北京工业大学级本科培养方案及教学计划计算机科学与技术.docx
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北京工业大学级本科培养方案及教学计划计算机科学与技术
北京工业大学计算机科学与技术专业
本科培养方案
一、制定培养方案的思路
计算机科学与技术学科已成为一个基础技术学科，知识体系不断更新、不断丰富，应用面不断扩大、不断深入，在社会发展和北京市的建设中占有重要地位。
计算机科学与技术专业本科培养方案的制定应紧密围绕北京经济社会发展需要，坚持“立足北京、融入北京、辐射全国、面向世界”的办学定位，满足学校由教学研究型大学向研究型大学转变对创新型人才培养的新要求。
根据《北京工业大学关于制定2012版本科培养方案的指导意见》，结合计算机科学与技术学科专业特点，实行宽口径专业教育，加强基础，强化实践，引导探索，突出创新，推进复合，面向世界的培养目标，同时，促进学生个性化发展，为学生毕业后从事实际工作或继续深造做准备，为学生的终身学习打下良好的基础的总体要求。
在进一步拓宽专业口径的基础上，大力倡导在高年级灵活设置专业方向的基础上，加强工程教育，促进学科交叉，推进国际化人才培养，确定教学计划制订的总体思路。
专业教育依照知识、能力、素质三方面协调发展的基本要求，以知识为载体，实行能力培养和素质教育。
特别强调对学生的工程能力、创新能力与可持续发展能力的培养，以适应学科迅速发展的基本要求。
将创新能力的培养有机地结合到课程的讲授和实践环节的训练中，依据学科、学校和学生的特点，把握好基础理论和实践环节的训练强度，培养有北京工业大学特色的高级计算机工程应用型人才。
二、培养目标
计算机科学与技术专业培养适应国家、特别是首都经济建设和社会发展需要的、德智体全面发展的、具有扎实的计算机科学与技术学科理论基础和良好的学科素养，获得工程师的基本训练，知识面宽，外语应用水平较高，工程实践能力较强的工程应用开发型计算机高级专门人才，可以在中小型工程中承担重要任务。
毕业生适宜到学校、企业、科研单位、技术和行政管理部门从事计算机方面的教学、系统开发、应用和管理工作。
三、毕业生基本能力要求
根据教育部高等学校计算机科学与技术教指委《高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养》对计算机专业能力的描述，计算机科学与技术专业学生毕业时应具备：
♦具有良好的文化素养和较高的表达能力，较强的社会责任感和良好的职业道德；
♦具有从事计算机工程领域的工作所需要的基础数学知识和自然科学知识；
♦系统地掌握计算机软件、硬件、计算机网络等领域的基本理论，具有跟踪计算机领域新知识、新理论、新技术的能力；
♦具有综合应用计算机软件、硬件、计算机网络知识开发和应用计算机系统的能力，具备分析和解决计算机应用系统中实际工程问题的能力；
♦具有全方位多渠道获取计算机最新技术和标准的能力，了解计算机工程相关领域的最新进展与发展趋势；
♦在计算机应用系统设计和开发应用方面具有较强的创新意识和一定的创新能力；
♦了解计算机领域和信息产业的基本发展方针、政策和国家法律法规；
♦具有较强的组织和团队合作能力，能够对计算机开发项目进行有效的组织实施和管理；
♦具有较强的分析和自学能力和终身学习能力，能够适应未来的计算机不断发展变化的需求；
♦具有较宽的行业视野和国际前瞻性。
知识是基础、是载体、是表现形式；能力是技能化的知识，是知识的综合体现；素质是知识和能力的升华。
三者构成人才培养的一个有机体。
1.知识体系
计算机科学与技术专业的知识体系包括：
自然科学基础知识、外语和社会科学知识、专业基础知识、专业知识和实践训练。
（1）社会科学知识：
包括马克思主义哲学、毛泽东思想、邓小平理论、三个代表的思想、政治经济学、企业管理、法律。
对学生进行科学的世界观和方法论的培养。
（2）外语与体育。
（3）基础理论：
基础数学知识、离散数学知识和物理知识。
数学在培养计算机学科的学生的素质以及加强该学科学生的基础知识上充当重要的角色。
是培养学生计算思维能力的最佳载体。
物理学研究物质的基本结构、最基本最普遍的形式及其互相作用、互相转化规律，是认识、掌握和开发高新技术的支撑基础，是认识自然的工具。
引导学生更加科学、理性的看待世界、看待问题。
（4）程序与算法：
包括程序设计方法、语言、问题求解。
将学生领进计算机学科的殿堂，培养学生的程序设计与实现能力和初步的算法的设计能力。
（5）软件技术：
包括操作系统、编译系统、数据库系统等系统软件、应用软件系统和软件工程，使学生掌握基本的计算机软件系统及其开发，在系统级上认识计算机系统，培养学生的系统认知、实现、和开发应用能力。
（6）硬件技术：
包括电路、电子基础知识，计算机组成原理、微机接口、计算机系统结构。
使学生掌握计算机系统的硬件知识，培养学生的硬件能力和软硬件结合应用的能力。
（7）专业方向：
按照分布式软件、软件工程、系统结构、计算机应用等设置不同的专业方向，使学生掌握更深入的计算机理论和应用知识和一些计算机领域前沿知识和技术，培养相关方面的能力，有所专长。
以上内容基本覆盖《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告及专业规范（试行）》以及教育部高等学校计算机科学与技术教指委《高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养》所提出的培养要求。
2.能力要求
计算机科学与技术专业毕业学生应具有以下能力：
（1）具有良好的职业道德、强烈的爱国敬业精神、社会责任感和丰富的人文科学素养；
（2）具有从事工程工作所需的相关数学、自然科学知识以及一定的经济管理知识；
（3）具有良好的质量、环境、职业健康、安全和服务意识；
（4）掌握扎实计算机信息科学与技术专业的基本理论知识，了解计算机科学与技术专业的发展现状和趋势；
（5）具有综合运用所学科学理论、分析提出和解决问题的方案，并解决工程实际问题的能力；
（6）具有较强的创新意识和进行产品开发和设计与创新的初步能力；
（7）具有信息获取和职业发展学习能力；
（8）了解计算机科学与技术专业领域技术标准，相关行业的政策、法律和法规；
（9）具有较好的组织管理能力、较强的交流沟通、环境适应和团队合作的能力；
（10）具有一定的国际视野和跨文化环境下的交流、竞争与合作的初步能力。
3.素质要求
采取第一课堂和第二课堂相结合的途径提高学生的文化素质。
第一课堂主要为文化、专业素质教育的必修课。
第二课堂开展有益学生身心健康，陶冶情操，扩展知识面，开拓视野，培养能力的活动，提高学生的综合能力和全面素质，使之具有较好的人文社会科学素养、较强的社会责任感和计算机学科职业道德。
（1）热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，有为国家富强、民族昌盛而奋斗的理想，有事业心和责任感；努力学习掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和三个代表重要思想，树立科学的世界观和为人民服务、为社会主义服务的人生观。
（2）具有良好的思想品德、文化修养、心理素质和健康的体魄，受到必要的军事训练。
（3）具有高度的社会责任感；具有良好的职业道德和学术道德；具有全球视野及可持续发展理念；具有博爱和宽容的道德情操；具有锲而不舍、追求真理的精神。
（4）具有较强的自学能力，创新意识和较高的综合素质，较系统地掌握本专业领域宽广的理论基础知识。
（5）掌握一门外国语，具有较好的听、说、读、写能力，能较顺利地阅读本专业的外文书籍和资料。
四、主干学科
计算机科学与技术。
五、主要课程
计算机科学与技术专业学科基础必修课包括：
高级语言程序设计新生研讨课数据结构与算法
电路与电子技术集合与图论代数与逻辑
数字逻辑计算机组成原理C++语言程序设计
汇编语言程序设计操作系统原理数据库原理
编译原理软件工程引论计算机网络
微型计算机接口技术。
六、主要实践教学环节
计算机科学与技术专业的实践环节包括6个部分，共46学分：
素质与技能基础培训：
6.5学分
专业实验课：
4学分
专业课程设计：
10.5学分
认识和工作实习：
5学分
创新实践：
4学分
毕业设计：
16学分
主要专业实践环节包括：
实践教学名称
学分
学时
开设学期
高级语言程序设计课程设计
1.5
45
2
数据结构课程设计
2
60
5
计算机组成原理课程设计
1.5
45
4（小学期）
计算机网络课程设计
1.5
45
6
软件工程课程设计
2
60
6
工作实习
4
120
7
毕业设计（论文）
16
480
8
1.素质与技能基础培训
该环节主要由机械工程训练、军事训练、物理实验和“中国特色社会主义建设”实践组成。
其目的是对学生进行素质教育，使学生具备良好的思想品德、文化修养和心理素质，具有良好的社会道德和为社会服务精神，具有为国家富强、民族振兴而奋斗的理想和责任感。
通过物理实验使学生了解和掌握科学实验的方法与进行科学实验的基本技能。
通过机械工程训练课程可以加强学生对工程实际的了解和认识，强化动手能力训练。
2.专业实验课
通常与专业重点课程相关，其实验目的是在理论教学的基础上通过具体的实验训练学生对课堂知识的理解和应用。
主要专业实验有：
♦电路与电子技术实验：
与电路与电子技术理论课程同时开设。
通过该课程的学习，不仅帮助同学巩固和加深理解关于电路电子技术相关理论，更重要的是要训练学生的实验技能，树立工程实际观点和严谨的科学作风，有意识地培养同学的创新精神。
♦数字逻辑实验：
结合数字逻辑课程开设的实验课，其目的是为了巩固、加深和拓宽课堂教学的内容；帮助学生更好地理解数字逻辑电路的特性；掌握基于Quartus软件、EDA/SOPC实验台的数字逻辑电路的分析、设计和调试方法。
♦微机接口实验：
该实验课程在安排上，采用由浅入深的方法。
在相应的理论课教学基础上，安排各种接口芯片的应用实验，使学生从实验中进一步了解计算机接口电路实际作用，加深对计算机的工作原理及微机接口技术理论的理解。
在实验中，学生通过自行连接硬件电路和自编软件程序以及观察实验现象，可以加深对整个微机接口电路系统的理解。
♦计算机组成原理实验：
该实验使学生在学习理论课的同时，通过实践教学更好地掌握各种计算机部件的组成和运行原理，培养和训练学生在硬件方面的动手能力。
实验课提供了以可编程芯片为核心的先进的实验设备以及配套的EDA设计软件系统。
♦计算机网络实验：
根据计算机网络课程需要，主要开设双绞线的制作、路由基础和配置、虚拟局域网的划分和配置、简单组网和网络数据包的监听与分析、ACL配置、DNS服务器的配置和使用、DHCP服务器的配置和使用、配置虚拟专用网、NAT/基本防火墙的配置、综合设计实验等实验。
3.专业课程设计
在实践教学设计方面，在保证基础性实验的基础上，开出一系列的综合性、设计性和探索性较强的课程设计。
为保证学生实际工程技能的训练，培养方案中在本专业的学科基础必修实践环节中设置了5个单独课程设计。
主要专业课程设计有：
♦高级语言程序设计课程设计：
本课程设计的主要目的是培养学生综合运用高级语言程序设计课程所学知识，编写C语言程序解决实际问题的能力。
使学生掌握结构化的程序设计方法，养成良好的程序设计习惯。
通过本课程设计的训练，学生应该能够了解程序设计的基本开发过程，掌握编写、调试C语言程序的基本技巧，充分发掘学生的创新潜力。
♦数据结构课程设计：
该实践环节给出难度和深度方面都大于课内的上机训练的题目，需要学生通过查找参考资料、与他人协作研讨和撰写文档，达到训练巩固加深对“高级程序设计语言”和“数据结构与算法”等课程中基本概念、理论和方法的理解；培养面向对象的程序设计理念；训练综合运用所学知识处理实际应用问题的能力，使学生的程序设计水平方面有较大的提高。
♦计算机组成原理课程设计：
以动手实践的方式，使学生在EDA平台上通过一台简单模型机的设计、封装和调试，将理论课上学到的计算机原理知识融会贯通，建立起计算机整机的概念，并加深对计算机“时空”概念的理解，同时学习设计、实现及调试计算机系统的基本步骤和方法。
♦计算机网络课程设计：
通过一系列计算机网络实验，巩固学生在计算机网络课程中学习的理论知识，包括数据包的捕获与分析、Ping程序的设计与实现和简单聊天程序的设计与实现。
♦软件工程课程设计：
学生通过参加小组团队，训练软件项目的完整设计与开发过程、结构化技术、快速原型法和面向对象方法的开发实践，了解软件工具与环境对于项目开发的重要性，了解项目管理、团队合作、文档编写、口头与书面表达的重要性；并且重点深入掌握好一、两种较新或较流行的软件工具或计算机应用技术、技能。
除了以上必修的专业课程设计外，学生可根据不同专业方向在系统软件课程设计、3D场景建模与远程交互课程设计、嵌入式技术课程设计中选择一个课程设计作为选修实践课。
4.认识实习和工作实习
认识实习安排在第一学年，通过各种活动，如参观与专业相关的企业、与领域专家进行讲座等，使学生了解在相关领域的实际工作中与大学专业学习内容的关系、领域的前沿和发展，以及学生未来就业情况。
工作实习则安排在第七学期。
在学生已经掌握了大部分专业知识，有一定的实践能力的情况下，与企业共同创建学生工作实习的机会，参与企业项目来解决一定的实际应用问题，通过工作实习使学生更深入地了解企业文化、熟悉未来可能的工作环境，并培养学生独立解决实际问题的能力和团队协作能力。
5.毕业设计
毕业设计（论文）是实现本科培养目标的最后的重要环节，是学生学习深化与升华的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生创新思维、综合素质与实践能力培养效果的全面检验；是学生毕业及学位资格论证的重要依据；也是衡量教育质量和办学效益的重要评价内容。
通过毕业设计（论文）这一教学环节不仅要使学生融会贯通所学过的知识和技能，而且还要掌握学习、研究与综合运用于实际的方法，以及培养创新能力与工程实践能力。
毕业设计课题由指导教师给定，学生将独立完成从查阅资料、完成设计和实现、书写毕业设计报告等设计过程。
在教学方式上实行目标教学的模式，即把毕业设计任务交给学生，由学生独立完成毕业设计。
学生分散安排在各个指导教师处。
因此，每一位学生都应该在教师的具体指导下，就所选定的毕业设计（论文）题目，按照具体要求完成毕业设计（论文）这一特定课程的学习过程，并参加和通过毕业设计（论文）答辩。
6.创新实践
创新实践学分由两部分构成：
一是创新实践课程学分，二是创新活动学分。
♦创新实践课程学分：
随着计算机技术和应用的发展，学院将随时开设一些与计算机学科发展相关的前沿课程作为创新实践课程，高年级学生可根据兴趣和即将进入的毕业设计课题的要求选择创新实践课程。
♦创新活动学分：
高年级学生可通过多种形式的科技活动取得创新活动学分。
如：
可跟随校内外教师开展计算机学科方面的科研活动，通过综合性的计算机工程和技术开发项目或相关的社会实习活动训练得到计算机工程技能和知识的训练，以及参加各类竞赛、发表科研论文、参加学术讲座等活动。
七、特色课程
计算机科学与技术专业的培养方案的制订努力使学生既懂系统，又会应用；既有扎实的理论基础，又有较强的应用能力；既具有承担实际系统的开发能力，又有较强的设计能力。
使学生通过四年的学习既具有扎实的理论基础、全面的计算机系统（包括软件系统和硬件系统）知识，又有进一步发展的基本能力；在加强学科所要求的基本修养的基础上，使学生具有较强的应用开发能力和工程实现能力，具有较强的创新意识和一定的创新能力。
在全面掌握计算机科学与技术专业基本知识的前提下，通过专业限选课程，学生可以分别在分布式软件、软件工程、计算机系统结构、计算机应用等方面有选择地进行强化训练。
计算机科学与技术专业的培养方案设置了一系列新生研讨课，自学型课程，双语教学课程和创新实践环节，以多种形式培养和训练学生的专业能力。
1.新生研讨课：
旨在使新生认知所学专业，激发其求知欲、好奇心和研究兴趣，培养其积极思考、讨论和探究式学习的习惯，促进探索为本的新生年的形成，了解知名教授的工作，感受其风采。
此类课程主要以课堂讲授与讨论相结合。
在教师主持下，以专业认知为出发点，围绕师生共同感兴趣的专题，以灵活、多样的组织和教学方式进行教师与学生间、学生与学生间的讨论，强调学习过程的研讨性。
本专业开设的新生研讨课有以下几个专题：
♦走进计算学科
♦程序设计的学习方法
♦计算机软件技术基础浅谈
♦浅谈计算机学科
除此之外，学生还可以选取学院内其它相关专业的新生研讨课专题：
♦从生物病毒透视计算机病毒
♦多媒体与人机交互
♦多媒体信息感知与物联网
♦信息技术的过去和未来
♦机器感知及认知等
2.自学课程：
自学型课程的核心目标是“建立自学意识、培养自学能力”。
在课程体系中将安排2门课程作为自学型课程，自学课程由教师提出教学目标和要求，需要学生通过理论学习和实践了解课程的基本知识、技术和应用。
教师在此过程中担任指导工作并参加讨论会引导学生完成学习任务。
在实施此类课程之前，学生应已经完成相关先修课程的学习并具备了自学基础和基本的设计能力。
本专业设置的自学课程包括：
C++语言程序设计：
本课程在学生学习了高级语言（C语言）程序设计后，在学生有一定的结构化程序设计思想和训练后，引导学生应用面向对象的思想编写程序，掌握面向对象程序调试的基本技巧和规范的面向对象编写程序的习惯。
汇编语言程序设计：
通过本课程的学习，使学生在通过先修课程“计算机组成原理”掌握汇编语言指令系统的功能、格式及寻址方式等基本概念的基础上，通过自修及教师的指导，学习利用汇编语言进行程序设计和调试，为后续的“微型计算机接口技术”、“操作系统”、“嵌入式系统”等相关课程的学习奠定扎实的基础。
3.创新实践环节：
本专业创新实践环节学分主要有两大类：
一是创新实践课程学分；二是创新活动学分。
创新实践课程学分：
随着计算机工程、技术和应用的发展，学校开设了一系列与学科发展相关的前沿课程作为创新实践课程，高年级学生可根据兴趣和即将进入的毕业设计课题的要求选择创新实践课程。
目前已开设的创新实践课程有：
♦.NET实训项目开发实践
♦IP网络多媒体通信技术
♦敏捷软件开发
♦嵌入式系统设计实践
♦Android应用程序开发
♦3D引擎技术开发
♦MIPS体系结构原理及设计等。
创新活动学分：
高年级学生可通过多种形式（科技竞赛、科研活动、社会实践等）得到创新能力的进一步训练，并取得创新活动学分。
如：
可跟随校内外教师开展专业方面的科研活动，通过综合性的计算机工程和技术开发项目或相关的社会实习活动训练得到计算机工程开发技能和知识的训练，以及参加各类竞赛、发表科研论文、参加学术讲座等活动。
4.双语教学课程：
双语课程的设立旨在培养学生专业外语的提高，在学习专业课的同时对专业英语进行强化。
本专业培养方案中设置了3门双语课程：
计算机图形学、数字系统设计、高级操作系统
八、课程体系的构成及学时分配比例
计算机科学与技术专业课程体系包括公共基础必修课、学科基础必修课、学科基础选修课、专业限选课、专业任选课、实践环节必修课、实践环节选修课和通识教育选修课。
课程类别
学分
学时
学时比例
公共基础必修课
59
1042
28.0%
学科基础必修课
43.5
706
19.0%
学科基础选修课
10.5
168
4.5%
专业限选课
8
128
3.5%
专业任选课
6
96
2.6%
实践环节必修课
44
1245
33.5%
实践环节选修课
2
60
1.6%
通识教育选修课
17
272
7.3%
合计
九、必修课程先修关系拓扑图
十、计划学制
学制为4年。
十一、最低毕业学分
学生在校期间，至少修满上述规定的190学分和另外要求的12学分第二课堂学习。
学生需要完成课程计划中所规定的课程的学习和规定的实践环节的训练，取得合格成绩，获得规定的学分，提交毕业论文，通过毕业答辩，同时满足学校对毕业生的其它要求方可毕业。
其中自学课程共计2学分，其中C++程序设计1学分，汇编语言程序设计1学分；获得这些课程的学分计算在专业必修课学分中。
1学分认识实习和4学分工作实习计入必修实践环节中。
十二、授予学位
学生需完成课程计划中所规定的课程的学习和规定的实践环节的训练，取得合格成绩，获得规定的学分，提交毕业论文，通过毕业答辩，同时满足学校对毕业生的其它要求方可毕业。
符合学校关于授予本科生学士学位条例者可以获得工学学士。
十三、有关说明
本专业按照学科基本形态所确定的4大专业基本能力的培养和可持续发展的要求，设立主干系列课程，按照专业方向组织选修课，在强调学生掌握必要的基础理论的基础上，强化对学生系统能力的培养，特别注重系统能力在工程和应开发上的体现；根据工程应用型人才培养的需求，强调技术为主的特征；突出本专业理论与实践、软件与硬件紧密结合的专业特征，通过基本实验、系列课程设计和工作实习等实践环节的训练，实现对学生的程序设计与实现、软硬件系统的设计与开发等基本能力的培养，通过大型课程设计、工作实习和毕业设计，培养学生工程开发能力和大型应用系统的维护能力，以及毕业后工作的专业认知。
1.按照现代教育的基本观点，高等教育重点在于通过知识的传授，培养学生的提出问题、分析问题、解决问题的基本能力，尤其是关于专业问题的处理能力。
培养方案是按照高等教育的这一基本要求制定的。
2.根据计算学科的基本形态和基本的专业能力构成等具体情况设置主干系列课程和专业方向课程。
3.培养方案根据本专业的特点和我校的基本特色，确定学生的培养目标，并依据基本培养目标确定课程比重。
4.本计划以培养学生的应用系统开发和工程实现能力为重点。
5.不同专业方向的学生在“系统软件课程设计”、“3D场景建模与远程交互课程设计”、“嵌入式技术课程设计”中选修一个即满足实践环节选修要求。
课程体系由理论教育和实践教育两部分组成，总学分为190学分。
理论教育包括基础教育、专业教育和通识教育。
理论教学144学分，实践教学环节46学分。
理论教育平台的学分（144学分）分配见下表：
基础教育平台
专业教育平台
通识教育平台
学科基础必修课
各类专业选修课
59学分（41.0%）
43.5学分（30.2%）
24.5学分（17.0%）
17学分（11.8%）
1.基础教育平台——公共基础必修课（59学分）
主要任务是加强对学生基本理论和知识、基本技能和方法、社会主义核心价值观、科学和人文精神的培养。
公共基础课模块包含数学和自然科学基础、人文社会科学基础、体育、外语等方面的课程，其课程设置、教学内容和学时要求由学校统一安排。
课程名称
学分
学时
中国近现代史纲要
2
32
思想道德修养与法律基础
3
48
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论
4
64
马克思主义基本原理
3
48
体育
4
128
大学英语
16
256
线性代数（工）
3
54
高等数学（工）
11
198
概率论与数理统计（工）
3
54
大学物理
8
128
军事理论
2
32
总计
2.专业教育平台（68学分）
专业教育平台包括学科基础必修课和专业选修课。
专业选修课又包括学科基础选修课、专业限选课和专业任选课。
♦专业教育平台——学科基础必修课（43.5学分）
课程名称
学分
学时
授课学期
高级语言程序设计
4
64
1
新生研讨课
1
16
1
集合与图论
2.5
45
3
电路与电子技术
4
64
3
数字逻辑
3
48
3
C++语言程序设计
1
16
3
升级会员 