本文作者：李國和 吳衛(wèi)江 趙建輝 連遠鋒 單位：中國石油大學（北京）地球物理與信息工程學院

計算機知識結構不足

過程型計算機語言的編程以變量及其訪問為核心，通過順序、分支、循環(huán)結構控制程序的走向。不同過程型語言盡管語法、開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境不同，但具有相同語義和算法，因此，再開設過程型計算機語言課程時，并沒有進一步涉及問題的形式化表示、數(shù)據(jù)管理、功能分析與設計等內(nèi)容，也就不能達到提高計算機應用技能。盡管本科階段也開設Java、C++、網(wǎng)站建設等選修課程，但也只介紹了基本概念、語法、語義。這些程內(nèi)容都是相對獨立的，也有交叉，在知識結構上，沒能形成遞進提升。教學內(nèi)容不適用。為計算機專業(yè)研究生開設的計算機課程，其重點在計算機本學科內(nèi)容，如《計算理論》《計算復雜性》《分布計算與并行計算》等，大部分不適合于石油主干專業(yè)研究生選修。即使部分計算機應用類和開發(fā)類課程，如《人工智能原理》、《高級軟件工程》、《Web程序設計》等，有部分石油主干專業(yè)研究生選修，也由于缺少前導課程基礎，有許多編碼實現(xiàn)的實驗也難于完成，因此，這類課程學習也難于達到提高計算機應用能力的目的。

計算機公共平臺課程建設與實踐

重視課程建設，明確教學目標。針對石油主干專業(yè)研究生計算機知識結構和應用技能的現(xiàn)狀，以問題描述與形式化表示、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理以及應用系統(tǒng)研發(fā)為核心，豐富和完善計算機應用系統(tǒng)研發(fā)相關技術基礎，使他們掌握計算機應用研發(fā)的基本概念、基本理論和經(jīng)典處理方法。為了實現(xiàn)教學目標，在教學中要以計算機公共平臺課程建設為契機，完善教學內(nèi)容、教學方法和實驗方案，主要涉及：①問題形式化方法；②數(shù)據(jù)表示及其處理算法；③數(shù)據(jù)管理與運算；④信息系統(tǒng)訪問及操作；⑤軟件工程的基本思想及軟件開發(fā)技術與集成技術。理順知識體系，完善知識結構。通過對石油行業(yè)的調(diào)研，我們總結出石油企業(yè)計算機應用主要應用包括數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)交互三大領域。數(shù)據(jù)處理主要用于油藏數(shù)值模擬、地震數(shù)據(jù)反演等，其核心是數(shù)學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等，其核心基于應用領域的數(shù)據(jù)模式及其關聯(lián)關系和業(yè)務流程，借助于數(shù)據(jù)庫管理平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息管理；數(shù)據(jù)交互主要用于油氣勘探開發(fā)和生產(chǎn)管理等，其核心是計算機網(wǎng)絡結構和協(xié)議（機-機交互），數(shù)據(jù)可視化（人-機交互）。從計算機學科應用角度，綜合考慮石油主干學科應用特點，優(yōu)化篩選計算機應用知識構成主要教學內(nèi)容。

同時，理順本科和研究生階段的計算機知識體系，確保計算機知識的連貫和提升，避免教學內(nèi)容重復。聯(lián)系實際應用，豐富教學內(nèi)容。在教學過程中，以提高計算機應用技能為核心，重視計算機應用相關的理論、方法，確保計算機知識的基礎性和研發(fā)實踐中計算機知識的實用性，同時，通過聯(lián)系生產(chǎn)實際，強化計算機應用實踐，增進計算機問題求解能力的應用性，達到提高計算機應用技能的目的。在數(shù)據(jù)處理教學中，以“基于粒子群優(yōu)化的分段線性逼近數(shù)學建模”為例，解決地震反演問題；在數(shù)據(jù)管理教學中，以“海相油氣地質(zhì)知識管理關鍵技術研究”為例，解決油氣勘探數(shù)據(jù)（包括知識）管理問題；在數(shù)據(jù)交互教學中，以“地震數(shù)據(jù)可視化研究”為例，結合圖形系統(tǒng)平臺，解決地震數(shù)據(jù)三維可視化問題。基于案例教學過程中，每一案例都可成為完整的系統(tǒng)，涉及到需求分析、問題形式化、邏輯分析、功能設計、編碼實現(xiàn)和測試等研發(fā)過程，最終形成軟件工程思想。通過“問題提出-實際案例-理論學習”和“理論學習-實際案例-問題解決”，形成“實際案例和應用理論”相結合的教學模式，突顯計算機應用知識和能力培養(yǎng)，達到深入學習計算機應用知識的目的。

發(fā)揮教師經(jīng)驗，確保教學質(zhì)量。由教授牽頭負責，組織副教授和博士構成教學團隊承擔課程建設和教學任務。在科研上，團隊成員長期從事計算機科研工作，富有計算機研發(fā)經(jīng)驗，確保教學內(nèi)容能夠講解深入透徹。在教學上，團隊成員承擔計算機教學工作，并且多門課程通過學校合格課程評估，具有豐富的教學實踐經(jīng)驗，確保教學內(nèi)容能夠講解、消化、理解。多年來，團隊成員一直參與教改工作，并發(fā)表教改文章總結教學經(jīng)驗，編寫教材和講義，取得一系列教改成果。團隊成員具有良好的教育背景和教學、科研經(jīng)歷，為公共平臺課程建設奠定了基礎，確保了教學質(zhì)量。設計實踐課題，提高應用技能。在教學過程中，強調(diào)課程習題實踐，把課程習題分為基礎類習題和應用類習題。基礎類習題以數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理等基本知識為要點，達到消化、掌握基本知識，為后續(xù)計算機應用技能的提升奠定基礎。而應用類習題結合教師的研發(fā)成果經(jīng)驗，設計內(nèi)容與實際應用緊密相關，并要求以2~3人小組形式，按研發(fā)流程實現(xiàn)系統(tǒng)的設計和開發(fā)。

為了減少應用類習題的難度，涉及到的習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上進行修改和完善。對于應用類習題，從需求分析開始，要求進行系統(tǒng)邏輯分析、功能設計、詳細設計、用戶體驗設計（界面設計）、編碼實現(xiàn)等過程，完成相應的報告文檔，體現(xiàn)了把計算機基礎知識融合到計算機應用技能中，提升了教學內(nèi)容的應用性和實用性。加強實踐答疑，增強問題理解。對于計算機公共平臺課程，選修的研究生較多，但他們擁有計算機知識的水平和認知能力差異較大。完成應用類習題包括“問題—方法—算法—程序”，涉及到多個階段，任何一個階段遇到難處都難于完成習題。研究生學習能力較強，對基本知識的理解和掌握較好，普遍能夠順利完成基礎類習題，但對應用技能掌握較難，難于很好完成應用類習題。這些學生對自己專業(yè)相關問題較為清楚，也能較好地理解處理問題的有關方法，但在方法轉變?yōu)樗惴ㄉ喜缓苓m應，導致后續(xù)程序難于實現(xiàn)。

通過定時安排答疑，適當調(diào)整集中答疑和分散答疑。一方面，對共性的難題進行分析、講解；另一方面，由于知識水平的差異，對個性的難題進行及時輔導。通過教學實踐，發(fā)現(xiàn)答疑非常有意義，對研究生應用知識和技能提升的重要性不亞于課堂教學。隨著計算機的發(fā)展和普及，計算機與其他學科領域結合應用是計算機應用的主要形式，并為計算機學科和其他學科的發(fā)展起到重要作用。在石油主干專業(yè)研究生的計算機公共平臺課程建設中，要把完善計算機知識結構、提高計算機應用技能作為教學目標，制定專題性的應用，使研究生計算思維的形成和應用落到實處，為培養(yǎng)石油主干專業(yè)信息化建設的計算機應用創(chuàng)新型人才起到重要作用，但教學內(nèi)容的實用性限制了應用的廣泛性，導致此類課程通用建材建設的困難。這也是后續(xù)需要努力做好的工作方向。