确描述。②算法学：系统的研究算法的设计，分析与验证的学科。③计算复杂性理论：用数学方法研究各类问题的计算复杂性学科。④可计算性理论：研究计算的一般性质的数学理论。⑤自动机理论：以研究离散数字系统的功能和结构以及两者之关系为主要内容的数学理论。⑥形式语言理论：用数学方法研究自然语言和人工语言的语法理论。

2.2 计算几何学是研究几何外形信息的计算机表示，分析和综合的新兴边缘学科，它是计算机辅助几何设计的数学基础。主要内容如：贝塞尔曲线和曲面、B样条曲线和曲面、孔斯曲面。

2.3 并行计算问题是 “同时执行”多个计算问题。他的延伸学科有：并行编译程序、并行程序设计语言、并行处理系统、并行数据库、并行算法。

2.4 形式化方法是建立在严格数学基础上的软件开发方法。软件开发的全过程中，从需求分析，规约，设计，编程，系统集成，测试，文档生成，直至维护各个阶段，凡是采用严格的数学语言，具有精确的数学语义的方法，都称为形式化方法。

2.5 程序设计语言理论是研究书写计算机程序语言的学科。主要内容如：研究语法、语义、语用以及程序设计语言的优劣。

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《离散数学》是以一切离散量为研究对象的一门学科，包括数理逻辑、关系代数、罔论、集合论等多方面内容。这门学科在计算机科学的发展和研究中起着重大的作用，比如在编译原理、数据结构、数据库系统、人工智能、计算机网络等专业课中都大量涉及了离散数学中各个分支的基本概念、基本理论和基本方法。所以它还有一个专业的名字――组合数学。离散数学是掌握和研究计算机学科的必要理论基础。

有时人们也把离散数学和图论加在一起算成是离散数学。离散数学是计算机出现以后迅速发展起来的一门数学分支。计算机科学就是算法的科学，而计算机所处理的对象是离散的数据，所以离散对象的处理就成了计算机科学的核心，而研究离散对象的科学恰恰就是离散数学。离散数学的发展改变了传统数学中分析和代数占统治地位的局面。现代数学可以分为两大类：一类是研究连续对象的，如分析、方程等，另一类就是研究离散对象的离散数学。离散数学不仅在基础数学研究中具有极其重要的地位，在其它的学科中也有重要的应用，如计算机科学、编码和密码学、物理、化学、生物等学科中均有重要应用。微积分和近代数学的发展为近代的工业革命奠定了基础。而离散数学的发展则奠定了本世纪的计算机革命的基础。计算机之所以被称为电脑，就是因为计算机被人编写了程序，而程序就是算法，在绝大多数情况下，计算机的算法是针对离散的对象，而不是在作数值计算。正是因为有了离散算法才使人感到计算机好像是有思维的。

离散数学不仅在软件技术中有重要的应用价值，在企业管理、交通规划、战争指挥、金融分析等领域都有重要的应用。在美国有一家用离散数学命名的公司，他们用离散数学的方法来提高企业管理的效益，这家公司办得非常成功。此外，试验设计也是具有很大应用价值的学科，它的数学原理就是组合设计。用组合设计的方法解决工业界中的试验设计问题，在美国已有专门的公司开发这方面的软件。最近，德国一位著名离散数学家利用离散数学方法研究药物结构，为制药公司节省了大量的费用，引起了制药业的关注。

在1997年11月的南开大学离散数学研究中心成立大会上，吴文俊院士指出，每个时代都有它特殊的要求，使得数学出现一个新的面貌，产生一些新的数学分支，离散数学这个新的分支也是在时代的要求下产生的。最近，吴文俊院士又指出，信息技术很可能会给数学本身带来一场根本性的变革，而离散数学则将显示出它的重要作用。杨乐院士也指出离散数学无论在应用上和理论上都具有越来越重要的位置，它今后的发展是很有生命力、很有前途的，中国应该倡导这个方面的研究工作。万哲先院士举例说明了华罗庚、许宝禄、吴文俊等中国老一辈的数学家不仅重视离散数学，同时还对离散数学中的一些基本问题作了重大贡献。迫于中国离散数学发展自身的需要，以及中国信息产业发展的需要，在中国发展离散数学已经迫在眉睫，刻不容缓。

2.《离散数学》与计算机软件

随着计算机网络的发展，计算机的使用已经影响到了人们的工作、生活、学习、社会活动以及商业活动，而计算机的应用根本上是通过软件来实现的。我在美国听到过一种说法，将来一个国家的经济实力可以直接从软件产业反映出来。我国在软件上的落后，要说出根本的原因可能并不是很简单的事，除了技术和科学上的原因外，可能还跟我们的文化、管理水平、教育水平、思想素质等诸多因素有关。除去这些人文因素以外，一个最根本的原因就是我国的信息技术的数学基础十分薄弱，这个问题不解决，我们就难成为软件强国。然而解决这一问题决不是这么简单，信息技术的发展已经涉及了很深的数学知识，而数学本身也已经发展到了很深、很广的程度，并不是单凭几个聪明的头脑去想想就行了，更重要的是需要集体的合作和力量，就像软件的开发需要多方面的人员的合作。美国的软件之所以能领先，其关键就在于在数学基础上他们有很强的实力，有很多杰出的人才。一般人可能会认为数学是一门纯粹的基础科学，1+1的解决可能不会有任何实际的意义。如果真是这样，一门纯粹学科的发展落后几年，甚至十年，关系也不大。然而中国的软件产业的发展已向数学基础提出了急切的需求：网络算法和分析、信息压缩、网络安全、编码技术、系统软件、并行算法、数学机械化和计算机推理，等等。此外，与实际应用有关的还有许多许多需要数学基础的算法，如运筹规划、金融工程、计算机辅助设计等。如果我们的软件产业还是把眼光一直盯在应用软件和第二次开发，那么我们在应用软件这个领域也会让国外的企业抢去很大的市场。如果我们现在在信息技术的数学基础上大力支持和投入，那将是亡羊补牢，犹未为晚；只要我们能抢回信息技术的数学基地，那么我们还有可能在软件产业的竞争中扭转局面，甚至反败为胜。吴文俊院士开创和领导的数学机械化研究，为中国在信息技术领域占领了一个重要的阵地，有了雄厚的数学基础，自然就有了软件开发的竞争力。这样的阵地多几个，我们的软件产业就会产生新的局面。值得注意的是，印度有很好的统计和离散数学基础，这可能也是印度的软件产业近几年有很大发展的原因。

3.离散数学在国外的状况

纵观全世界软件产业的情况，易见一个奇特的现象：美国处于绝对的垄断地位。造成这种现象的一个根本的原因就是计算机科学在美国的飞速发展。当今计算机科学界的最权威人士很多都是研究离散数学出身的，美国最重要的计算机科学系（MIT，Princeton，Stanford，Harvard，Yale，...）都有第一流的离散数学家。计算机科学通过对软件产业的促进，带来了巨大的效益，这已是不争之事实。离散数学在国外早已成为十分重要的学科，甚至可以说是计算机科学的基础。一些大公司，如IBM、AT&T都有全世界最强的组合研究中心。Microsoft的Bill Gates近来也在提倡和支持计算机科学的基础研究。例如，Bell实验室的有关线性规划算法的实现，以及有关计算机网络的算法，由于有明显的商业价值，显然是不会对外公开的。美国已经有一种趋势，就是与新的算法有关的软件是可以申请专利的。如果照这种趋势发展，世界各国对离散数学和计算机算法的投入和竞争必然日趋激烈。美国政府也成立了离散数学及理论计算机科学中心DIMACS（与Princeton大学、Rutgers大学、AT&T联合创办的，设在Rutgers大学），该中心已是离散数学理论计算机科学的重要研究阵地。美国国家数学科学研究所（Mathematical Sciences Research Institute，由陈省身先生创立）在1997年选择了离散数学作为研究专题，组织了为期一年的研究活动。日本的NEC公司还在美国的设立了研究中心，理论计算机科学和离散数学已是他们重要的研究课题，该中心主任R.Tarjan即是离散数学的权威。美国重要的国家实际室（Los Alamos国家实验室，以造出第一颗原子弹著称于世）从曼哈顿计划以来一直重视应用数学的研究，包括离散数学的研究。有关离散数学的计算机模拟项目经费达三千万美元。不仅如此，该实验室最近还在积极充实离散数学方面的研究实力。美国另外一个重要的国家实验室Sandia国家实验室有一个专门研究离散数学和计算机科学的机构，主要从事组合编码理论和密码学的研究，在美国政府以及国际学术界都具有很高的地位。由于生物学中的DNA的结构和生物现象与离散数学有密切的联系，各国对生物信息学的研究都很重视，这也是离散数学可以发挥作用的一个重要领域。前不久召开的北京香山会议就体现了国家对生物信息学的高度重视。据说IBM也将成立一个生物信息学研究中心。由于DNA就是离散数学中的一个序列结构，美国科学院院士，近代离散数学的奠基人Rota教授预言，生物学中的组合问题将成为离散数学的一个前沿领域。

最近Thomson Science公司创刊的一份电子刊物《离散数学和理论计算机科学》即是一个很好的说明。它的内容涉及离散数学和计算机科学的众多方面。由于计算机软件的促进和需求，离散数学已成为一门既广博又深奥的学科，需要很深的数学基础，逐渐成为了数学的主流分支。本世纪公认的伟大数学家盖尔芳德预言离散数学和几何学将是下一世纪数学研究的前沿阵地。这一观点不仅得到国际数学界的赞同，也得到了中国数学界的赞同和响应。

加拿大在Montreal成立了试验数学研究中心，他们的思路可能和吴文俊院士的数学机械化研究中心的发展思路类似，使数学机械化、算法化，不仅使数学为计算机科学服务，同时也使计算机为数学研究服务。吴文俊院士指出，中国传统数学中本身就有浓厚的算法思想。

今后的计算机要向更加智能化的方向发展，其出路仍然是数学的算法和数学的机械化。另外的一个有说服力的现象是，离散数学家总是可以在大学的计算机系或者在计算机公司找到很好的工作，一个优秀的离散数学家自然就是一个优秀的计算机科学家。

篇(7)

关键词： 研究性学习 计算机教学 实践

“研究性学习”从广义上说，是泛指学生主动探索的学习活动，它是一种学习的理念、策略和方法。从狭义上说，“研究性学习”是指学生在教师的指导下，从学习生活和社会生活中选择并确定研究专题，用类似于科学研究的方式，主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。［1］计算机教学中开展研究性学习实验，对于创新型人才的培养和整个研究性学习课程模式的实施都将发挥基础性作用。

一、研究性学习要求计算机教学教师树立“学生主体”观和“创新人才”观等新的教育观念

计算机课是创新性很强的学科，开展研究性学习，首先要解决的问题是教师教育观念的转变，需要教师学习现代教育理论，树立创新教育观念。传统的计算机教学模式：“讲解―演示―上机练习”，以教师的讲解、演示为中心，学生被动地接收、模拟性地操作。这种教学形式没有充分体现出计算机学科“操作性强、实践性强、创新性强”的特点，一定程度上扼杀了学生的创造能力、实践能力。学生在实践活动中遇到实际问题，往往只能生搬硬套课堂模式，不会创造性能动地运用所学知识解决问题，因此，“重传授知识，轻自主研究实践”的传统计算机教学已不能真正实现计算机课程的目标，不能满足现代社会对学生要求。教师必须以现代教育理论，特别是建构主义学习理论为指导，树立学生主体观，探求新的教学模式和策略；另外，树立正确的人才观，由重视知识的传授向重视认知能力和创造能力的培养转变。计算机作为一种工具，其教学应从课内扩展到课外，从校内扩展到校外，加强与其它学科的交叉渗透，将计算机巧妙地用于各个学科的教学中，加强学科创新能力之间的有效迁移，以提高学生综合应用知识、创新性地解决实际问题的能力。因此，各学科教学之间应加强联系与合作，使学生的创新能力整体提高。

二、在计算机教学中开展研究性学习的主要环节

研究性学习的本质特征是自主性、开放性、探究性和实践性。在计算机课程教学中应引入研究性学习，革新传统的计算机教学模式，采用“自主选题―设计方案―自主探究―总结交流”的学习模式，把学生置于一种动态、开放、主动、多元的学习环境中，为学生提供更多的获取知识的方式和渠道，充分体现学生自主性学习的地位，最大限度地激发和调动学生探究问题、解决问题的积极性，把培养学生的创新精神及实践能力渗透到计算机课程的教学中。［2］学生在掌握计算机基础知识与基本操作的同时，应在实际生活、工作中会运用自己所学的计算机技术知识，解决现实生活中的问题，为工作服务，真正做到“学以致用”。

1.确定课题

确定课题过程中注重学生的自主选择与教师的指导相结合，层次差异性与开放性相结合。课题内容主要围绕两方面：（1）注重基础知识与基本技能的训练：研究性学习的过程是以基础知识与基本操作技能为基石，培养学生的学习兴趣及与他人协作的意识，为今后的学习与工作打下坚实的基础。（2）根据学生个人的兴趣爱好、特长，结合实际，选择既有基础性、典型性，又有挑战性、扩展性、创造性的内容。

课题内容的选择在很大程度上影响着研究性学习的过程及效果。内容选择恰当，联系实际，就能激发学生的兴趣与热情，调动学生的积极性，学习效果会更佳。反之，学习的过程及效果则一般。例如，在学习Word 2000时，教师不必讲得面面俱到，只要讲授Word 2000的基本编辑技巧即可。在学生练会的基础上，设置“纯文本文档”、“图文混排文档”、“多媒体文档”和“制作简单网页”四项课题。这四项课题不但涵盖了教材上所有Word 2000知识，而且扩展了许多应用性、创新性较强的内容。课题安排遵循循序渐进的原则，且内容具有连续性和相关性。

2.课题研究的实施

（1）设计方案。学生准备资料，并自愿组成课题小组。计算机课题研究创新性强，方法灵活多样，而且用到的资料都有时效性。课题确定后，学生根据个人的构思和创意查询资料。然后，学生按照兴趣爱好进行分组，形成整体构思的基本框架及简单的小组、个人分工，组内、组外既有合作又有分工。之所以强调自愿组成小组，是因为在研究性学习过程中，小组成员的志趣、默契程度和性格等因素对于协作学习的质量具有重要意义。

（2）展开研究。研究性学习主要由学生自己完成，教师不要过多干预。学生自己分析任务和条件，查阅相应书籍，或通过Internet查询网上信息资源，以同伴协作方式解决问题。学生学习的场所不再局限于教室，可以根据需要到计算中心、网络中心或图书阅览室等场所学习；学习的时间也不再局限于一堂课，而可以是若干堂课，甚至更多；学习的人员不再局限于某个学生，而是一个小组，甚至多个小组的合作；遇到疑难，学生之间可以进行网上协作、讨论，也可以发E-mail向教师或有关专家请教，学生置于一种动态、开放、主动、多元的学习环境中。但作为教学过程四个基本要素之一的教师，必须坚持和充分发挥对研究性学习全过程的指导和促进作用，力争做到“主动设计规划，‘被动’启发引导，积极评价促进”。［3］

3.对研究成果的总结评价

评价是研究性学习的重要环节。在整个学习过程中，对学生进行评价可以采取过程及结果相结合，不拘泥于成果的形式，评价重点放在创新性上。即使研究结果在基础知识上存在缺陷，如果研究过程有独创性，思路、方法有独到之处，教师也要给予肯定。计算机研究性学习的各个阶段，设定考查、评价学生的不同能力，在课题设定阶段，考查学生设定课题的能力；在收集相关资料、调整研究方案阶段，考查学生的信息收集能力；在开展课题研究阶段，考查学生的课题探究能力、知识应用能力、协作意识；在自我评价、总结、汇报、交流阶段，考查学生的自我评价、综合表达能力，等等。总之，研究性学习重视结果，但更注重学习过程及学生在学习过程中的感受和体验。

三、结语

计算机教学中开展研究性学习是一种合作研究的过程，以小组为单位进行的集体探究活动，而非单纯竞争的过程，这种探究个人与小组的关系至关重要，是决定研究性学习成功的关键。在学习过程中，计算机教师要在激发学生创新意识的基础上，加强培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力；要充分挖掘培养与训练创新能力方面的内容，提出恰当的计算机综合设计课题；在设计教学方案时，将活动的目的、任务、要求充分体现在评价的指导思想、原则和评价的方式制定上，落实在评价标准和指标体系中。教师应运用评价手段，规范学习行为，落实活动的各个环节，调节、控制、优化整个活动过程，增强每个人参与研究性学习的主动性、积极性，激发团队的学习动力，使学习研究成果真正成为凝聚每一个参与者智慧的结晶。

参考文献：

［1］王伟.Blog在基于网络的研究性学习中的作用［J］.基础教育，2005，（3）：59.