計算科學教學計劃與課程體系

第四章計算科學教學計劃與課程體系4.1計算科學（專業(yè)）的培養(yǎng)規(guī)格和目標高等學校計算科學專業(yè)本科以上教育主要是為計算機產(chǎn)業(yè)，重要部門的計算機應(yīng)用，中、高等學校教學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，中等以上學校和科研院所。但是，市場經(jīng)濟的發(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人才的需求各不相同，因此，在高等學校，本科計算科學（專業(yè)）教育常存在兩種基本的培養(yǎng)模式?！?/p>

研究生教育?研究生培養(yǎng)規(guī)格和目標高等學校計算科學專業(yè)研究生教育培養(yǎng)適應(yīng)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、較好地掌握本學科公共基礎(chǔ)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(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基本實驗技術(shù)與技能等實踐能力的基本訓練，受到科學研究與實際應(yīng)用訓練的計算科學專門人才。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。計算科學碩士研究生教育的培養(yǎng)規(guī)格和目標是：⑴為未來從事計算科學學科教學、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)；⑵畢業(yè)生應(yīng)了解整個學科當前的發(fā)展現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，了解學科發(fā)展的一般規(guī)律，掌握學科深入發(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；⑶具有在較高的起點上，即能夠在閱讀和正確理解相當于國際重要學術(shù)刊物，包括國內(nèi)“計算機學報”、“軟件學報”、“計算機研究與發(fā)展”等同檔刊物（注：以國務(wù)院學位委員會評估文件為準）一個方向上若干學術(shù)論文和技術(shù)報告的起點上，獨立開展學術(shù)研究或?qū)I(yè)技術(shù)工作的能力；⑷具有對一些計算科學技術(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確估計的能力；⑸理論聯(lián)系實際，具有運用所學專業(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)達到如下培養(yǎng)規(guī)格和目標：⑴在計算科學學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、典型實例和學科形態(tài)方面，應(yīng)具有本學科比較廣博的專業(yè)基礎(chǔ)知識，進一步掌握學科深入發(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)；⑵具有在較高的起點上，即能夠在閱讀和正確理解相當于國際一流學術(shù)刊物一個方向上若干學術(shù)論文和技術(shù)報告的起點上，獨立開展有創(chuàng)造性的學術(shù)研究或?qū)I(yè)技術(shù)工作的能力，或主持有學術(shù)深度的專業(yè)技術(shù)工作?！癖究粕逃?本科生培養(yǎng)規(guī)格和目標高等學校計算科學本科專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)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(chǔ)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(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基本實驗技術(shù)與技能等實踐能力的基本訓練，受到科學研究與實際應(yīng)用初步訓練的計算科學專門人才。畢業(yè)生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(guān)單位從事計算科學開發(fā)研究、應(yīng)用與管理等工作；可以繼續(xù)攻讀計算科學及其相關(guān)學科的碩士學位。其中，計算科學專業(yè)第一類（A類）教學計劃是以培養(yǎng)計算科學學術(shù)人才和技術(shù)人才，著眼于學生未來成為主任工程師、總工程師、教授、學者和高級專業(yè)管理部門主管官員為具體目標；第二類（B類）教學計劃是以培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)熟練的軟硬件生產(chǎn)、開發(fā)、經(jīng)營、維護工程師，以及專業(yè)技術(shù)管理工程師為具體目標。兩種教育模式各有側(cè)重和特點。在教學內(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)。

計算科學本科生A類教育模式的培養(yǎng)規(guī)格和目標是：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：⑴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，受到良好的科學思維和科學實驗的基本訓練；⑵畢業(yè)生應(yīng)初步了解整個學科的知識組織結(jié)構(gòu)、學科形態(tài)、典型方法、核心概念和學科基本工作流程方式，初步了解學科當前的發(fā)展現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，掌握計算科學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，為未來在計算科學領(lǐng)域從事一般教學、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)；⑶畢業(yè)生應(yīng)初步具有進一步深入掌握學科核心基礎(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；⑷能通過文獻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：⑴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)；⑵通過積極參與學校的文化建設(shè)，在文藝修養(yǎng)、審美情趣、言談舉止、禮儀風貌等方面達到一定水平。

計算科學本科生B類教育模式的培養(yǎng)規(guī)格和目標是：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：⑴為未來從事計算科學學科一般應(yīng)用、開發(fā)、維護、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)，為未來在本學科掌握流行新方法和新技術(shù)提供一個計算科學核心的專業(yè)知識基礎(chǔ)；⑵畢業(yè)生應(yīng)初步了解整個學科的知識組織結(jié)構(gòu)、學科形態(tài)、典型方法、核心概念和學科基本工作流程方式，初步了解當前的發(fā)展現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，掌握計算科學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；⑶熟悉某一種或若干種流行的計算機系統(tǒng)（包括硬件、軟件工具和環(huán)境），在操作使用計算機進行數(shù)據(jù)處理，維護、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；⑷理論聯(lián)系實際，具有運用所學專業(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（專業(yè)）參考教學計劃與課程體系（略）4.3如何學好計算科學根據(jù)多年的教學實踐經(jīng)驗，學生最關(guān)心的也是最重要的問題有以下四個：⑴如何實現(xiàn)思維方式的數(shù)學化？⑵計算科學專業(yè)各學期重點課程有哪些？⑶實驗課程在計算科學教學計劃中的作用和地位是什么？⑷如何提高專業(yè)能力？下面，我們就這四個問題進行詳細的討論。

●如何實現(xiàn)思維方式的數(shù)學化在計算科學教育界，高等學校的教師們普遍都承認數(shù)學教育對學生學習計算科學專業(yè)知識的重要性。但重要性體現(xiàn)在哪里呢？我們認為：數(shù)學教育對計算科學專業(yè)人才的培養(yǎng)有兩個目的：一是通過教學使學生掌握進一步學習這一學科所需要的數(shù)學基礎(chǔ)知識；二是通過嚴格的數(shù)學訓練，使學生實現(xiàn)思維方式或思維過程的數(shù)學化。如何來實現(xiàn)思維方式的數(shù)學化呢？這是許多學生普遍有疑問而且又感興趣的問題。下面，我們從思維方式數(shù)學化的定義出發(fā)發(fā)，討論這一一觀點的內(nèi)在在涵義及其實實現(xiàn)途徑，進進而提出實際際操作方法，，并結(jié)合例子子作詳細說明明。所謂思維方式式的數(shù)學化是是指從普通人人的思維方式式轉(zhuǎn)向數(shù)學家工作的的思維方式。。在科學界，，數(shù)學家的思思維方式與其其它學科的學學者很不相同同。他們認識識客觀事物，，對客觀事物物的觀察和分分析，一般并并不直接關(guān)心心事物的物理理、化學、生生物學等特性性，而是通過過對事物的抽抽象，運用特特殊的符號或或語言系統(tǒng)，，研究事物在在空間中的數(shù)數(shù)量關(guān)系、位位置關(guān)系、結(jié)結(jié)構(gòu)關(guān)系和變變換規(guī)律，研研究具有共同同抽象概念、、性質(zhì)的一類類事物的某些些內(nèi)在規(guī)律，，以此指導(dǎo)人人們從一個側(cè)側(cè)面去認識事事物。邏輯是是嚴格數(shù)學論論證和科學論論證的主要工工具，而數(shù)理理邏輯則是從從數(shù)學的角度度為數(shù)學研究究乃至科學研研究提供了科科學推理的邏邏輯基礎(chǔ)。由由于數(shù)學對客客觀事物規(guī)律律的描述是建建立在嚴格而而又抽象的符符號推演的基基礎(chǔ)之上，因因而使得數(shù)學學家工作的思思維方式與其其它學科很不不一樣。大多多數(shù)數(shù)學家是經(jīng)過嚴格的的數(shù)學訓練實實現(xiàn)思維方式式數(shù)學化的，，但要將這種種思維方式上上升為系統(tǒng)的的理性思維方方式，則主要要取決于人們們的數(shù)理邏輯輯或形式邏輯輯的修養(yǎng)。為了增加讀者者的感性認識識，進一步加加深大家對數(shù)數(shù)學重要性的的認同，我們們先舉幾個實實例。例給定一個字符符串長度不超超過m的集合合，請將集合合中的每一個個字符串反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一下（或稱稱調(diào)個個兒））。例如，對對字符串a(chǎn)bc，就是求求cba。注注意，除最終終的輸出外不不允許使用輸輸入/輸出操操作。本書提供了兩兩種描述與計計算問題的解解法，可能還還有更好的解解法。顯然，，由于解題過過程思想方法法的不同，數(shù)數(shù)學表述也不不同。計算機執(zhí)行運運算操作時的的“機械、死死板、嚴格、、精密”的特特性是數(shù)學與與計算科學建建立天然聯(lián)系系的主要內(nèi)在在原因。計算算理論業(yè)已表表明，理論上上，凡是可以以由計算機處處理的問題，，包括問題描述述和處理過程程，均可以數(shù)數(shù)學化或形式式化，即用數(shù)數(shù)學符號系統(tǒng)統(tǒng)來描述；反反之，凡是可可以用以離散散數(shù)學為代表表的構(gòu)造性數(shù)數(shù)學描述的問問題及其處理理過程，只要要論域是有窮的，或雖論論域為無窮但但存在有窮表表示，也一定定能夠用計算算機來處理。。至于現(xiàn)實是是否能行則取取決于計算復(fù)復(fù)雜性和實際際需要的計算算時間和空間間。由此可以看出出學習數(shù)學，，特別是學習習以離散數(shù)學學為代表的構(gòu)構(gòu)造性數(shù)學對對計算科學專專業(yè)工作者的的重要性。今今天，雖然許許多人能夠完完成大量計算算機應(yīng)用的任任務(wù)而并不需需要很多的數(shù)數(shù)學訓練，但但這不等于說說計算科學不不需要高深的的數(shù)學，原因因是僅憑直覺覺和經(jīng)驗就能能順利處理的的那些問題，，不僅說明了了這些問題是是足夠簡單的的，而且還由由于科學家和和工程師們所所做的大量前前期工作使得得其中一些原原來困難的問問題在前人工工作的基礎(chǔ)上上已變得較為為容易。當然然，在這些足足夠簡單的問問題中有許多多問題的處理理工作在性質(zhì)質(zhì)上本不屬于于計算科學專業(yè)在社社會分工中中確定的范范疇，它們們大都屬于于計算機具具體應(yīng)用（（應(yīng)歸屬各各具體學科科）的范疇疇，而不屬屬于計算機機應(yīng)用（指指計算機應(yīng)應(yīng)用于各學學科的共性性技術(shù)研究究）的范疇疇。對非計算科學學專業(yè)從事事計算機具具體應(yīng)用的的人員來說說，數(shù)學也也許并不重重要，他們們只需要懂懂得怎樣使使用各種計計算機軟硬硬件資源，，如編譯程程序、操作作系統(tǒng)、數(shù)數(shù)據(jù)庫管理理系統(tǒng)、有有關(guān)的硬件件接口、各各種軟件工工具和應(yīng)用用軟件程序序包的使用用就可以了了，但對計計算科學專專業(yè)人員，，沒有堅實實的數(shù)學基基礎(chǔ)，就不不可能從事事較高起點點的，而且且是其它學學科專業(yè)人人員不能勝勝任的計算算科學專業(yè)業(yè)技術(shù)工作作，特別是是那些需要要專業(yè)人員員自己尋找找解決問題題的途徑、、理論、方方法和技術(shù)術(shù)的問題。。由此可見見思維過程程的數(shù)學化化對計算科科學專業(yè)人人員的重要要性。學習數(shù)學基基礎(chǔ)課程是是實現(xiàn)思維維方式數(shù)學學化的有效效途徑。然然而，由于于計算機處處理能力上上的離散特特性，以及及受專業(yè)學學制年限的的制約，對對于計算科科學專業(yè)的的本科學生生，還不能能也沒有充分必必要地象普普通數(shù)學專專業(yè)的學生生那樣學習習大多數(shù)基基礎(chǔ)數(shù)學專專業(yè)的數(shù)學學課程。按按照計算科科學專業(yè)數(shù)數(shù)學教育的的兩個目的的，教學的的重點應(yīng)是是離散數(shù)學學和少量理理論計算機機科學的內(nèi)容。但但是，計算算科學專業(yè)業(yè)后續(xù)課程程中廣泛出出現(xiàn)各種應(yīng)應(yīng)用數(shù)學知知識的情況況和事實上上對學習離離散數(shù)學與與理論計算算機科學必必須具有較較好的數(shù)學學修養(yǎng)的要要求，使我我們的教學學不可能直直接從一年年級就進入入構(gòu)造性數(shù)數(shù)學的教學學環(huán)節(jié)，實現(xiàn)現(xiàn)思思維維方方式式數(shù)數(shù)學學化化的的步步驟驟必必須須分分兩兩個個階階段段來來完完成成。。第一一階階段段，通通過過對對空空間間解解析析幾幾何何、、數(shù)數(shù)學學分分析析、、高高等等代代數(shù)數(shù)、、常常微微分分方方程程、、概概率率統(tǒng)統(tǒng)計計、、計計算算方方法法等等數(shù)數(shù)學學課課程程的的學學習習，，使使學學生生熟熟悉悉和和習習慣慣于于使使用用數(shù)數(shù)學學語語言言和和符符號號系系統(tǒng)統(tǒng)對對研研究究的的數(shù)數(shù)學學對對象象進進行行嚴嚴格格的的分分析析、、表表述述、、計計算算和和推推演演，，為為學學習習后后續(xù)續(xù)課課程程打打下下堅堅實實的的數(shù)數(shù)學學基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，初初步步實實現(xiàn)現(xiàn)思思維維方方式式的的數(shù)數(shù)學學化化，，初初步步達達到到數(shù)數(shù)學學上上的的某某種種成成熟熟性性。。第二二階階段段，數(shù)數(shù)學學學學習習轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向以以計計算算科科學學為為背背景景的的離離散散數(shù)數(shù)學和和理理論論計計算算機機科科學學的的學學習習，，特特別別是是通通過過對對數(shù)數(shù)理理邏邏輯輯的的系系統(tǒng)統(tǒng)學學習習，，使使學學生生將將思思維維方方式式由由感感性性逐逐步步上上升升為為系系統(tǒng)統(tǒng)的的理理性性思思維維方方式式，，進進一一步步實實現(xiàn)現(xiàn)思思維維方方式式的的數(shù)數(shù)學學化化，，最最終終使使學學生生達達到良良好好的的數(shù)數(shù)學學上上的的某某種種成成熟熟性性。。通過過數(shù)數(shù)學學教教學學途途徑徑來來實實現(xiàn)現(xiàn)學學生生思思維維方方式式的的數(shù)數(shù)學學化化是是最最便便捷捷、、可可靠靠的的途途徑徑。。計算算科科學學創(chuàng)創(chuàng)新新研研究究與與開開發(fā)發(fā)能能力力的的高高低低主主要要取取決決于于研研究究開開發(fā)發(fā)者者的的數(shù)數(shù)學學基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，特特別別是是數(shù)數(shù)學學上上的的某某種種成成熟熟性性和和思思維維方方式式的的數(shù)數(shù)學學化化。。數(shù)數(shù)學學上上的的成成熟熟性性和和思思維維方方式式的的數(shù)數(shù)學學化化不不是是一一般般工工科科數(shù)數(shù)學學教教學學所所能能實實現(xiàn)現(xiàn)的的。。在第一一階階段段的數(shù)數(shù)學學教教育育中中，，重重要要的的是是教教學學中中要要在在諸諸如如數(shù)數(shù)學學分分析析中中的的極極限限理理論論、、閉閉區(qū)區(qū)間間上上連連續(xù)續(xù)函函數(shù)數(shù)的的性性質(zhì)質(zhì)、、導(dǎo)導(dǎo)數(shù)數(shù)與與不不定定積積分分的的關(guān)關(guān)系系、、定定積積分分理理論論、、級級數(shù)數(shù)理理論論，，高高等等代代數(shù)數(shù)中中多多項項式式理理論論、、矩矩陣陣理理論論、、線線性性空空間間與與線線性性變變換換、、二二次次形形理理論論，，常常微微分分方方程程中中常常系系數(shù)數(shù)線線性性方方程程理理論論、、微微分分方方程程一一般般理理論、定性理論論等若干數(shù)學學課程中有深深度的內(nèi)容上上下功夫。這這不僅因為數(shù)數(shù)學分析、高高等代數(shù)、常常微分方程曾曾經(jīng)是早期數(shù)數(shù)學專業(yè)最重重要的三項基基礎(chǔ)課程，而而且還由于這這三門課程所代表的分析析方法、代數(shù)數(shù)方法以及微微分方程的方方法能使學生生學會和初步步掌握使用數(shù)數(shù)學語言或符符號系統(tǒng)處理理問題的基本本方法，熟悉悉和習慣于這這種抽象的符符號表示與演演算形式，初初步學會抽象象思維方法。。實踐告訴我我們，采用面面向一般理工工科專業(yè)高等等數(shù)學和線性性代數(shù)課程的的教材、學時時數(shù)和大綱組組織教學，并并不能實現(xiàn)第第一階段的目目標?？梢娫谠趦?nèi)容的形式式上對初步實實現(xiàn)思維方式式數(shù)學化起主主要作用的并并不是有關(guān)課課程中的計算算及其熟練程程度，而是各各種反映事物物抽象概念的的定義、反映映事物內(nèi)在規(guī)規(guī)律的定理及及其推演證明明方法。在這一階段的的教學中，學學生應(yīng)注意以以下幾個事項項：⑴不同的學學校由于生源源不一樣，學學生入學時有有一些差距。。但只要堅持持質(zhì)量第一，，寧可慢一些些，甚至比名名牌大學少學學一點，也同樣樣可以實現(xiàn)第第一階段的目目標。我國80年代培養(yǎng)養(yǎng)的計算科學學畢業(yè)生中，，有相當一批批拔尖的學者者是非重點大大學培養(yǎng)的本本科畢業(yè)生，，這是一個很很有說服力的的例子。學生生應(yīng)當下決心和和苦功夫把數(shù)數(shù)學學好。一一旦教師教學學進度過快，，應(yīng)及時向教教師提出，調(diào)調(diào)整教學進度度；⑵應(yīng)建議和和要求學校使使用國內(nèi)外優(yōu)優(yōu)秀教材，不不必要也盡可可能避免過多多地借閱和參參考其它教材材。因為低年年級大多數(shù)學學生不具備同同時接受幾個個（教材）體體系的能力。。而且，好的的教材具有能能使學生準確確、完整理解解內(nèi)容足夠多多的信息；⑶教材中的的習題原則上上學生應(yīng)全部部做，并以中中等水平完成成此工作量的的75－80％來衡量教教師的教學進進度。學習有有余力的學生生還應(yīng)主動多多讀幾遍教材材內(nèi)容，多做做一些教材以以外的習題并并得到及時的的答疑和批改改。每一個學學生應(yīng)力求獨獨立自主地學學習數(shù)學課程程，尤其不能能抄襲別人的的作業(yè)，但可可以和同學討討論問題。有有經(jīng)驗的教師師都知道，學學習數(shù)學，不不經(jīng)過反復(fù)閱讀、、思考、演算算、探索、體體會來掌握所所學的內(nèi)容，，沒有經(jīng)過一一定數(shù)量各種種類型習題的的解題實踐，，要學好數(shù)學學是不現(xiàn)實的的；⑷應(yīng)主動要要求任課教師師加強課外輔輔導(dǎo)和答疑。。初入大學校校門的學生，，由于一時不不適應(yīng)大學的的學習，也由由于大學的數(shù)數(shù)學在內(nèi)容上上對學生有壓壓力，及時輔輔導(dǎo)和答疑是是極其重要的的。一般地，，每門課程每每周應(yīng)安排二二次輔導(dǎo)和答答疑，以便及及時發(fā)現(xiàn)和解解決問題，調(diào)調(diào)整教學進度度。在第二階段的數(shù)學教育中中，數(shù)學的教教學內(nèi)容是以以計算科學為為背景的離散散數(shù)學和理論論計算機科學學，目標是進進一步實現(xiàn)思思維方式的數(shù)數(shù)學化，最終終使學生達到到良好的數(shù)學學上的某種成成熟性,同時時，在計算科科學基礎(chǔ)理論論方面初步打打下良好的基基礎(chǔ)。在這一一階段的教學學中，學生要要特別注意根根據(jù)教師的引引導(dǎo)，借助計計算科學的背背景，在近世世代數(shù)、集合合論、圖論、、數(shù)理邏輯、、可計算性理理論、形式語語言與自動機機理論等課程中將理論論、抽象、設(shè)設(shè)計三個過程程，若干學科科的核心概念念與典型方法法貫穿在教學學過程的始終終，并在某些些課程如集合合論、數(shù)理邏邏輯的教學中中真正理解并并能夠有針對對性地對一些內(nèi)容賦予哲哲學解釋。在這一階段的的教學中，有有以下幾個注注意事項：⑴應(yīng)下大力力氣把離散數(shù)數(shù)學學好。學學習中還應(yīng)注注意其內(nèi)容與與計算科學的的背景相聯(lián)系系，與發(fā)生在在身邊的事情情相聯(lián)系；⑵有人認為為計算科學專專業(yè)還應(yīng)學習習一些數(shù)論和和組合數(shù)學的的內(nèi)容，理由由是有一些計計算科學的文文獻中出現(xiàn)了了這方面的內(nèi)內(nèi)容?？紤]到到這些內(nèi)容在在圖論和集合合論中有一些些是相重的，，在方法和學學術(shù)深度方面面相近，四年年制的學生可可以不學。與與其泛泛地介介紹一些各方方面的內(nèi)容，，不如認真地地學好一門課課程。有了相相應(yīng)的能力，，學生今后在在工作中不難難看懂這方面面的文獻，補補上相應(yīng)的知知識。⑶離散數(shù)數(shù)學的教學不不應(yīng)該采用CAI方式。。數(shù)學的學習習是一種思維的訓訓練和智力的的活動，許多多情況下要靠靠學生反復(fù)閱閱讀、思考和和演算來掌握握所學的內(nèi)容容，而不能依依賴于提示和和借助圖形來來學習。因為為后者往往使使讀者對知識識的掌握不牢固，并沒有有真正提高學學術(shù)水平和能能力。當?shù)诙A段的的數(shù)學教學與與計算科學專專業(yè)課程的教教學因內(nèi)容相相聯(lián)系同步進進行時，通過過理論與實際際背景的對應(yīng)應(yīng)，以及有相相當深度的數(shù)數(shù)學訓練（包包括理論計算算機科學的初初步訓練），，進一步實現(xiàn)現(xiàn)思維方式的的數(shù)學化并使使學生達到數(shù)數(shù)學上的某種種成熟性是有有保證的，這這已為國內(nèi)外外一些成功的的辦學實踐所所證實。一旦旦具有堅實的的計算科學數(shù)數(shù)學基礎(chǔ)的學學生在按部就就班地學習了了有關(guān)計算科科學專業(yè)課程程之后，分析析問題和解決決問題的能力力就比較容易易形成?！裼嬎憧茖W專業(yè)業(yè)各學期重點點課程（略））●實驗課程在計計算科學教學學計劃中的作作用和地位實驗教學是學學科教學過程程中的重要環(huán)環(huán)節(jié)。但應(yīng)該該認識到實驗驗教學與基礎(chǔ)礎(chǔ)（理論）教教學相比是相相對次要的工工作。大學教育重在在基礎(chǔ)。實驗驗內(nèi)容主要是是從學科知識識組織結(jié)構(gòu)出出發(fā)，選擇最最能反映本學學科基本實驗驗技術(shù)的實驗驗內(nèi)容組織教教學。作為一一個訓練有素素的科學人才才，計算科學學實驗工作應(yīng)應(yīng)該在理論指指導(dǎo)下進行，，而不是在盲盲目地摸索中中獲取知識，，應(yīng)倡導(dǎo)理論論與實踐相結(jié)結(jié)合的工作作作風。學校強調(diào)的是是學生在校期期間應(yīng)在本學學科的基本實實驗技術(shù)和實實驗方法方面面打下良好的的基礎(chǔ)，其良良好的重要標標志應(yīng)該是學學生實驗動手手能力的提高高，而不是單單純完成實驗驗的速度。實驗教學要達達到以下幾個個目的：⑴學生應(yīng)該該通過實驗教教學理解課堂堂上講授的原原理、方法和和技術(shù)怎樣通通過實驗反映映，即怎樣在在軟件和硬件件的設(shè)計、實現(xiàn)和調(diào)試中中反映出來；；⑵學生應(yīng)該該通過實驗教教學了解哪些些是計算科學學最基本的實實驗技術(shù)并掌掌握這些技術(shù)術(shù)，如何進一一步掌握其它它一些實驗技技術(shù)，即學會會掌握實驗室室技術(shù)的一般般方法；⑶學生應(yīng)該該通過實驗教教學認識到實實驗方法的重重要性。可以以從實驗?zāi)繕藰伺c技術(shù)要求求，構(gòu)思設(shè)計計試驗，實際際操作實現(xiàn)步步驟，實驗數(shù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分分析，研究結(jié)結(jié)果的正確陳陳述，與其它它實驗的比較較，以及思考考如何總結(jié)和和改進實驗、、構(gòu)思新實驗驗中獲得體會會；⑷學生應(yīng)該該通過實驗教教學養(yǎng)成良好好的實驗習慣慣，重視理論論聯(lián)系實際，，正確設(shè)計實實驗，完成基基本操作，通通過實驗和實實驗報告反映映正確的思想想方法和實驗驗?zāi)芰?。在實驗教學中中，當一個單單元實驗結(jié)束束后，每個學學生應(yīng)該獨立立完成實驗報報告，這將有有助于學生在在撰寫科技報報告和論文方方面得到訓練練，在正規(guī)的的實驗教學中中得到基本的的訓練?！袢绾翁崽岣邔I(yè)能能力計算科科學專專業(yè)能能力主主要通通過以以下幾幾方面面的具具體能能力體體現(xiàn)出出來。。⑴借借助專專業(yè)科科技文文獻資資料，，迅速速掌握握新知知識的的能力力；⑵分分析現(xiàn)現(xiàn)有的的軟硬硬件產(chǎn)產(chǎn)品，，進行行仿制制開發(fā)發(fā)、二二次開開發(fā)和和維修修的能能力；；⑶根根據(jù)新新思想想，設(shè)設(shè)計軟軟硬件件系統(tǒng)統(tǒng)進行行試驗驗開發(fā)發(fā)的能能力；；⑷對對實際際計算算問題題，運運用科科學的的方法法，立立足現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)設(shè)備進進行計計算處處理的的能力力；⑸在在前人人工作作的基基礎(chǔ)上上，進進行新新概念念、新新思想想、新新方法法新技技術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新研研究的的能力力。從技術(shù)術(shù)能力力的角角度觀觀察，，計算算科學學專業(yè)業(yè)能力力主要要集中中在以以下幾幾個方方面：：⑴閱閱讀、、理解解科學學技術(shù)術(shù)文獻獻上的的新知知識，，特別別是用用數(shù)學學形式表表述的的科學學論文文、技技術(shù)報報告的的內(nèi)容容，能能夠較較快地地掌握握新知知識；；⑵計計算機機實際際操作作，工工具的的使用用，以以及軟軟硬件件實驗驗應(yīng)用用操作作的能能力；；⑶硬硬件設(shè)設(shè)計、、數(shù)字字邏輯輯系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計計及其其實現(xiàn)現(xiàn)、維維修的的能力力；⑷軟軟件設(shè)設(shè)計、、算法法設(shè)計計、程程序設(shè)設(shè)計、、程序序證明明的能能力；；⑸在在前人人工作作的基基礎(chǔ)上上，提提出新新思想想、新新概念念、新新方法法、新新技術(shù)術(shù)、新新理論論，并并加以以數(shù)學學論證證，或或通過過設(shè)計計與實實驗驗驗證的的能力力。盡管列出了了上述專業(yè)業(yè)能力的項項目，但并并不是要求求所有人都都無一遺漏漏地全面掌掌握。事實實上，作為為現(xiàn)代科學學技術(shù)的一個學科，，一個人只只要具有較較好的專業(yè)業(yè)基礎(chǔ)知識識，較好地地掌握其中中某一、二二個方面的的能力就已已經(jīng)相當不不容易了。。作為本科科學生，大大多數(shù)讀者者從今后從從事的職業(yè)業(yè)工作特點點考慮，比較關(guān)心⑵⑵、⑶、⑷⑷幾方面的的能力自己己能否達到到。根據(jù)多多年的經(jīng)驗驗，計算機機實際操作作，工具的的使用，以以及軟硬件件實驗應(yīng)用用操作的基基本能力是是所有學生生都比較容容易達到的的。讀者只只需要根據(jù)據(jù)學校的安安排，認真真完成實驗驗課程的學學習任務(wù)，，并在今后后的工作崗崗位上不斷斷實踐，就就能具備較較強的能力力。但是，，⑴和⑸的的能力卻不不是那么容容易提高的的。一個人人要想在這這兩方面得得到提高，，必須要從從一年級的的數(shù)學基礎(chǔ)礎(chǔ)課程開始始，數(shù)年如如一日地在在學習數(shù)學學、理論計計算機科學學、計算機機科學技術(shù)術(shù)理論等課課程中，從從嚴要求自自己，日積積月累，同同時注重學學習正確的的思想方法法，才能后后積薄發(fā)。。關(guān)于硬件件設(shè)計、數(shù)數(shù)字邏輯系系統(tǒng)設(shè)計及及其實現(xiàn)、、維修的能能力和軟件件設(shè)計、算算法設(shè)計、、程序設(shè)計計的能力，，讀者應(yīng)該該注意，這這兩方面的的能力并不是通通過對應(yīng)的的專業(yè)（基基礎(chǔ)）課程程學習就能能夠得到迅迅速提高的的，而是要要通過其它它相關(guān)課程程的學習和和實踐才能能真正較快快地提高專專業(yè)技術(shù)能能力。4.4.理理解科學學與科學素素養(yǎng)作為第三章章的結(jié)束語語，我們要要強調(diào)兩點點，即理解科學和培養(yǎng)良好好的科學素養(yǎng)。所謂理解科學是指一個人人對多種科科學知識的的綜合結(jié)構(gòu)構(gòu)的了解。。其中包括括最基本的的科學原理理，科學思思想之間的的關(guān)系，形形成這些關(guān)關(guān)系的原因因，如何利利用這些科科學知識解解釋和預(yù)測測自然現(xiàn)象象和各種人人工實驗現(xiàn)現(xiàn)象，以及及認識和理理解發(fā)生在在我們身邊邊的事情。。理解科學學同時還包包括分辨科科學和偽科科學的能力力，在前人人工作的基基礎(chǔ)上探索索未知世界界和未知領(lǐng)領(lǐng)域的能力力。理解科學，必然將要要求教學從從過去單純純以傳授知知識和記憶憶知識為主主轉(zhuǎn)向以學學生通過學學習知識，，提高理解解科學的能力為主。。這就要求求學生要有有較為寬廣廣的、公共共的科學基基礎(chǔ)知識，，具有了解解自己所從從事的專業(yè)業(yè)以外領(lǐng)域域的基本知知識的愿望望。要注意意，對大學學生具有較較為寬廣的的、公共的的科學基礎(chǔ)知識應(yīng)應(yīng)主要體現(xiàn)現(xiàn)在大一級級學科和與與本學科相相關(guān)的基礎(chǔ)礎(chǔ)學科知識識上，而不不是面面俱俱到。理解科學，必然將要要求教學從從過去單純純以學生被被動接受知知識的過程程為主轉(zhuǎn)向向以教師引引導(dǎo)學生主主動獲取知知識的積極極學習過程程為主。積積極的學習習過程主要要是指學習習者身體和和頭腦的一一種狀態(tài)。。在這種狀狀態(tài)下，學學生已不能能滿足課堂堂上學到的的知識而常常常對發(fā)生生在自己身身邊的事物物產(chǎn)生興趣趣，并積極極探索，學學生也已不不能滿足動動手活動和和簡單的實實驗，而愿愿意理論聯(lián)聯(lián)系實際，，系統(tǒng)地、、科學地進進行思考、、闡述。理解科學，必然要求求教學從大大量要求學學生死記硬硬背知識的的教學方式式中解脫出出來，而突突出最重要要的知識，，貫徹少而而精，加強強科學技術(shù)術(shù)能力方面面的培養(yǎng)，，具有科學學哲學的思思想基礎(chǔ)，正正確的思想想方法。理解科學，實際上是是素質(zhì)教育育的必然要要求。要從從應(yīng)試教育育轉(zhuǎn)向素質(zhì)質(zhì)教育，計計算科學專專業(yè)就必須須在專業(yè)教教學中貫徹徹基礎(chǔ)厚實，理理論聯(lián)系實實際，激發(fā)發(fā)、探索新新知識的興興趣，培養(yǎng)養(yǎng)創(chuàng)新能力力，塑造科科學精神的的教育思想想，真正從從應(yīng)試教育育轉(zhuǎn)向素質(zhì)質(zhì)教育，還還教育功能能的本來面面貌。我們在計算算科學專業(yè)業(yè)的學生培培養(yǎng)目標中中將具有良良好的科學素養(yǎng)作為一項指指標，看起起來難以把把握，其實實，是很具具體的。所謂科學素養(yǎng)是指一個人人參加人類類的智力活活動所必須須具備的科科學概念、、知識水平平和對智力力活動過程程的理解能能力。在日日常生活中中，科學素素養(yǎng)反映在在人們對感感興趣的事事情充滿好好奇心，能能夠理解事事情、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題、提提出問題、、參與討論論、解決問問題或找到到解決問題題的途徑和和方法。在在所從事的的專業(yè)工作作中，科學學素養(yǎng)反映映在人們對對自己的工工作具有創(chuàng)創(chuàng)造性和較較高的學術(shù)術(shù)深度，安安照科學規(guī)規(guī)律辦事，，不滿足已已經(jīng)取得的的成就。要培養(yǎng)學學生良好好的科學素養(yǎng)養(yǎng)，就必須須在教學學中特別別注重貫貫徹正確確的思想想方法。。正確的的思想方方法不是是一個人人與生俱俱來的，，也不是是從天上上掉下來來的，它它只能來來源于學學生的實實踐。對每每一個大大學計算算科學專專業(yè)的學學生來說說，正確確的思想想方法只只能在科科學的基基本原理理、原則則的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，在在教與學學的過程程中，在在理論與與實踐相相結(jié)合的的教學活活動中，，通過從從具體到到抽象，，從抽象象到具體體的反復(fù)復(fù)學習、、思考、、練習、、實踐和和體會，，由自己己總結(jié)得得到。我們提倡的是：一一個對問問題的正正確的思思想認識識，一組組解決問問題的科科學方法法，一套套嚴密的的操作程程序。一一個人按按照這樣樣一種思思想方法法開展工工作，實實際上也也就是初初步具備備了科學學的態(tài)度度和正確確的思想想方法，，處理問問題的結(jié)結(jié)果也常常常比較較好，這這也是一一個人是是否具有有良好的的科學素素養(yǎng)的重重要標志志之一。?？茖W素養(yǎng)養(yǎng)也包含著著一個人人的科學學精神，，表現(xiàn)在在具有實實事求是是的科學學態(tài)度，，腳踏實實地的工工作作風風，平常常而又良良好的心心態(tài)與科科學道德德，堅持持和維護護真理的的秉性，，獻身人人類進步步事業(yè)的的精神。。讀書報告告要求：：一、引言言二、對計計算機科科學與技技術(shù)導(dǎo)論論這門課課程的認認識、體體會總的有一一段話說說明你的的整體認認識，舉舉一、二二個例子子，從某某個角度度進一步展展開討論論，以支支持你的的認識。。三、進一一步的思思考結(jié)合學習習計算機機科學，，對某些些方面的的問題作作進一步步的思考考。四、總結(jié)結(jié)五、參考考文獻[1]趙趙致琢琢，《計計算科學學導(dǎo)論（（第3版版）》，，科學出出版社，，2004[2]***，論文文名，雜雜志名，，卷號，，期號，，年號，，出版社社，頁碼碼9、靜夜四無鄰鄰，荒居舊業(yè)業(yè)貧。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。20:50:2220:50:2220:5012/29/20228:50:22PM11、以我獨獨沈久，，愧君相相見頻。。。12月-2220:50:2220:50Dec-2229-Dec-2212、故人江海海別，幾度度隔山川。。。20:50:2220:50:2220:50Thursday,December29,202213、乍見翻疑夢夢，相悲各問問年。。12月-2212月-2220:50:2320:50:23December29,202214、他鄉(xiāng)生白白發(fā)，舊國國見青山。。。29十二二月20228:50:23下下午20:50:2312月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月228:50下下午12月-2220:50December29,202216、行行動動出出成成果果，，工工作作出出財財富富。。。。2022/12/2920:50:2320:50:2329December202217、做前前，能能夠環(huán)環(huán)視四四周；；做時時，你你只能能或者者最好好沿著著以