科学计算能力（精选12篇）
科学计算能力 篇1
随着国家经济发展的逐渐深入, 社会所需要的人才已经由之前的单一型转变成了复合型。
近些年来, 高校的学科设置出现了非常有趣的现象, 即数量在压缩, 而像信息与计算科学这样的交叉学科却出现不少。高校培养学生, 是以市场需求为导向的。不过信息与计算科学专业的毕业生, 他们的就业并没有预料的顺畅。不少学生找工作时都遇到了同样的问题:课本上学过, 但没有试过。这说明, 培养学生的实践能力已刻不容缓。
信息与计算科学专业概述
1信息与计算科学专业的出现
从1999年开始, 国家教育委员会为了使高校培养地人才能够更好地适应社会发展的需求, 对高校的各门学科进行了大幅度地调整。最明显的一个改变就是大刀阔斧地压缩了本科专业的数量, 一下子从504个变成了249个。在数学类的本科专业中, 就出现了由计算数学及其应用软件、信息科学、控制科学、运筹学这四个专业结合而成的信息与计算科学专业。
2信息与计算科学专业的内容
总的来说, 信息与计算科学专业主攻的是信息与计算机两个方向。在二十一世纪的大背景之下, 属于一个非常有前景的新兴专业。该专业的毕业生, 需要具备扎实的数学功底, 能够熟练地使用计算机, 并运用以上知识与技能在实战中从事相关领域的研究以及设计开发计算机软件。
信息与计算科学专业的发展现状
1信息与计算科学专业的学科现状
从信息与计算科学专业诞生至今, 全国很多的高校都陆续开设了这门课程, 并且就专业内涵、教学内容等各个方面都进行了深入的探讨。毕竟作为新兴的交叉学科, 在各方的眼里都是一门很有潜力的专业。
2信息与计算科学专业的就业形势
很多人都把信息与计算科学这门学科归类于朝阳专业, 在该专业刚刚开设的那几年, 这种说法确实不假。而到了近些年, 各地人才市场的调研报告依然显示此类人才的市场需求空前巨大, 不过, 信息与计算科学专业毕业生的就业率也是屡创新低。这其实是一种很合理的现象, 即明明供给充足, 但市场需求却得不到满足。
通过一系列调查会发现, 目前社会最需要的是具备实践能力的人才, 而各院校毕业生最缺乏的也正是这种实践能力。
为什么信息与计算科学专业缺乏实践能力
1学校对学生实践能力培养的重视程度不够
在很久以前, 国内的教育就已经成为了“应试教育”。其实在大学课堂上, “应试教育”的模式依然存在。很多的大学教师, 同样也是完全按照自己的教案完成教学内容, 这些内容绝大多数也只是与期末考试挂钩而已。
2学生普遍缺乏主动实践的意识
从学生自身的角度来看, 也是极度缺乏主观能动性。不得不说, 现在的大学生们逃课早退是常态。连课堂上的基础理论都不认真学习, 更不要说自己主动去对课程内容进行实战训练了。而且, 有很大一部分学生都不知道自己为什么会选择的信息与计算科学专业, 这个专业的就业方向又在哪里。
如何培养信息与计算科学专业实践能力
信息与计算科学专业的毕业生, 他们应该掌握与信息、计算机相关的基础性理论知识, 并且能够将其运用到实际问题当中, 应该是有较强实践能力的中高级应用型人才。说到底, 具备相应的实践能力才是一名合格的毕业生。而学生实践能力的培养, 需要国家、社会、高校、学生等各方共同努力, 并不能单单依赖其中任何一方。
1国家相关教育部门加大教育实践方面的投入
国家相关部门在整个教育过程当中起到了领导的作用, 各高校在很大程度上都是根据教育部门的指示来对学生进行培养的。因此, 要想提高信息与计算科学专业毕业生的实践能力, 首先需要国家的支持。相关部门可以大力增加或者重新分配教育经费的支出, 多多建设能够充分锻炼学生实践能力的实战基地。
2社会用人单位主动为高校学生提供实习岗位
作为最终的用人机构, 社会上的企业、公司以及各大机构应当主动承担这样的一种社会责任, 其实最终受益的也是自己。尤其是一些有实力的大企业, 更应该主动与高校合作, 为学校里的学生们提供一个直接接触实际工作的机会, 久而久之, 学生们的实践能力自然就提高了。
3各大院校从多方面大力培养学生的实践能力
学校作为学生的直接培养方, 在其中扮演着最重要的角色, 可以算是一个指挥者, 也可以算是一个执行者。大家都已经意识到信息与计算科学这一专业不得不重视实践, 那么学校就应该把实践课正式放到课程表当中, 并将提高其学分比重, 加入期末考核。另外, 多注意培养学生的实践意识, 鼓励大家走出校园, 提前感受社会。当然还有一点很重要的, 那就是做好与社会上各种资源的对接。
结束语
学生的实践能力低下并不是信息与计算科学这一学科的个别现象, 其实在国内各大专业都是普遍存在的。只不过, 信息与计算科学专业更强调学生的实战能力, 社会需要的是应用型人才。实践能力的培养并不是一蹴而就的, 相信在各方的努力之下, 各高校毕业生都能满足社会发展需求, 为国家建设贡献力量。
科学计算能力 篇2
身高：161cm体重：48kg
视力：5.1血型：AB
户籍所在：陕西咸阳市民族：汉族
出生日期：1984年4月20日邮政编码：712081
身份证号码：610528198404202746
最高学历：本科
专业名称：计算机专业说明：信息计算科学
毕业时间：-5-1毕业学校：陕西科技大学
外语语种1：英语外语水平1：四级
计算机水平：熟练职业水平：应届本科生
驾驶执照：暂无职称：暂无
求职意向
工作种类：1.销售工程师2.金融/保险/证券类3.市场助理/专员
理想薪金：1200元工作时间：全职
工作流动性：无所谓理想工作地：西安高新区陕西咸阳市浙江
工作经验
寒假在临潼区汉兴公司做质检员;
给一家酒水公司做兼职推销员;
暑假在咸阳鑫巴克西餐厅做酒水推销工作,并以优异的成绩和高度的责任心赢得了领导的赞许;
在校期间一直从事家教工作，受到学生家长的青睐!
教育/培训
教育经历：
至今就读于陕西科技大学;
-就读于渭南市刘集高中
在校奖励及证书：
20参加校魅力女生大赛获三等奖;
20参加校未来文学社文学作品比赛获优秀作品奖;
20通过国家四级考试并获得证书。
个人技能
英语水平：
英语四级，并在20国家英语六考试中获得380分，具有一定的听、说、读、写、翻译能力,能顺利阅读各种英文杂志，并一直坚持学习英语;
计算机水平：
具备计算机软件的基础理论,基本知识和基本技能,具有用软件工程的思想,方法&技术来分析的能力;熟练掌握熟悉C语言及C语言;熟练掌握SQL、Access等数据库系统;熟练使用办公自动化软件和其它常用软件.
发展方向
根据我的.兴趣、爱好以及特长，总结出本人在产品的销售及市场推广方面有很大的发展潜力，并愿意从基层做起!
自我评价
乐观开朗、积极向上;
具有一定的社交能力，善于与他人沟通;
具有吃苦耐劳的精神，为目标坚持不懈的精神;
具有团队合作精神和奉献精神;
敢于尝试新事物，勇于创新;
科学计算能力 篇3
[关键词]研究生教育；公共基础课程；改革与实践
[中图分类号] G643.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）08-0135-03
随着计算科学的进步和计算技术的发展，在许多学科的应用中都渗透着计算科学的影子，新的、有效的数值方法不断出现，形成了许多新型交叉学科。如：计算金融学、计算物理学、计算力学、计算化学等。科学计算已成为继理论和试验方法之后的第三种科学研究手段，是人们进行科学活动必不可少的科学工具。所以在理工科专业学生中开展科学计算的训练和学习既是时代的需求，也是提高学生实践创新能力的保障和要求。
数值计算方法课程是理工科研究生进行专业学习、开展科学研究的重要基础，是科学计算的核心和灵魂。其目的在于培养学生在科学计算和模型应用方面的基本技能，使学生系统掌握数值计算的基本概念和基本方法，进一步为掌握更复杂的现代科学计算方法打好基础。它不仅为学生学习后继课程和解决实际问题提供了必不可少的数值计算理论基础与模型方法，而且也为培养学生在科学计算方面的思维能力、分析解决问题的实践能力和今后的自学能力打下了必要的基础。
一、现有课程教学体系存在的主要问题
《教育部关于改进和加强研究生课程建设的意见》（教研[2014]5号文件）指出：“对研究生的培养目标和学位要求必须完整贯彻，对研究生课程教学体系的系统设计和整体优化必须加强，构建符合研究生培养需求的课程教学体系，坚持把能力培养作为核心指标，重点开展创新能力培养，注重知识基础的拓宽，增加研究方法类、研讨类和实践类课程等。”近年来国内各高校都十分重视规范和加强科学计算与实践类课程的教学。通过对科学计算类课程改革的相关问题进行深度调查，发现现有的课程体系结构、知识结构已远不能满足当前的需求。如何进一步加强课程体系内容、方法和实践创新环节的建设，需要根据现状进行深入的研究和探索。主要现状如下：
（一）教师的教学要求和学生的学习目标之间存在不一致现象
由于教师和学生对课程所涉及专业知识的认知和对课程体系设置等问题的理解不一致，导致学生与教师在对课程内容体系设置的需求上出现差异，使教师和学生对课程的教学达标要求和学习达标要求之间的理解形成一定的偏差，教师的教学要求和学生的学习目标之间不能形成共鸣效应，使教与学之间形成目标鸿沟。
（二）课程教学内容所要求的基础和学生具有的知识基础之间出现断层现象
由于研究生学习阶段的学生大都来自全国不同地区的各个高校，具有不完全相同的知识基础和专业素养，致使同一个班学生的知识基础和结构千差万别。而依据学科要求和学校的相关需求设置的课程教学体系和内容不可能完全适应每一个同学，再加上目前“千人一面”的传统教育模式，极易在课程教学内容所要求的基础和学生具有的知识基础之间出现鸿沟，对学生的课程学习造成障碍。
（三）课程教学内容和专业前沿知识之间存在一定的脱节现象
传统教育模式的特点是：强调教学内容正确性与教材体系的完整性，在教科书中尽量不涉及尚不完整、不成熟的理论和逻辑体系与存在争议的知识。而前沿的学科问题，大都直接来自源于自然、社会的各个方面和人类的实际生活，是科学研究者对传统的思想观念和理论的突破和发展，其理论往往从不成熟到成熟需要几代人甚至是十几代人的努力，这个很长的历史过程在一定程度上势必会造成传统教育模式中的教学内容和前沿知识之间的脱节，形成学生知识发展的断层。
（四）课程教学体系和内容的设置与实际应用之间存在偏差的现象
知识来源于生产实践，从实践中发现新问题→解决新问题→上升到理论阶段，形成新的专门的知识体系，最后回归于生产实际。知识从产生到最后形成成熟的知识体系需要很长一段时间，而把这些新的知识反映到教材中又需要一定的时间。其次，根据理论知识自身发展的规律，新的知识不可能完全等同于生产实践问题的原型，而是对原问题的高度概括和抽象，与实际问题之间存在着一定的差距。这样，鉴于各种实际原因，目前的数值计算方法课程偏重于理论，缺乏理论知识的实际应用，致使所要求学习和掌握的专业知识与生产实际应用中的要求出现偏差，造成课程教学内容与实际应用之间出现鸿沟的现象。
（五）教学方式简单机械，容易造成学生粗疏懒散的思维习惯
根据课程教学体系的要求，课堂教学过程的设计要遵循如下原则：重视课堂过程，讲究传授方法，知识与能力并重，正确处理情感与价值观。但目前许多教师没有重视教学方法、方式的转变，主要表现在：没有根据学生的实际情况制订教学计划，而是照搬原有教案和教参中的内容；在课堂教学中不注重对学生能力的培养，对课堂教学所处的地位和作用没能去认真思考，仅仅对课程知识点进行罗列；教学过程中没有注重知识的连贯和承接，使学生产生抵触的学习情绪。
传统教学模式一方面与当前教育教学改革的潮流相脱节，另一方面没有考虑到学生身心成长的规律和特点，易使学生形成粗疏懒散的思维习惯，在一定程度上限制和阻碍了学生个性的发展、高素质的形成。
综上所述，教师应在数值计算方法课程的教学过程中消除教与学目标之间的不一致现象，填平教学内容和学生具有的知识基础之间出现的断层现象，缩短课程内容和专业前沿知识、实际应用之间存在脱节的现象。改变传统的教育教学模式，铺平学生知识应用和发展的道路，这是课程主讲教师面对的一个极富挑战性的课题。对这些问题的有效解决，能够极大提升课程的整体教学质量。
二、数值计算方法课程教革的主要措施
（一）充分吸收国内外最新研究成果，形成既有理论深度又有实践适用性的课程体系
根据课程组多年来讲授数值计算方法课程的教学经验，依照理、工科类专业的特点，课程组充分吸收国内外优秀教材的成果，增加科学计算中的一些新理论和新方法，形成了既有理论深度又有实践适用性的课程体系。在理论阐述上力求简明扼要、深入浅出，用大量实例和算例来说明科学计算理论和方法的原理和应用，努力突出科学计算思想的渗透和应用，为工科研究生解决专业问题提供有力工具。
在课程的教与学中注重学科前沿知识与方法的引领和传授。应根据数值计算类学科发展的需求、人才市场对学生知识需求变化的形势和课程的实际教学效果，及时对课程大纲和内容进行调整和凝练，加强课程的实践教学环节。在具体的教学活动中，应把一些经典理论的构建、关键问题的突破和前沿研究成果的进展等内容通过案例式教学展开研讨，逐步强化学生的创新实践理念和能力。
（二）以“人”为本，更新理念，强化课堂教学艺术
根据学生个性化特征和需求，改变传统 “一言堂”的讲授模式，采用“开放型”的教学模式，即教师通过对教材的认真研究，将课程教学内容分为三块：教师课堂必须讲授的内容；学生通过研讨学习掌握的内容；学生通过自学、作业和答疑掌握的内容。灵活的开展创造性学习，能激发与培养学生的创造力。
（三）协调课程教与学的双边效应，激发学生的学习动力
在课程的整体教学计划和过程中，协调教与学的双边动力是激发学生学习兴趣、提高课程教学质量和培养高素质人才的核心。按照动力学理论的观点，我们可以将课程的教与学看作是一个系统，其中由行为动力、运行动力和外部推动力相结合而形成了运动和发展的推动力，具体如下图：
学生学习的主动性（行为动力）是系统运行的主要动力，在课程教学中应积极提倡和推动能够调动学生积极参与、自主探索的学习方式，让学生成为学习的真正主体。课程对学生的吸引力主要取决于课程教学内容的整体设计，依据学生的知识水平和结构、智力等实际情况进行综合设计，制订合理的教学目标，加强课程对学生的吸引力。在特定条件下系统运行的外部推力（包括教师队伍、课堂教学内容和方法、教学管理等）会对系统运行产生推动的作用，通过协调课程教与学的双边效应，激发学生的学习动力。
（四）坚持以创新实践能力培养为核心
以研究生的培养目标、社会需求和学位要求作为数值计算方法课程体系设计的根本依据，认真贯彻课程的培养目标和要求，结合社会需求对课程体系进行系统化的优化设计，增加实际问题的研讨和实践，注重理论联系实际的拓展，克服课程教学中“重理论轻应用”的倾向。
三、课程教学体系改革的主要成效
（一）提升教学质量，提高学生综合分析问题、解决问题的能力
通过教学改革，改善教学方式和手段，探索新的教学模式，提高课程的教学质量。通过课程计算机网络的建设和计算机辅助教学软件等资料的使用，使学生的学习渠道更加灵活，学习效率更高。这对于学生掌握科学计算知识，正确运用方法和工具解决实际问题具有重要作用。
（二）提高任课教师的教学水平科研水平
通过课程的改革和实践研究，不仅提高学生的科学计算和实践创新能力，而且达到锻炼和提高教师队伍的目的，构建师生共赢的创新人才培养体系，使得课程主讲教师对于学科前沿理论更加了解，对于课程的教学特点、教学方式有更加深刻的认识和把握，有利于提高教学和科研水平。
（三）完善数值计算方法课程的软、硬件设施
通过课程的改革和实践研究，建立合理的课程教学体系。同时通过实例库、计算机辅助教学和电子教案、课件等资源，促进数值计算方法课程的软件建设。通过计算机教学和科研网络平台、相应的实验室建设，提高数值计算方法课程的硬件设施水平。
（四）提高数值计算方法课程的辐射力和影响力
通过对课程教学改革的实践和探索，在完善数值计算方法课程体系的同时，进一步提升了我校数值计算方法课程在兄弟院校的辐射力和影响力。
四、结束语
数值计算方法课程教学是高校理、工科相关专业教学工作中的重要组成部分，且其重要性日趋增强。鉴于目前课程在课程体系、教材结构、教学内容、授课方式等方面存在的问题，通过对数值计算方法课程教学的实践和探索，在学生的创造性、自我意识和实际能力的培养，在教学内容的先进性，在师生共赢等方面取得了一些有实践意义和推广价值的成果，为后继课程的进一步优化、改革提供了良好的平台。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 胡建华，陈兴同，曹德欣.数值计算方法[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.
[2] 王章豹，李和平.提高教学质量的若干举措[J].中国大学教学，2004（8）：44-45.
[3] Michael T Heath.Scientific computing an introductory survey[M].北京：清华大学出版社，2005.
[4] 谢治州.数值分析实验教学的实践与探索[J].实验室研究与探索，2010（5）：133-136.
科学计算能力 篇4
一、归因
大部分家长和学生都会将出错归因为粗心, 然而是什么让学生如此容易“粗心”?是知识点的掌握, 还是学习习惯上的问题?下面结合实际教学, 谈几点看法。
(一) 算理不清
算理是计算过程中的思维方式, 是解决为什么这样算的问题。只有算理明确, 才能做出合乎逻辑的推理。例如这样一错例:
出现这种错误的原因就是学生没有真正理解算理:先用2去除4个百, 商2个百, 就在商的百位写2;再用2去除1个十, 不够商, 就在商的十位写0;最后把1个十和2个一合并, 再用2去除, 商6个一, 就在商的个位写6。学生如果能真正掌握这一算理, 就很少会出现这样的错误了。
(二) 算法不熟
要想正确快速地计算, 还需要对算法进行提炼。很多计算错误和计算速度慢的例子都反映出学生在应用中没有熟练掌握一定的算法。如500×6=300, 如果教师能及时提炼:一算 (用口诀算出5×6=30) , 二添 (30的末尾再添两个0) , 就不会出现这样的错误了。
(三) 习惯不良
有时学生可以把一道计算题的多种算法讲得头头是道, 但一旦动笔计算, 却浮躁不安, 一味追求速度, 这直接导致计算出错率居高不下。如错例9÷3=27, 1×1=2等, 是把运算符号看错了;如错例54÷9=5是把54看成了45;如200+1000=3000是把200看成了2000等等。这类视觉出错的问题也反映出学生对数学学习的重要性和严密性认识不足, 做题时心不在焉, 造成计算出错。
(四) 注意力分配比较差
受年龄特征的影响, 小学生注意力分配比较差。在计算过程中, 他们经常会转移注意, 把注意力同时分配在不同的对象上, 顾此失彼, 造成计算出现误差。在解答比较简单的题目时, 如计算7×3、21-4、7×6和42+9, 准确率还比较高;但在解答较复杂的题目时, 如计算7×3-4、7×6+9, 就容易出现错误。究其原因, 一方面可能是不会进位和退位, 另一方面可能是第一步的计算结果记忆出错。同样, 在进行两级运算的时候, 学生的注意力集中在计算方面而容易忘记考虑运算顺序, 如1+4×4=20。
二、措施
面对学生计算上的种种错误, 教师一味地指责与批评往往于事无补。基于上述原因的认识, 我们不难体会到, 学生计算能力的培养不仅与数学基础知识密切相关, 而且与学生思维和学习习惯等非智力因素相互影响、相互促进。
(一) 数形结合, 理解算理
在平时的计算新授课上, 很多教师往往只重视计算练习的数量, 而在一定程度上轻视了对算理的理解。其实, 口算的计算方法多种多样, 只有理解了算理, 才能掌握多种算法。同样在笔算教学中也应该恰当地发挥直观形象的作用。例如, 三年级学生学习“用一位数除两位数”这一内容, 对于42÷3这一算式, 学生难以理解十位上余下的1个十要和个位上的2合起来继续除以3。教师在教学时可借助小棒, 让学生在动手操作的过程中体会:4捆 (4个十) 平均分成3份, 每份是1捆 (l个十) , 十位商1;剩下1捆和2根合成12根, 再继续平均分成3份, 每份是4根 (4个一) , 个位商4。通过摆小棒, 使学生感知十位上的余数和个位上的数合起来继续除的道理, 并让学生把操作过程和竖式进行对照, 数形结合。这样, 可以帮助学生在深刻理解算理的同时, 协调发展形象思维和逻辑思维。
(二) 遵循规律, 掌握算法
心理学研究发现, 学生掌握计算法则要经过两个阶段。第一阶段是意识法则阶段, 此时学生的思维与动作还不协调, 会不断出现错误。教师在这个阶段要让学生“边说边算”, 尽量展示或叙述计算的过程。第二阶段是无意识法则阶段。我们可以认为第一阶段是理解算理的阶段, 而第二阶段是掌握算法的阶段。教师在计算教学中要适时帮助学生提炼一些基本的方法。如三上年级笔算有余数除法, 由于首次出现除法竖式, 学生很容易顾此失彼。因此, 在学生理解算理后, 教师可以根据有余数笔算除法的过程提炼出简捷的笔算步骤:一商、二乘、三减、四比, 帮助学生逐步达到计算“自动化”的程度。
(三) 训练记忆, 学会检查
学生在计算时经常会犯进位与退位上的错误, 教师和家长都认为这是学生“粗心”造成的, 而忽视了教给学生记忆进位和退位的方法。训练学生记忆进位与退位可以分三步:先把进位和退位标注在竖式上, 再用不写字的手的五个手指以不同的形态表示进位和退位, 最后把进位与退位自觉地记忆在脑中。为了进一步保证计算的正确率, 还要让学生养成做完后先认真校对题目、再进行验算的好习惯。另外, 教师在学生作业中发现典型问题时, 应及时呈现、讲评, 让学生自己讨论分析产生差错的原因, 养成自我检查、自我评价、自我矫正的习惯, 达到理解算理、掌握算法、达成技能的目的。
(四) 听视结合, 激发兴趣
口算的正确率与速度和笔算的正确率与速度息息相关。如笔算整数乘、除法就要用到乘法口诀、用口诀求商和两位数加、减一位数, 尤其是“一位数×一位数+一位数”使用频率高且易出错, 应该把这个内容作为专项训练, 不仅要会视算, 还要多多听算, 力求达到正确无误。有时还可以在笔算前, 让学生估一估题目的得数。这样做, 既能培养学生的估算意识、估算能力, 又能提高计算正确率。
对计算科学与计算机发展的思考 篇5
摘 要: 本文从什么是计算说起, 通过对计算机的发展历史和人类对计算本质认识的回顾, 提出量子计算系统的发展和成熟, 并且提出了人类认识未知世界的规律:“计算工具不断发展—整体思维能力的不断增强—公理系统的不断扩大—旧的神谕被解决—新的神谕不断产生”不断循环。
关键词:计算科学 计算工具 图灵模型 量子计算
1 计算的本质
抽象地说, 所谓计算, 就是从一个符号串f 变换成另一个符号串g 。比如说, 从符号串1 2 + 3 变换成1 5 就是一个加法计算。如果符号串f 是x2,而符号串g 是2x,从f 到g 的计算就是微分。定理证明也是如此, 令f 表示一组公理和推导规则, 令g 是一个定理, 那么从f 到g 的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看, 文字翻译也是计算, 如f 代表一个英文句子, 而g 为含意相同的中文句子, 那么从f 到g 就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点?为什么把它们都叫做计算?因为它们都是从己知符号( 串) 开始, 一步一步地改变符号( 串) , 经过有限步骤, 最后得到一个满足预先规定的符号( 串) 的变换过程。
从类型上讲, 计算主要有两大类: 数值计算和符号推导。数值计算包括实数和函数的加减乘除、幂运算、开方运算、方程的求解等。符号推导包括代数与各种函数的恒等式、不等式的证明, 几何命题的证明等。但无论是数值计算还是符号推导,它们在本质上是等价的、一致的, 即二者是密切关联的, 可以相互转化, 具有共同的计算本质。随着数学的不断发展, 还可能出现新的计算类型。
2 远古的计算工具
人们从开始产生计算之日, 便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此,计算和计算工具是息息相关的。
早在公元前5 世纪, 中国人已开始用算筹作为计算工具, 并在公元前3 世纪得到普遍的采用, 一直沿用了二千年。后来, 人们发明了算盘, 并在15 世纪得到普遍采用, 取代了算筹。它是在算筹基础上发明的, 比算筹更加方便实用, 同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。
3近代计算系统
近代的科学发展促进了计算工具的发展: 在1 6 1 4 年, 对数被发明以后, 乘除运算可以化为加减运算, 对数计算尺便是依据这一特点来设计。1 6 2 0 年, 冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1 8 5 0 年, 曼南在计算尺上装上光标, 因此而受到当时科学工作者, 特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的, 是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642 年发明了帕斯卡加法器。在1671 年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器, 是长1 米的大盒子。自此以后, 经过人们在这方面多年的研究, 特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后, 出现了多种多样的手摇计算器, 并风行全世界。
4 电动计算机
英国的巴贝奇于1 8 3 4 年, 设计了一部完全程序控制的分析机, 可惜碍于当时的机械技术限制而没有制成, 但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。此后, 由于电力技术有了很大的发展,电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。1 9 4 1 年, 德国的楚泽采用了继电器, 制成了第一部过程控制计算器, 实现了1 0 0 多年前巴贝奇的理想。
5 电子计算机
2 0 世纪初, 电子管的出现, 使计算器的改革有了新的发展, 美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1 9 4 6 年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展, 使人类进入了一个全新的时代。它是2 0 世纪最伟大的发明之一, 也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。
在电子计算机和信息技术高速发展过程中, 因特尔公司的创始人之一戈登·摩尔(GodonMoore)对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出预言: 半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明,自2 0 世纪6 0 年代以后的数十年内, 芯片的集成度和电子计算机的计算速度实际是每十八个月就翻一番, 而价格却随之降低一倍。这种奇迹般的发展速度被公认为“摩尔定律”。
6 “摩尔定律”与“计算的极限”
人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升? 传统计算机计算能力的提高有没有极限? 对此问题, 学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高, 最终地球上所有的能量将转换为计算的结果——造成熵的降低, 这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的, 因此, 传统电子计算机的计算能力必有上限。
而以IBM 研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到2 1 世纪3 0 年代, 芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度( 1纳米= 1 0 - 9 米) , 此时, 导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律——牛顿力学沿导线运行, 而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象, 从而导致芯片无法正常工作; 同样, 芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸( 约5 纳米) 后, 晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。
哲学家和科学家对此问题的看法十分一致: 摩尔定律不久将不再适用。也就是说, 电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在2 1 世纪前3 0 年内终止。著名科学家, 哈佛大学终身教授威尔逊(EdwardO.Wilson)指出: “科学代表着一个时代最为大胆的猜想( 形而上学) 。它纯粹是人为的。但我们相信, 通过追寻“梦想—发现—解释—梦想”的不断循环, 我们可以开拓一个个新领域, 世界最终会变得越来越清晰, 我们最终会了解宇宙的奥妙。所有的美妙都是彼此联系和有意义的。”[论/文/网LunWenData/Com]
7 量子计算系统
量子计算最初思想的提出可以追溯到20 世纪80 年代。物理学家费曼RichardP.Feynman 曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中, 相互作用的光子每增加一个, 有可能发生的情况就会多出一倍, 也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的.计算量实在太大了, 不过, 在费曼眼里, 这却恰恰提供一个契机。因为另一方面, 量子力学系统的行为也具有良好的可预测性: 在干涉实验中, 只要给定初始条件, 就可以推测出屏幕上影子的形状。费曼推断认为如果算出干涉实验中发生的现象需要大量的计算, 那么搭建这样一个实验, 测量其结果, 就恰好相当于完成了一个复杂的计算。因此, 只要在计算机运行的过程中, 允许它在真实的量子力学对象上完成实验, 并把实验结果整合到计算中去, 就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。
在费曼设想的启发下, 1 9 8 5 年英国牛津大学教授多伊奇DavidDeutsch 提出是否可以用物理学定律推导出一种超越传统的计算概念的方法即推导出更强的丘奇——图灵论题。费曼指出使用量子计算机时,不需要考虑计算是如何实现的, 即把计算看作由“神谕”来实现的: 这类计算在量子计算中被称为“神谕”(Oracle)。种种迹象表明: 量子计算在一些特定的计算领域内确实比传统计算更强, 例如,现代信息安全技术的安全性在很大程度上依赖于把一个大整数( 如1 0 2 4 位的十进制数) 分解为两个质数的乘积的难度。这个问题是一个典型的“困难问题”, 困难的原因是目前在传统电子计算机上还没有找到一种有效的办法将这种计算快速地进行。目前, 就是将全世界的所有大大小小的电子计算机全部利用起来来计算上面的这个1 0 2 4 位整数的质因子分解问题, 大约需要2 8 万年, 这已经远远超过了人类所能够等待的时间。而且, 分解的难度随着整数位数的增多指数级增大, 也就是说如果要分解2 0 4 6 位的整数, 所需要的时间已经远远超过宇宙现有的年龄。而利用一台量子计算机, 我们只需要大约4 0 分钟的时间就可以分解1024 位的整数了。
8 量子计算中的神谕
人类的计算工具, 从木棍、石头到算盘, 经过电子管计算机, 晶体管计算机, 到现在的电子计算机, 再到量子计算。笔者发现这其中的过程让人思考: 首先是人们发现用石头或者棍棒可以帮助人们进行计算, 随后, 人们发明了算盘, 来帮助人们进行计算。当人们发现不仅人手可以搬动“算珠”, 机器也可以用来搬动“算珠”, 而且效率更高, 速度更快。随后, 人们用继电器替代了纯机械, 最后人们用电子代替了继电器。就在人们改进计算工具的同时,数学家们开始对计算的本质展开了研究,图灵机模型告诉了人们答案。
量子计算的出现, 则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。可以说。这是一种革命性的思考与解决问题的方式。
因为在此之前, 所有计算均是模拟一个快速的“算盘”, 即使是最先进的电子计算机的CPU 内部,64 位的寄存器(register),也是等价于一个有着6 4 根轴的二进制算盘。量子计算则完全不同, 对于量子计算的核心部件, 类似于古代希腊中的“ 神谕”, 没有人弄清楚神谕内部的机理, 却对“神谕”内部产生的结果深信不疑。人们可以把它当作一个黑盒子, 人们通过输入, 可以得到输出, 但是对于黑盒子内部发生了什么和为什么这样发生确并不知道。
9 “神谕”的挑战与人类自身的回应人类的思考能力, 随着计算工具的不断进化而不断加强。电子计算机和互联网的出现, 大大加强了人类整体的科研能力,那么, 量子计算系统的产生, 会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力, 并最终解决困扰当今时代的量子“神谕”。不仅如此, 量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质, 把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。
如果观察历史, 会发现人类文明不断增多的“发现”已经构成了我们理解世界的“ 公理”, 人们的公理系统在不断的增大, 随着该系统的不断增大, 人们认清并解决了许多问题。人类的认识模式似乎符合下面的规律:
“ 计算工具不断发展— 整体思维能力的不断增强—公理系统的不断扩大—旧的神谕被解决—新的神谕不断产生”不断循环。
无论量子计算的本质是否被发现, 也不会妨碍量子计算时代的到来。量子计算是计算科学本身的一次新的革命, 也许许多困扰人类的问题, 将会随着量子计算机工具的发展而得到解决, 它将“计算科学”从牛顿时代引向量子时代, 并会给人类文明带来更加深刻的影响。[论*文*网]
参考文献
[1] M.A.NielsenandI.L.Chuang,QuantumComputation and Quantum Information[M].Cambridge University Press,2000.
[2] A.M.Turing.On computable numbers,with an application to the Entscheidungsproblem,Proc. Lond,1936(42):230～265.
浅谈计算科学 篇6
[关键词]：计算科学计算工具图灵模型量子计算
中图分类号：TP3-0文献标识码：A文章编号：1003-8809(2010)-09-0001-01
1、计算的本质
抽象地说，所谓计算，就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说，从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2，而符号串g是2x，从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此，令f表示一组公理和推导规则，令g是一个定理，那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看，文字翻译也是计算，如f代表一个英文句子，而g为含意相同的中文句子，那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点?为什么把它们都叫做计算?因为它们都是从己知符号(串)开始，一步一步地改变符号(串)，经过有限步骤，最后得到一个满足预先规定的符号(串)的变换过程。
从类型上讲，计算主要有两大类：数值计算和符号推导。数值计算包括实数和函数的加减乘除、幂运算、开方运算、方程的求解等。符号推导包括代数与各种函数的恒等式、不等式的证明，几何命题的证明等。但无论是数值计算还是符号推导，它们在本质上是等价的、一致的，即二者是密切关联的，可以相互转化，具有共同的计算本质。随着数学的不断发展，还可能出现新的计算类型。
2、远古的计算工具
人们从开始产生计算之日，便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此，计算和计算工具是息息相关的。
早在公元前5世纪，中国人已开始用算筹作为计算工具，并在公元前3世纪得到普遍的采用，一直沿用了二千年。后来，人们发明了算盘，并在15世纪得到普遍采用，取代了算筹。它是在算筹基础上发明的，比算筹更加方便实用，同时还把算法口诀化，从而加快了计算速度。
3、近代计算系统
近代的科学发展促进了计算工具的发展：在1614年，对数被发明以后，乘除运算可以化为加减运算，对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年，冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年，曼南在计算尺上装上光标，因此而受到当时科学工作者，特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的，是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年，莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器，是长1米的大盒子。自此以后，经过人们在这方面多年的研究，特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后，出现了多种多样的手摇计算器，并风行全世界。
4、电动计算机
英国的巴贝奇于1834年，设计了一部完全程序控制的分析机，可惜碍于当时的机械技术限制而没有制成，但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。此后，由于电力技术有了很大的发展，电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。1941年，德国的楚泽采用了继电器，制成了第一部过程控制计算器，实现了100多年前巴贝奇的理想。
5、电子计算机
20世纪初，电子管的出现，使计算器的改革有了新的发展，美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展，使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一，也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。
科学计算能力 篇7
1计算机科学与技术教学中存在的问题
1.1创新氛围淡薄
很多高校没有意识到创新能力在促进学生全面发展中的重要性,积极为学生营造良好的创新氛围,而是过分注重学生对理论知识的掌握,使学生形成了“重成绩轻能力”的错误观念,对培养学生的创新意识产生了不利影响。
1.2师资队伍较弱
计算机科学与技术的知识更新非常快,需要教师与时俱进,不断学习来充实自己,以满足教学的需要。但是很多高校教师虽然教学经验丰富,但是因为年龄或者教学任务繁重,无法及时对自己知识含量进行更新,这在一定程度上也影响了学生对知识的吸收与学习。
1.3教学模式陈旧
在计算机科学与技术教学中,很多高校教师仍然采用“灌输式”的教学方法,对计算机理论知识照本宣科,既无法适应计算机科学与技术的教学要求,又对发挥学生的主观能动性和培养学生创新能力造成了阻碍。
1.4教学结构不足
在计算机科学与技术教学中,很多高校因为教学经费有限,没有合理安排好专业课程和实践课程的教学,使学生得不到实践锻炼的机会,课堂所学理论知识和社会需求相互脱节,无法满足社会对学生实践操作能力的要求。
2 培养计算机科学与技术专业学生创新能力的途径
2.1营造良好的创新环境
一方面,高校各个职能部门需要达成共识,坚持素质教育和创新教育的观念,营造良好的创新环境和创新氛围,让学生成为学习活动的主体,给学生学习的选择权与自主权,充分挖掘学生的潜能,促进学生的个性化发展。另一方面,高校教师需要鼓励学生敢于提出质疑,对计算机理论知识进行积极地思索和论证,养成勤于分析和思考的习惯。对学生提出的不成熟创新想法,高校教师需要给予鼓励和支持,保护学生创新的积极性。
2.2加强教师队伍建设
首先,高校需要建设有创新精神的教师队伍。在计算机科学与技术教学中,教师需要利用自己的创新意识和创新能力去感染学生,唤起学生创新的创新欲望和问题意识,让学生积极参与到创新活动中。其次,高校教师需要建立正确的师生观,理解和尊重学生,与学生建立良好的师生关系,在教学中平等与学生进行对话与交流。对学生不同的见解和观念,教师需要坚持鼓励与支持的态度,帮助学生摆脱思维定势的束缚,让学生感受到来自教师的认可与肯定。最后,高校教师需要注重提高素养,学习和吸收新知识、新观念,在教学中以多元化的视角进行理论知识讲解,从而拓宽学生的思维,丰富学生的知识结构。
2.3注重教学模式改革
在计算机科学与技术教学中,教师需要坚持以学生为教学活动的主体,结合学生的兴趣爱好、性格特点和学习能力,优化课程教学内容,使教学活动更贴近于学生的需求,培养学生发散性思维和创新意识。同时,高校教师需要在教学中锻炼学生的实践操作能力,依据教学内容和教学要求,开展计算机知识的竞赛活动,或者让学生参与科研课题的研究与开发,从而调动学生学习的积极性与主动性,让学生在对计算机知识学以致用过程中感受到成功的愉悦,激发学生创新的热情。
2.4 积极开展创新活动
在计算机科学与技术课堂教学外,教师需要引导学生积极开展创新活动,为学生提供充分的想象空间和创新空间。例如教师可以组织学生参加科技节,帮助学生认识计算机与信息技术等领域的学术动态与最新研究成果,体会创新观念对计算机科学与技术教学的意义;建立科技小组,带领学生进行科技创新,在潜移默化中培养学生的创新意识;组织学生参加电子设计、计算机程序设计和动漫设计等各种竞赛活动,利用竞赛活动增强学生的实践动手能力与创新能力。
3 结束语
总之,社会的信息化发展和科技的更新,对计算机人才的创新能力要求更高。高校只有营造良好的创新环境,加强教师队伍建设,注重教学模式改革和积极开展创新活动,才能真正培养学生的创新意识,为学生的发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1]熊晓波.计算机科学与技术专业学生创新能力培养探索[J].计算机光盘软件与应用,2012(7):210-211.
[2]张思宇.计算机科学与技术专业学生创新能力的培养分析[J].黑龙江科技信息,2012(18):210.
科学计算能力 篇8
关键词：计算机科学与技术,专业人才,能力培养
第三次科技革命方兴未艾, 科学技术以令人惊叹的速度不断发展和更新, 尤其是以电子计算机科学和技术最为典型, 在短短的几十年间就进行了几次变革, 取得了飞速的发展。而今, 电子计算机已经走进了中国的千家万户, 而电子计算机科学与技术更是每一所高校都必有的专业。但是, 随着科学技术的日新月异, 对电子计算机科学与技术的人才提出了更高的标准, 要求其不仅仅能够熟练的掌握电子计算机技术的使用, 而且更要拥有创新的精神, 这才是重中之重, 只有电子计算机科学与技术专业的人才具备有了创新精神, 才能够保证电子计算机科学与技术的长远发展, 下面笔者将就如何培养计算机科学与技术专业学生的创新精神, 进行简要的分析。
1 综合分析电子计算机科学与技术专业人才培养现状
在众多的科学技术中, 电子计算机科学与技术处于前沿行列, 发展迅猛, 而且和其相关的技术在很短的时间之内都会发生变化, 这就要求从事相关行业的专业人员要具有超强的创新能力, 能够发明并且研制新技术新科技, 只有这样才能够使其本身具有更高的专业水平, 更好的实现自我价值, 促进电子计算机行业的发展。
目前我国的各大院校之中几乎都设有计算机专业, 用以培养大批计算机专业人才, 但是众多高校的教学体系存在一定的缺陷和不足, 主要有:
第一, 许多高校所使用的教材已经较为落后, 大多数使用的都是计算机技术更新前的版本, 这就使得学生根本无法在第一时间掌握最新的计算机技术。
第二, 教师队伍存在一定的问题, 有些年龄较大的教师已经无法及时的更新自己的知识含量, 这样直接影响到学生学习和吸收的知识。
第三, 教学方式老化, 目前大多数学校使用的仍然是传统教学方法, 这样的方式已经不能够适应计算机科学与技术的发展需求, 需要进行改革。
第四, 教学结构存在不足和缺陷, 专业课程与实践课程的安排不合理, 由于有些学校为了节省经费等原因, 并没有科学合理的安排学生的教学实践活动, 致使学生只是了解书本上的知识点, 不知道如何对其进行操作。
以上就是目前为止我国高校计算机科学与技术专业在教学上存在的问题, 这样的教学是无法培养出既能够熟练的掌握计算机技能, 又具有创新能力的专业人才。
2 培养计算机科学与技术专业人才创新能力的方法
想要培养计算机科学与技术专业的人才, 必须有效的结合课堂教学与实践教学, 但是针对目前我国高校教学存在的问题, 可以采取以下的办法培养学生的创新能力。
2.1 全面提高教师的教学素质
教育事业自古以来就受到人们的尊重, 人才的培养绝大多数都是通过在学校之中的学习实现, 而在教学的环节之中, 除去学生自身的学习认真程度和接受程度之外, 最重要的就是传授知识的教师, 可以说教师教学素质的高低直接的影响整个学校的教学质量和学生的学习情况。而目前随着社会的不断发展和进步, 人们对于教育的要求也在不断的升高, 教师为了满足目前时代发展的需要, 就必须时刻给自己充电, 增加自己的知识含量, 采用最前沿的教学方式, 只有这样才能够在教学之中, 教授给学生符合社会发展需要的知识, 培养出专业的人才。由此可见, 拥有高素质的教师队伍至关重要。
2.2 大刀阔斧的对课堂教学进行改革
对于计算机科学与技术专业的学生来讲, 除了对其进行相关的计算机书面知识的教育, 使其掌握专业技能之外, 最主要的就是培养其创新精神, 创新能力和精神不仅仅是个人素质的一种体现, 更是一个国家和民族的灵魂。因此在教学的过程中可以针对创新能力进行专门的培养, 要做到这一点关键还是在学校的领导和教师身上:学校的领导在选择教材时, 要选择对培养创新能力有针对性篇章的课本;学校的教师在备课时, 制定具体教学目标时要包括对创新能力的培养, 以其作为主要的教学目标, 并且在教学的过程中要有所侧重, 最大限度的培养计算机科学与技术专业学生的创新能力。
2.3 合理调整课程结构, 科学安排课堂教学和实践教学
电子计算机科学和技术专业与其他的专业有所不同, 它应该更注重于学生动手能力的培养, 因此在安排课程结构时科学合理, 不能够只注重课堂教学, 同时应该兼顾实践教学。如果只注重课堂教学, 忽略实践教学, 将来培养出来的学生势必只知道课本上的知识, 不知道如何动手实践, 只会纸上谈兵, 这样培养出来的学生是不可能满足当今社会计算机科学与技术发展的需要;同时, 如果学校太过于注重教学实践而忽略课堂教学, 虽然学生的动手能力会比较强, 但是其专业知识势必会有所欠缺, 这样的学生同样不能够满足社会的需要。
2.4 组织课外活动, 激发学生学习兴趣
学校的生活如果只是一味的学习, 太过枯燥无味, 最终会扼杀学生的创新能力, 这不利于学生的全面发展。在大学校园中有很多的学生社团在活跃校园文化中起着重要的作用。教学者可以将学生的专业知识、创造力的培养与这些活动相结合, 让学生参加计算机协会或者电脑节等, 在专业老师的带领和指导下, 开展一些计算机学科方面的竞赛, 通过活动来提高学生的动手能力和实践创新能力。学校不应该仅仅局限于课堂教学, 而学生也不应局限于自己专业知识的学习和培养, 要对其他专业知识也有选择的吸收和学习, 在这样的学习过程中才能够激发出创新的灵感。
总之, 随着第三次科技革命的兴起, 电子计算机科学与技术取得了飞速的发展, 而为了保证其持续稳定的发展下去, 培养出大批的计算机科学与技术的专业人才是关键, 而人才的培养最终要依靠学校的教育才能完成。但是, 目前我国高校对于计算机科学与技术专业人员的培养存在一定的缺陷和不足, 主要体现在:教师的教学水平和知识含量;课程结构的安排不够科学合理;教学方式仍然采用的是传统教学等等, 针对这些具体存在的问题, 笔者在文中提出了几点改进措施和方案, 以期能够对学生创新能力的培养有所帮助。
参考文献
[1]郭风, 朱韶红.计算机科学与技术专业课程体系建设研究[J].中国现代教育装备, 2010.
[2]马礼, 张永梅, 宋丽华.培养计算机类专业学生硬件方向创新能力的研究与实践[J].计算机教育, 2010.
科学计算能力 篇9
1 计算机专业学生就业情况分析
学生就业对口情况可以大概率反映学生专业能力,根据我院2013届计算机专业毕业生就业情况统计分析来看,从事专业对口有50%左右,而从事与专业相近有20%多,还有小部分学生从事与本专业无关的工作;而从学生参加应聘反馈回来的信息来看,对于部分专业理论不扎实、专业操作能力低的学生,就业具有一定的困难,要费很大努力及周转才能找到一份工作。但对专业能力强的学生,可以很轻松地找到自己满意的工作,况且选择机会也比较多。从这个现象可以看出,毕业生专业能力是用人单位招聘的一个重要指标,用人单位非常的看重。因此,专业能力的培养对计算机专业的学生尤为重要。
2 计算机科学与技术专业学生专业能力存在的不足
从学生的课程设计、毕业设计的情况及用人单位反馈回来的信息来看,本专业的基本理论知识和基本操作技能学生都能掌握,甚至有一些学生还具有一定的程序开发能力,但与企业需求的专业能力的应用还是显得学生存在专业能力不足。
1)基本操作技能不熟练,专业操作能力不高。计算机专业学生不够重视办公类软件、常用工具软件的使用,缺少对其的操作和训练;而对系统安装与维护、硬件安装、网络组建、网络布线等方面实践也不够认真对待,动手能力不强,甚至个别学生制作不好网络水晶头,以至这部分学生应聘计算机软硬件销售公司时候没有办法录用。
2)分析程序能力及编写程序能力明显不足。由于学生平时少阅读程序,加上少上机调试和少编写代码,缺乏程序的分析和编程能力,导致实现程序功能时没有足够能力完成。
3)系统设计与开发能力不足。大部分学生由于专业技术不精,经验不够,有些学生仅停留在模仿课本例子的水平;有些学生在开发具有前后台程序时,只会进行前台界面设计,后台设计部分就不会了,或者在访问后台数据时却连接不上或访问出错,总会出现这样或那样的错误问题,出现这些问题,总的来看就是其系统设计与开发能力不足。
3 计算机专业应用型人才所具的专业能力
根据计算机专业培养人才类型的培养目标,从专业知识、能力和素质三方面去培养学生。专业知识是能力的表现和素质体现,是三者的基础。素质是工作的基本素质,具有的责任心。能力是核心,是人才特征的最突出表现,因此,培养计算机专业应用型人才应着手培养具备的如下的专业能力。
1)有较强的计算机基本操作能力,能够熟悉软硬件安装及系统的维护,能组建网络、管理和维护等能力;
2)具有较强的编程能力和数据应用能力;
3)具有较强的网络编程、系统的设计与开发能力;
4)具有较强学习能力和适应新技术的能力;
5)较强的系统设计与开发以及维护能力。
概括来说,就是要培养学生五个方面的专业能力,分别是计算机基本操作能力、解决问题的分析思维能力、算法设计能力、程序设计与实现能力、系统设计与开发能力。
4 培养计算机应用型人才专业能力的方法与途径
我们从多方面对培养计算机应用型人才专业能力进行探索和实践,从2010级和2011级计算机专业的学生来看,成效是显著的,主要方法和途径有:
4.1 改革旧的教学体系,构建新的课程教学体系
1)改革旧的课程体系结构,建立实用课程体系结构
根据培养应用型人才目标构建新的课程体系,将整个课程体系设置成五个模块,分别是“公共课”模块、“学科基础课程”模块、“专业基础课程”模块、“专业课程”模块和“实践课程”模块。其中“公共课”模块有分为“公共必修课”和“公共选修课”两个模块。“专业课”模块又分为“专业必修课”和“专业方向选修课”模块。各模块的课程设置要体现该功能模块整个课程体系中所承担的培养任务。其中,公共必修课程主要任务是体现培养学生思想品德、人生观、价值观等能力;公共选修模块课程主要培养学生的社会科学、自然科学和人文与艺术的能力,等方面的修养与能力;“专业学科基础课”模块是培养学生计算逻辑思维和学科基础知识等;专业基础课模块主要培养学生专业基本知识、基本原理、程序设计思想等;专业必修课模块是培养学生专业技术、算法分析与设计、系统设计的基本方法和能力;专业选修模块又设置“软件工程方向”及“网络工程”两个专业方向的不同课程供学生进行选择,以便培养学生掌握多方面的基本操作能力和实用的编程技术以及系统开发的能力,为学生毕业后就业需要打下坚实基础。实践课程模块主要是训练学生对系统的分析、设计与实现的技能以及加强学生文字表达能力。
2)加大实践类课程的比重,扎实推进实践类课程教学
除了构建新的课程体系结构外,我们还增加了实践课程在整个课程体系的比重,对应用型学科课程及专业课程都开设课程实验或课程设计,相对减少理论学时,加大学生对基本操作、综合设计类课程的实践训练,以提高学生实践动手能力和系统开发能力。
3)根据人才市场需求,改革教学内容
根据社会用人单位对人才需要,适应社会市场发展,着重对课程及教学内容进行改革,培养学生的程序分析、设计等能力以及团队合作精神。除了更新专业主干课程的教学内容以外,还不断根据市场需求增加目前较流行软件开发工具,如C、C++、C#、ASP.NET、JAVA、JSP、J2EE、Android等开发语言,让学生学习以便为以后就业打下基础,同时,我们还对课程设计中大项目,进行分小组完成,要求组内成员分任务合作完成,从而达到培养学生团队合作精神。
4.2 培养学生扎实理论知识,为专业能力学习奠定基础
培养应用型专业能力人才,必须具有完整专业知识结构体系,那就必须掌握本专业基础知识和理论知识。我们通过学科基础课模块的课程来培养学生的学科基础知识,如课程高等数学、线性代数、离散数学等数学类课程,培养学生的计算逻辑思维和解决实际专业问题的数学知识。通过专业基础课模块的课程来培养学生的专业知识和专业理论知识,如开设C++、数据结构与算法、计算机组成原理等课程,有针对性地培养学生掌握计算机专业基础知识及算法分析与设计的能力,使学生懂得解决问题的分析、设计等步骤,并通过这些课程的教学来训练学生读写程序的能力。通过专业必修课模块的课程使学生掌握系统分析与设计的方法及步骤,提高学生综合分析理论知识与综合设计能力,如开设软件工程、网站设计、数据库原理及应用、网络编程等课程。
4.3 加强实践教学,培养学生专业能力和专业技能
通过开设课程实验、课程设计、课程综合实习、专业实习等环节加大对实践教学在整个教学活动的比例,培养学生的专业能力。
1)计算机基本操作能力。基本操作能力是对计算机专业学生的基本要求,包括办公软件、常用工具软件、硬件安装和系统的维护、局域网的组建、网络线制作及布线、网络的维护、常用图形处理和动画制作等使用能力,通过开设办公软件、计算机组装与维护等相应的课程和课程实习来培养学生掌握这些基本操作能力。
2)算法分析与编程能力。算法分析能力是计算机专业学生解决专业问题而采用算法;而编程能力是体现学生的编程能力强弱,良好的编程能力是作为软件开发人员必须具备的。在校期间我们要培养学生的算法分析与设计能力、数据库的建立及编辑操作能力、模块化程序设计的理念、面向对象程序设计能力、网络编程的能力、掌握C/S模式和B/S模式的应用软件开发能力,因此,我们通过开设如C++程序设计、数据结构与算法分析、数据库原理及应用、JAVA、JSP、ASP.NET等课程的实验及课程设计来训练学生实操能力。此外,我们组织学生参加每年的市级、省级软件设计大赛等,以便锻炼和提高学生的程序设计与开发能力。
3)程序分析与综合设计能力的培养。程序设计与开发能力的培养有赖于课程设计和综合实习等实践课程,每个学期开设一至二门的课程设计或综合实习,除了要完成具体的程序设计外还要上交课程设计报告,这样既能培养学生分析能力,提高程序设计和开发能力外,同时也能提升了学生文字表达能力。
4)任务和项目驱动,培养系统设计与开发能力。我们要求学生在校期间必须完成一个系统的设计和一个网站建立,这两门课程放到动态网页设计及网络数据库中进行,作为大作业考核学生开发程序的能力。经过10级计算机专业学生的实践,从学生毕业设计中看出这功效还是挺好的,学生综合开发系统能力显著提高,毕业设计的质量明显有所提高。
4.4 加强校企合作,提高学生的专业能力
专业能力的提高离不开实践活动,校企合作可以做到学校、企业、学生三方共赢局面,最近两年我系跟澳翔科技公司的合作,对学生进行Java、.NET、Android程序开发的培训,让学生参与项目的开发,学生从中可以学习很多知识和系统开发流程等,学生专业能力明显提高,综合开发能力进一步的提升。
经过近两年实践表明,采用上述方法和途径等方面的培养学生是有效,能有效是培养计算机专业应用型人才的专业能力。
5 结束语
科学计算能力 篇10
系统发展观作为嵌入式技术和互联网融合的结果, 物联网旨在使用互联技术来整合服务。“系统”变得无处不在:万物的状态皆可感知、测量、监控;人与物可以以一种全新的方式交流互动;智能系统使得各种事件的预测更加容易, 各种资源的分配更加优化。由于嵌入式系统往往集成在大规模商业产品中, 使得嵌入式系统必须有最优的性价比。嵌入式技术对系统的能力培养提出了新的挑战。计算机作为一门公共技术, 其他费计算机类专业的学生也在学习计算机, 那我们计算机类专业的学生的优势在哪里呢?那就是我们我们计算机类专业的学生必须要有系统发展观的管理, 用系统的观念去理解计算机, 掌握计算机的硬件与软件相互之间的关联。在后PC时代, 移动互联网、云计算、大数据中心、物联网等等计算机及其应用都对系统发展观提出了不同层次的要求。所以我们要改革课程内容与教学方法等, 要不然我们培养出来的学生没有竞争优势。我们要把目光和焦点放在如何提高计算机科学与技术类专业学生的系统发展观和系统能力的培养上面。
1 系统能力的内涵
系统发展观和系统能力的关键内容是要在掌握相关计算机基本原理的基础上怎么样来构建一个计算机应用系统。计算机专业学生的课程体系与内容建设要与时俱进, 不断翻新、推陈出新, 同时相应的计算机系统设计与创新能力也要加强。
而对于大部分计算机本科专业学生来说硬件设计能力不如电子工程专业学生、行业软件开发和应用能力不如其他相关专业学生、数学理论基础又不如数学系学生。而计算机系统能力是计算机专业学生的特长, 如何提高计算机专业学生的计算机系统能力, 是我们必须要解决的一个问题。
2 目前现状
我们计算机学院的学生对计算机的系统发展观认识的不够全面, 甚至缺乏这样的一个系统发展观。学生不具备将每门课程之间的关键点联系起来。他们一般是分散地学习每门课程, 而不知道课程相互之间的内在联系。即:不具备系统发展观和系统能力。同时还缺少系统性较强的综合实践环节, 这使学生理论上一知半解, 实践动手能力较差。
总体来说, 目前国内高校的计算机专业教学对于系统化培养方面考虑较少: (1) 课程体系中缺乏一门独立的能够贯穿整个计算机系统的基础课程。 (2) 计算机专业开设的各类课程之间的相互联系不够紧密。 (3) 计算机类专业的课程的具体内容没有与时俱进。即:课程里的内容显得相对落后没有紧跟当前的计算机技术发展。 (4) 课程体系中缺乏对于系统设计和应用能力培养的整体考虑。如对于不同计算机类的应用系统需要设置哪些课程以及包含哪些相关内容?特别是对于课程实验内容。
3 建议与措施
(1) 从系统观出发, 培养学生的系统认知、系统设计、系统开发和系统应用这四个方面的能力。计算机科学与技术类专业的教学方法应该注重培养学生从系统的角度去想问题、解决问题。将计算机专业中相关的硬件和软件的基本原理要讲透彻。同时要注意在实验的过程中要培养学生的系统观。用系统的观念去理解实验、掌握实验。重视信息和计算, 并将它们作为不仅仅可以适用于计算机的普遍性的概念;激发学生的辩证思考能力, 帮助他们理解和掌控数字世界。有意识地培养学生的系统层面的认知、设计、开发与应用的能力, 如如何合理构架各类不同应用系统。通过这些能力的培养, 使得学生能够站在系统的高度考虑和解决问题;这样才能够培养出具有系统观的软/硬件贯通人才。
(2) 系统能力培养课程体系设置总体思路。以系统发展观为主线对计算机专业课程体系改革的思路如图1所示:
其中, 分3个层次建设系统课程:①计算机系统基础课程:Language program design basis (PF) 、digital logic circuit (DLC) 、Fundament of Computer System (FCS) 。②新组合的核心课程:Computer Organization And Design (COAD) 、Operating System (OS) 、Technique of Compiling (CT) 、Computer Architecture (CA) 。③扩展和提升课程:Embedded Computing System (ECS) 、Computer Network (CN) 、mobile computing (MC) 、Parallel computing (PC) 、Big data parallel processing technology (BDPPT) 。
(3) 我们要培养计算机专业学生的整机的概念, 即硬件+软件的整体概念, 使他们摄入理解它们之间的内涵, 同时要让他们掌握Hardware与Software之间的关联与区别。
(4) 让学生深刻理解Language program design basis (PF) 、Instruction Set System (ISS) 、Operating System (OS) 这三者之间的联系和区别。
(5) 计算机的指令是怎么样在计算机中运行的, 如:计算机是如何取一条指令的、如何执行一条加法指令。假设一个程序由十条条指令构成, 那么计算机就按照一条指令一条指令的顺序去执行, 就可以完成这个程序。
(6) 关于硬件的基本组成原理等要让计算机类专业学生了解并掌握, 如相应的图2计算机系TTL、MOS等电路。使他们掌握硬件电路统抽象层次结构的设计方法和原理。尤其是相关的逻辑电路的各种门电路、时钟、延时等相关概念。发现计算机类专业学生普遍存在缺乏硬件知识。如很多同学对相关的译码器、编码器、锁存器等器件不熟悉。
计算机学科主要研究的是计算机系统各个不同抽象层的实现及其相互转换的机制, 其抽象层次结构如图2所示。
4 总结
系统发展观和系统能力是计算机科学与技术专业学生普遍缺少的两项技能。本文从系统能力的内涵着手, 分析了目前我校计算机科学与技术专业学生所存在的缺乏系统观的这一普遍现象。通过这些现象, 提出了一系列的建议和改进措施。
摘要：系统发展观与系统能力是计算机科学与技术专业学生要掌握的两项至关重要的技能。分析了系统能力的内涵, 同时从目前现状入手, 就如何培养计算机科学与技术专业学生的系统观和系统能力提出了一些列的方法和措施。
关键词：系统发展观,系统能力,计算机科学与技术
参考文献
[1]王志英, 周兴社, 袁春风等.计算机专业学生系统能力培养和系统课程体系设置研究[J].计算机教育, 2013.9:1-6.
[2]杨新凯.面向计算机系统能力培养的《数字逻辑》课程教学改革探讨[J].教育教学论坛, 2014.6:148-149.
[3]教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[M].北京:机械工业出版社, 2010.
[4]袁春风.计算机组成与系统结构[M], 北京:清华大学出版社, 2011.
计算最科学的猫砂性价比! 篇11
你正在使用的猫砂，一盒能供一只猫用多久？
普通猫砂性价比计算公式：
购买的猫砂价格×袋数÷使用的月份数÷使用的猫只数量
网友吴瑶mophie：
175元四盒一整箱，5千克一盒，一只猫一个半月一箱！
猫的后宫：
现在在用lovely cat ，25元一袋10升。一只猫一个月用两到三袋吧。
王小贼的围脖之王宝宝：
我家是猫工坊松木猫砂10千克50元+日本爱丽丝水晶砂3升52元，四
只猫一个双层猫厕所可以用40天。
从一个月不到20块钱，到每个月花销超过100块钱，大家给出的答案相差相当悬殊！这么看来，难道花钱最少的，就是性价比最高的猫砂选择法？别着急，先来看一看调查中猫友们的其他观点吧！
要便宜，也要注重效果！
网友Emily岚雨：我家用的是松木化粉的，130元，29.7千克，两只猫能用四五个月，综合上看除臭效果一般。性价比上，我觉得一个月60块钱左右，除臭效果好，粉尘少，环保，不容易被带出的猫砂会比较好。
网友vicki_微小的部分：我家猫点儿用的猫砂是20元10升的。看一个猫砂的性价比，首先要看看猫砂的结块、除臭、除菌能力、粉尘大小，对猫和人类的困扰大小也可以考虑在其中。
没错，经验丰富的猫友们已经替小编们说出了科学计算猫砂性价比时，除了价格和使用天数外要考虑的其他因素：
粉尘结块能力除臭能力除菌能力会不会被带出环保
NOW！测试一下蓝钻猫砂的性价比
由于两位小编家的猫咪使用的都是蓝钻猫砂，所以很有发言权——使用蓝钻6.3千克猫砂，一盒125元左右，可供两只猫咪使用1～1.5个月，只要按时清理猫砂，就完全不会有异味，不受结块、猫砂沾底、粉尘的困挠。因此，我们计算出的蓝钻性价比为：125/1.25/2=50元
按照科学的方法，
重新计算你家猫砂的性价比吧！
在把很多必要的因素分析出来之后，在普通公式的基础上，加入新的必要因素。
如果你家猫砂只使用了10天就开始不断有异味，说明这种猫砂10天，至少15天就应该果断更换，你最后的结果就需要乘以3或者乘以2。
如果你使用除臭剂或者除臭粉，要把它的价格也计算在内。
如果你家有两个以上的猫厕所或者双层猫厕所，应该分别计算每个厕所内的猫砂性价比。
如果你家猫砂粉尘大，结团性又很差，还是建议你果断更换吧！
当然，也欢迎大家把经过分析之后得出的更准确的猫砂性价比告诉我们——你也一定会发现，传说中的“很贵”的蓝钻猫砂，其实性价比相当高！
钻石品质的好猫砂，想体验吗？
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活动规则：
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科学计算器应当科学使用 篇12
计算器的使用目的是减轻学生的计算负担,把学生从繁琐的运算中解放出来,把主要精力放在运用数学知识来解决更有意义和价值的问题上去,但学生学习了计算器的使用后,就很有可能过分依赖计算器,在解决数学问题时,只要遇到计算,就不加分析地、习惯性地拿起计算器计算,而必备的口算能力、估算能力和笔算能力都有不同程度的下降.学生增强了计算器的应用意识,却淡化了计算能力的训练,我们必须引导学生合理科学地使用计算器.
一、让学生明确计算器的使用范围
数学新课标和新教材提倡使用计算器的学习内容是:
(1)使用计算器进行较大或小数位数较多的数值计算.计算器为数学学科提供了先进的计算工具,便于处理生活实际中的真实数据,使数学应用有了更广阔的空间.
(2)利用计算器进行估算.如在八年级上册无理数概念教学时,用有理数逼近无理数的思想;在九年级下册研究一元二次方程的近似解等内容都要借助计算器进行探索估算.
(3)利用计算器进行探索规律.如在七年级上册使用计算器验证、探索“黑洞数”的规律.
(4)利用计算器处理统计中一组较多且较大的数据的特征数.如在八年级鼓励学生用计算器计算一组数据的平均数、标准差与方差.
(5)利用计算器产生随机数进行模拟实验.如在九年级上册“生日相同的概率”一节内容就需要利用计算器产生随机数进行模拟实验.
(6)利用计算器求任意锐角三角函数值.如九年级下册直角三角形边角关系的应用问题的解决.
二、让学生体验计算器只是一个计算辅助工具
要让学生明确计算器的用途.数学教学中要有意识地在课堂上给学生提供一些练习题,让学生通过实际计算,发现有的题目直接口算或简算,或通过找算式得数的规律后再计算比用计算器还要快;有的题目计算器只能给出近似的结果,缺乏数学的精确性,也不符合计算的常规要求;有的题目由于计算器的计算数值范围有限以及取近似值等原因甚至可能给出错误的结果.引导学生将口算、简算、笔算、找规律巧算和用计算器算做比较,体会各种算法的优劣,况且生活中我们也不可能把计算器时时带在身上,让学生深切地体验到计算器只是一个数学计算的辅助工具,最重要的还是要加强口算、简算、估算和巧算等能力的培养.
三、对计算器尽可能统一管理,集中时间使用
数学运算需要学生准确、简捷、迅速,良好计算能力的形成不仅要求学生对基本概念、公式、法则、算理理解透彻,还必须加以一定数量的计算训练.如果学生一味地使用计算器,就只会简单、机械地把数据输入求解,不去理解概念、公式、法则、算理,不去思考如何快捷地解决问题,就会造成对基本概念理解不深,对基本公式、法则、算理掌握不透,就失去了提高计算能力的有效途径.教学中可以在加强算理、法则运用教学,鼓励简便算法,学生的计算能力达到一定水平之后再统一上使用计算器解决问题的课,在此之前不允许使用计算器.脱离了计算器,学生就不得不重视运算法则、算理与计算技巧的训练.统一使用过后,可以把计算器收回统一保管,再次需要使用时下发.
四、在练习和考试中提出精确度及简算等计算要求,适当限制使用
为了适当限制学生使用计算器,在练习和考试中可以提出简便运算或结果保留精确值等方面的要求.如七年级(上)“有理数的运算”学习后,计算18.75-15.39+1.25-14.61时要求学生必须用简便方法;七年级(下)学习“乘法公式”后,可提出利用乘法公式计算:1992,201×199;在一些实际问题中可在题后注明要求:如结果保留π或保留根号等.通过这些限制要求,不但有效地防止了学生对计算器的过分依赖,而且能有效地培养学生运算的准确性、灵活性和简捷性.