693-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(編輯修改稿)
2025-02-02 02:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 簡單的 ， 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(chǔ)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(yīng)用 （ 應(yīng)歸屬各具體學科 ） 的范疇 ， 而不屬于計算機應(yīng)用 （ 指計算機應(yīng)用于各學科的共性技術(shù)研究 ） 的范疇 。 對 非計算科學專業(yè)從事計算機具體應(yīng)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(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 ， 但對計算科學專業(yè)人員 ， 沒有堅實的數(shù)學基礎(chǔ) ， 就不可能從事較高起點的 ， 而且是其它學科專業(yè)人員不能勝任的計算科學專業(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)學化對計算科學專業(yè)人員的重要性 。 學習數(shù)學基礎(chǔ)課程是實現(xiàn)思維方式數(shù)學化的有效途徑 。然而 ， 由于計算機處理能力上的離散特性 ， 以及受專業(yè)學制年限的制約 ， 對于計算科學專業(yè)的本科學生 ， 還不能也 沒有充分必要地象普通數(shù)學專業(yè)的學生那樣學習大多數(shù)基礎(chǔ)數(shù)學專業(yè)的數(shù)學課程 。 按照計算科學專業(yè)數(shù)學教育的兩個目的 ， 教學的重點應(yīng)是離散數(shù)學和少量理論計算機科學 的內(nèi)容 。 但是 ， 計算科學專業(yè)后續(xù)課程中廣泛出現(xiàn)各種應(yīng)用數(shù)學知識的情況和事實上對學習離散數(shù)學與理論計算機科學必須具有較好的數(shù)學修養(yǎng)的要求 ， 使我們的教學不可能直接從一年級就進入構(gòu)造性數(shù)學的教學環(huán)節(jié) ， 實現(xiàn)思維方式數(shù)學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)學課程的學習 ，使學生熟悉和習慣于使用數(shù)學語言和符號系統(tǒng)對研究的數(shù)學對象進行嚴格的分析 、 表述 、 計算和推演 ， 為學習后續(xù)課程打下堅實的數(shù)學基礎(chǔ) ， 初步實現(xiàn)思維方式的數(shù)學化 ，初步達到數(shù)學上的某種成熟性 。 第二階段 ， 數(shù)學學習轉(zhuǎn)向以計算科學為背景的離散數(shù) 學和理論計算機科學的學習 ， 特別是通過對數(shù)理邏輯的系統(tǒng)學習 ， 使學生將思維方式由感性逐步上升為系統(tǒng)的理性思維方式 ， 進一步實現(xiàn)思維方式的數(shù)學化 ， 最終使學生達 到良好的數(shù)學上的某種成熟性 。 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 。 計算科學創(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)學基礎(chǔ) ， 特別是數(shù)學上的某種成熟性和思維方式的數(shù)學化 。 數(shù)學上的成熟性和思維方式的數(shù)學化不是一般工科數(shù)學教學所能實現(xiàn)的 。 在 第一階段 的數(shù)學教育中 ， 重要的是教學中要在諸如數(shù)學分析中的極限理論 、 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 ， 高等代數(shù)中多項式理論 、 矩陣理論 、 線性空間與線性變換 、 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)學課程中有深度的內(nèi)容上下功夫 。這不僅因為數(shù)學分析 、 高等代數(shù) 、 常微分方程曾經(jīng)是早期數(shù)學專業(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生學會和初步掌握使用數(shù)學語言或符號系統(tǒng)處理問題的基本方法 ， 熟悉和習慣于這種抽象的符號表示與演算形式 ，初步學會抽象思維方法 。 實踐告訴我們 ， 采用面向一般理工科專業(yè)高等數(shù)學和線性代數(shù)課程的教材 、 學時數(shù)和大綱組織教學 ， 并不能實現(xiàn)第一階段的目標 。 可見在內(nèi)容的形式上對初步實現(xiàn)思維方式數(shù)學化起主要作用的并不是有關(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 。 在這一階段的教學中 ， 學生應(yīng)注意以下幾個事項： ⑴ 不同的學校由于生源不一樣 ， 學生入學時有一些差距 。但只要堅持質(zhì)量第一 ， 寧可慢一些 ， 甚至比名牌大學少學 一點 ， 也同樣可以實現(xiàn)第一階段的目標 。 我國 80年代培養(yǎng)的計算科學畢業(yè)生中 ， 有相當一批拔尖的學者是非重點大學培養(yǎng)的本科畢業(yè)生 ， 這是一個很有說服力的例子 。 學生 應(yīng)當下決心和苦功夫把數(shù)學學好 。 一旦教師教學進度過快 ，應(yīng)及時向教師提出 ， 調(diào)整教學進度； ⑵ 應(yīng)建議和要求學校使用國內(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)學生不具備同時接受幾個 （ 教材 ） 體系的能力 。 而且 ， 好的教材具有能使學生準確 、 完整理解內(nèi)容足夠多的信息； ⑶ 教材中的習題原則上學生應(yīng)全部做 ， 并以中等水平完成此工作量的 75－ 80％ 來衡量教師的教學進度 。 學習有余力的學生還應(yīng)主動多讀幾遍教材內(nèi)容 ， 多做一些教材以外的習題并得到及時的答疑和批改 。 每一個學生應(yīng)力求獨立自主地學習數(shù)學課程 ， 尤其不能抄襲別人的作業(yè) ， 但可以和同學討論問題 。 有經(jīng)驗的教師都知道 ， 學習數(shù)學 ， 不經(jīng) 過反復(fù)閱讀 、 思考 、 演算 、 探索 、 體會來掌握所學的內(nèi)容 ，沒有經(jīng)過一定數(shù)量各種類型習題的解題實踐 ， 要學好數(shù)學是不現(xiàn)實的； ⑷ 應(yīng)主動要求任課教師加強課外輔導(dǎo)和答疑 。 初入大學校門的學生 ， 由于一時不適應(yīng)大學的學習 ， 也由于大學的數(shù)學在內(nèi)容上對學生有壓力 ， 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
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