計算科學(xué)教學(xué)計劃與課程體系(ppt 34頁).ppt

1、第四章 計算科學(xué)教學(xué)計劃與課程體系 4.1 計算科學(xué)（專業(yè)）的培養(yǎng)規(guī)格和目標(biāo) 高等學(xué)校計算科學(xué)專業(yè)本科以上教育主要是為計算機(jī)產(chǎn)業(yè)，重要部門的計算機(jī)應(yīng)用，中、高等學(xué)校教學(xué)和研究院所的科研工作培養(yǎng)人才。畢業(yè)生的主要流向應(yīng)該是計算機(jī)公司，產(chǎn)品技術(shù)含量較高的工業(yè)企業(yè)，各行各業(yè)計算中心，中等以上學(xué)校和科研院所。但是，市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)律并不能保證畢業(yè)生按照預(yù)設(shè)的目標(biāo)流向和分布。 在現(xiàn)實社會中，不同行業(yè)，不同層次單位對計算科學(xué)人才的需求各不相同，因此，在高等學(xué)校，本科計算科學(xué)（專業(yè)）教育常存在兩種基本的培養(yǎng)模式,研究生教育研究生培養(yǎng)規(guī)格和目標(biāo) 高等學(xué)校計算科學(xué)專業(yè)研究生教育培養(yǎng)適應(yīng)計算科學(xué)學(xué)科發(fā)展，國家社會

2、發(fā)展與進(jìn)步事業(yè)實際需要，德、智、 體、美全面發(fā)展，具有良好的科學(xué)素養(yǎng)和文化修養(yǎng)，系統(tǒng)地、較好地掌握本學(xué)科公共基礎(chǔ)知識，較好地掌握本學(xué)科基本概念、基本原理、基本方法、基本技術(shù)等基礎(chǔ)理論知識；理論聯(lián)系實際，受到良好的計算科學(xué)基本實驗技術(shù)與技能等實踐能力的基本訓(xùn)練，受到科學(xué)研究與實際應(yīng)用訓(xùn)練的計算科學(xué)專門人才。除了對各級畢業(yè)生在德育、體育、外語、文化方面的要求外，對專業(yè)業(yè)務(wù)要求應(yīng)有如下具體培養(yǎng)規(guī)格和目標(biāo)。 計算科學(xué)碩士研究生教育的培養(yǎng)規(guī)格和目標(biāo)是： 為未來從事計算科學(xué)學(xué)科教學(xué)、研究、應(yīng)用與開發(fā)提供一個深入開展工作的堅實的理論、方法和技術(shù)基礎(chǔ),畢業(yè)生應(yīng)了解整個學(xué)科當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，了解學(xué)

3、科發(fā)展的一般規(guī)律，掌握學(xué)科深入發(fā)展所需的研究生一級的核心基礎(chǔ)知識和某一專業(yè)化方向的基本原 理、基本技術(shù)和基本方法； 具有在較高的起點上，即能夠在閱讀和正確理解相當(dāng)于國際重要學(xué)術(shù)刊物，包括國內(nèi)“計算機(jī)學(xué)報”、“軟件學(xué)報”、“計算機(jī)研究與發(fā)展”等同檔刊物（注：以國務(wù)院學(xué)位委員會評估文件為準(zhǔn)）一個方向上若干學(xué)術(shù)論文和技術(shù)報告的起點上，獨立開展學(xué)術(shù)研究或?qū)I(yè)技術(shù)工作的能力； 具有對一些計算科學(xué)技術(shù)項目所提出的思想、方法、技術(shù)和工程技術(shù)路線的能行性作出準(zhǔn)確估計的能力； 理論聯(lián)系實際，具有運用所學(xué)專業(yè)知識分析、解決中低等難度專業(yè)技術(shù)問題的能力； 博士研究生畢業(yè)后，除對一般畢業(yè)研究生的要求外,應(yīng)達(dá)到如下培養(yǎng)

4、規(guī)格和目標(biāo)： 在計算科學(xué)學(xué)科各方向的重要的基本概念、基本原理和基本技術(shù)，特別是典型方法、典型實例和學(xué)科形態(tài)方面， 應(yīng)具有本學(xué)科比較廣博的專業(yè)基礎(chǔ)知識，進(jìn)一步掌握學(xué)科深入發(fā)展所需的核心基礎(chǔ)知識和自己所從事的專業(yè)化方向的基本原理、基本方法和基本技術(shù)； 具有在較高的起點上，即能夠在閱讀和正確理解相當(dāng)于國際一流學(xué)術(shù)刊物一個方向上若干學(xué)術(shù)論文和技術(shù)報告的起點上，獨立開展有創(chuàng)造性的學(xué)術(shù)研究或?qū)I(yè)技術(shù)工作的能力，或主持有學(xué)術(shù)深度的專業(yè)技術(shù)工作。 本科生教育本科生培養(yǎng)規(guī)格和目標(biāo) 高等學(xué)校計算科學(xué)本科專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)計算科學(xué)學(xué)科發(fā)展，國家社會發(fā)展與進(jìn)步事業(yè)實際需要，德、智、體、美全面發(fā)展，具有良好的科學(xué)素養(yǎng)和文化修

5、養(yǎng)，系統(tǒng)地、較好地掌握理工科公共基礎(chǔ)知識，較好地掌握本學(xué)科基本概,念、基本原理、基本方法、基本技術(shù)等基礎(chǔ)（理論）知識；理論聯(lián)系實際，受到良好的計算科學(xué)基本實驗技術(shù)與技能等實踐能力的基本訓(xùn)練，受到科學(xué)研究與實際應(yīng)用初步訓(xùn)練的 計算科學(xué)專門人才。 畢業(yè)生適宜到科研部門和高、中等學(xué)校從事科學(xué)研究和教學(xué)工作；適宜到計算機(jī)產(chǎn)業(yè)、重要部門、以及相近學(xué)科的有關(guān)單位從事計算科學(xué)開發(fā)研究、應(yīng)用與管理等工作；可以繼續(xù)攻讀計算科學(xué)及其相關(guān)學(xué)科的碩士學(xué)位。 其中，計算科學(xué)專業(yè)第一類（A類）教學(xué)計劃是以培養(yǎng)計算科學(xué)學(xué)術(shù)人才和技術(shù)人才，著眼于學(xué)生未來成為主任工程師、總工程師、教授、學(xué)者和高級專業(yè)管理部門主管官員為具體目標(biāo)

6、；第二類（B類）教學(xué)計劃是以培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)熟練的軟硬件生產(chǎn)、開發(fā)、經(jīng)營、維護(hù)工程師，以及專業(yè)技術(shù)管理工程師為具體目標(biāo)。兩種教育模式各有側(cè)重和特點。在教學(xué)內(nèi)容方面，A類教育重在基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)和未來深,造，或從事科學(xué)研究和專業(yè)技術(shù)研究與開發(fā)能力的培養(yǎng)，B類教育重在基本理論、基本技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)和實際應(yīng)用與開發(fā)能力的培養(yǎng)。 計算科學(xué)本科生A類教育模式的培養(yǎng)規(guī)格和目標(biāo)是： 思想政治和德育方面（略，請參看國家統(tǒng)一規(guī)定）； 體育方面（略，請參看國家統(tǒng)一規(guī)定）； 業(yè)務(wù)方面： 系統(tǒng)地、較好地掌握理工科公共基礎(chǔ)知識，較好地掌握本學(xué)科基本概念、基本原理、基本方法、基本技術(shù)等基礎(chǔ)（理論）知識，理論聯(lián)系實際，受到良好

7、的科學(xué)思維和科學(xué)實驗的基本訓(xùn)練； 畢業(yè)生應(yīng)初步了解整個學(xué)科的知識組織結(jié)構(gòu)、學(xué)科形態(tài)、典型方法、核心概念和學(xué)科基本工作流程方式，初步了解學(xué)科當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，掌握計算科,學(xué)本科一級的核心基礎(chǔ)知識和某一專業(yè)化方向的專業(yè)基礎(chǔ)知識，為未來在計算科學(xué)領(lǐng)域從事一般教學(xué)、研究、應(yīng)用與開發(fā)或深造提供一個開展工作的堅實的專業(yè)知識基礎(chǔ)； 畢業(yè)生應(yīng)初步具有進(jìn)一步深入掌握學(xué)科核心基礎(chǔ)知識和某一專業(yè)化方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)知識的能力，初步具有對一般計算科學(xué)技術(shù)項目所提出的思想、方法、技術(shù)和工程技術(shù)路線的能行性作出基本估計的能力； 能通過文獻(xiàn)檢索和其他方式閱讀中外文書刊，獲取專業(yè)科技信息。理論聯(lián)系實際，具有運用所學(xué)專

8、業(yè)知識分析、解決簡單的專業(yè)技術(shù)問題的能力。 文化方面： 對中國傳統(tǒng)文化有一個基本的普及性的了解，對中外文化的某一方面有一定的基礎(chǔ)； 通過積極參與學(xué)校的文化建設(shè)，在文藝修養(yǎng)、審美情,趣、言談舉止、禮儀風(fēng)貌等方面達(dá)到一定水平。 計算科學(xué)本科生B類教育模式的培養(yǎng)規(guī)格和目標(biāo)是： 思想政治和德育方面（略，請參看國家統(tǒng)一規(guī)定）； 體育方面（略，請參看國家統(tǒng)一規(guī)定）； 業(yè)務(wù)方面： 為未來從事計算科學(xué)學(xué)科一般應(yīng)用、開發(fā)、維護(hù)、技術(shù)服務(wù)和技術(shù)管理提供一個開展工作的比較堅實的理論、方法和技術(shù)基礎(chǔ)，為未來在本學(xué)科掌握流行新方法和新技術(shù)提供一個計算科學(xué)核心的專業(yè)知識基礎(chǔ)； 畢業(yè)生應(yīng)初步了解整個學(xué)科的知識組織結(jié)構(gòu)、學(xué)科

9、形態(tài)、典型方法、核心概念和學(xué)科基本工作流程方式，初步了解當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，掌握計算科學(xué)本科一級主要的核心基礎(chǔ)知識的基本概念、基本原理、基本技術(shù)和基本方法,熟悉某一種或若干種流行的計算機(jī)系統(tǒng)（包括硬件、軟件工具和環(huán)境），在操作使用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，維護(hù)、開發(fā)和管理方面具有比較熟練地開展一般性專業(yè)技術(shù) 工作的能力，具有借助專利資料和各種渠道獲得的軟硬件產(chǎn)品的技術(shù)資料掌握新產(chǎn)品、新技術(shù)的操作與使用的能力； 理論聯(lián)系實際，具有運用所學(xué)專業(yè)知識分析、解決簡單的專業(yè)技術(shù)問題的能力； 文化方面：參考A類模式 4.2 計算科學(xué)（專業(yè)）參考教學(xué)計劃與課程體系（略） 4.3 如何學(xué)好計算科學(xué) 根據(jù)

10、多年的教學(xué)實踐經(jīng)驗，學(xué)生最關(guān)心的也是最重要的問題有以下四個： 如何實現(xiàn)思維方式的數(shù)學(xué)化？ 計算科學(xué)專業(yè)各學(xué)期重點課程有哪些,實驗課程在計算科學(xué)教學(xué)計劃中的作用和地位是什么？ 如何提高專業(yè)能力？ 下面，我們就這四個問題進(jìn)行詳細(xì)的討論。 如何實現(xiàn)思維方式的數(shù)學(xué)化 在計算科學(xué)教育界，高等學(xué)校的教師們普遍都承認(rèn)數(shù)學(xué)教育對學(xué)生學(xué)習(xí)計算科學(xué)專業(yè)知識的重要性。但重要性體現(xiàn)在哪里呢？我們認(rèn)為：數(shù)學(xué)教育對計算科學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)有兩個目的： 一是通過教學(xué)使學(xué)生掌握進(jìn)一步學(xué)習(xí)這一學(xué)科所需要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識； 二是通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)訓(xùn)練，使學(xué)生實現(xiàn)思維方式或思維過程的數(shù)學(xué)化。 如何來實現(xiàn)思維方式的數(shù)學(xué)化呢？這是許多學(xué)生普遍

11、有疑問而且又感興趣的問題。下面，我們從思維方式數(shù)學(xué),化的定義出發(fā)，討論這一觀點的內(nèi)在涵義及其實現(xiàn)途徑，進(jìn)而提出實際操作方法，并結(jié)合例子作詳細(xì)說明。 所謂思維方式的數(shù)學(xué)化是指從普通人的思維方式轉(zhuǎn)向 數(shù)學(xué)家工作的思維方式。在科學(xué)界，數(shù)學(xué)家的思維方式與其它學(xué)科的學(xué)者很不相同。他們認(rèn)識客觀事物，對客觀事物的觀察和分析，一般并不直接關(guān)心事物的物理、化學(xué)、生物學(xué)等特性，而是通過對事物的抽象，運用特殊的符號或語言系統(tǒng)，研究事物在空間中的數(shù)量關(guān)系、位置關(guān)系、結(jié)構(gòu)關(guān)系和變換規(guī)律，研究具有共同抽象概念、性質(zhì)的一類事物的某些內(nèi)在規(guī)律，以此指導(dǎo)人們從一個側(cè)面去認(rèn)識事物。邏輯是嚴(yán)格數(shù)學(xué)論證和科學(xué)論證的主要工具，而數(shù)理邏

12、輯則是從數(shù)學(xué)的角度為數(shù)學(xué)研究乃至科學(xué)研究提供了科學(xué)推理的邏輯基礎(chǔ)。由于數(shù)學(xué)對客觀事物規(guī)律的描述是建立在嚴(yán)格而又抽象的符號推演的基礎(chǔ)之上，因而使得數(shù)學(xué)家工作的思維方式與其它學(xué)科很不一樣。大多數(shù)數(shù)學(xué)家,是經(jīng)過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)訓(xùn)練實現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化的，但要將這種思維方式上升為系統(tǒng)的理性思維方式，則主要取決于人們的數(shù)理邏輯或形式邏輯的修養(yǎng)。 為了增加讀者的感性認(rèn)識，進(jìn)一步加深大家對數(shù)學(xué)重要性的認(rèn)同，我們先舉幾個實例。 例 給定一個字符串長度不超過m的集合，請將集合中的每一個字符串反轉(zhuǎn)一下（或稱調(diào)個個兒）。例如，對字符串a(chǎn)bc，就是求cba。注意，除最終的輸出外不允許使用輸入/輸出操作。 本書提供了兩種描述與

13、計算問題的解法，可能還有更好的解法。顯然，由于解題過程思想方法的不同，數(shù)學(xué)表述也不同。 計算機(jī)執(zhí)行運算操作時的“機(jī)械、死板、嚴(yán)格、精密”的特性是數(shù)學(xué)與計算科學(xué)建立天然聯(lián)系的主要內(nèi)在原因。計算理論業(yè)已表明，理論上，凡是可以由計算機(jī)處理的問題,包括問題描述和處理過程，均可以數(shù)學(xué)化或形式化，即用數(shù)學(xué)符號系統(tǒng)來描述；反之，凡是可以用以離散數(shù)學(xué)為代表的構(gòu)造性數(shù)學(xué)描述的問題及其處理過程，只要論域是有 窮的，或雖論域為無窮但存在有窮表示，也一定能夠用計算機(jī)來處理。至于現(xiàn)實是否能行則取決于計算復(fù)雜性和實際需要的計算時間和空間。 由此可以看出學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，特別是學(xué)習(xí)以離散數(shù)學(xué)為代表的構(gòu)造性數(shù)學(xué)對計算科學(xué)專業(yè)工作者的

14、重要性。今天，雖然許多人能夠完成大量計算機(jī)應(yīng)用的任務(wù)而并不需要很多的數(shù)學(xué)訓(xùn)練，但這不等于說計算科學(xué)不需要高深的數(shù)學(xué)，原因是僅憑直覺和經(jīng)驗就能順利處理的那些問題，不僅說明了這些問題是足夠簡單的，而且還由于科學(xué)家和工程師們所做的大量前期工作使得其中一些原來困難的問題在前人工作的基礎(chǔ)上已變得較為容易。當(dāng)然，在這些足夠簡單的問題中有許多問題的處理工作在性質(zhì)上本不屬于計算科,學(xué)專業(yè)在社會分工中確定的范疇，它們大都屬于計算機(jī)具體應(yīng)用（應(yīng)歸屬各具體學(xué)科）的范疇，而不屬于計算機(jī)應(yīng)用（指計算機(jī)應(yīng)用于各學(xué)科的共性技術(shù)研究）的范疇。對 非計算科學(xué)專業(yè)從事計算機(jī)具體應(yīng)用的人員來說，數(shù)學(xué)也許并不重要，他們只需要懂得怎樣

15、使用各種計算機(jī)軟硬件資源，如編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、有關(guān)的硬件接口、各種軟件工具和應(yīng)用軟件程序包的使用就可以了，但對計算科學(xué)專業(yè)人員，沒有堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，就不可能從事較高起點的，而且是其它學(xué)科專業(yè)人員不能勝任的計算科學(xué)專業(yè)技術(shù)工作，特別是那些需要專業(yè)人員自己尋找解決問題的途徑、理論、方法和技術(shù)的問題。由此可見思維過程的數(shù)學(xué)化對計算科學(xué)專業(yè)人員的重要性。 學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程是實現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化的有效途徑。然而，由于計算機(jī)處理能力上的離散特性，以及受專業(yè)學(xué)制年限的制約，對于計算科學(xué)專業(yè)的本科學(xué)生，還不能也,沒有充分必要地象普通數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生那樣學(xué)習(xí)大多數(shù)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)專業(yè)的數(shù)學(xué)課程。按照計算科

16、學(xué)專業(yè)數(shù)學(xué)教育的兩個目的，教學(xué)的重點應(yīng)是離散數(shù)學(xué)和少量理論計算機(jī)科學(xué) 的內(nèi)容。但是，計算科學(xué)專業(yè)后續(xù)課程中廣泛出現(xiàn)各種應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的情況和事實上對學(xué)習(xí)離散數(shù)學(xué)與理論計算機(jī)科學(xué)必須具有較好的數(shù)學(xué)修養(yǎng)的要求，使我們的教學(xué)不可能直接從一年級就進(jìn)入構(gòu)造性數(shù)學(xué)的教學(xué)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化的步驟必須分兩個階段來完成。 第一階段，通過對空間解析幾何、數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、常微分方程、概率統(tǒng)計、計算方法等數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉和習(xí)慣于使用數(shù)學(xué)語言和符號系統(tǒng)對研究的數(shù)學(xué)對象進(jìn)行嚴(yán)格的分析、表述、計算和推演，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，初步實現(xiàn)思維方式的數(shù)學(xué)化，初步達(dá)到數(shù)學(xué)上的某種成熟性。 第二階段，數(shù)

17、學(xué)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向以計算科學(xué)為背景的離散數(shù),學(xué)和理論計算機(jī)科學(xué)的學(xué)習(xí)，特別是通過對數(shù)理邏輯的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生將思維方式由感性逐步上升為系統(tǒng)的理性思維方式，進(jìn)一步實現(xiàn)思維方式的數(shù)學(xué)化，最終使學(xué)生達(dá) 到良好的數(shù)學(xué)上的某種成熟性。 通過數(shù)學(xué)教學(xué)途徑來實現(xiàn)學(xué)生思維方式的數(shù)學(xué)化是最便捷、可靠的途徑。 計算科學(xué)創(chuàng)新研究與開發(fā)能力的高低主要取決于研究開發(fā)者的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，特別是數(shù)學(xué)上的某種成熟性和思維方式的數(shù)學(xué)化。數(shù)學(xué)上的成熟性和思維方式的數(shù)學(xué)化不是一般工科數(shù)學(xué)教學(xué)所能實現(xiàn)的。 在第一階段的數(shù)學(xué)教育中，重要的是教學(xué)中要在諸如數(shù)學(xué)分析中的極限理論、閉區(qū)間上連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)、導(dǎo)數(shù)與不定積分的關(guān)系、定積分理論、級數(shù)理論，高等代

18、數(shù)中多項式理論、矩陣?yán)碚摗⒕€性空間與線性變換、二次形理論，常微分方程中常系數(shù)線性方程理論、微分方程一般理,論、定性理論等若干數(shù)學(xué)課程中有深度的內(nèi)容上下功夫。這不僅因為數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、常微分方程曾經(jīng)是早期數(shù)學(xué)專業(yè)最重要的三項基礎(chǔ)課程，而且還由于這三門課程 所代表的分析方法、代數(shù)方法以及微分方程的方法能使學(xué)生學(xué)會和初步掌握使用數(shù)學(xué)語言或符號系統(tǒng)處理問題的基本方法，熟悉和習(xí)慣于這種抽象的符號表示與演算形式，初步學(xué)會抽象思維方法。實踐告訴我們，采用面向一般理工科專業(yè)高等數(shù)學(xué)和線性代數(shù)課程的教材、學(xué)時數(shù)和大綱組織教學(xué)，并不能實現(xiàn)第一階段的目標(biāo)。可見在內(nèi)容的形式上對初步實現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化起主要作用的并

19、不是有關(guān)課程中的計算及其熟練程度，而是各種反映事物抽象概念的定義、反映事物內(nèi)在規(guī)律的定理及其推演證明方法。 在這一階段的教學(xué)中，學(xué)生應(yīng)注意以下幾個事項： 不同的學(xué)校由于生源不一樣，學(xué)生入學(xué)時有一些差距。但只要堅持質(zhì)量第一，寧可慢一些，甚至比名牌大學(xué)少學(xué),一點，也同樣可以實現(xiàn)第一階段的目標(biāo)。我國80年代培養(yǎng)的計算科學(xué)畢業(yè)生中，有相當(dāng)一批拔尖的學(xué)者是非重點大學(xué)培養(yǎng)的本科畢業(yè)生，這是一個很有說服力的例子。學(xué)生 應(yīng)當(dāng)下決心和苦功夫把數(shù)學(xué)學(xué)好。一旦教師教學(xué)進(jìn)度過快，應(yīng)及時向教師提出，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度； 應(yīng)建議和要求學(xué)校使用國內(nèi)外優(yōu)秀教材，不必要也盡可能避免過多地借閱和參考其它教材。因為低年級大多數(shù)學(xué)生不具備

20、同時接受幾個（教材）體系的能力。而且，好的教材具有能使學(xué)生準(zhǔn)確、完整理解內(nèi)容足夠多的信息； 教材中的習(xí)題原則上學(xué)生應(yīng)全部做，并以中等水平完成此工作量的7580來衡量教師的教學(xué)進(jìn)度。學(xué)習(xí)有余力的學(xué)生還應(yīng)主動多讀幾遍教材內(nèi)容，多做一些教材以外的習(xí)題并得到及時的答疑和批改。每一個學(xué)生應(yīng)力求獨立自主地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)課程，尤其不能抄襲別人的作業(yè)，但可以和同學(xué)討論問題。有經(jīng)驗的教師都知道，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，不經(jīng),過反復(fù)閱讀、思考、演算、探索、體會來掌握所學(xué)的內(nèi)容，沒有經(jīng)過一定數(shù)量各種類型習(xí)題的解題實踐，要學(xué)好數(shù)學(xué)是不現(xiàn)實的； 應(yīng)主動要求任課教師加強(qiáng)課外輔導(dǎo)和答疑。初入大學(xué)校門的學(xué)生，由于一時不適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)，也由于大學(xué)

21、的數(shù)學(xué)在內(nèi)容上對學(xué)生有壓力，及時輔導(dǎo)和答疑是極其重要的。一般地，每門課程每周應(yīng)安排二次輔導(dǎo)和答疑，以便及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。 在第二階段的數(shù)學(xué)教育中，數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容是以計算科學(xué)為背景的離散數(shù)學(xué)和理論計算機(jī)科學(xué)，目標(biāo)是進(jìn)一步實現(xiàn)思維方式的數(shù)學(xué)化，最終使學(xué)生達(dá)到良好的數(shù)學(xué)上的某種成熟性,同時，在計算科學(xué)基礎(chǔ)理論方面初步打下良好的基礎(chǔ)。在這一階段的教學(xué)中，學(xué)生要特別注意根據(jù)教師的引導(dǎo)，借助計算科學(xué)的背景，在近世代數(shù)、集合論、圖論、數(shù)理邏輯、可計算性理論、形式語言與自動機(jī)理論等,課程中將理論、抽象、設(shè)計三個過程，若干學(xué)科的核心概念與典型方法貫穿在教學(xué)過程的始終，并在某些課程如集合論、數(shù)理邏

22、輯的教學(xué)中真正理解并能夠有針對性地對一 些內(nèi)容賦予哲學(xué)解釋。 在這一階段的教學(xué)中，有以下幾個注意事項： 應(yīng)下大力氣把離散數(shù)學(xué)學(xué)好。學(xué)習(xí)中還應(yīng)注意其內(nèi)容與計算科學(xué)的背景相聯(lián)系，與發(fā)生在身邊的事情相聯(lián)系； 有人認(rèn)為計算科學(xué)專業(yè)還應(yīng)學(xué)習(xí)一些數(shù)論和組合數(shù)學(xué)的內(nèi)容，理由是有一些計算科學(xué)的文獻(xiàn)中出現(xiàn)了這方面的內(nèi)容?？紤]到這些內(nèi)容在圖論和集合論中有一些是相重的，在方法和學(xué)術(shù)深度方面相近，四年制的學(xué)生可以不學(xué)。與其泛泛地介紹一些各方面的內(nèi)容，不如認(rèn)真地學(xué)好一門課程。有了相應(yīng)的能力，學(xué)生今后在工作中不難看懂這方面的文獻(xiàn)，補(bǔ)上相應(yīng)的知識。 離散數(shù)學(xué)的教學(xué)不應(yīng)該采用CAI方式。數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)是,一種思維的訓(xùn)練和智力的活

23、動，許多情況下要靠學(xué)生反復(fù)閱讀、思考和演算來掌握所學(xué)的內(nèi)容，而不能依賴于提示和借助圖形來學(xué)習(xí)。因為后者往往使讀者對知識的掌握不 牢固，并沒有真正提高學(xué)術(shù)水平和能力。 當(dāng)?shù)诙A段的數(shù)學(xué)教學(xué)與計算科學(xué)專業(yè)課程的教學(xué)因內(nèi)容相聯(lián)系同步進(jìn)行時，通過理論與實際背景的對應(yīng)，以及有相當(dāng)深度的數(shù)學(xué)訓(xùn)練（包括理論計算機(jī)科學(xué)的初步訓(xùn)練），進(jìn)一步實現(xiàn)思維方式的數(shù)學(xué)化并使學(xué)生達(dá)到數(shù)學(xué)上的某種成熟性是有保證的，這已為國內(nèi)外一些成功的辦學(xué)實踐所證實。一旦具有堅實的計算科學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生在按部就班地學(xué)習(xí)了有關(guān)計算科學(xué)專業(yè)課程之后，分析問題和解決問題的能力就比較容易形成,計算科學(xué)專業(yè)各學(xué)期重點課程（略） 實驗課程在計算科學(xué)教學(xué)

24、計劃中的作用和地位 實驗教學(xué)是學(xué)科教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)。但應(yīng)該認(rèn)識到實驗教學(xué)與基礎(chǔ)（理論）教學(xué)相比是相對次要的工作。 大學(xué)教育重在基礎(chǔ)。實驗內(nèi)容主要是從學(xué)科知識組織結(jié)構(gòu)出發(fā)，選擇最能反映本學(xué)科基本實驗技術(shù)的實驗內(nèi)容組織教學(xué)。作為一個訓(xùn)練有素的科學(xué)人才，計算科學(xué)實驗工作應(yīng)該在理論指導(dǎo)下進(jìn)行，而不是在盲目地摸索中獲取知識，應(yīng)倡導(dǎo)理論與實踐相結(jié)合的工作作風(fēng)。 學(xué)校強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生在校期間應(yīng)在本學(xué)科的基本實驗技術(shù)和實驗方法方面打下良好的基礎(chǔ)，其良好的重要標(biāo)志應(yīng)該是學(xué)生實驗動手能力的提高，而不是單純完成實驗的速度,實驗教學(xué)要達(dá)到以下幾個目的： 學(xué)生應(yīng)該通過實驗教學(xué)理解課堂上講授的原理、方法和技術(shù)怎樣通過實驗

25、反映，即怎樣在軟件和硬件的設(shè)計、 實現(xiàn)和調(diào)試中反映出來； 學(xué)生應(yīng)該通過實驗教學(xué)了解哪些是計算科學(xué)最基本的實驗技術(shù)并掌握這些技術(shù)，如何進(jìn)一步掌握其它一些實驗技術(shù)，即學(xué)會掌握實驗室技術(shù)的一般方法； 學(xué)生應(yīng)該通過實驗教學(xué)認(rèn)識到實驗方法的重要性。可以從實驗?zāi)繕?biāo)與技術(shù)要求，構(gòu)思設(shè)計試驗，實際操作實現(xiàn)步驟，實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，研究結(jié)果的正確陳述，與其它實驗的比較，以及思考如何總結(jié)和改進(jìn)實驗、構(gòu)思新實驗中獲得體會； 學(xué)生應(yīng)該通過實驗教學(xué)養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，重視理論聯(lián)系實際，正確設(shè)計實驗，完成基本操作，通過實驗和實驗報告反映正確的思想方法和實驗?zāi)芰?在實驗教學(xué)中，當(dāng)一個單元實驗結(jié)束后，每個學(xué)生應(yīng)該獨立完成實驗

26、報告，這將有助于學(xué)生在撰寫科技報告和論文方面得到訓(xùn)練，在正規(guī)的實驗教學(xué)中得到基本的訓(xùn)練。 如何提高專業(yè)能力 計算科學(xué)專業(yè)能力主要通過以下幾方面的具體能力體現(xiàn)出來。 借助專業(yè)科技文獻(xiàn)資料，迅速掌握新知識的能力； 分析現(xiàn)有的軟硬件產(chǎn)品，進(jìn)行仿制開發(fā)、二次開發(fā)和維修的能力； 根據(jù)新思想，設(shè)計軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行試驗開發(fā)的能力； 對實際計算問題，運用科學(xué)的方法，立足現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行計算處理的能力； 在前人工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行新概念、新思想、新方法新技術(shù)創(chuàng)新研究的能力,從技術(shù)能力的角度觀察，計算科學(xué)專業(yè)能力主要集中在以下幾個方面： 閱讀、理解科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)上的新知識，特別是用數(shù)學(xué) 形式表述的科學(xué)論文、技術(shù)報告的內(nèi)容，

27、能夠較快地掌握新知識； 計算機(jī)實際操作，工具的使用，以及軟硬件實驗應(yīng)用操作的能力； 硬件設(shè)計、數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計及其實現(xiàn)、維修的能力； 軟件設(shè)計、算法設(shè)計、程序設(shè)計、程序證明的能力； 在前人工作的基礎(chǔ)上，提出新思想、新概念、新方法、新技術(shù)、新理論，并加以數(shù)學(xué)論證，或通過設(shè)計與實驗驗證的能力。 盡管列出了上述專業(yè)能力的項目，但并不是要求所有人都無一遺漏地全面掌握。事實上，作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的,一個學(xué)科，一個人只要具有較好的專業(yè)基礎(chǔ)知識，較好地掌握其中某一、二個方面的能力就已經(jīng)相當(dāng)不容易了。作為本科學(xué)生，大多數(shù)讀者從今后從事的職業(yè)工作特點考慮， 比較關(guān)心、幾方面的能力自己能否達(dá)到。根據(jù)多年的經(jīng)驗，計算

28、機(jī)實際操作，工具的使用，以及軟硬件實驗應(yīng)用操作的基本能力是所有學(xué)生都比較容易達(dá)到的。讀者只需要根據(jù)學(xué)校的安排，認(rèn)真完成實驗課程的學(xué)習(xí)任務(wù)，并在今后的工作崗位上不斷實踐，就能具備較強(qiáng)的能力。但是，和的能力卻不是那么容易提高的。一個人要想在這兩方面得到提高，必須要從一年級的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程開始，數(shù)年如一日地在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、理論計算機(jī)科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)理論等課程中，從嚴(yán)要求自己，日積月累，同時注重學(xué)習(xí)正確的思想方法，才能后積薄發(fā)。關(guān)于硬件設(shè)計、數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計及其實現(xiàn)、維修的能力和軟件設(shè)計、算法設(shè)計、程序設(shè)計的能力，讀者應(yīng)該注意，這兩方面的能,力并不是通過對應(yīng)的專業(yè)（基礎(chǔ)）課程學(xué)習(xí)就能夠得到迅速提高的，而

29、是要通過其它相關(guān)課程的學(xué)習(xí)和實踐才能真正較快地提高專業(yè)技術(shù)能力。 4.4. 理解科學(xué)與科學(xué)素養(yǎng) 作為第三章的結(jié)束語，我們要強(qiáng)調(diào)兩點，即理解科學(xué)和培養(yǎng)良好的科學(xué)素養(yǎng)。 所謂理解科學(xué)是指一個人對多種科學(xué)知識的綜合結(jié)構(gòu)的了解。其中包括最基本的科學(xué)原理，科學(xué)思想之間的關(guān)系，形成這些關(guān)系的原因，如何利用這些科學(xué)知識解釋和預(yù)測自然現(xiàn)象和各種人工實驗現(xiàn)象，以及認(rèn)識和理解發(fā)生在我們身邊的事情。理解科學(xué)同時還包括分辨科學(xué)和偽科學(xué)的能力，在前人工作的基礎(chǔ)上探索未知世界和未知領(lǐng)域的能力。 理解科學(xué)，必然將要求教學(xué)從過去單純以傳授知識和記憶知識為主轉(zhuǎn)向以學(xué)生通過學(xué)習(xí)知識，提高理解科學(xué)的,能力為主。這就要求學(xué)生要有較為寬廣的、公共的科學(xué)基礎(chǔ)知識，具有了解自己所從事的專業(yè)以外領(lǐng)域的基本知識的愿望。要注意，對大學(xué)生具有較為寬廣的、公共的科學(xué) 基礎(chǔ)知識應(yīng)主要體現(xiàn)在大一級學(xué)科和與本學(xué)科相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科知識上，而不是面面俱到。 理解科學(xué)，必然將要求教學(xué)從過去單純以學(xué)生被動接受知識的過程為主轉(zhuǎn)向以教師引導(dǎo)學(xué)生主動獲取知識的積極學(xué)習(xí)過程為主。積極的學(xué)習(xí)過程主要是指學(xué)習(xí)者身體和頭腦的一種狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，學(xué)生已不能滿足課堂上學(xué)到的知識而常常對發(fā)生在自己身邊的事物產(chǎn)生興趣，并積極探索，學(xué)生也已不能滿足動手活動和簡單的實驗，而愿意理論聯(lián)系實際，系統(tǒng)地、科學(xué)地進(jìn)行思考、闡述。 理解科學(xué)，必然要求教學(xué)從大量要求