计算机科学与技术卓越计划本科培养方案版西安电子科技大学.docx
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计算机科学与技术卓越计划本科培养方案版西安电子科技大学
计算机科学与技术卓越计划本科培养方案
一、培养目标及培养模式
（一）培养目标
计算机科学与技术专业培养服务于社会主义现代化建设需要的德、智、体、美全面发展，较好的掌握工科公共基础知识，系统地掌握计算机科学与技术的基础理论和专业核心知识，具有“基础厚、口径宽、能力强、素质高”，具备从事计算机软硬件及其应用系统设计与开发、网络信息系统规划设计与运维等能力的高级工程技术人才。
按照本方案培养的计算机领域本科工程型技术人才，可达到计算机硬件工程师、计算机软件工程师和网络工程师的能力要求，具备成长为计算机工程领域卓越工程师的资格。
（二）培养模式
本科工程型，学制四年。
学生前3年按大类进行基础理论学习和专业基础理论学习，在第7学期选择专业方向，然后按专业方向进行培养。
采用“3＋1”培养方式，3年在校学习，累计1年到企业联合培养；具体按照“3+1”模式实施。
第1～6学期在校学习，第7学期与企业联合培养，第8学期到企业进行联合培养。
与企业联合培养内容详见企业学习阶段联合培养方案。
（三）能力要求
1．掌握一般性和专门性的工程技术知识，使用现有技术，了解新兴技术
具有从事工程工作所需的工程科学技术知识以及一定的人文和社会科学知识。
数学和相关自然科学基础知识：
包括微积分、微分方程、线性代数、概率论与数理统计、离散数学、组合数学、数值分析和物理学中力学、热学、光学、电磁学、近现代物理等。
计算机科学与技术的工程理论和技术基础知识：
（1）电子类学科基础：
包括电路分析基础、信号与系统、模拟电子与数字电路基础、嵌入式系统等知识。
（2）计算机组织与体系结构、微机系统与SOC微体系结构、操作系统和数据库系统等方面的知识。
（3）计算机软件体系结构、程序设计基础、数据结构、算法分析与设计、软件工程、面向对象程序设计C++、软件体系结构等知识。
（4）计算机网络方面的基础知识：
计算机通信与网络、网络组织、管理与维护、云计算技术、物联网、移动计算等方面的知识。
（5）嵌入式系统与程序设计、嵌入式操作系统、硬件调试与测试方法等方面的知识。
（6）图形与图像处理方面的基础知识。
（7）工程制图方面的基础知识。
人文和社会科学基础知识：
具备较丰富的工程经济、管理、社会学、情报交流、法律、环境等人文与社会学的知识。
熟练掌握一门外语，可运用其进行技术相关的沟通和交流。
具有扎实的工程实践基础，掌握本专业的基本理论知识和解决工程技术问题的技能，了解本专业的发展现状和趋势。
工程实践基础：
（1）具有从事工程工作所需的相关数学、自然科学以及经济和管理知识。
（2）掌握工程基础知识和本专业的基本理论知识，具有系统的工程实践学习经历。
（3）具备设计和实施工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析。
（4）具有追求创新的态度和意识。
（5）具有文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的能力。
（6）具有不断学习和适应发展的能力。
专业理论与实践能力：
（1）掌握计算机的体系结构、计算机系统和嵌入式系统的设计方法。
（2）掌握计算软件的体系结构和设计方法，具有一定的程序设计能力，熟悉软件工程的方法。
（3）掌握计算机网络的基本概念、网络安全的基本原理及基本的分析方法，熟悉计算机网络工程的方法。
（4）具有综合运用本专业的理论和技术手段设计系统和过程的能力。
（5）了解本专业领域技术标准，以及技术发展的趋势。
具备应用适当的理论和实践方法解决工程实际问题的能力，并经历过生产运作系统的设计、运行和维护或解决实际工程问题的系统化训练。
（1）了解市场、用户的需求变化以及技术发展，能够编制支持产品形成过程的策划和改进方案。
（2）参与工程解决方案的设计、开发，考虑成本、质量、环保性、安全性、可靠性、外形、适应性以及对环境的影响，找出、评估和选择完成工程任务所需的技术、工艺和方法，确定解决方案。
（3）参与制订实施计划。
（4）实施解决方案，完成工程任务，并参与相关评价。
（5）参与改进建议的提出，并主动从结果反馈中学习。
（6）具有较强的创新意识和进行产品开发和设计、技术改造与创新的初步能力。
2．参与项目及工程管理
（1）具有一定的质量、环境、职业健康安全和法律意识，在法律法规规定的范畴内，按确定的相关标准和程序要求开展工作。
（2）使用合适的管理方法，管理计划和预算，组织任务、人力和资源。
（3）具备应对危机与突发事件的初步能力，能够发现质量标准、程序和预算的变化，并采取恰当的行动。
（4）参与管理、协调工作、团队，确保工作进度。
（5）参与评估项目，提出改进建议。
3．有效的沟通与交流能力
（1）能够使用一门外语，在跨文化环境下进行沟通与表达。
（2）能够进行工程文件的撰写，如：
可行性分析报告、项目任务书、投标书等，并可进行说明、阐释。
（3）具备较强的人际交往能力，能够控制自我并了解、理解他人需求和意愿。
（4）具备较强的适应能力，自信、灵活地处理新的和不断变化的人际环境和工作环境。
（5）能够跟踪本领域最新技术发展趋势，具备收集、分析、判断、归纳和选择国内外相关技术信息的能力。
（6）具备团队合作精神，并具备一定的协调、管理、竞争与合作的初步能力。
4．具备良好的职业道德，体现对职业、社会、环境的责任。
（1）掌握一定的职业健康安全、环境的法律法规、标准知识，以及应遵守的职业道德规范。
遵守所属职业体系的职业行为准则。
（2）具有良好的质量、安全、服务和环保意识，并承担有关健康、安全、福利等事务的责任。
（3）为保持和增强其职业能力，检查自身的发展需求，制定并实施继续职业发展计划。
（四）管理模式
学校成立以校长为组长，主管教学工作的副校长和主管学生工作的副书记、相关企业负责人为副组长，相关学院、教务处、研究生院、学生工作处等部门的领导为成员的“卓越工程师教育培养计划”领导小组，负责制定学校相关的政策和试点班的培养方案，协调各方面的关系，保障教学经费的投入等。
学校成立设在教务处的“卓越工程师教育培养计划”专门管理机构——卓越工程师教育培养办公室，专门负责落实试点工作，承担企业合作、学生选拔和相关协调工作。
教学与学生管理工作由相关学院负责，增加相应人员编制，专门负责组织、实施试点工作。
学校为加强学生的管理和学习指导，将试点班编排成为小班，每个小班40人，每个小班配备1名专职辅导员，每10名学生配备1名学习导师。
另外，为拓宽卓越班学生的视野、感知科技前沿，学校邀请相关专家举办讲座并安排卓越班学生参观学校各基础实验室和创新实验室。
在企业学习阶段实行双导师制，由企业导师和学校导师共同负责学生在企业的学习过程。
二、基本要求
（一）掌握一般性和专门性的工程技术知识，使用现有技术，了解新兴技术。
1．具有从事工程工作所需的工程科学技术知识以及一定的人文和社会科学知识。
数学和相关自然科学基础知识
知识、能力
实现（课程名称）
极限、微积分、常微分方程和级数
高等数学
矩阵、线性方程组、线性空间、特征值、二次型等
线性代数
随机事件及概率，数字特征、中心极限定理、参数估计、假设检验
概率论与数理统计
力学、电磁学、光学、热学、近现代物理知识
大学物理，大学物理实验
数理逻辑、集合与关系、函数、无限集合、代数系统和图论知识
软件技术基础
（2）,（4）
排列组合、母函数、递推关系、容斥原理、抽屉原理和波利亚定理
组合数学
插值法、函数逼近与快速傅里叶变换、数值积分与数值微分、解线性方程组的直接方法、解线性方程组的迭代法、非线性方程与方程组的数值解法、矩阵特征值计算
数值分析
排队论概论、随机过程概述、排队模型及分析、排队网络模型、模拟模型技术与性能评价、马尔科夫链
排队论与随机过程
电子信息领域的工程理论和技术基础知识
知识、能力
实现（课程名称）
电路分析基础、半导体器件、放大电路、集成运算放大器、直流电源、谐振电路、高频放大、通信调制电路、频率合成、负反馈与自动控制理论等模拟电子线路设计知识；数字组合电路和时序电路设计与综合、PLD和FPGA技术知识
电路分析
硬件技术基础（3）
嵌入式系统与程序设计
计算机的体系结构与基本原理、输入输出系统
微处理器组成结构、指令系统、汇编语言等
SoC微体系结构、SoC微体系结构系统中定点/浮点原理、四则运算部件、系统存储接口、系统指令集和系统设计方法
硬件技术基础（3）
SoC微体系结构
信号分析、线性系统分析、离散时间信号与系统、离散傅里叶变换和快速傅里叶变换、数字滤波器设计
信号与系统
绘制和阅读工程图样
工程图学与计算机制图
人文和社会科学：
具备较丰富的工程经济、管理、社会学、情报交流、法律、环境等人文与社会学的知识。
熟练掌握一门外语，可运用其进行技术相关的沟通和交流。
知识、能力
实现（课程名称）
人文和社会科学知识
思想政治课程
人文素质限选课程
运用外语进行沟通与交流
大学英语读写
大学英语听力
大学英语口语
双语课程
跨国企业联合培养
2．具有扎实的工程实践基础，掌握本专业的基本理论知识，拥有解决工程技术问题的技能。
工程实践基础
知识、能力
实现（课程名称）
电路分析，模拟电路计能力
电路分析基础
硬件技术基础
（1），
（2）
数字逻辑和数字系统设计能力
模电、数电实验
微处理器系统及其接口以及汇编语言的设计能力
SoC微体系结构系统设计能力
硬件技术基础（3）
SoC微体系结构
信号与系统特性、信号处理能力
信号与系统
信号与系统实验
专业理论与实践能力
知识、能力
实现（课程名称）
程序设计方法、数据结构和算法
软件技术基础
（1）,
（2）,（3）,（5）
进程、线程、处理机调度、内存管理、文件系统、设备管理及设备驱动程序
操作系统
关系、关系演算、关系数据库、SQL和事务处理
数据库系统
计算机网络的分层体系结构、协议、组网、运行于维护、密码学和网络安全技术
计算机通信与网络
计算机与网络安全
软件过程、软件需求和定义、软件设计、软件测试和验证、软件进化、软件工具和环境
软件工程与软件体系
词法分析器、语法分析器的原理与构造方法、语法制导翻译生成中间代码的基本方法、存储分配及运行环境和基本的目标代码生成方法
编译原理
知识表示方法、推理方法和机器学习等方法求解简单问题等、专家系统、决策支持系统
人工智能
网络设计、接入、故障排除、网络监控及分析
网络组织、管理与维护
图形、图形、数字信号处理、数字图像处理
计算机图形学
计算机图像处理
处理器体系结构、嵌入式设备和通信总线、嵌入式编程技术、实时操作系统（WindowsCE,实时Linux,
）、实时操作系统编程和嵌入式软件开发过程和工具
嵌入式系统与程序设计
3．了解本专业领域技术标准以及技术发展的趋势
知识、能力
实现（课程名称）
云计算的定义、云计算的模式：
基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。
云计算技术
（微软合作）
物联网的概念和架构、传感器网络、Zigbee协议、Z-Wave协议、RFID、物联网感知层、物联网网络层、物联网应用层。
物联网导论
（微软合作）
移动计算（mobilecomputing）的概念、无线通信网络基础、无线广域网络技术（GSM、CDMA、3G和4G）、移动终端操作系统（android和symbian）。
移动计算
（微软合作）
软件测试的概念、软件测试的基本方法、静态测试、动态测试、黑河测试、白盒测试和自动化测试，单元测试、回归测试、验收测试。
软件测试过程与方法
（IBM合作）
面向对象的概念、面向对象的分析方法、模型、软件建模的方法、UML建模语言。
面向对象分析与软件建模
（IBM合作）
网络存储概述、计算机存储系统的层次结构、磁盘存储阵列结构、业务连续性、数据中心的监测、管理的原理、方法与实现。
存储系统
（EMC2合作）
Java语言、Web程序设计的基本方法、JSP和Servlet、Struts2框架、Hibernate框架、Spring框架、J2EE
JavaWeb程序设计
（程序员之家合作）
本专业领域技术标准
行业工程标准与规范
技术发展趋势
专业教育
技术讲座
（二）具备应用适当的理论和实践方法解决工程实际问题的能力，并经历过生产运作系统的设计、运行和维护或解决实际工程问题的系统化训练。
知识、能力
实现（课程名称）
了解市场、用户的需求变化以及技术发展
技术讲座
顶岗实习
顶岗实习和毕业设计
编制支持产品形成过程的策划和改进方案
计算机应用综合工程设计
企业综合项目工程设计
顶岗实习和毕业设计
参与工程解决方案的设计、开发
企业综合项目工程设计
顶岗实习和毕业设计
考虑成本、质量、环保性、安全性、可靠性、外形、适应性以及对环境的影响，找出、评估和选择完成工程任务所需的技术、工艺和方法，确定解决方案；
计算机应用综合工程设计
企业综合项目工程设计
顶岗实习和毕业设计
参与制订实施计划
计算机应用综合工程设计
企业综合项目工程设计
顶岗实习和毕业设计
实施解决方案，完成工程任务，并参与相关评价
计算机应用综合工程设计
企业综合项目工程设计
顶岗实习和毕业设计
参与改进建议的提出，并主动从结果反馈中学习
计算机应用综合工程设计
企业综合项目工程设计
顶岗实习和毕业设计
具有较强的创新意识和进行产品开发和设计、技术改
造与创新的初步能力
计算机应用综合工程设计
企业综合项目工程设计
科技制作和学科竞赛
（三）参与项目及工程管理
知识、能力
实现（课程名称）
具有一定的质量、环境、职业健康安全和法律意识
思想道德修养和法律基础
行业工程标准与规范
顶岗实习
在法律法规规定的范畴内，按确定的相关标准和程序
要求开展工作
IT项目组织与管理
行业工程标准与规范
顶岗实习
使用合适的管理方法，管理计划和预算，组织任务、
人力和资源
IT项目组织与管理
顶岗实习
计算机应用综合工程设计
企业综合项目工程设计
顶岗实习和毕业设计
具备应对危机与突发事件的初步能力，能够发现质量
标准、程序和预算的变化，并采取恰当的行动
IT项目组织与管理
顶岗实习
计算机应用综合工程设计
企业综合项目工程设计
顶岗实习和毕业设计
参与管理、协调工作、团队，确保工作进度
IT项目组织与管理
计算机应用综合工程设计
企业综合项目工程设计
顶岗实习和毕业设计
参与评估项目，提出改进建议
计算机应用综合工程设计
企业综合项目工程设计
顶岗实习和毕业设计
（四）有效的沟通与交流能力
知识、能力
实现（课程名称）
能够使用技术语言，在跨文化环境下进行沟通与表达；
双语课程中使用英语教学、撰写技术说明，安排小组讨论与报告；跨国企业联合培养
顶岗实习
能够进行工程文件的编纂，如：
可行性分析报告、项
目任务书、投标书等，并可进行说明、阐释；
IT项目组织与管理
企业综合项目工程设计
顶岗实习
具备较强的人际交往能力，能够控制自我并了解、理
解他人需求和意愿
企业综合项目工程设计
课外社会实践活动
顶岗实习
具备较强的适应能力，自信、灵活地处理新的和不断
变化的人际环境和工作环境
顶岗实习和毕业设计
能够跟踪本领域最新技术发展趋势，具备收集、分析、
判断、归纳和选择国内外相关技术信息的能力
专业教育
专业课程撰写课程报告
计算机应用综合工程设计
企业综合项目工程设计
顶岗实习和毕业设计
具备团队合作精神，并具备一定的协调、管理、竞争
与合作的初步能力
计算机应用综合工程设计
企业综合项目工程设计
顶岗实习和毕业设计
（五）具备良好的职业道德，体现对职业、社会、环境的责任。
知识、能力
实现（课程名称）
掌握一定的职业健康安全、环境的法律法规、标准知
识以及应遵守的职业道德规范。
遵守所属职业体系的
职业行为准则
思想道德修养和法律基础
行业工程标准与规范
专业教育
具有良好的质量、安全、服务和环保意识，并承担有
关健康、安全、福利等事务的责任
思想道德修养和法律基础
为保持和增强其职业能力，检查自身的发展需求，制
定并实施继续职业发展计划
职业发展规划
注：
西安电子科技大学计算机科学与技术专业培养能力实现矩阵见附表。
三、基本学分要求
毕业最低学分为217学分。
四、学制与学位
（一）基本学制：
四年
（二）学位：
工学学士
五、课程和实践教学改革
（一）面向计算机科学与技术的宽口径培养，围绕系统工程实践能力培养的模块化课程与实践教学体系设计
本专业面向计算机科学与技术，在本科段的前5学期进行本领域必须的工程理论与实践基础进行培养，其中包括电路分析基础、信号系统等电子信息基础课程，也包括软件技术基础（包括程序设计基础、离散数学、数据结构、算法分析与设计等知识点）、硬件技术基础（包括模拟电子与数字电路基础、计算机组织与体系结构、微机系统）、SOC微体系结构、嵌入式系统与嵌入式程序设计、操作系统、数据库系统、计算机通信与网络、编译原理、人工智能、计算机网络与安全、计算机图形学、数字图像处理等计算机应用方面的基本知识与技能。
经过校企联合培养第一阶段后，学生在第7、8学期开始进一步进行专业理论与实践技能的学习培养。
面向本科阶段工程型工程师的培养，注重理论与实践的紧密结合，着重培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。
针对这一要求以及卓越计划的实际情况，本专业培养方案对要求的能力和知识点进行了梳理，将专业核心分为工程数学（线性代数、概率论与数理统计、离散数学、数值分析、组合数学、排队论与随机过程）、软件技术基础课程组、硬件技术基础课程组、SOC微体系结构、嵌入式系统与嵌入式程序设计、操作系统、数据库系统、计算机通信与网络、编译原理、人工智能、计算机网络与安全、计算机图形学、数字图像处理等几大模块，对课程进行了有机整合，设置了软件技术基础课程，将程序设计基础、离散数学、面向对象程序设计、数据结构、算法分析与设计等课程中的知识点按照计算机基础知识与程序设计与应用的基本方法进行整合设计，突出课程实施的主线索，把专业数理基础知识应用到专业课的学习中去，在应用中学习专业数理基础知识，使学生对基础知识的掌握能够学以致用。
同样，把计算机组织与体系结构相关的课程（数字电路与逻辑设计、模拟电子线路、计算机组织与体系结构、微机系统）整合到硬件技术基础课程组中，通过计算机组成原理这一主线将这些课程串联起来。
同时加强知识点之间的联系。
每个课程都设置了专门的配套实验课程，实验内容与理论紧密。
所有课程理论与实践教学均围绕计算机体系结构及其应用系统的构建方法与技术，加大实践教学比重，体现“动手中学习”的理念。
通过综合项目设计环节，将各课程模块实验内容加以整合，使每个学生达到可构建出一个完整的计算机硬件或软件应用系统。
（二）课程体系改革
1．课程改革的基本思路
按照计算机科学与技术专业大类培养，宽口径、厚基础、强能力；整合课程体系，优化教学内容，加强实验实践教学环节；以知识点为主线，强调回归工程；突出问题驱动，案例教学，理论与实践紧密结合。
2．计算机科学与技术专业基础课程改革内容
改革后（卓越计划班）的课程
改革前（普通班）对应课程
课程名称
学时
学分
课程名称
学时
学分
软件技术基础
（1）
软件技术基础
（2）
60
80
4
6
程序设计基础
60
4
离散数学
（一）
54
3.5
软件技术基础（3）
60
4
面向对象程序设计
46
3
数据结构
66
4
软件技术基础（4）
54
3.5
离散数学
（一）
54
3.5
离散数学
（二）
30
2
软件技术基础（5）
68
5
算法分析与设计
30
2
软件工程
38
2.5
硬件技术基础
（1）
80
5
数字电路与逻辑设计
60
4
硬件技术基础
（2）
60+32
5
数字电路与逻辑设计
46
3
模拟电子线路
40
3
硬件技术基础（3）
188+1周
12.5
模拟电子线路
32
2
计算机组织与体系结构
72
5.5
微机系统
46
4
模电、数电实验
1周
1
云计算技术（微软合作）
16
1
物联网导论（微软合作）
30+12
2
移动计算（微软合作）
16
1
软件测试过程与方法（IBM合作）
30
2
面向对象分析与软件建模（IBM合作）
30
2
存储系统（EMC2合作）
22+4
1.5
JavaWeb程序设计（程序员之家合作）
30+12
2.5
3．委托知名教授，以项目立项的方式，进一步优化课程体系改革
为进一步推进卓越工程师教育培养计划的课程体系改革，使课程与课程之间的知识点更加衔接，教学内容更加优化，更加注重培养学生的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力。
学校以委托制的方式，委托我校知名教授对“卓越计划”的课程体系改革以项目立项的方式予以推进，具体情况如下：
“卓越计划”课程体系改革立项项目名单
序号
项目名称
负责人
1
电路类课程体系改革（主要包括电路分析基础、模拟电子线路基础、数字电路与逻辑设计等课程）
周端教授
2
信号类课程体系改革（主要包括信号与系统、数字信号处理、自动控制原理等4门课程）
牛海军教授
3
计算机体系结构类课程体系改革
裘雪红教授
4
计算机软件类课程体系改革
霍红卫教授
5
工程数学类课程体系改革
王宇平教授
6
计算机网络与安全类课程体系改革
马建峰教授
7
图形与图像处理类课程体系改革
苗启光教授
8
实验类系列课程体系
王泉教授
（三）教学方法改革
卓越计划实施过程中，注重教学方法和考核方式的改革。
在程序设计基础课程实施中，改革课程教学和考核形式，借鉴ACM程序设计竞赛的经验，设计一套用于实践教学和考试的自动评判系统和适用于该系统的若干习题等。
平时学生可在任何时间地点通过自动评判系统验证程序设计的正确性，考试则完全以机试为考核方式。
通过教学方法和考核方式的改革，改变理论与与实践相脱节的现象，提高学生的学习兴趣和编程能力。
对于实践性较强的课程（如模拟电子线路），通过问题引出→理论分析→自行设计实验验证→提出改进问题→理论学习的方式进行实施。
通过实例教学，理论联系实际，加强基础知识的掌握。
为了提高学生工程设计能力，培养学生良好的工程素养，开设计算机应用综合工程设计课程。
该课程第七学期实施，要求学生综合应用所学知识，利用一学期的时间，组队协作分工设计完成一个较为复杂的、相对完善的一个系统，如：
人脸或指纹识别系统、小型电子系统（如手机、数据采集系统、嵌入式装置等）、网络工程方案、网络应用系统（如类似QQ的聊天软件）等。
实施方法是给出实验任务和要求，学生通过阅读资料、选择可行方案、实验、软硬件设计、撰写报告等过程，培养综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新研究能力。
（四）与企业紧密结合的培养模式
1．校企联合培养模式
本专业本科阶段实行3+1模式，强调与企业的联合培养。
前5个学期为基础课和部分专业基础课实施阶段，第6学期为专业课实施阶段，第7学期为校企联合培养第一环节，第8学期为校企联合培养第二环节（含毕业设计）。
其中，第7、8学期企业
升级会员 