對信息與計算科學專業(yè)的認識

1、精選文檔 對信息與計算科學專業(yè)的認識 1引言 在來大學前，我一直很疑惑，我既不想成為一名數(shù)學家，又不想從事于數(shù)學有關的科學研究，那在大學中學習那么多的數(shù)學知識是為什么呢？帶著這個疑惑，我來到了三大，在老師的專業(yè)導論課上我找到了答案。了解到到，原來信息與計算科學是在數(shù)學和電子科學基礎上發(fā)展起來，以信息技術和計算技術的數(shù)學基礎為研究對象的一門新興學科。它以培養(yǎng)學生具有良好的數(shù)學基礎和數(shù)學思維能力，掌握信息與計算科學基礎理論、方法與技能，受到科學研究的訓練，能解決信息技術和科學與工程計算中的實際問題的高級專門人才為目的，既是一門理論性很強的學科，又是一門實踐性很強的學科。明白了，數(shù)學教學是實現(xiàn)學生思

2、維方式的數(shù)學化和培養(yǎng)數(shù)學素養(yǎng)最便捷、可靠的途徑，而思維的數(shù)學化和良好的數(shù)學素養(yǎng)對我們以后的學習和工作很重要2我的認識 在專業(yè)導論的學習中，我們了解到在大學的通才教育觀下，第一流的人才應該具備下列三個條件：具有高尚的品德和良好的人文素養(yǎng)；具有堅實的專業(yè)基礎和深厚的功底；富有創(chuàng)新意識，具有科學的思想方法。 而作為一個理科人才，我們應具備有一個科學的認識，一套科學的方法和一套科學的程序，即能建立在對于事物性質(zhì)、特點和事物發(fā)展與變化規(guī)律的深入的認識基礎之上；尋找、建立，或引用、發(fā)展解決這個問題的一套科學的方法，制定實際解決問題的一套科學的程序，確定第一步做什么，怎么做，第二步做什么，怎么做，確定每一步

3、怎么檢驗，出了問題怎么處理，等等。 同時專業(yè)導論的學習也讓我明白到信息與計算科學是當今科學前沿領域，是除理論研究與實驗以外的第三種科學研究手段，是我國科技發(fā)展規(guī)劃中的重要學科，該專業(yè)以計算科學，信息科學，控制科學和運籌科學為培養(yǎng)方向，以科學與工程計算，計算機圖形學與圖形學與圖像處理，多媒體技術與計算的可視化，大規(guī)模信息存儲與處理，計算機輔助設計等為研究對象。 高等學校計算科學本科專業(yè)培養(yǎng)適應計算科學學科發(fā)展，國家社會發(fā)展與進步事業(yè)實際需要，德、智、體、美全面發(fā)展，具有良好的科學素養(yǎng)和文化修養(yǎng)，系統(tǒng)地、較好地掌握理工科公共基礎知識，較好地掌握本學科基本概念、基本原理、基本方法、基本技術等基礎（理

4、論）知識；理論聯(lián)系實際，受到良好的計算科學基本實驗技術與技能等實踐能力的基本訓練，受到科學研究與實際應用初步訓練的計算科學專門人才。 它要求學生系統(tǒng)地掌握信息與計算科學的基本理論，基本知識和基本技能與方法，受到良好的基礎理論，應用方法和開發(fā)技能的初步訓練；具有較強的程序設計和程序分析能力；能解決工程，經(jīng)濟管理中的一般數(shù)學模型和計算機應用等實際問題。在畢業(yè)后適宜到科研部門和高、中等學校從事科學研究和教學工作；適宜到計算機產(chǎn)業(yè)、重要部門、以及相近學科的有關單位從事計算科學開發(fā)研究、應用與管理等工作；可以繼續(xù)攻讀計算科學及其相關學科的碩士學位 因此，要想成為信息與計算科學專業(yè)的人才，我們必須實現(xiàn)思維

5、方式的數(shù)學化和培養(yǎng)良好的數(shù)學素養(yǎng)。 所謂思維方式的數(shù)學化是指從普通人的思維方式轉向數(shù)學家工作的思維方式。在科學界，數(shù)學家的思維方式與其它學科的學者很不相同。他們認識客觀事物，對客觀事物的觀察和分析，一般并不直接關心事物的物理、化學、生物學等特性，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)量關系、位置關系、結構關系和變換規(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，以此指導人們從一個側面去認識事物。邏輯是嚴格數(shù)學論證和科學論證的主要工具，而數(shù)理邏輯則是從數(shù)學的角度為數(shù)學研究乃至科學研究提供了科學推理的邏輯基礎。由于數(shù)學對客觀事物規(guī)律的描述是建立在嚴格而又抽象

6、的符號推演的基礎之上，因而使得數(shù)學家工作的思維方式與其它學科很不一樣。大多數(shù)數(shù)學家是經(jīng)過嚴格的數(shù)學訓練實現(xiàn)思維方式數(shù)學化的，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)。 下面舉一例子說明思維方式的數(shù)學化的重要性： 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。 我們提供了兩種描述與計算問題的解法，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)學表述也不同。計算機執(zhí)行運算操作時的“機械、死板、嚴格、精密”的特性是數(shù)學與

7、計算科學建立天然聯(lián)系的主要內(nèi)在原因。計算理論業(yè)已表明，理論上，凡是可以由計算機處理的問題，包括問題描述和處理過程，均可以數(shù)學化或形式化，即用數(shù)學符號系統(tǒng)來描述；反之，凡是可以用以離散數(shù)學為代表的構造性數(shù)學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來處理。至于現(xiàn)實是否能行則取決于計算復雜性和實際需要的計算時間和空間。 由此可以看出學習數(shù)學對計算科學專業(yè)工作者的重要性。今天，雖然許多人能夠完成大量計算機應用的任務而并不需要很多的數(shù)學訓練，但這不等于說計算科學不需要高深的數(shù)學，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，

8、而且還由于科學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上已變得較為容易。當然，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專業(yè)在社會分工中確定的范疇，它們大都屬于計算機具體應用（應歸屬各具體學科）的范疇，而不屬于計算機應用（指計算機應用于各學科的共性技術研究）的范疇。對非計算科學專業(yè)從事計算機具體應用的人員來說，數(shù)學也許并不重要，他們只需要懂得怎樣使用各種計算機軟硬件資源，如編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、有關的硬件接口、各種軟件工具和應用軟件程序包的使用就可以了，但對計算科學專業(yè)人員，沒有堅實的數(shù)學基礎，就不可能從事較高起點的，而且是

9、其它學科專業(yè)人員不能勝任的計算科學專業(yè)技術工作，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、方法和技術的問題。由此可見思維過程的數(shù)學化對計算科學專業(yè)人員的重要性。通過數(shù)學教學途徑來實現(xiàn)學生思維方式的數(shù)學化是最便捷、可靠的途徑。 所謂科學素養(yǎng)是指一個人參加人類的智力活動所必須具備的科學概念、知識水平和對智力活動過程的理解能力。在日常生活中，科學素養(yǎng)反映在人們對感興趣的事情充滿好奇心，能夠理解事情、發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、參與討論、解決問題或找到解決問題的途徑和方法。在所從事的專業(yè)工作中，科學素養(yǎng)反映在人們對自己的工作具有創(chuàng)造性和較高的學術深度，安照科學規(guī)律辦事，不滿足已經(jīng)取得的成就。要培養(yǎng)學

10、生良好的科學素養(yǎng)，就必須在教學中特別注重貫徹正確的思想方法。正確的思想方法不是一個人與生俱來的，也不是從天上掉下來的，它只能來源于學生的實踐。對每一個大學計算科學專業(yè)的學生來說，正確的思想方法只能在科學的基本原理、原則的基礎上，在教與學的過程中，在理論與實踐相結合的教學活動中，通過從具體到抽象，從抽象到具體的反復學習、思考、練習、實踐和體會，由自己總結得到。 我們提倡的是：一個對問題的正確的思想認識，一組解決問題的科學方法，一套嚴密的操作程序。一個人按照這樣一種思想方法開展工作，實際上也就是初步具備了科學的態(tài)度和正確的思想方法，處理問題的結果也常常比較好，這也是一個人是否具有良好的科學素養(yǎng)的重

11、要標志之一。 同時，科學素養(yǎng)也包含著一個人的科學精神，表現(xiàn)在具有實事求是的科學態(tài)度，腳踏實地的工作作風，平常而又良好的心態(tài)與科學道德，堅持和維護真理的秉性，獻身人類進步事業(yè)的精神 而當通過數(shù)學教育，使我們真正具有數(shù)學素養(yǎng)與良好數(shù)學思維時，我們的計算科學專業(yè)能力的具體能力就會體現(xiàn)出來： 閱讀、理解科學技術文獻上的新知識，特別是用數(shù)學形式表述的科學論文、技術報告的內(nèi)容，能夠較快地掌握新知識； 計算機實際操作，工具的使用，以及軟硬件實驗應用操作的能力； 硬件設計、數(shù)字邏輯系統(tǒng)設計及其實現(xiàn)、維修的能力； 軟件設計、算法設計、程序設計、程序證明的能力； 在前人工作的基礎上，提出新思想、新概念、新方法、新

12、技術、新理論，并加以數(shù)學論證，或通過設計與實驗驗證的能力。 3我的思考 因此，我們在面對數(shù)學學習時，不應太片面地認為以后不需要用到數(shù)學知識就輕視數(shù)學學習，而是應該以培養(yǎng)自己思維的數(shù)學化和良好的數(shù)學素養(yǎng)為目標，重視數(shù)學學科的學習。 我認為在學習數(shù)學學科時候，首先，我們要注意不要閱讀太多的參考資料，因為大一的新生不具備使用多種版本學習資料的能力。 其次，最重要的是，我們要深入學習我們專業(yè)所開設的課程，并在此基礎上把自己培養(yǎng)成一個具有創(chuàng)新能力的人才。可能有人認為一個人讀的書越多，思想受到的束縛也可能越多，創(chuàng)新也就變得越困難，這似乎是一個矛盾。但其實這是錯誤的，因為創(chuàng)新不等于異想天開，它是建立在對問題

13、深刻理解的基礎上的，某些人由于太多讀書而受到書本的束縛從而失去創(chuàng)新能力，只是因為他并沒有真正深入，而不能說明創(chuàng)新與深入學習有矛盾。在這里強調(diào)一下：深入不在于博學。深入需要把所學的知識整合到自己的思維系統(tǒng)和知識結構中，從而融入思想。如果沒有自己的思想體系，只一味地接受知識，必然使頭腦雜亂，失去創(chuàng)新能力。 最后，在學習過程中，我們可能會發(fā)現(xiàn)在大學學習中，具體的知識即使很難，也是容易學習的。學習新知識可能比發(fā)現(xiàn)新知識更容易。但我們要明白學習具體的知識是基礎，更重要的是學習科學的思想方法。如果一個人能夠將所學知識進行系統(tǒng)的整理，從具體的領域知識中歸納、提煉、總結出科學的方法，特別是科學的思想方法，這正體現(xiàn)了理解科學和人的科學素養(yǎng)。創(chuàng)新要靠科學素養(yǎng)和理解科學，靠科學的思想方法。有了科學的思想方法，我們就能夠有針對性地在今后的學習和工作中，對于認識的對象進行多層次、多視角、全方位、立體地進行審視和觀察，運用已經(jīng)掌握的知識和科學的方式方法展開工作，在深入中依靠科學的思想方法擺脫教條的束縛，有針對性地探索前進，而不是盲目發(fā)展?？茖W的