計算科學教學計劃與課程體系市公開課一等獎百校聯(lián)賽特等獎課件

第六章計算科學教學計劃與課程體系李陶深

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第6章計算科學教學計

劃與課程體系6.1西方國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示第2頁西方國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示最近十幾年,各國都在進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。十年前,美國和歐洲經(jīng)濟在調(diào)整中發(fā)展遲緩,比較蕭條。而日本即使在主動進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,但因泡沫經(jīng)濟作用,一度很繁榮。從1996年初開始,美國產(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,歐洲各主要工業(yè)化國家股票也不停升值。不過,日本去年卻碰到了金融危機,并造成經(jīng)濟發(fā)展指標嚴重下滑。第3頁西方國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示對西方發(fā)達國家經(jīng)濟發(fā)展起決定性作用原因是什么?經(jīng)濟學家比較一致看法是,伴隨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,以計算機、通信、生物、自動化領(lǐng)域等先進技術(shù)為龍頭高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展引發(fā)了經(jīng)濟蓬勃發(fā)展局面。然而,為何經(jīng)濟發(fā)展奇跡沒有在日本或其它一些國家出現(xiàn)?初步結(jié)論是：這與美國和歐洲各國長久重視基礎(chǔ)理論和應用技術(shù)研究相關(guān)。第4頁西方國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示美國是世界上既重視基礎(chǔ)理論研究,又重視應用技術(shù)研究國家,歐洲各國也從來含有重視基礎(chǔ)理論研究傳統(tǒng)。從70年代末、80年代初開始,歐洲一些國家有感于經(jīng)濟發(fā)展比較遲緩,在繼續(xù)重視基礎(chǔ)理論研究同時,也開始重視和勉勵各種實用技術(shù)研究,其中一個主要標志就是在英國、法國、德國等歐洲國家中,由政府、大企業(yè)和民間機構(gòu)設(shè)置了一些勉勵應用研究計劃、項目和獎項。第5頁西方國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示日本從來比較重視技術(shù)開發(fā)而不重視基礎(chǔ)理論研究,所帶來弊端已使其處于不利競爭地位。即使在1990以后開始加大對基礎(chǔ)研究投入,派遣了大批學生到歐美留學,不過,與歐洲將一部分人工作轉(zhuǎn)移到應用研究上相比,要想將一部分人從應用研究轉(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，造成日本當前經(jīng)濟不景氣關(guān)鍵是日本缺乏能給投資帶來巨額財富和高回報高精尖技術(shù)產(chǎn)業(yè)。第6頁西方國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示著名中國科學技術(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人，之所以在近代科學發(fā)展中落后了，除了政治上原因之外，一個很主要原因就是在科學技術(shù)研究中，過于重視實用，功利傾向顯著。第7頁西方國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整給我們啟示上述事例告訴我們：二十一世紀我國需要計算機人才應該是具有堅實數(shù)學基礎(chǔ)和計算機科學理論基礎(chǔ),具有良好科學素養(yǎng)和文化修養(yǎng),受過良好計算機科學基本實驗技術(shù)與技能等訓練,是能夠在高科技發(fā)展中取得創(chuàng)新成果專門人才,而不是跟在外國企業(yè)后面,靠引進、分析、消化、仿制、改良求得生存和發(fā)展專門人才。第8頁

第6章計算科學教學計

劃與課程體系6.2計算機與網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才培養(yǎng)目標與人才培養(yǎng)規(guī)格第9頁計算機科學與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標培養(yǎng)德、智、體全方面發(fā)展，含有堅實理論基礎(chǔ)，系統(tǒng)地掌握計算機科學與技術(shù)相關(guān)計算機硬件、軟件與應用基本理論、基本知識和基本技能與方法，適應計算機系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)集成、運行管理、營銷等多方面需要高級技術(shù)人才。第10頁計算機科學與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)規(guī)格(1)很好掌握本學科基本概念、基本理論、基本方法、基本技術(shù)等基礎(chǔ)理論知識，受到良好科學思維和科學試驗基本訓練。(2)初步了解整個學科知識組織結(jié)構(gòu)、學科形態(tài)、經(jīng)典方法及關(guān)鍵概念，掌握計算機系統(tǒng)分析和設(shè)計基本方法。(3)熟悉某一個或若干種流行計算機系統(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)實際，含有利用所學專業(yè)知識分析、處理專業(yè)技術(shù)問題能力。(5)了解與計算機相關(guān)法規(guī)；了解計算機科學與技術(shù)發(fā)展動態(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頁計算機科學與技術(shù)專業(yè)（軟件工程）培養(yǎng)目標培養(yǎng)德、智、體全方面發(fā)展，在含有數(shù)學和計算機科學理論知識基礎(chǔ)上，掌握軟件工程基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，含有較強工程實踐能力，具備利用先進工程化方法、技術(shù)和工具進行軟件開發(fā)、設(shè)計、測試、維護及項目管理等工作能力，面向國民經(jīng)濟信息化建設(shè)和發(fā)展需要，面向企事業(yè)單位對軟件工程技術(shù)人才需求，培養(yǎng)多層次復合型軟件實用人才。第12頁計算機科學與技術(shù)專業(yè)（軟件工程）培養(yǎng)規(guī)格(1)很好掌握本學科基本概念、基本理論、基本方法、基本技術(shù)等基礎(chǔ)理論知識，受到良好科學思維和科學試驗基本訓練。(2)掌握軟件系統(tǒng)分析、設(shè)計和說明基本方法，具備軟件研究與技術(shù)開發(fā)能力。(3)熟悉一個或若干種流行計算機軟硬件開發(fā)環(huán)境及工具，具備進行軟件系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、咨詢、軟件測試與評定以及軟件工程管理和系統(tǒng)運行管理基本能力。(4)含有良好科學素養(yǎng)，系統(tǒng)地、很好地掌握計算機軟件工程及相關(guān)學科技術(shù)。(5)理論聯(lián)絡(luò)實際，含有利用所學專業(yè)知識分析、處理專業(yè)技術(shù)問題能力。(6)了解信息系統(tǒng)安全與知識產(chǎn)權(quán)保護相關(guān)技術(shù)方法和法規(guī)；了解本學科發(fā)展動態(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頁網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)目標培養(yǎng)適應二十一世紀知識經(jīng)濟、信息社會、網(wǎng)絡(luò)時代需要，德智體全方面發(fā)展，含有良好科學素質(zhì)和創(chuàng)新精神，系統(tǒng)地掌握計算機科學與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程及網(wǎng)絡(luò)安全等相關(guān)基本理論、基本知識和基本技能與方法，能獨立從事并組織科學研究、技術(shù)開發(fā)、專業(yè)教學等工作，能在各類企、事業(yè)單位從事計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全管理與維護，以及計算機網(wǎng)絡(luò)應用系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)、集成及項目管理“強能力、高素質(zhì)、富創(chuàng)新、有個性”高級工程技術(shù)人才。第14頁網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)規(guī)格(1)很好掌握本學科基本概念、基本理論、基本方法、基本技術(shù)等基礎(chǔ)理論知識，受到良好科學思維和科學試驗基本訓練。(2)初步了解整個學科知識組織結(jié)構(gòu)、學科形態(tài)、經(jīng)典方法及關(guān)鍵概念，掌握計算機系統(tǒng)分析和設(shè)計基本方法；。(3)熟悉計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)、應用、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)實際，含有利用所學專業(yè)知識分析、處理專業(yè)技術(shù)問題能力。(5)了解與計算機網(wǎng)絡(luò)相關(guān)法規(guī)，以及本學科發(fā)展動態(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頁信息安全專業(yè)培養(yǎng)目標順應社會信息化需求，培養(yǎng)德智體美全方面發(fā)展、含有良好科學人文素質(zhì)和創(chuàng)新精神、含有堅實計算機與信息安全學科專業(yè)基礎(chǔ)理論知識和較強計算機應用系統(tǒng)、計算機密碼系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息安全系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)能力高級專業(yè)技術(shù)人才。第16頁信息安全專業(yè)培養(yǎng)規(guī)格(1)很好地掌握計算機與信息安全學科基本概念、基本理論、基本方法和基本技術(shù)，接收良好科學思維和科學試驗訓練。(2)初步了解計算機與信息安全學科知識組織結(jié)構(gòu)、學科形態(tài)、經(jīng)典方法及關(guān)鍵概念，掌握分析、設(shè)計計算機與信息安全系統(tǒng)基本方法。(3)熟悉計算機應用系統(tǒng)、計算機密碼與網(wǎng)絡(luò)信息安全系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)、應用、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)實際，含有利用所學專業(yè)知識分析、處理專業(yè)技術(shù)問題能力。(5)了解計算機與信息安全方面法律法規(guī)，了解計算機與信息安全學科發(fā)展動態(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

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劃與課程體系6.3計算機與網(wǎng)絡(luò)工程類本科專業(yè)教學計劃第18頁

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劃與課程體系6.4怎樣學好計算科學第19頁關(guān)鍵要處理問題依據(jù)多年教學實踐經(jīng)驗，學生最關(guān)心也是最主要問題有以下四個：

⑴怎樣實現(xiàn)思維方式數(shù)學化？⑵計算科學專業(yè)各學期重點課程有哪些？⑶試驗課程在計算科學教學計劃中作用和地位是什么？⑷怎樣提升專業(yè)能力和應用、創(chuàng)新能力？第20頁怎樣實現(xiàn)思維方式數(shù)學化？一個理想計算機工程師,應該是一個長著數(shù)學腦袋、并有一雙能工巧匠之手人。所以學好數(shù)學對計算機專業(yè)學生尤為主要：這是由學科發(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)學教育是培養(yǎng)嚴謹邏輯思維能力.眾多大學生工作后專業(yè)知識和其它知識在不停更新，數(shù)學知識基本上沒有加深。數(shù)學基礎(chǔ)扎實人能夠處理科研中難題。第21頁怎樣實現(xiàn)思維方式數(shù)學化？溫家寶總理：一個大學沒有一流文科，就不會有一流理科；沒有一流理科，就不會有一流工科。一位著名計算機科學家：一個人沒有扎實數(shù)學理論基礎(chǔ)，就不可能成為一名出色計算機教授。第22頁怎樣實現(xiàn)思維方式數(shù)學化？數(shù)學教育對計算科學專業(yè)人才培養(yǎng)有兩個目標：一是經(jīng)過教學使學生掌握深入學習這一學科所需要數(shù)學基礎(chǔ)知識；這是由學科發(fā)展內(nèi)在規(guī)律決定。二是經(jīng)過嚴格數(shù)學訓練，使學生實現(xiàn)思維方式或思維過程數(shù)學化。怎樣來實現(xiàn)思維方式數(shù)學化呢？這是許多學生普遍有疑問而且又感興趣問題。

：第23頁怎樣實現(xiàn)思維方式數(shù)學化？所謂思維方式數(shù)學化是指從普通人思維方式轉(zhuǎn)向數(shù)學家工作思維方式。數(shù)學家思維方式與其它學科學者很不相同。他們對客觀事物觀察和分析普通是經(jīng)過對事物抽象，利用特殊符號或語言系統(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，以此指導人們從一個側(cè)面去認識事物。邏輯是嚴格數(shù)學論證和科學論證主要工具，而數(shù)理邏輯則是從數(shù)學角度為數(shù)學研究乃至科學研究提供了科學推理邏輯基礎(chǔ)。大多數(shù)數(shù)學家是經(jīng)過嚴格數(shù)學訓練實現(xiàn)思維方式數(shù)學化，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頁怎樣實現(xiàn)思維方式數(shù)學化？例子：給定一個字符串長度不超出m集合，請將集合中每一個字符串反轉(zhuǎn)一下（或稱調(diào)個個兒）。比如，對字符串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算問題解法，可能還有更加好解法。顯然，因為解題過程思想方法不一樣，數(shù)學表述也不一樣。

：第25頁怎樣實現(xiàn)思維方式數(shù)學化？計算機執(zhí)行運算操作時“機械、死板、嚴格、精密”特征是數(shù)學與計算科學建立天然聯(lián)絡(luò)主要內(nèi)在原因。計算理論業(yè)已表明，理論上，凡是能夠由計算機處理問題，包含問題描述和處理過程，均能夠數(shù)學化或形式化，即用數(shù)學符號系統(tǒng)來描述；反之，凡是能夠用以離散數(shù)學為代表結(jié)構(gòu)性數(shù)學描述問題及其處理過程，只要論域是有窮，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計算時間和空間。由此能夠看出學習數(shù)學，尤其是學習以離散數(shù)學為代表結(jié)構(gòu)性數(shù)學對計算科學專業(yè)工作者主要性。

：第26頁怎樣實現(xiàn)思維方式數(shù)學化？今天，即使許多人能夠完成大量計算機應用任務而并不需要很多數(shù)學訓練，但這不等于說計算科學不需要高深數(shù)學，原因是僅憑直覺和經(jīng)驗就能順利處理那些問題，不但說明了這些問題是足夠簡單，而且還因為科學家和工程師們所做大量前期工作使得其中一些原來困難問題在前人工作基礎(chǔ)上已變得較為輕易。

：第27頁怎樣實現(xiàn)思維方式數(shù)學化？對非計算科學專業(yè)從事計算機詳細應用人員來說，數(shù)學可能并不主要，他們只需要知道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)、相關(guān)硬件接口、各種軟件工具和應用軟件程序包使用就能夠了。對計算科學專業(yè)人員，沒有堅實數(shù)學基礎(chǔ)，就不可能從事較高起點，而且是其它學科專業(yè)人員不能勝任計算科學專業(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題路徑、理論、方法和技術(shù)問題。由此可見思維過程數(shù)學化對計算科學專業(yè)人員主要性。第28頁怎樣實現(xiàn)思維方式數(shù)學化？實現(xiàn)思維方式數(shù)學化步驟必須分兩個階段來完成。

第一階段，經(jīng)過對空間解析幾何、數(shù)學分析、高等代數(shù)、常微分方程、概率統(tǒng)計、計算方法等數(shù)學課程學習，使學生熟悉和習慣于使用數(shù)學語言和符號系統(tǒng)對研究數(shù)學對象進行嚴格分析、表述、計算和推演，為學習后續(xù)課程打下堅實數(shù)學基礎(chǔ)，初步實現(xiàn)思維方式數(shù)學化，初步到達數(shù)學上某種成熟性。第29頁怎樣實現(xiàn)思維方式數(shù)學化？第二階段，數(shù)學學習轉(zhuǎn)向以計算科學為背景離散數(shù)學和理論計算機科學學習，尤其是經(jīng)過對數(shù)理邏輯系統(tǒng)學習，使學生將思維方式由感性逐步上升為系統(tǒng)理性思維方式，深入實現(xiàn)思維方式數(shù)學化，最終使學生到達良好數(shù)學上某種成熟性。在第二階段數(shù)學教育中，數(shù)學教學內(nèi)容是以計算科學為背景離散數(shù)學和理論計算機科學，目標是深入實現(xiàn)思維方式數(shù)學化，最終使學生到達良好數(shù)學上某種成熟性,同時，在計算科學基礎(chǔ)理論方面初步打下良好基礎(chǔ)。第30頁怎樣實現(xiàn)思維方式數(shù)學化？經(jīng)過數(shù)學教學路徑來實現(xiàn)學生思維方式數(shù)學化是最便捷、可靠路徑。計算科學創(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)學基礎(chǔ)，尤其是數(shù)學上某種成熟性和思維方式數(shù)學化。數(shù)學上成熟性和思維方式數(shù)學化不是普通工科數(shù)學教學所能實現(xiàn)。應下大力氣把離散數(shù)學學好。學習中還應注意其內(nèi)容與計算科學背景相聯(lián)絡(luò)，與發(fā)生在身邊事情相聯(lián)絡(luò)。第31頁計算機科學與技術(shù)專業(yè)重點課程公共基礎(chǔ)課程：大學英語、高等數(shù)學、大學物理、線性代數(shù)、數(shù)字系統(tǒng)與邏輯設(shè)計、程序設(shè)計基礎(chǔ)、專業(yè)英語；專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程：離散數(shù)學、計算機組成原理、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理、編譯原理與技術(shù)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、匯編語言、計算機圖形學、算法分析與設(shè)計、微機接口技術(shù)、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件工程。

：第32頁計算機科學與技術(shù)專業(yè)（軟件工程）重點課程公共基礎(chǔ)課程：大學英語、高等數(shù)學、大學物理、線性代數(shù)、數(shù)字系統(tǒng)與邏輯設(shè)計、程序設(shè)計基礎(chǔ)、專業(yè)英語；專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程：離散數(shù)學、計算機組成原理、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理、編譯原理與技術(shù)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、匯編語言、算法分析與設(shè)計、軟件工程、軟件設(shè)計與體系結(jié)構(gòu)、軟件項目管理、軟件測試技術(shù)。

：第33頁網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)重點課程公共基礎(chǔ)課程：大學英語、高等數(shù)學、大學物理、線性代數(shù)、數(shù)字系統(tǒng)與邏輯設(shè)計、程序設(shè)計基礎(chǔ)、專業(yè)英語；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)，計算機網(wǎng)絡(luò)原理，網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)，當代通信技術(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)備與應用，網(wǎng)絡(luò)管理與維護，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分析，高性能計算技術(shù)，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，計算機密碼學，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計，網(wǎng)站建設(shè)，多媒體網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，移動編程技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

：第34頁信息安全專業(yè)重點課程公共基礎(chǔ)課程：大學英語、高等數(shù)學、大學物理、線性代數(shù)、數(shù)字系統(tǒng)與邏輯設(shè)計、程序設(shè)計基礎(chǔ)、專業(yè)英語；專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程：離散數(shù)學、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、信息安全理論、計算機密碼學、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、信息安全管理、信息安全工程、入侵檢測與防御、信息內(nèi)容安全、容錯與可信系統(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、高性能計算技術(shù)。

：第35頁試驗課程在計算科學教學計劃中作用和地位試驗教學是學科教學過程中主要步驟。但應該認識到試驗教學與基礎(chǔ)（理論）教學相比是相對次要工作。大學教育重在基礎(chǔ)。試驗內(nèi)容主要是從學科知識組織結(jié)構(gòu)出發(fā)，選擇最能反應本學科基本試驗技術(shù)試驗內(nèi)容組織教學。作為一個訓練有素科學人才，計算科學試驗工作應該在理論指導下進行，而不是在盲目地探索中獲取知識，應提倡理論與實踐相結(jié)合工作作風。學校強調(diào)是學生在校期間應在本學科基本試驗技術(shù)和試驗方法方面打下良好基礎(chǔ)，其良好主要標志應該是學生試驗動手能力提升，而不是單純完成試驗速度。

：第36頁試驗課程在計算科學教學計劃中作用和地位試驗教學要到達以下幾個目標：

⑴學生應該經(jīng)過試驗教學了解課堂上講授原理、方法和技術(shù)怎樣經(jīng)過試驗反應，即怎樣在軟件和硬件設(shè)計、實現(xiàn)和調(diào)試中反應出來；⑵學生應該經(jīng)過試驗教學了解哪些是計算科學最基本試驗技術(shù)并掌握這些技術(shù)，怎樣深入掌握其它一些試驗技術(shù)，即學會掌握試驗室技術(shù)普通方法；⑶學生應該經(jīng)過試驗教學認識到試驗方法主要性。能夠從試驗目標與技術(shù)要求，構(gòu)思設(shè)計試驗，實際操作實現(xiàn)步驟，試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，研究結(jié)果正確陳說，與其它試驗比較，以及思索怎樣總結(jié)和改進試驗、構(gòu)思新試驗中取得體會；⑷學生應該經(jīng)過試驗教學養(yǎng)成良好試驗習慣，重視理論聯(lián)絡(luò)實際，正確設(shè)計試驗，完成基本操作，經(jīng)過試驗和試驗匯報反應正確思想方法和試驗能力。

：第37頁試驗課程在計算科學教學計劃中作用和地位試驗能力培養(yǎng)。實踐和上機都是非常主要，希望重視以下課程試驗：物理試驗和電子試驗。高級程序設(shè)計語言（C/C++/Java)。計算機組成原理操作系統(tǒng)原理數(shù)據(jù)庫原理和數(shù)據(jù)庫編程(以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為樣本)Internet原理和組網(wǎng)技術(shù)安全技術(shù)攻防試驗

：第38頁專業(yè)能力和應用、創(chuàng)新能力培養(yǎng)計算科學專業(yè)能力主要經(jīng)過以下幾方面詳細能力表達出來。借助專業(yè)科技文件資料，快速掌握新知識能力；分析現(xiàn)有軟硬件產(chǎn)品，進行仿制開發(fā)、二次開發(fā)和維修能力；依據(jù)新思想，設(shè)計軟硬件系統(tǒng)進行試驗開發(fā)能力；對實際計算問題，利用科學方法，立足現(xiàn)有設(shè)備進行計算處理能力；在前人工作基礎(chǔ)上，進行新概念、新思想、新方法新技術(shù)創(chuàng)新研究能力。

：第39頁專業(yè)能力和應用、創(chuàng)新能力培養(yǎng)從技術(shù)能力角度觀察，計算科學專業(yè)能力主要集中在以下幾個方面：⑴閱讀、了解科學技術(shù)文件上新知識，尤其是用數(shù)學形式表述科學論文、技術(shù)匯報內(nèi)容，能夠較快地掌握新知識；⑵計算機實際操作，工具使用，以及軟硬件試驗應用操作能力；⑶硬件設(shè)計、數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計及其實現(xiàn)、維修能力；⑷軟件設(shè)計、算法設(shè)計、程序設(shè)計、程序證實能力；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)學論證，或經(jīng)過設(shè)計與試驗驗證能力。

：第40頁科技工作和技術(shù)應用能力科技工作和技術(shù)應用能力培養(yǎng)應從基本理論訓練、實踐訓練和獨立研究等三個方面著手。認真對待和做好教學計劃設(shè)置各種實踐訓練；爭取參加一個大項目（詳細項目）；培養(yǎng)團體精神（協(xié)同、合作精神）；有意識地為自己設(shè)置一些獨立研究課題，已培養(yǎng)自己獨立工作能力。

：第41頁科技工作和技術(shù)應用能力科技工作和技術(shù)應用能力培養(yǎng)應從基本理論訓練、實踐訓練和獨立研究等三個方面著手。認真對待和做好教學計劃設(shè)置各種實踐訓練；爭取參加一個大項目（詳細項目）；培養(yǎng)團體精神（協(xié)同、合作精神）；有意識地為自己設(shè)置一些獨立研究課題，已培養(yǎng)自己獨立工作能力。

：第42頁一個優(yōu)異程序員應該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點提議）1.扎實基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學、編譯原理，這些是全部計算機科學基礎(chǔ)，假如不掌握他們，極難寫出高水平程序。據(jù)我觀察，學計算機專業(yè)人比學其它專業(yè)人更能寫出高質(zhì)量軟件。程序人人都會寫，但當你發(fā)覺寫到一定程度極難再提升時候，就應該想想是不是要回過頭來學學這些最基本理論。不要一開始就去學OOP，即使你再精通OOP，碰到一些基本算法時候可能也會束手無策。

：第43頁一個優(yōu)異程序員應該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點提議）2.豐富想象力不要拘泥于固定思維方式，碰到問題時候要多想幾個處理問題方案，試試他人從沒想過方法。豐富想象力是建立在豐富知識基礎(chǔ)上，除計算機以外，多涉獵其它學科，比如天文、物理、數(shù)學等等。另外，多看科幻電影也是一個很好路徑。

：第44頁一個優(yōu)異程序員應該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點提議）3.最簡單是最好這可能是全部科學都遵照一條準則，如此復雜質(zhì)能交換原理在愛因斯坦眼里不過是一個簡單得不能再簡單公式：E=mc2。簡單方法更輕易被人了解，更輕易實現(xiàn)，也更輕易維護。碰到問題時要優(yōu)先考慮最簡單方案，只有簡單方案不能滿足要求時再考慮復雜方案。

：第45頁一個優(yōu)異程序員應該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點提議）4.不鉆牛角尖當你碰到障礙時候，不妨暫時遠離電腦，看看窗外風景，聽聽輕音樂，和朋友聊聊天。當負責聽音樂、聊天那部分大腦細胞極度亢奮時候，負責編程那部分大腦細胞就得到了充分休息。當重新開始工作時候，我會發(fā)覺那些難題現(xiàn)在竟然能夠迎刃而解。

：第46頁一個優(yōu)異程序員應該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點提議）5.對答案渴求人類自然科學發(fā)展史就是一個渴求得到答案過程，即使只能知道答案一小部分也值得我們?nèi)ジ冻?。只要你堅定信念，一定要找到問題答案，你才會付出精力去探索，即使最終沒有得到答案，在過程中你也會學到很多東西。

：第47頁一個優(yōu)異程序員應該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點提議）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)，看看他人對同一問題看法，會給你很大啟發(fā)。

：第48頁一個優(yōu)異程序員應該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點提議）7.良好編程格調(diào)注意養(yǎng)成良好習慣，代碼縮進編排，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誤，卻往往忽略了對注釋排錯。注釋是程序一個主要組成部分，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頁一個優(yōu)異程序員應該具備專業(yè)素質(zhì)（幾點提議）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，他們是在無數(shù)個日日夜夜中磨練出來。成功效給我們帶來無比喜悅，但過程卻是無比枯燥乏味。你不妨做個測試，找個10000以內(nèi)素數(shù)表，把它們?nèi)汲聛?，然后再檢驗三遍，假如能夠不間斷地完成這一工作，你就能夠滿足這一條。

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第6章計算科學教學計

劃與課程體系6.5了解科學與科學素養(yǎng)第51頁了解科學所謂了解科學是指一個人對各種科學知識綜合結(jié)構(gòu)了解。其中包含最基本科學原理，科學思想之間關(guān)系，形成這些關(guān)系原因，怎樣利用這些科學知識解釋和預測自然現(xiàn)象和各種人工試驗現(xiàn)象，以及認識和了解發(fā)生在我們身邊事情。了解科學同時還包含分辨科學和偽科學能力，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頁了解科學了解科學，必定將要討教學從過去單純以傳授知識和記憶知識為主轉(zhuǎn)向以學生經(jīng)過學習知識，提升了解科學能力為主。這就要求學生要有較為寬廣、公共科學基礎(chǔ)知識，含有了解自己所從事專業(yè)以外領(lǐng)域基本知識愿望。要注意，對大學生含有較為寬廣、公共科學基礎(chǔ)知識應主要表達在大一級學科和與本學科相關(guān)基礎(chǔ)學科知識上，而不是面面俱到。

：第53頁了解科學了解科學，必定將要討教學從過去單純以學生被動接收知識過程為主轉(zhuǎn)向以教師引導學生主動獲取知識主動學習過程為主。主動學習過程主要是指學習者身體和頭腦一個狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，學生已不能滿足課堂上學到知識而經(jīng)常對發(fā)生在自己身邊事物產(chǎn)生興趣，并主動探索，學生也已不能滿足動手活動和簡單試驗，而愿意理論聯(lián)絡(luò)實際，系統(tǒng)地、科學地進行思索、闡述。

：第54頁了解科學了解科學，必定要討教學從大量要求學生死記硬背知識教學方式中解脫出來，而突出最主要知識，落實少而精，加強科學技術(shù)能力方面培養(yǎng)，含有科學哲學思想基礎(chǔ)，正確思想方法。

了解科學，實際上是素質(zhì)教育必定要求。要從應試教育轉(zhuǎn)向素質(zhì)教育，計算科學專業(yè)就必須在專業(yè)教學中落