計(jì)算科學(xué)教學(xué)計(jì)劃與課程體系市公開課一等獎(jiǎng)百校聯(lián)賽特等獎(jiǎng)?wù)n件

第六章計(jì)算科學(xué)教學(xué)計(jì)劃與課程體系李陶深

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第6章計(jì)算科學(xué)教學(xué)計(jì)

劃與課程體系6.1西方國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示第2頁(yè)西方國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示最近十幾年,各國(guó)都在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。十年前,美國(guó)和歐洲經(jīng)濟(jì)在調(diào)整中發(fā)展遲緩,比較蕭條。而日本即使在主動(dòng)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,但因泡沫經(jīng)濟(jì)作用,一度很繁榮。從1996年初開始,美國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整開始出現(xiàn)好兆頭,道-瓊斯股票指數(shù)一路攀升,一些高科技股票指數(shù)人氣很旺。與此同時(shí),歐洲各主要工業(yè)化國(guó)家股票也不停升值。不過(guò),日本去年卻碰到了金融危機(jī),并造成經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)嚴(yán)重下滑。第3頁(yè)西方國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示對(duì)西方發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展起決定性作用原因是什么?經(jīng)濟(jì)學(xué)家比較一致看法是,伴隨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,以計(jì)算機(jī)、通信、生物、自動(dòng)化領(lǐng)域等先進(jìn)技術(shù)為龍頭高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展引發(fā)了經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展局面。然而,為何經(jīng)濟(jì)發(fā)展奇跡沒有在日本或其它一些國(guó)家出現(xiàn)?初步結(jié)論是：這與美國(guó)和歐洲各國(guó)長(zhǎng)久重視基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)研究相關(guān)。第4頁(yè)西方國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示美國(guó)是世界上既重視基礎(chǔ)理論研究,又重視應(yīng)用技術(shù)研究國(guó)家,歐洲各國(guó)也從來(lái)含有重視基礎(chǔ)理論研究傳統(tǒng)。從70年代末、80年代初開始,歐洲一些國(guó)家有感于經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較遲緩,在繼續(xù)重視基礎(chǔ)理論研究同時(shí),也開始重視和勉勵(lì)各種實(shí)用技術(shù)研究,其中一個(gè)主要標(biāo)志就是在英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等歐洲國(guó)家中,由政府、大企業(yè)和民間機(jī)構(gòu)設(shè)置了一些勉勵(lì)應(yīng)用研究計(jì)劃、項(xiàng)目和獎(jiǎng)項(xiàng)。第5頁(yè)西方國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示日本從來(lái)比較重視技術(shù)開發(fā)而不重視基礎(chǔ)理論研究,所帶來(lái)弊端已使其處于不利競(jìng)爭(zhēng)地位。即使在1990以后開始加大對(duì)基礎(chǔ)研究投入,派遣了大批學(xué)生到歐美留學(xué),不過(guò),與歐洲將一部分人工作轉(zhuǎn)移到應(yīng)用研究上相比,要想將一部分人從應(yīng)用研究轉(zhuǎn)移到基礎(chǔ)研究卻不是一件輕易事,其中困難要大得多。能夠說(shuō)，造成日本當(dāng)前經(jīng)濟(jì)不景氣關(guān)鍵是日本缺乏能給投資帶來(lái)巨額財(cái)富和高回報(bào)高精尖技術(shù)產(chǎn)業(yè)。第6頁(yè)西方國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示著名中國(guó)科學(xué)技術(shù)史教授李約瑟博士早就指出,曾經(jīng)創(chuàng)造了燦爛古代文化中國(guó)人，之所以在近代科學(xué)發(fā)展中落后了，除了政治上原因之外，一個(gè)很主要原因就是在科學(xué)技術(shù)研究中，過(guò)于重視實(shí)用，功利傾向顯著。第7頁(yè)西方國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示上述事例告訴我們：二十一世紀(jì)我國(guó)需要計(jì)算機(jī)人才應(yīng)該是具有堅(jiān)實(shí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)科學(xué)理論基礎(chǔ),具有良好科學(xué)素養(yǎng)和文化修養(yǎng),受過(guò)良好計(jì)算機(jī)科學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)與技能等訓(xùn)練,是能夠在高科技發(fā)展中取得創(chuàng)新成果專門人才,而不是跟在外國(guó)企業(yè)后面,靠引進(jìn)、分析、消化、仿制、改良求得生存和發(fā)展專門人才。第8頁(yè)

第6章計(jì)算科學(xué)教學(xué)計(jì)

劃與課程體系6.2計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)與人才培養(yǎng)規(guī)格第9頁(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)德、智、體全方面發(fā)展，含有堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)，系統(tǒng)地掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)相關(guān)計(jì)算機(jī)硬件、軟件與應(yīng)用基本理論、基本知識(shí)和基本技能與方法，適應(yīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、運(yùn)行管理、營(yíng)銷等多方面需要高級(jí)技術(shù)人才。第10頁(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)規(guī)格(1)很好掌握本學(xué)科基本概念、基本理論、基本方法、基本技術(shù)等基礎(chǔ)理論知識(shí)，受到良好科學(xué)思維和科學(xué)試驗(yàn)基本訓(xùn)練。(2)初步了解整個(gè)學(xué)科知識(shí)組織結(jié)構(gòu)、學(xué)科形態(tài)、經(jīng)典方法及關(guān)鍵概念，掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)基本方法。(3)熟悉某一個(gè)或若干種流行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（包含硬件、軟件工具和環(huán)境），含有比較熟練地開展普通性專業(yè)技術(shù)工作能力。(4)理論聯(lián)絡(luò)實(shí)際，含有利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析、處理專業(yè)技術(shù)問(wèn)題能力。(5)了解與計(jì)算機(jī)相關(guān)法規(guī)；了解計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)。(6)掌握文件檢索、資料查詢基本方法，含有獲取信息能力。第11頁(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（軟件工程）培養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)德、智、體全方面發(fā)展，在含有數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)理論知識(shí)基礎(chǔ)上，掌握軟件工程基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，含有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力，具備利用先進(jìn)工程化方法、技術(shù)和工具進(jìn)行軟件開發(fā)、設(shè)計(jì)、測(cè)試、維護(hù)及項(xiàng)目管理等工作能力，面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化建設(shè)和發(fā)展需要，面向企事業(yè)單位對(duì)軟件工程技術(shù)人才需求，培養(yǎng)多層次復(fù)合型軟件實(shí)用人才。第12頁(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（軟件工程）培養(yǎng)規(guī)格(1)很好掌握本學(xué)科基本概念、基本理論、基本方法、基本技術(shù)等基礎(chǔ)理論知識(shí)，受到良好科學(xué)思維和科學(xué)試驗(yàn)基本訓(xùn)練。(2)掌握軟件系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和說(shuō)明基本方法，具備軟件研究與技術(shù)開發(fā)能力。(3)熟悉一個(gè)或若干種流行計(jì)算機(jī)軟硬件開發(fā)環(huán)境及工具，具備進(jìn)行軟件系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、咨詢、軟件測(cè)試與評(píng)定以及軟件工程管理和系統(tǒng)運(yùn)行管理基本能力。(4)含有良好科學(xué)素養(yǎng)，系統(tǒng)地、很好地掌握計(jì)算機(jī)軟件工程及相關(guān)學(xué)科技術(shù)。(5)理論聯(lián)絡(luò)實(shí)際，含有利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析、處理專業(yè)技術(shù)問(wèn)題能力。(6)了解信息系統(tǒng)安全與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)相關(guān)技術(shù)方法和法規(guī)；了解本學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)。(7)掌握文件檢索、資料查詢基本方法，含有獲取信息能力。第13頁(yè)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)適應(yīng)二十一世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息社會(huì)、網(wǎng)絡(luò)時(shí)代需要，德智體全方面發(fā)展，含有良好科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神，系統(tǒng)地掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程及網(wǎng)絡(luò)安全等相關(guān)基本理論、基本知識(shí)和基本技能與方法，能獨(dú)立從事并組織科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、專業(yè)教學(xué)等工作，能在各類企、事業(yè)單位從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全管理與維護(hù)，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、集成及項(xiàng)目管理“強(qiáng)能力、高素質(zhì)、富創(chuàng)新、有個(gè)性”高級(jí)工程技術(shù)人才。第14頁(yè)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)規(guī)格(1)很好掌握本學(xué)科基本概念、基本理論、基本方法、基本技術(shù)等基礎(chǔ)理論知識(shí)，受到良好科學(xué)思維和科學(xué)試驗(yàn)基本訓(xùn)練。(2)初步了解整個(gè)學(xué)科知識(shí)組織結(jié)構(gòu)、學(xué)科形態(tài)、經(jīng)典方法及關(guān)鍵概念，掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)基本方法；。(3)熟悉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用、集成和管理方法，含有熟練地開展專業(yè)技術(shù)工作能力。(4)理論聯(lián)絡(luò)實(shí)際，含有利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析、處理專業(yè)技術(shù)問(wèn)題能力。(5)了解與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)法規(guī)，以及本學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)。(6)掌握文件檢索、資料查詢基本方法，含有獲取信息能力。第15頁(yè)信息安全專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)順應(yīng)社會(huì)信息化需求，培養(yǎng)德智體美全方面發(fā)展、含有良好科學(xué)人文素質(zhì)和創(chuàng)新精神、含有堅(jiān)實(shí)計(jì)算機(jī)與信息安全學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)和較強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)密碼系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)能力高級(jí)專業(yè)技術(shù)人才。第16頁(yè)信息安全專業(yè)培養(yǎng)規(guī)格(1)很好地掌握計(jì)算機(jī)與信息安全學(xué)科基本概念、基本理論、基本方法和基本技術(shù)，接收良好科學(xué)思維和科學(xué)試驗(yàn)訓(xùn)練。(2)初步了解計(jì)算機(jī)與信息安全學(xué)科知識(shí)組織結(jié)構(gòu)、學(xué)科形態(tài)、經(jīng)典方法及關(guān)鍵概念，掌握分析、設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)與信息安全系統(tǒng)基本方法。(3)熟悉計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)密碼與網(wǎng)絡(luò)信息安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用、集成和管理方法，含有熟練地開展專業(yè)技術(shù)工作能力。(4)理論聯(lián)絡(luò)實(shí)際，含有利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析、處理專業(yè)技術(shù)問(wèn)題能力。(5)了解計(jì)算機(jī)與信息安全方面法律法規(guī)，了解計(jì)算機(jī)與信息安全學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)。(6)掌握文件檢索、資料查詢基本方法，含有獲取信息能力。第17頁(yè)

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劃與課程體系6.3計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)工程類本科專業(yè)教學(xué)計(jì)劃第18頁(yè)

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劃與課程體系6.4怎樣學(xué)好計(jì)算科學(xué)第19頁(yè)關(guān)鍵要處理問(wèn)題依據(jù)多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生最關(guān)心也是最主要問(wèn)題有以下四個(gè)：

⑴怎樣實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化？⑵計(jì)算科學(xué)專業(yè)各學(xué)期重點(diǎn)課程有哪些？⑶試驗(yàn)課程在計(jì)算科學(xué)教學(xué)計(jì)劃中作用和地位是什么？⑷怎樣提升專業(yè)能力和應(yīng)用、創(chuàng)新能力？第20頁(yè)怎樣實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化？一個(gè)理想計(jì)算機(jī)工程師,應(yīng)該是一個(gè)長(zhǎng)著數(shù)學(xué)腦袋、并有一雙能工巧匠之手人。所以學(xué)好數(shù)學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生尤為主要：這是由學(xué)科發(fā)展內(nèi)在規(guī)律決定。教育基本功效在于提升人素質(zhì)。接收數(shù)學(xué)教育是培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)邏輯思維能力.眾多大學(xué)生工作后專業(yè)知識(shí)和其它知識(shí)在不停更新，數(shù)學(xué)知識(shí)基本上沒有加深。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí)人能夠處理科研中難題。第21頁(yè)怎樣實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化？溫家寶總理：一個(gè)大學(xué)沒有一流文科，就不會(huì)有一流理科；沒有一流理科，就不會(huì)有一流工科。一位著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家：一個(gè)人沒有扎實(shí)數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，就不可能成為一名出色計(jì)算機(jī)教授。第22頁(yè)怎樣實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化？數(shù)學(xué)教育對(duì)計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)有兩個(gè)目標(biāo)：一是經(jīng)過(guò)教學(xué)使學(xué)生掌握深入學(xué)習(xí)這一學(xué)科所需要數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)；這是由學(xué)科發(fā)展內(nèi)在規(guī)律決定。二是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格數(shù)學(xué)訓(xùn)練，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)思維方式或思維過(guò)程數(shù)學(xué)化。怎樣來(lái)實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化呢？這是許多學(xué)生普遍有疑問(wèn)而且又感興趣問(wèn)題。

：第23頁(yè)怎樣實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化？所謂思維方式數(shù)學(xué)化是指從普通人思維方式轉(zhuǎn)向數(shù)學(xué)家工作思維方式。數(shù)學(xué)家思維方式與其它學(xué)科學(xué)者很不相同。他們對(duì)客觀事物觀察和分析普通是經(jīng)過(guò)對(duì)事物抽象，利用特殊符號(hào)或語(yǔ)言系統(tǒng)，研究事物在空間中數(shù)量關(guān)系、位置關(guān)系、結(jié)構(gòu)關(guān)系和變換規(guī)律，研究含有共同抽象概念、性質(zhì)一類事物一些內(nèi)在規(guī)律，以此指導(dǎo)人們從一個(gè)側(cè)面去認(rèn)識(shí)事物。邏輯是嚴(yán)格數(shù)學(xué)論證和科學(xué)論證主要工具，而數(shù)理邏輯則是從數(shù)學(xué)角度為數(shù)學(xué)研究乃至科學(xué)研究提供了科學(xué)推理邏輯基礎(chǔ)。大多數(shù)數(shù)學(xué)家是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格數(shù)學(xué)訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化，但要將這種思維方式上升為系統(tǒng)理性思維方式，則主要取決于人們數(shù)理邏輯或形式邏輯涵養(yǎng)。第24頁(yè)怎樣實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化？例子：給定一個(gè)字符串長(zhǎng)度不超出m集合，請(qǐng)將集合中每一個(gè)字符串反轉(zhuǎn)一下（或稱調(diào)個(gè)個(gè)兒）。比如，對(duì)字符串a(chǎn)bc，就是求cba。注意，除最終輸出外不允許使用輸入/輸出操作。教科書提供了兩種描述與計(jì)算問(wèn)題解法，可能還有更加好解法。顯然，因?yàn)榻忸}過(guò)程思想方法不一樣，數(shù)學(xué)表述也不一樣。

：第25頁(yè)怎樣實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化？計(jì)算機(jī)執(zhí)行運(yùn)算操作時(shí)“機(jī)械、死板、嚴(yán)格、精密”特征是數(shù)學(xué)與計(jì)算科學(xué)建立天然聯(lián)絡(luò)主要內(nèi)在原因。計(jì)算理論業(yè)已表明，理論上，凡是能夠由計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題，包含問(wèn)題描述和處理過(guò)程，均能夠數(shù)學(xué)化或形式化，即用數(shù)學(xué)符號(hào)系統(tǒng)來(lái)描述；反之，凡是能夠用以離散數(shù)學(xué)為代表結(jié)構(gòu)性數(shù)學(xué)描述問(wèn)題及其處理過(guò)程，只要論域是有窮，或雖論域?yàn)闊o(wú)窮但存在有窮表示，也一定能夠用計(jì)算機(jī)來(lái)處理。至于現(xiàn)實(shí)是否能行則取決于計(jì)算復(fù)雜性和實(shí)際需要計(jì)算時(shí)間和空間。由此能夠看出學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，尤其是學(xué)習(xí)以離散數(shù)學(xué)為代表結(jié)構(gòu)性數(shù)學(xué)對(duì)計(jì)算科學(xué)專業(yè)工作者主要性。

：第26頁(yè)怎樣實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化？今天，即使許多人能夠完成大量計(jì)算機(jī)應(yīng)用任務(wù)而并不需要很多數(shù)學(xué)訓(xùn)練，但這不等于說(shuō)計(jì)算科學(xué)不需要高深數(shù)學(xué)，原因是僅憑直覺和經(jīng)驗(yàn)就能順利處理那些問(wèn)題，不但說(shuō)明了這些問(wèn)題是足夠簡(jiǎn)單，而且還因?yàn)榭茖W(xué)家和工程師們所做大量前期工作使得其中一些原來(lái)困難問(wèn)題在前人工作基礎(chǔ)上已變得較為輕易。

：第27頁(yè)怎樣實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化？對(duì)非計(jì)算科學(xué)專業(yè)從事計(jì)算機(jī)詳細(xì)應(yīng)用人員來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)可能并不主要，他們只需要知道怎樣使用各種計(jì)算機(jī)軟硬件資源，如編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、相關(guān)硬件接口、各種軟件工具和應(yīng)用軟件程序包使用就能夠了。對(duì)計(jì)算科學(xué)專業(yè)人員，沒有堅(jiān)實(shí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，就不可能從事較高起點(diǎn)，而且是其它學(xué)科專業(yè)人員不能勝任計(jì)算科學(xué)專業(yè)技術(shù)工作，尤其是那些需要專業(yè)人員自己尋找處理問(wèn)題路徑、理論、方法和技術(shù)問(wèn)題。由此可見思維過(guò)程數(shù)學(xué)化對(duì)計(jì)算科學(xué)專業(yè)人員主要性。第28頁(yè)怎樣實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化？實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化步驟必須分兩個(gè)階段來(lái)完成。

第一階段，經(jīng)過(guò)對(duì)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(jì)、計(jì)算方法等數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉和習(xí)慣于使用數(shù)學(xué)語(yǔ)言和符號(hào)系統(tǒng)對(duì)研究數(shù)學(xué)對(duì)象進(jìn)行嚴(yán)格分析、表述、計(jì)算和推演，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅(jiān)實(shí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，初步實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化，初步到達(dá)數(shù)學(xué)上某種成熟性。第29頁(yè)怎樣實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化？第二階段，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向以計(jì)算科學(xué)為背景離散數(shù)學(xué)和理論計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)習(xí)，尤其是經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)理邏輯系統(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)理性思維方式，深入實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化，最終使學(xué)生到達(dá)良好數(shù)學(xué)上某種成熟性。在第二階段數(shù)學(xué)教育中，數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容是以計(jì)算科學(xué)為背景離散數(shù)學(xué)和理論計(jì)算機(jī)科學(xué)，目標(biāo)是深入實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化，最終使學(xué)生到達(dá)良好數(shù)學(xué)上某種成熟性,同時(shí)，在計(jì)算科學(xué)基礎(chǔ)理論方面初步打下良好基礎(chǔ)。第30頁(yè)怎樣實(shí)現(xiàn)思維方式數(shù)學(xué)化？經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)教學(xué)路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維方式數(shù)學(xué)化是最便捷、可靠路徑。計(jì)算科學(xué)創(chuàng)新研究與開發(fā)能力高低主要取決于研究開發(fā)者數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，尤其是數(shù)學(xué)上某種成熟性和思維方式數(shù)學(xué)化。數(shù)學(xué)上成熟性和思維方式數(shù)學(xué)化不是普通工科數(shù)學(xué)教學(xué)所能實(shí)現(xiàn)。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(jì)算科學(xué)背景相聯(lián)絡(luò)，與發(fā)生在身邊事情相聯(lián)絡(luò)。第31頁(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重點(diǎn)課程公共基礎(chǔ)課程：大學(xué)英語(yǔ)、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)、數(shù)字系統(tǒng)與邏輯設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、專業(yè)英語(yǔ)；專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程：離散數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、編譯原理與技術(shù)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、匯編語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、算法分析與設(shè)計(jì)、微機(jī)接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件工程。

：第32頁(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（軟件工程）重點(diǎn)課程公共基礎(chǔ)課程：大學(xué)英語(yǔ)、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)、數(shù)字系統(tǒng)與邏輯設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、專業(yè)英語(yǔ)；專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程：離散數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、編譯原理與技術(shù)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、匯編語(yǔ)言、算法分析與設(shè)計(jì)、軟件工程、軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)、軟件項(xiàng)目管理、軟件測(cè)試技術(shù)。

：第33頁(yè)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)重點(diǎn)課程公共基礎(chǔ)課程：大學(xué)英語(yǔ)、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)、數(shù)字系統(tǒng)與邏輯設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、專業(yè)英語(yǔ)；專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理，網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)，當(dāng)代通信技術(shù),網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)概論，網(wǎng)絡(luò)通信編程技術(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分析，高性能計(jì)算技術(shù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，計(jì)算機(jī)密碼學(xué)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，網(wǎng)站建設(shè)，多媒體網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，移動(dòng)編程技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。

：第34頁(yè)信息安全專業(yè)重點(diǎn)課程公共基礎(chǔ)課程：大學(xué)英語(yǔ)、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)、數(shù)字系統(tǒng)與邏輯設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、專業(yè)英語(yǔ)；專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程：離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、信息安全理論、計(jì)算機(jī)密碼學(xué)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、信息安全管理、信息安全工程、入侵檢測(cè)與防御、信息內(nèi)容安全、容錯(cuò)與可信系統(tǒng)、信息反抗技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析、高性能計(jì)算技術(shù)。

：第35頁(yè)試驗(yàn)課程在計(jì)算科學(xué)教學(xué)計(jì)劃中作用和地位試驗(yàn)教學(xué)是學(xué)科教學(xué)過(guò)程中主要步驟。但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到試驗(yàn)教學(xué)與基礎(chǔ)（理論）教學(xué)相比是相對(duì)次要工作。大學(xué)教育重在基礎(chǔ)。試驗(yàn)內(nèi)容主要是從學(xué)科知識(shí)組織結(jié)構(gòu)出發(fā)，選擇最能反應(yīng)本學(xué)科基本試驗(yàn)技術(shù)試驗(yàn)內(nèi)容組織教學(xué)。作為一個(gè)訓(xùn)練有素科學(xué)人才，計(jì)算科學(xué)試驗(yàn)工作應(yīng)該在理論指導(dǎo)下進(jìn)行，而不是在盲目地探索中獲取知識(shí)，應(yīng)提倡理論與實(shí)踐相結(jié)合工作作風(fēng)。學(xué)校強(qiáng)調(diào)是學(xué)生在校期間應(yīng)在本學(xué)科基本試驗(yàn)技術(shù)和試驗(yàn)方法方面打下良好基礎(chǔ)，其良好主要標(biāo)志應(yīng)該是學(xué)生試驗(yàn)動(dòng)手能力提升，而不是單純完成試驗(yàn)速度。

：第36頁(yè)試驗(yàn)課程在計(jì)算科學(xué)教學(xué)計(jì)劃中作用和地位試驗(yàn)教學(xué)要到達(dá)以下幾個(gè)目標(biāo)：

⑴學(xué)生應(yīng)該經(jīng)過(guò)試驗(yàn)教學(xué)了解課堂上講授原理、方法和技術(shù)怎樣經(jīng)過(guò)試驗(yàn)反應(yīng)，即怎樣在軟件和硬件設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和調(diào)試中反應(yīng)出來(lái)；⑵學(xué)生應(yīng)該經(jīng)過(guò)試驗(yàn)教學(xué)了解哪些是計(jì)算科學(xué)最基本試驗(yàn)技術(shù)并掌握這些技術(shù)，怎樣深入掌握其它一些試驗(yàn)技術(shù)，即學(xué)會(huì)掌握試驗(yàn)室技術(shù)普通方法；⑶學(xué)生應(yīng)該經(jīng)過(guò)試驗(yàn)教學(xué)認(rèn)識(shí)到試驗(yàn)方法主要性。能夠從試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)與技術(shù)要求，構(gòu)思設(shè)計(jì)試驗(yàn)，實(shí)際操作實(shí)現(xiàn)步驟，試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，研究結(jié)果正確陳說(shuō)，與其它試驗(yàn)比較，以及思索怎樣總結(jié)和改進(jìn)試驗(yàn)、構(gòu)思新試驗(yàn)中取得體會(huì)；⑷學(xué)生應(yīng)該經(jīng)過(guò)試驗(yàn)教學(xué)養(yǎng)成良好試驗(yàn)習(xí)慣，重視理論聯(lián)絡(luò)實(shí)際，正確設(shè)計(jì)試驗(yàn)，完成基本操作，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和試驗(yàn)匯報(bào)反應(yīng)正確思想方法和試驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

：第37頁(yè)試驗(yàn)課程在計(jì)算科學(xué)教學(xué)計(jì)劃中作用和地位試驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)。實(shí)踐和上機(jī)都是非常主要，希望重視以下課程試驗(yàn)：物理試驗(yàn)和電子試驗(yàn)。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（C/C++/Java)。計(jì)算機(jī)組成原理操作系統(tǒng)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理和數(shù)據(jù)庫(kù)編程(以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為樣本)Internet原理和組網(wǎng)技術(shù)安全技術(shù)攻防試驗(yàn)

：第38頁(yè)專業(yè)能力和應(yīng)用、創(chuàng)新能力培養(yǎng)計(jì)算科學(xué)專業(yè)能力主要經(jīng)過(guò)以下幾方面詳細(xì)能力表達(dá)出來(lái)。借助專業(yè)科技文件資料，快速掌握新知識(shí)能力；分析現(xiàn)有軟硬件產(chǎn)品，進(jìn)行仿制開發(fā)、二次開發(fā)和維修能力；依據(jù)新思想，設(shè)計(jì)軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)開發(fā)能力；對(duì)實(shí)際計(jì)算問(wèn)題，利用科學(xué)方法，立足現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行計(jì)算處理能力；在前人工作基礎(chǔ)上，進(jìn)行新概念、新思想、新方法新技術(shù)創(chuàng)新研究能力。

：第39頁(yè)專業(yè)能力和應(yīng)用、創(chuàng)新能力培養(yǎng)從技術(shù)能力角度觀察，計(jì)算科學(xué)專業(yè)能力主要集中在以下幾個(gè)方面：⑴閱讀、了解科學(xué)技術(shù)文件上新知識(shí)，尤其是用數(shù)學(xué)形式表述科學(xué)論文、技術(shù)匯報(bào)內(nèi)容，能夠較快地掌握新知識(shí)；⑵計(jì)算機(jī)實(shí)際操作，工具使用，以及軟硬件試驗(yàn)應(yīng)用操作能力；⑶硬件設(shè)計(jì)、數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)、維修能力；⑷軟件設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、程序證實(shí)能力；⑸在前人工作基礎(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，或經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)驗(yàn)證能力。

：第40頁(yè)科技工作和技術(shù)應(yīng)用能力科技工作和技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)應(yīng)從基本理論訓(xùn)練、實(shí)踐訓(xùn)練和獨(dú)立研究等三個(gè)方面著手。認(rèn)真對(duì)待和做好教學(xué)計(jì)劃設(shè)置各種實(shí)踐訓(xùn)練；爭(zhēng)取參加一個(gè)大項(xiàng)目（詳細(xì)項(xiàng)目）；培養(yǎng)團(tuán)體精神（協(xié)同、合作精神）；有意識(shí)地為自己設(shè)置一些獨(dú)立研究課題，已培養(yǎng)自己獨(dú)立工作能力。

：第41頁(yè)科技工作和技術(shù)應(yīng)用能力科技工作和技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)應(yīng)從基本理論訓(xùn)練、實(shí)踐訓(xùn)練和獨(dú)立研究等三個(gè)方面著手。認(rèn)真對(duì)待和做好教學(xué)計(jì)劃設(shè)置各種實(shí)踐訓(xùn)練；爭(zhēng)取參加一個(gè)大項(xiàng)目（詳細(xì)項(xiàng)目）；培養(yǎng)團(tuán)體精神（協(xié)同、合作精神）；有意識(shí)地為自己設(shè)置一些獨(dú)立研究課題，已培養(yǎng)自己獨(dú)立工作能力。

：第42頁(yè)一個(gè)優(yōu)異程序員應(yīng)該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點(diǎn)提議）1.扎實(shí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學(xué)、編譯原理，這些是全部計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)，假如不掌握他們，極難寫出高水平程序。據(jù)我觀察，學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)人比學(xué)其它專業(yè)人更能寫出高質(zhì)量軟件。程序人人都會(huì)寫，但當(dāng)你發(fā)覺寫到一定程度極難再提升時(shí)候，就應(yīng)該想想是不是要回過(guò)頭來(lái)學(xué)學(xué)這些最基本理論。不要一開始就去學(xué)OOP，即使你再精通OOP，碰到一些基本算法時(shí)候可能也會(huì)束手無(wú)策。

：第43頁(yè)一個(gè)優(yōu)異程序員應(yīng)該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點(diǎn)提議）2.豐富想象力不要拘泥于固定思維方式，碰到問(wèn)題時(shí)候要多想幾個(gè)處理問(wèn)題方案，試試他人從沒想過(guò)方法。豐富想象力是建立在豐富知識(shí)基礎(chǔ)上，除計(jì)算機(jī)以外，多涉獵其它學(xué)科，比如天文、物理、數(shù)學(xué)等等。另外，多看科幻電影也是一個(gè)很好路徑。

：第44頁(yè)一個(gè)優(yōu)異程序員應(yīng)該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點(diǎn)提議）3.最簡(jiǎn)單是最好這可能是全部科學(xué)都遵照一條準(zhǔn)則，如此復(fù)雜質(zhì)能交換原理在愛因斯坦眼里不過(guò)是一個(gè)簡(jiǎn)單得不能再簡(jiǎn)單公式：E=mc2。簡(jiǎn)單方法更輕易被人了解，更輕易實(shí)現(xiàn)，也更輕易維護(hù)。碰到問(wèn)題時(shí)要優(yōu)先考慮最簡(jiǎn)單方案，只有簡(jiǎn)單方案不能滿足要求時(shí)再考慮復(fù)雜方案。

：第45頁(yè)一個(gè)優(yōu)異程序員應(yīng)該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點(diǎn)提議）4.不鉆牛角尖當(dāng)你碰到障礙時(shí)候，不妨?xí)簳r(shí)遠(yuǎn)離電腦，看看窗外風(fēng)景，聽聽輕音樂(lè)，和朋友聊聊天。當(dāng)負(fù)責(zé)聽音樂(lè)、聊天那部分大腦細(xì)胞極度亢奮時(shí)候，負(fù)責(zé)編程那部分大腦細(xì)胞就得到了充分休息。當(dāng)重新開始工作時(shí)候，我會(huì)發(fā)覺那些難題現(xiàn)在竟然能夠迎刃而解。

：第46頁(yè)一個(gè)優(yōu)異程序員應(yīng)該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點(diǎn)提議）5.對(duì)答案渴求人類自然科學(xué)發(fā)展史就是一個(gè)渴求得到答案過(guò)程，即使只能知道答案一小部分也值得我們?nèi)ジ冻?。只要你?jiān)定信念，一定要找到問(wèn)題答案，你才會(huì)付出精力去探索，即使最終沒有得到答案，在過(guò)程中你也會(huì)學(xué)到很多東西。

：第47頁(yè)一個(gè)優(yōu)異程序員應(yīng)該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點(diǎn)提議）6.多與他人交流三人行必有我?guī)?，可能在一次和他人不?jīng)意談話中，就能夠迸出靈感火花。多上上網(wǎng)，看看他人對(duì)同一問(wèn)題看法，會(huì)給你很大啟發(fā)。

：第48頁(yè)一個(gè)優(yōu)異程序員應(yīng)該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點(diǎn)提議）7.良好編程格調(diào)注意養(yǎng)成良好習(xí)慣，代碼縮進(jìn)編排，變量命名規(guī)則要一直保持一致。大家都知道怎樣排除代碼中錯(cuò)誤，卻往往忽略了對(duì)注釋排錯(cuò)。注釋是程序一個(gè)主要組成部分，它能夠使你代碼更輕易了解，而假如代碼已經(jīng)清楚地表示了你思想，就無(wú)須再加注釋了，假如注釋和代碼不一致，那就愈加糟糕。

：第49頁(yè)一個(gè)優(yōu)異程序員應(yīng)該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點(diǎn)提議）8.韌性和毅力這可能是“高手”和普通程序員最大區(qū)分。Agoodprogrammingis99sweatand1genius。高手們并不是天才，他們是在無(wú)數(shù)個(gè)日日夜夜中磨練出來(lái)。成功效給我們帶來(lái)無(wú)比喜悅，但過(guò)程卻是無(wú)比枯燥乏味。你不妨做個(gè)測(cè)試，找個(gè)10000以內(nèi)素?cái)?shù)表，把它們?nèi)汲聛?lái)，然后再檢驗(yàn)三遍，假如能夠不間斷地完成這一工作，你就能夠滿足這一條。

：第50頁(yè)

第6章計(jì)算科學(xué)教學(xué)計(jì)

劃與課程體系6.5了解科學(xué)與科學(xué)素養(yǎng)第51頁(yè)了解科學(xué)所謂了解科學(xué)是指一個(gè)人對(duì)各種科學(xué)知識(shí)綜合結(jié)構(gòu)了解。其中包含最基本科學(xué)原理，科學(xué)思想之間關(guān)系，形成這些關(guān)系原因，怎樣利用這些科學(xué)知識(shí)解釋和預(yù)測(cè)自然現(xiàn)象和各種人工試驗(yàn)現(xiàn)象，以及認(rèn)識(shí)和了解發(fā)生在我們身邊事情。了解科學(xué)同時(shí)還包含分辨科學(xué)和偽科學(xué)能力，在前人工作基礎(chǔ)上探索未知世界和未知領(lǐng)域能力。

：第52頁(yè)了解科學(xué)了解科學(xué)，必定將要討教學(xué)從過(guò)去單純以傳授知識(shí)和記憶知識(shí)為主轉(zhuǎn)向以學(xué)生經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)知識(shí)，提升了解科學(xué)能力為主。這就要求學(xué)生要有較為寬廣、公共科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，含有了解自己所從事專業(yè)以外領(lǐng)域基本知識(shí)愿望。要注意，對(duì)大學(xué)生含有較為寬廣、公共科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)主要表達(dá)在大一級(jí)學(xué)科和與本學(xué)科相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)上，而不是面面俱到。

：第53頁(yè)了解科學(xué)了解科學(xué)，必定將要討教學(xué)從過(guò)去單純以學(xué)生被動(dòng)接收知識(shí)過(guò)程為主轉(zhuǎn)向以教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)主動(dòng)學(xué)習(xí)過(guò)程為主。主動(dòng)學(xué)習(xí)過(guò)程主要是指學(xué)習(xí)者身體和頭腦一個(gè)狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，學(xué)生已不能滿足課堂上學(xué)到知識(shí)而經(jīng)常對(duì)發(fā)生在自己身邊事物產(chǎn)生興趣，并主動(dòng)探索，學(xué)生也已不能滿足動(dòng)手活動(dòng)和簡(jiǎn)單試驗(yàn)，而愿意理論聯(lián)絡(luò)實(shí)際，系統(tǒng)地、科學(xué)地進(jìn)行思索、闡述。

：第54頁(yè)了解科學(xué)了解科學(xué)，必定要討教學(xué)從大量要求學(xué)生死記硬背知識(shí)教學(xué)方式中解脫出來(lái)，而突出最主要知識(shí)，落實(shí)少而精，加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)能力方面培養(yǎng)，含有科學(xué)哲學(xué)思想基礎(chǔ)，正確思想方法。

了解科學(xué)，實(shí)際上是素質(zhì)教育必定要求。要從應(yīng)試教育轉(zhuǎn)向素質(zhì)教育，計(jì)算科學(xué)專業(yè)就必須在專業(yè)教學(xué)中落