计算机科学导论实验（精选8篇）
摘要：转眼间，一个学期已经快要过去。相比较刚刚入学时，对计算机一窍不通的我来说，现在的我已经对计算机这片领域有所了解了，尤其是在经过计算机科学导论学习之后，使得我对计算机的历史及其组成有了深刻的理解。下面我就：1.对计算机专业的认识和打算如何学习该专业；2.对离散数学和它在软件工程的学习中的重要性的认识以及如何打好专业基础；3.计算机硬件系统的结构和工作过程；4.软件工程的模型、方法及文档的概念，以及对软件工程能力培养的认识，这四个方面谈谈我自己的认识和体会。
关键词：计算机科学、离散数学、计算机硬件系统。
1.对计算机专业的认识和打算如何学习该专业
当今的世界，是一个信息交流愈加频繁的世界。而计算机作为信息储存和信息传递的重要载体和工具，在人们的日常生活和日常工作中有着至关重要的作用，而且，随着社会的不断发展以及人们要求的不断提高，计算机的进步和完善已成为必然。这其中包括了硬件系统的发展和完善、软件系统的更新和创新、程序设计语言的模块化、简明性和形式化的发展甚至是未来的人工智能系统。这一切无不促使着计算机专业向着更高的层次发展。
现如今，计算机专业已经不是仅仅掌握几门程序编辑语言就可以的，它对学员有着更高的要求。首先，在知识领域方面，我们必须掌握图形学、离散结构、数值计算科学等多门学科知识，同时，我们还要理解计算机的硬件、软件结构，了解计算机的运行过程。
然后，在个人方面，它要求学员应有着缜密的逻辑思维，良好的职业道德，更要有终身学习的想法和毅力。因此要学好计算机专业并不容易，这就要求我们要有着合理打算，以及恰当的计划。
在我看来，学习计算机专业，首先不能缺的就是毅力。正如我在上面所讲的，学习计算机就要做到终身学习，因为计算机产业作为朝阳产业，更新速度快，旧的东西往往很短的时间便被新的取代，所以稍有懈怠我们便会被其甩在后面。其次，还应该做到以下几点：
1.调整心态，即便计算机不是自己心目中的理想专业，但进入计算机专业
学习，就必须全力以赴，正确面对；
2.放宽眼界，不要仅仅局限于课本之上，还要多阅读一些与专业有关的课外书籍，例如《数据结构》等；
3.上课时，一定要注意听讲，切勿走神或者打瞌睡；
4.重视上机操作，在实际操作当中加深自己对程序语言的理解；
5.努力学好数学，打好基础；
6.合理利用课余时间，做到学习娱乐双结合；
7.时刻关注计算机领域发展，注意新的与计算机有关的科学技术，并时刻吸收新的知识；
8.学会向老师问问题；
我相信，只要我肯努力，我一定会学好计算机这门专业的！
2.对离散数学和它在软件工程的学习中的重要性的认识以及如何打好专业基础
从计算机的发展史来看，它的最初的功能就是计算，因而它与数学是密不可分的，同时，又因为计算机对数据的处理是单个单个依次进行的，所以它处理的问题本来就是一种非连续的，一种和离散有关的数学模型。因此离散数学对计算机的发展有着巨大的作用与意义。
离散数学，或称离散结构，它主要包含了数理逻辑、集合论、代数结构和图论4个部分，另外还包括计算机应用对象的离散结构的研究，如离散概率、运筹学、数值计算、数学建模与模拟等。总的来说，离散数学是我们研究计算机科学的基本数学工具，同样也是我们解决
计算机问题的基础所在。
当前，随着计算机科学的发展和计算机应用的日趋广泛，离散数学在计算机领域的重要性愈加突出。这不仅仅表现在它在数据结构、操作系统、编译原理、算法分析、逻辑设计、系统结构等方面的广泛应用，还体现在它为我们提供了一种解决问题的思维方式——一种严密的、抽象的逻辑思维，我想这便是离散数学的重要性所在吧。
既然离散数学如此重要，那么学好它便成为学好计算机的关键之一。因而我认为要学好离散数学，进而打好专业基础，就应该做到以下几点：
1.离散数学为我们提供了不同的解决问题的思维方式，因而在日常生活当中，我们可以尝试着用这种逻辑思维来思考一些问题，进而加强自身的逻辑概念，为以后的学习打下基础。同时，加深自己对离散数学的认识，更好的掌握这门学科；
2.认真学习学校安排的数学课程，为将来学习更加深奥的数学知识作好充足准备；
3.“实践出真知”，要把握好机会，多参加一些学校组织的活动。另外，如果有机会参加相关竞赛的话，也应该抓住机会，从实践中学习，并培养自身对专业的兴趣。
3.计算机硬件系统的结构和工作过程
自1946年世界上第一台计算机诞生，到现在微型计算机的普及，已经过去了近66年。在这期间，计算机可谓是发生了翻天覆地的变化，产品不断更新，系统设备也愈加先进。但究其根本，其系统组成依然遵循着传统的结构，这种结构便是“冯诺依曼模型”。而我要谈的计算机硬件系统也正是从这种模型中演变出来的。
硬件系统，顾名思义就是指微型计算机系统各种看得见的、摸得着、实实在在的装置，是微型计算机系统的物理基础。与原始的冯诺依曼机不同，现在的硬件系统并不是以控制器为中心，而是转向以存储器为中心，通过将复杂的计算以及操作过程转变为由许多条基本指令组成的程序，预先存入存储器中，然后根据用户发出的运行指令，计算机再按程序规定的顺序逐条的执行指令，进而完成用户所需的功能，从而大大提高了运行速度。
当前，我们所熟知的硬件系统主要包含两大部分：主机和外设。主机除了冯诺依曼机中已有的控制器、运算器、存储器外，还增加了包括只读存储器（ROM）、随机读写存储器（RAM）、高速缓冲存储器（Cache）在内的主存储器。而外设则在输出、输入设备的基础上，又增添了软盘、硬盘等辅助存储器和网络设备、声卡等其它设备。其中，输入设备除却键盘鼠标等传统设备外，又根据工作或是用户的要求增添了光笔、摄像头等现代高科技产物。而这一切都使得计算机硬件系统越来越来完善，越来越来人性化。
谈到计算机硬件系统，我们就不得不讨论其工作过程：计算机工作时，主要是通过输入信息——系统处理——输入信息的模式进行的。其工作模式主要是通过总线结构来完成的，其中我们利用外部设备输入需要处理的信息，经过总线传递给CPU，再经过其处理，然后又经过总线输出到外部设备上来，通过外部设备表示出来，这便是我们知道的整个的工作过程。
而现如今，随着科技的迅猛发展，计算机需要处理的数据信息越来越来庞大，同时人们对计算机功能的要求也越来越来高，而硬件系统作为这一切的基础，就必须有着极大的发展。就我所知，当前的计算机硬件系统有七大发展趋势：更小巧；更个性；更聪明；更廉价；更“无线”（无线）；更普遍；更时尚。同时，所谓的多核技术也是未来计算机硬件系统发展的方向。我想随着科学的不断进步，以及人们无穷的创造能力，计算机硬件系统会越来越来完善，并且促使着计算机越来越来贴近人们的生活。
4.软件工程的模型、方法及文档的概念，以及对软件工程能力培养的认识
如果说硬件系统是计算机的身体构架，那么软件系统就是计算机的思维所在。假如没有了软件的操控，计算机就会变成 “行尸走肉”一般了，因而软件对计算机异常重要。这便
有了软件工程的诞生。
在软件工程当中，必不可少的一环便是选择恰当的软件开发模型。当前，常见的开发模型共有6种，它们分别是瀑布模型、快速原型法模型、螺旋模型、喷泉模型、转换模型和智能模型。除了软件开发模型，软件开发方法也同样重要，因为它不仅仅限于程序设计，还包含了更多的软件工程的活动，软件开发方法可谓贯穿于整个软件工程的全过程。由于软件开发方法大都是在不断的实践过程中形成的，所以不同的软件开发方法都有其各自的特征，而如今公认的典型软件开发方法有以下几种：面向数据结构的方法、问题分析法、可视化开发方法等。
不过，仅仅有模型和方法还是不够的，软件工程文档也起到了至关重要的作用。软件文档也称文件，通常指一些记录的数据和数据媒体，具有固定不变的形式，可被人和计算机阅读。它在整个软件生命周期的各个阶段起到了重要的桥梁作用，可以说，没有文档就没有现代的软件工程。
从软件开发模型、方法到软件文档，我们不难看出，要想拥有出色的软件工程能力，缜密的逻辑思维是必不可少的。同样，在面对软件工程繁杂的步骤时，我们也要有绝对的耐心，清晰的头脑。除此以外，对专业知识的掌握也至关重要，并且，面对软件更新快的特点，我们必须要学会时刻关注软件行业的发展，不断用新的知识充实自己。
总结：通过学习计算机科学导论，令我对计算机专业有了较为深入的了解。在谈完自身对专业的理解和今后学习的计划，以及对离散数学、计算机硬件系统、软件工程的认识后，我对我未来的发展方向有了初步的认知。
参考文献：
【1】翟中、熊安萍、蒋溢《计算机科学导论》，清华大学出版社，2010年3月第三版。
计算机科学导论作为一门计算机专业大学一年级学生的专业必修课,重点旨在勾画计算机科学体系的框架,通过计算机科学基础理论与应用操作相结合课程内容安排,使学生对计算机学科的知识体系结构有一个较为全面和系统的了解,继而激发并培养自己对本专业的兴趣,为以后大学四年的知识学习、能力素质和职业道德的塑造奠定坚实基础[1,2]。基于课程至关重要的作用,该文主要从计算机科学导论的教学方法和考核方法等方面进行了讨论,以期在今后的课程教学过程中达到最佳教学效果。
1 明确课程教学目标
计算机科学导论目标是通过介绍计算机科学与技术学科的定义、学科范畴、特点与规律,来构建课程的体系结构,引导学生培养正确的学科专业思想,同时激发学生对本专业的学习兴趣,使学生逐步形成以计算机的观点来分析解决问题的思维。课程内容涉及到一些专业课程的基本概念及某些具体内容,但绝不是计算机科学学科专业课内容的压缩和拼盘。通过本课程的学习使学生了解各专业领域研究的主要内容,掌握计算机系统的基础知识和操作技术,提高感性认识,力求使学生对所学专业及后续课程的学习有一个整体性、概括性的了解,树立专业学习的信心和自豪感,为今后在各自的专业中对计算机的使用打下厚实的基础,踏入计算机科学技术的大门,更好的适应社会的需求。
2 注重课程教学方法
近年来,这门课在教学中出现了多方面的问题。虽然计算机科学导论这门课程的内容不难,但是课程授予的对象是刚刚步入大学的新生,他们在入学前对计算机的了解程度各不相同,有的学生能够较熟练的操作计算机,有的学生却不会操作计算机。基于学生对计算机的认知基础不同,采用怎样的教学方法来教授这门课程能达到预期的教学效果,成为担任该课程教师一直关注的焦点。
为了在教学中提高学生的应用水平,培养他们浓厚的学习兴趣,我们不仅要充实授课内容,把握好难易程度,更需要结合多种教学方法。
2.1积极引导学生,激发学习兴趣
计算机科学导论课程的授课对象是计算机专业的大一新生,他们对计算机及计算机专业学科的构架都还认识不足。因此,授课教师需要从多方面去积极引导他们。首先,从计算机应用的重要性及社会市场的需求方面进行举例分析,增强学生信心,并引导学生把握好自己的专业学习方向[3,4]。其次,在课堂的教学过程中用生动形象的应用举例讲解取代传统的理论讲授、理解掌握的方式,帮助学生逐渐熟悉并建立计算机科学与技术学科专业的知识框架,不断激发学生的学习兴趣。再者,在课余时间中,向学生介绍电子设计大赛、数学建模、PPT设计大赛等科技活动,鼓励学生深入了解并积极参与,帮助他们开阔视野,增强实践动手能力。
2.2 教学内容丰富,易理解易掌握
计算机科学导论是构造计算机学科专业框架的教材,授课内容涉及各个学科、各个领域的专业理论知识,难度比较大。因此应该优化内容,做到难易适中、层次浅显、通俗易懂,讲授时最好采用图文并茂加实物相结合的方法,使学生在感性上充分认识,更有助于理解和掌握[5]。除此以外,对教学内容进行适当的补充和实例演示。比如在讲授硬件知识时,可以视频演示硬件组装的过程;在讲授计算机网络知识时,补充一些加强网络信息安全方面的一些知识。这样既能集中学生的注意力,激发学生的学习兴趣,也能调动学生学习的积极性。
2.3 理论联系实际,培养动手能力
计算机科学导论课程不仅要塑造学生的学科知识框架,还要让学生熟练掌握计算机的基本操作。所以实验是课程教学中的一个必备环节,能促进学生加深感性认识,更能帮助学生理解掌握课堂知识[6]。
实验中实验目的要明确,实验内容要丰富备多样、知识面广,在全面锻炼学生的动手能力的同时调动他们的学习热情,从而提高学习效率和质量。比如在实验练习Power Point内容时,让学生把自己的个人简历情况进行作品设计,可以把自己的简介、照片、爱好等内容进行规整,加之实验的具体要求,这样在实验过程中充分提高了学生的积极性,也多方面的练习了文字与图片的排版、自定义动画、幻灯片切换、超链接、背景、配色方案等功能。
2.4 问题启发思路,促成创新思维
课堂提问是教师主要的教学手段之一,它可以帮助教师了解学生知识的掌握情况,也可以帮助学生温习加深理论知识的记忆,从而启发学生的思维,有助于促进学生的创新能力[7]。
计算机科学导论的课程内容是计算机专业主要课程的精简,本身理论性较强。因此在课程的教学过程中要打破传统的灌输式教学方式,结合课程的特点,充分利用其优越性,通过视频播放或者实例演示引入一些启发性的问题,来调动学生的学习积极性,启发他们的问题求解思路,逐渐培养他们的创新能力。比如讲解Excel时,月份、星期等都可以循环的拖动填充,那如何将同宿舍同学的姓名设置同样的效果呢。提出这样的问题后,能够引起学生的好奇心,激发学生求解渴望,从中增强学生分析问题和解决问题的能力,并在实践中促成创新思维,使学生在对后续课程学习过程中,保持一种主动积极的学习态度。
3 改进考核方式
多年来,计算机科学导论课程一直沿用理论考试为主要的考核方式,这样往往忽略了学生的计算机操作能力的培养。因此,该课程应注重学生的基本操作能力的考查,采取理论考试与上机考试相结合的考核方式,两者应该各占二分之一的比例,这样就能更好将理论和实践相结合,从而使学生认识到计算机基本操作的重要性。
4 结束语
“计算机科学导论”是学生对计算机科学与技术知识体系结构形成的专业入门课。它有助于计算机各专业同学对自己所在专业课程概貌及其框架结构的了解,有助于每个学生从中学到大学的学习方法、学习习惯的转变,更有助于学生学习兴趣的培养。选取多种教学方法相结合进行“计算机科学导论”教学,以问题推动思考,以实践促进理论,势必取得更好的教学效果。
摘要：计算机科学导论是计算机科学与技术专业的一门专业必修课,它构建了整个专业的教学体系框架。该文主要从教学目标、教学方法、教学考核等几个方面对计算机科学导论课程进行了讨论,以此来激发学生兴趣、引导学生积极思考,为后续专业课程的学习奠定坚实的基础。
关键词：计算机科学导论,教学目标,教学方法
参考文献
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[关键词]信息与计算科学；案例；建模；计算；开发
[中图分类号] G420 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）08-0017-03
一、前言
课程建设是专业建设中的重要组成部分，专业导论课往往在第一学年开设，是学生了解专业、建立专业概念和专业认同的重要课程，对学生的专业学习和发展有着重要的引领和指导作用。[1] [2] [3]
信息与计算科学专业是信息科学、计算科学、运筹与控制、计算机及应用等学科交叉而形成的专业，往往设置为理科专业。多种学科知识的交叉渗透，加上因专业名称的望文生义，使学生容易产生简单的认识——“信息与计算科学专业是数学与计算机结合的专业”。这样笼统的认识可能会导致学生认为该专业“要么学数学，要么学计算机”，至于“怎么结合”搞不清，不重视专业的其他重要方面，甚至连信息与计算科学的专业特点和核心竞争力也模糊不清。
关于信息与计算科学专业课程体系建设的论述已有很多，然而关于该专业大导论课程的研究还不多见。针对上述存在的种种问题，本文认为信息与计算科学专业设置专业导论课程是极为必要的，而且在课程体系中应作为独立的重要一环。因为作为信息与计算科学（信计）专业的导论课程，需要回答的问题多且必要：信计专业培养什么样的人才？什么是信计专业？信计的核心竞争力是什么？如何实现？信息处理、应用开发中有哪些数学知识？信息挖掘、信息安全与算法设计的联系如何？建模能力如何铸就？计算分析能力怎样打造？就业岗位对信计的现实要求有哪些？等等。
信计专业导论课的开设需要对信计专业的发展历史，专业的研究应用进展和前沿有深入、广泛的了解，通过精选教学内容，使教学内容形成体系，以达到解决学生关切问题、培养学生专业思想、建立学生专业认同、激发学生专业学习兴趣的教学目标。教学过程中典型的教学案例对学习兴趣的提高有明显的促进作用，在专业学习中能够激发学生对专业的兴趣，促进学生对专业的理解，特别是有利于学生加深对专业的宏观认识以及对专业的一些具体方向的感性认识。本文将结合教学典型案例深入剖析信息与计算科学专业导论教学中需要解决的问题。
二、信息与计算科学的直观印象
信息与计算科学作为交叉学科，和其他一些专业的易混淆性，使得我们必须首先回答什么是信息与计算科学专业，更为紧要的是在大一阶段应该如何从直观的角度来阐述它。我们知道，随着现代信息计算科学技术的发展，上班考勤甚至上课考勤都有系列的产品可供选择，常见的考勤机为指纹考勤机器——这是一个很典型的利用信息与计算科学知识和方法进行应用开发的产品。在教学中，类似的案例可以体现信息与计算科学专业各学科之间的交叉渗透，为学生提供直观的专业认识印象，具体阐述如下。
1.利用该例阐述科技应用开发中，信息与计算科学专业知识的使用流程和涉及的课程知识。指纹考勤机首先要采集被识别人的指纹信息，并以此作为样本；预处理后把样本信息存储为向量或数据，通过建立样本的特征提取模型，进行特征提取；之后输入建立的识别模型，对待识别的指纹进行计算识别；接下来是针对硬件的编程实现和测试，最后再植入匹配的设备或者网络传入后台系统，完成系统测试，投入使用。由于建立特征提取模型和识别模型的方法很多，快速计算的方法选择有所不同，这涉及信息与计算科学中许多数学基础知识和数学建模方法等。总的来说，考勤机的工作流程可以归纳为5步：（1）信息采集和预处理；（2）特征提取和识别模型；（3）识别、计算分析；（4）编程实现；（5）植入硬件。分别讲述其中各个环节可涉及的专业课程：信息采集和预处理可涉及高等代数、概率统计等课程；特征提取和识别模型可涉及高等代数、数学分析、概率统计、运筹优化、数学建模等课程；识别、计算分析涉及高等代数、数学分析、运筹优化、数值分析等课程；编程实现可涉及程序设计语言、算法设计、软件开发测试，等等。这样结合专业课程知识与应用实例的详细讲解，易于让学生了解信息与计算科学专业知识的应用流程，使学生对信息与计算科学专业知识有直观的认识。
2.利用该例阐述科技应用开发中，信息与计算科学中各个学科的交叉渗透。如前所述，由于一个产品的开发可能涉及的知识点很多，可采取的模型方法也是多种多样，这些知识之间的应用就会有交叉。例如，特征提取、识别模型的建立有可能用到信息处理的数学基础，这时又需要考虑该模型是否能设计出快速的计算方法来满足实际计算速度的要求；识别模型的实现最后需要计算机编程来完成，这又涉及合适的模型、快速的算法和良好的程序设计之间的协调融合。当然，完整的产品设计还需要考虑到采集设备的精度、程序植入等其他学科的知识。这样讲解，学生就会对信息与计算科学知识的交叉有较为宏观的认识。
3.启发学生对信息与计算科学中的相关问题进行思考。
（1）指纹样本信息采集是很微妙的事，如果当采集一个样本的次数太多，超出了很多人的承受范围，比如一个手指的指纹采集超过了三次，这样产品的便利性、应用性和竞争力就值得怀疑了。因为通常情况下，我们很自然的认为事不过三为好。那么，如何以最少的采集次数达到要求的识别效果？这就是值得考虑的问题。
（2）如何提高产品的识别效果（正确识别率），提升产品质量，这除了与团队的专业知识相关以外，还与获取知识的能力有很大关系。例如能不能利用已有的专业知识积累从现有的国内文献中获取最新的技术信息，能不能利用国外的技术文献，等等。这些都是由典型案例所延伸出的值得思考的问题。这些问题有利于开拓思路，使学生对将来的工作和研究研发空间充满期待。
三、信息与计算科学专业的核心竞争力
信息与计算科学是由多个学科专业合并和综合而来的，其重视基础能力，培养能解决实际中信息与科学工程计算应用问题的宽口径专业人才。考虑到专业的名称与计算机、信息工程等专业有相似之处，专业导论课程需要阐明该专业与其他专业，特别是一些计算机科学专业、信息工程专业和数学与应用数学专业之间的区别。因此，信息与计算科学专业课程的核心是什么？专业人才的核心竞争力是什么？这两个问题是无法回避的。针对这些问题，除了上述案例，图像（信息）的压缩处理也是一个很直观的例子。利用图像压缩，可以给学生展示压缩编码技术、压缩的算法、软件开发等，这涉及信息编码、密码学、算法设计能力、应用开发能力等。结合这些案例，我们信息与计算科学专业并不是单纯的涉及数学基础课程、建模能力、算法设计或者计算机科学其中的某一方面，它的核心竞争力在于“数学基础与建模能力、计算分析与算法设计、程序语言与应用开发”这三者的有机融合。单单讲某个方面还不足以称之为专业的核心竞争力。因为专业人才的定位是解决信息与科学工程计算的应用问题，这些实际问题本身与这三方面多有紧密的联系，单强调某一方面或重视某一模块容易和上述一些类似名称的专业混淆。因而，与这三方面相关的数学基础课程有数学分析、高等代数、解析几何、微分方程、概率统计等；与这三方面相关的一些专业课程需要凝聚成为专业的核心课程，如数值分析、离散数学、程序语言、数学建模等。
四、信息处理、应用开发中的数学知识
信息与计算科学专业的大一新生对就读该专业充满了憧憬。他们能发现数学基础的老三样（数分、高代、解几）但看不到信息和计算的影子，看不出专业的特征和特色，这就需要专业导论课程加以引导。选取信息处理和应用开发中的相关案例来阐述数学基础知识在解决这些问题中的重要作用，可以使学生对数学基础知识与实际科学工程问题有直观的印象，这对学生下决心打好基础，投入前期课程学习有着重要的作用。如选择图像处理中的修补算法、游戏开发中愤怒的小鸟的技术含量为讲述案例，则这些应用案例就可结合数学基础知识来阐述。
1.图像处理中的修补算法。图形图像的基本处理分析方法，如傅里叶分析可选择进行更为全面的介绍，介绍其在工程领域、数字信号处理、医学领域的广泛应用。这样来看，大一开始学习的分析类课程作为专业的基础课程确实是名符其实。图像图像处理的修补涉及优化模型和优化算法、算法的复杂性等，而这些基本的模型形式——在一定约束要求的前提下，求目标函数的极小值，容易使学生对开始学的分析课程的导数与极值、矩阵等基本知识联系起来。
2.愤怒的小鸟的技术含量。应用开发形式多种多样，游戏开发是一种有趣生动的开发过程，许多游戏开发又与数学基础知识有紧密联系。因此，选取其中的典型案例进行介绍，容易激发学生的学习兴趣，促进学生对数学知识在应用开发中作用的理解。如该例涉及的物体碰撞检测和连续碰撞检测与向量及运算、旋转矩阵、线性变换等数学基础知识，可以由此进一步介绍物体的移动、壁障和寻路等游戏开发中常见的智能化算法，这些都将和许多基础知识紧密结合。
五、信息挖掘与算法设计
信息与计算科学专业人才应具有处理实际中信息与科学工程计算问题的能力。当前大数据处理涉及的信息挖掘的相关内容，与信计专业有天然的联系，特别是挖掘目标的设置、隐含信息的挖掘模型的建立和使用、模型的求解、算法性能分析等，与信息与计算科学中的计算能力、建模能力、程序设计等核心能力模块要求相连。这方面的热点案例很多，如可选阿里巴巴大数据竞赛、2012年和2015年深圳杯全国大学生数学建模夏令营B题进行展示，其中阿里巴巴大数据竞赛可联系到机器学习算法等。讲述这些典型的热点应用案例，对学生了解专业课程和专业的内涵有重要的指导作用。
综上，通过梳理信息与计算科学专业导论教学中一些需要澄清的问题，根据教学实践，从典型案例的视角对这些问题设置的必要性和解决方式进行了分析和探讨，剖析了这对于促进学生对专业内涵的总体把握、了解专业应用领域、品味专业学习价值的有益作用。
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一．
我对计算机科学与技术专业的认识
随着时代的发展，计算机的应用越来越广泛，现如今，它已走进千家万户，并且发挥着越来越重要的作用。它的广泛使用促进了生产力的发展，逐步改变了人们的生活方式。因此了解与掌握计算机基本知识就显得尤为重要。而它对于我这个初学者来说实在陌生，但是通过计算机导论的学习使我对它又有了进一步的了解。计算机领域是一个是一个飞速发展的领域，而要想跟上计算机飞速发展的步伐，就需要掌握这方面技术的人才。所以，无论是企业还是科研单位，都把招揽人才作为发展的基础。所以，对于学习计算机的我们来说，这是一个很好的社会环境。只要自身拥有过硬的本领，就一定能够在这个领域开创出自己的天地。
那么，我们该怎样做才能练就过硬的本领呢？这就需要我们去掌握一定程度的专业知识和相关的实践能力。首先我们要具备扎实的基础知识，掌握计算机科学的基本理论，基本知识。只有扎实的基础，才能更加有效的去研究更深领域的知识。这些基本知识包括计算机运算基础，计算机基本结构与工作原理，程序设计基础，数据结构基础等。然后，我们应该掌计算机系统的分析和设计的基本方法。其次，在此基础上，学生应当就某一个学科方向，深入了解该方向的知识，熟练掌握该专业的知识与技能。并且我们应该具有创新精神，不要局限于已有的知识，而应当时刻注意学习新的知识，不断进步。只有时刻关注学科的最新发展动态，才能在这门学科上不落伍。
通过学习计算机科学技术专业导论，我了解到计算机这个行业影响这我国各行各业，各个领域中计算机应用更是不可缺少的重要部分。所以，这个专业是非常具有挑战性的，它的发展也是不断进步，不断更新的。学习它就要有足够的创新能力和接受以及理解能力。当前我们处于信息时代，对于计算机方面的人才需求量仍然很大。但是也并不是说学好就能找到好工作，我们要学精。俗话说得好：“人外有人，天外有天。”比自己厉害的大有人在。所以我们就得学会比别人更突出的成绩，学会一门只属于自己的专业。比如：有关计算机的组装，程序设计，还有软件制作，网络工程等相关职业，都是我们可以专攻的。我们一定要选择自己感兴趣并且适合自己的方向。只有这样，我们才能学有所成。
二．
我的学习计划
机遇总是留给有准备的人。步入大学之后，仍需努力学习。而良好的学习计划则为我的四年大学生活指明了正确的方向。下面是我的具体学习计划。
大一，要初步了解自己的专业及其所对口的职业。提高人际沟通能力，多与学姐学长们进行交流，尤其是大四的毕业生，了解学校的情况以及专业学习和就业问题。根据自己的实际情况考虑是否修读双学位或辅修第二专业，并尽早做好资料准备。因为大一学习任务相对轻松，所以要多参加学校活动，学生会和社团至少参加其中一个，培养人际关系和锻炼各种能力。在空闲的时间多看书，提高文学素养和文字表达能力，也可以看些计算机方面的书籍，提前熟悉专业课程。另外，积极向党组织靠拢，争取成为一名光荣的中共党员。
大二，稳抓基础的同时开始做好由基础课向专业课过渡的准备，考虑清楚未来是深造还就业。增强英语口语能力，增强计算机应用能力，通过英语四级考试和计算机二级考试，并始有选择的辅修其他专业的知识充实自己。在课余时间尽可能多参加与自身专业有关的实践活动和兼职，积累经验的同时提高自身的社会责任感、主动性和受挫能力。
大三，主动加深专业课程的学习，并把大四的课程尽量挤入大三，以便大四有相对宽松的时间求职或考研。确定自己是否考研或出国留学，如果要考研或出国留学，就要关注考试资讯，尽可能多渠道地搜罗各种资料。如果选择求职，就要多向大四的学姐学长打听求职信息、面试技巧和职场需求情况，请教写求职信、个人简历的经验，并在假期开始为自己心目中的职业进行实践。
大四，不再犹豫不决，按照大三的计划出发！考研或出国留学的话，开始冲刺，落足功夫，争取把目标拿下。求职的话，开始积极利用学校提供的条件，了解就业指导中心提供的用人公司资料信息，强化求职技巧，进行模拟面试等训练，编写好个人求职材料，进军招聘活动。同时还要了解创业的相关资料，如政府提供的相关优惠政策等，为以后的创业打好基础。还有，写好毕业论文，为大学四年做一个完美的结束！
三．
关于未来发展
开学数月有余，通过对本专业的学习和了解，自己确实有时候对计算机专业失去了信心。现在学计算机的人太多了没所以很多人担心以后会找不到工作，担心所学的知识没有用武之地。
而且计算机科学与技术专业所涉及的范围广，在提供给我们多种选择的同时，也带给了的一些困惑。很多人不知道到底哪个发展方向才真正的适合自己。而老师告诉我们，一定要对自己的专业充满信心，一个国家的发展还要看计算机科学技术的发展，国家综合国力的发展还要看有多少计算机专业的高科技人才。而我们当代的大学生能够学好计算机不仅仅关系到个人，还与祖国的利益息息相关。
学习是永无止境的。计算机发展很快，知识更新的快，所以很多人说计算机专业是吃青春饭的。我想之所以产生这样的说法，是因为年轻人拥有新的知识，为了不被社会所淘汰，我们应该时时刻刻地学习，活到老学到老。我们的专业是要求和其他专业相结合的，懂得更多的知识对自身的发展是有好处的。比如说编一些其他专业的软件，很多公司都需要的是专业人士，因为大家也都了解学校里对其他专业的学生也同样开设了C语言等计算机专业的课程，一些公司需要的是更加专业的人，而不是一个仅仅会编程序的人。所以为了使自己更具有竞争力我们必须多多学习知识，不仅是本专业的知识要精益求精，对于其他知识也要广泛涉猎。
由于现在计算机科学技术飞速发展，更新迅速，而学习此专业的人也越来越多。因此，我对于本专业未来的就业情况及发展前景仍热存在困惑之处。如今的时代是一个信息化时代，急需计算机科技人才，并且对于人才的要求也越来越高。那么我们该怎么做才能不被社会所淘汰，并且在计算机科学技术方面有所成就呢？本专业未来有着不同的发展方向，我们该如何找到最适合自己的方向呢？
一、多选题（共5道试题，共10分。）
得分：10 1.Internet的主要应用有 A.电子邮件 B.文件传输 C.远程登录 D.万维网
满分：2 分 得分：2 2.10可以表示哪个计数系统中的基数值 A.二进制 B.八进制 C.十进制 D.十六进制
满分：2 分 得分：2 3.计算机应用软件可用于 A.科学计算 B.文字处理 C.工程设计 D.数据处理
满分：2 分 得分：2 4.计算机中操作系统的任务包括 A.进程调度 B.内存管理 C.文件管理 D.总线管理 满分：2 分 得分：2 5.计算机网络的拓扑结构包括 A.星型拓扑 B.网状拓扑 C.树状拓扑 D.环状拓扑
满分：2 分 得分：2
二、判断题（共 15 道试题，共 30 分。）得分：28 1.软件危机完全是由软件自身的特点决定的 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 2.同步是一种进程相互合作的思想描述进程间相互制约的问题 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 3.硬件是指计算机系统中有形设备和装置的总称 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 4.实体是指某种抽象事物的集合 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 5.布尔代数提供的是在集合{0,1}上的运算和规则 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 6.稳定排序算法是指占用有限额外空间的算法 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 7.网络协议就是为网络数据交换而制定的规则 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 8.软件仅指与计算机有关的程序 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 9.机器语言是内置在计算机电路中的指令，用助记码表示 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 10.视频中的一幅图像叫做一帧 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 11.如果有三个或更多重复字符出现，适宜使用行程长度编码进行压缩 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 12.门是对电信号执行基础运算的设备，用于接受一个输入信号，生成一个输出信号 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 13.不同数形的两个数字可能表示同等数量的实体 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：0 14.编译器是把用高级语言编写的程序翻译成机器码的程序 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2 15.硬件是计算机系统中有形的装置和设备的总称 A.错误 B.正确
满分：2 分 得分：2
三、单选题（共 30 道试题，共 60 分。）得分：60 1.在布尔运算中,下列计算错误的是哪个 A.1+1=2 B.1+0=1 C.0+1=1 D.0+0=0 满分：2 分 得分：2 2.十进制数0.8125表示为二进制数应该是 A.0.0011 B.0.1101 C.1.101 D.0.0110 满分：2 分 得分：2 3.以下哪个概念与其他三个不属于同一类 A.局域网 B.城域网 C.广域网 D.资源子网
满分：2 分 得分：2 4.OSI网络参考模型中位于第四层的是 A.表示层 B.会话层 C.传输层 D.网络层
满分：2 分 得分：2 5.内存的概念首次出现在()当中 A.算盘 B.分析机 C.织布机 D.数字计算器
满分：2 分 得分：2 6.按传输距离划分，计算机网络不包括 A.广域网 B.城域网 C.局域网 D.无线网
满分：2 分 得分：2 7.下面哪个数字用来表示任何计数系统中的基数值 A.01 B.10 C.100 D.101 满分：2 分 得分：2 8.3位二进制数最多表示多少种不同状态 A.3 B.8 C.10 D.25 满分：2 分 得分：2 9.以下哪个选项不属于音频格式 A.wav B.cda C.bmp D.mp3 满分：2 分 得分：2 10.内置在计算机电路中的指令属于()A.面向对象语言 B.高级语言 C.机器语言 D.汇编语言
满分：2 分 得分：2 11.数据流程图中圆形表示 A.加工 B.数据流 C.文件
D.数据源和数据终端
满分：2 分 得分：2 12.下列哪种工具列出了一个实际问题的所有可能的输入值和相关输出值的 A.门 B.电路 C.真值表 D.逻辑框图
满分：2 分 得分：2 13.十进制数0.25等于二进制中的多少 A.0.1 B.0.11 C.0.01 D.0.011 满分：2 分 得分：2 14.在表示 A.组织 B.国家 C.网络 D.主机
满分：2 分 得分：2 15.下列选项属于CPU生产厂商的是 A.Inter B.Microsoft C.Sun D.Kingston 满分：2 分 得分：2 16.E-R图中实体集用什么图形表示 A.矩形 B.菱形 C.椭圆 D.梯形
满分：2 分 得分：2 17.关系中除含有属性名所在行以外的其他行叫做 A.字段 B.模式 C.域 D.元组
满分：2 分 得分：2 18.下列哪种元件不在中央处理器的内部 A.运算器 B.控制器 C.寄存器 D.存储器
满分：2 分 得分：2 19.真彩色的色深度一般是多少 A.8 B.16 C.24 D.32 满分：2 分 得分：2 20.十三进制下的数字943与十进制下的哪个数含有相同多的实体 A.13 B.69 C.1576 D.943 满分：2 分 得分：2 21.17世纪,()发明了第一个数字计算器 A.Pascal B.Leibniz C.Jacquard D.Babbage 满分：2 分 得分：2 22.CPU调度的策略不包括 A.先到先服务 B.最短作业优先 C.循环调度法 D.批处理
满分：2 分 得分：2 23.在计算机软件层次结构中，位于汇编语言内层的是()A.应用软件 B.操作系统 C.高级语言 D.机器语言
满分：2 分 得分：2 24.数字836的基数可能是()A.2 B.5 C.7 D.10 满分：2 分 得分：2 25.三位二进制数最多表示多少种不同状态 A.3 B.5 C.6 D.8 满分：2 分 得分：2 26.数据库中的元祖是指
A.关系中除含有属性名所在行以外的其他行 B.关系中包含属性名所在行在内的所有行 C.关系中的任意一列 D.关系中的所有列
满分：2 分 得分：2 27.二进制数101011等于十进制中的多少 A.86 B.43 C.101011 D.110101 满分：2 分 得分：2 28.下列运算中优先级别最高的是 A.括号 B.补 C.布尔积 D.布尔和
满分：2 分 得分：2 29.在某些电路中，由于输入值的一些组合从未出现过，所以对其输出值可以任意选择，函数对于这种组合的值称为()A.无需在意条件 B.无需在意结果 C.最优选择条件 D.最优选择结果
满分：2 分 得分：2 30.列在子程序名后的括号内的标识符叫作 A.实参 B.形参 C.值参 D.引用参数
一、利用课堂教育，渗透环保意识
学校作为传授环保知识的主渠道，有着无可比拟的优势。但是由于历史和现实的各种原因，我国的中小学“环境教育”起步比较晚，至今还没有专门的教育课程，“环保教育”的内容往往蕴藏在各学科知识中。北京师范大学环境科学研究所王红旗教授认为：“环境教育是涉及各科教育渗透性的综合体”。因此，在实际教学中，老师应采取深入研究，善于发现，灵活渗透的原则。
初中生物教材中有很多涉及环保方面的知识，有的篇目直切环保主题，如第四册《现代世界的三大社会问题》，整篇文章讲述了“人口激增、能源短缺、环境污染”三大社会问题产生的背景、各国采取的措施，以及我国的治理情况，高年级学生较容易理解接受。而像地理课《水在自然界的循环》一课，教师在讲解过程中，可以适时地渗透环保的知识，如地球上水的总量，淡水的总量，可用淡水的总量，我国人均可用淡水的总量，水体污染的状况，家乡水资源情况和受污染的程度等等，一串串的数字，活生生的例子，使学生真切地感受到保护水资源的重要性。在小学三年级教学的《声音的产生和传播》一课，老师可以精心录制两段声音：马路上嘈杂的汽车喇叭声和小商贩叫卖声，及古筝《高山流水》的演奏声，上课时分别播放给学生听，大家表现出完全不同的态度，一致认为，嘈杂的声音使我们注意力分散，心情烦躁，对人体有害，噪音也是一种环境污染，拓宽了学生的环保知面。这正如澳大利亚教育家亚瑟·卢卡斯认为的：环境教育是“关于环境的教育，在环境中的教育和为了环境的教育。”
二、开展主题活动，加深环保意识
在课堂教学渗透环保意识的同时，我们通过开展小队、班级，甚至全校师生参与的主题活动，让学生加深对环境保护的理解。如组织初一学生结合6月5 日“世界环境日”，开展了《我们只有一个地球》的主题队会，大家通过收集各种资料，扮演各种角色，深刻地揭示了保护我们地球家园的重要性。
继我校被评为市级绿色文明学校以后，校团委和政教处又开展了一系列的绿色环保活动，开始为创设省级绿色文明学校做准备了。整个活动突出以学生为主体，以科技实践活动为突破口, 推动人与自然和谐发展的活动在校园内外蓬勃开展，借此带动相关环保活动向家庭、社区推广，向学生的爸爸、妈妈及亲戚宣传环保意识，达到大家共同保护人类赖以生存的环境——地球。
本次活动的内容有绿色植物角评比活动、回收废旧电池活动、校团委组织的垃圾回收活动、环境保护知识讲座、环境保护主题队会、各班开展的护绿活动、环境保护黑板报比赛等等，通过参与上述系列活动，使学生明白保持环境整洁、维护生态环境平衡人人有责，并逐步养成保护环境的良好习惯。活动期间，在校园、公园、街头及社区，学生们自觉地开展“从我、从现在、从身边、从小事做起”的各种“洁、齐、美”活动，向周围的同学及家长们宣传环保的意义，大家一起来支持并积极参与城市绿化建设，共同为温州争创全国文明城市作贡献，使大家个个成为“环保小公民”，人人争当绿化保卫者，用自己的双手为人类赖以生存的地球增添新的色彩。
三、实施课题研究，提高环保意识
学生开展课题研究，进行探究性学习。在实施课题方案的过程中，提出问题，决定探究方向，组织探究，收集并整理资料，得出结论，采取社会行动。通过自己的研究，再次提高对环境保护的认识，自觉地参与到环保的行列中来，也不失为一种有效的途径。
1.确立课题研究内容。我们在指导学生进行小课题研究选题时，着手从身边细小的方面考虑，从我们周围的环境出发，像“龙湾区上江河的水质调查与监测”“机场路绿化带与周边环境的关系”、“关于‘人民路’机动车尾气排放的调查”、“调查丢弃的塑料瓶”、等等。
2.制定课题研究方案。同学们在确定了研究课题后，就着手制订研究的计划，准备研究的材料，依靠小组分工合作的精神，拟订了工作方案，到图书馆查找文献资料，把从名著、专著、教科书、科普读物、报纸、期刊、年鉴等方面找到的环保资料进行分析，制定社会调查问卷。
3.课题研究实施过程。有了充分的研究计划他和准备之后，同学们就深入学校、家庭、车站、菜场、社区等，发放调查表，收集反馈的信息，然后再进行实地测量，采集标本，调查取样，采访群众，倾听呼声，充分收集研究材料。
4.汇总课题研究结论。同学们经过一段时间的深入调查研究之后，就把所有的信息汇总起来，进行处理，分析结果，得出结论。如“收集丢弃的塑料瓶”课题组的同学们通过估算，发现整个温州一年要丢弃45亿多个塑料瓶，已产生了“白色污染”问题。由此研究认为必须采取高科技或新方法切实加以解决，如采用可降解的塑料瓶或其他替代品。为此，课题组还给环保局的决策人寄了一封信，表明他们对“白色污染”问题的担忧，并请教环保专家有关解决“白色污染”的更好方法。通过调查与监测上江河水水质，同学们发现河水主要污染源是生活垃圾，而且河水受污染程度相当严重。为此课题组还向有关部门呼吁采取有效措施，切实解决河水污染问题，并以全校广大师生的名义向上江河沿岸居民发出保护上江河的倡议。
同学们通过可触、可闻、可见的实践行动，深刻领会了保护环境的重要性和艰巨性。同时，对部分有潜力并自愿将来从事环保事业的学生，创造了环保初步认知条件，使他们将知识、实践和责任有机的结合起来，鼓励并引导他们投身到环境保护事业中去。
四、结合家庭社区，强化环保意识
学生的环保教育，学校是主渠道，每个家庭、各个社区或部门单位也是不可分割的组成部分，只有各方面协同努力，学校的环保教育成果才能巩固，即实现环保意识真正、持久地深入学生的心理。如何看待环境与发展的关系？
发展与环境的关系，归根到底是人与自然的关系。解决环境问题，其本质就是一个如何处理好人与自然、人与人、经济发展与环境保护的关系问题。在人类社会发展的过程中，人与自然从远古天然和谐，到近代工业革命时期的征服与对抗，到当代的自觉调整，努力建立人与自然和谐相处的现代文明，是经济发展与环境保护这一矛盾运动和对立统一规律的客观反映。有些同志认为环保与经济发展是对立的，认为要保护环境必然要牺牲经济的发展。这些年的实践证明，正确处理环境与发展的关系，二者是可以相互促进的，可以达到经济和环境的协调发展。结合家乡实际情况，谈如何解决当地实际问题？
一，首先是侯马市区里，我们在成为“全国生态示范区”、“中国绿色名市”、“国家园林城市”，还应大力实施城市绿化工程，打造晋南绿色名城、黄土高原的低碳城市。
1.实施城市环境基础设施建设。建成了平均日处理生活垃圾380吨的城市生活垃圾处理场一个，垃圾无害化处理率达100%；建成日处理生活污水2万吨的第二污水处理厂，污水集中处理率达91%；市区集中供热总面积达到482万平方米，其中热电联产集中供热210万平方米，天然气集中供热126万平方米，城市集中供热率达80%；已有3万户居民用上了天然气，城市燃气普及率达92%。
2.为提高交通道路服务功能，该市在全市78个行政村已全部实现了村村通公交车，2008年底开通了侯马、曲沃、新绛三地互通公交车。50%以上的公交车、出租车完成了“油改气”，大大降低了城市能源消耗和尾气排放。
3.地热泵中央空调，太阳能公用照明，太阳能生活热水„„位于侯马北环路的阳光青青家园住宅小区，主体工程刚竣工，就吸引了大批的居民来参观、咨询、购房。这是该市第一个节能环保绿色住宅小区。该小区利用地源泵热采暖，能源利用率是电采暖方式的3~4倍，比常规中央空调节能50%；同时，省去了锅炉房、冷却塔等设备，没有燃烧过程，没有了烟尘排放，节约了水资源和土地资源。小区内，路灯照明、洗浴热水全部采用太阳能。
二侯马市的农村1.加强领导，落实责任。为了积极推动城乡环境卫生清洁整治行动，侯马市成立了市政府分管领导为组长的环境卫生整治领导组，明确了各成员单位的职责分工，并以新农办为主成立了督查组。临汾市政府制订下发了《侯马市农村环境卫生清洁整治实施方案》和《侯马市城乡市容环境卫生整治实施办法》，并与各乡办签订了目标责任书，进一步明确了整治重点、目标任务、方法步骤、具体措施、工作要求、考核标准等，做到了一级抓一级，层层抓落实，建立起了农村环境卫生清洁整治工作网络体系。同时，侯马市财政安排了专门的补助资金予以支持，各乡办也制订了整治方案，落实了相应的整治经费，确保了农村环境卫生清洁整治工作的顺利推进。
2.加大投入，长效管理。为了彻底改变农村环境卫生状况落后的面貌，特别是解决好农村垃圾处理问题，侯马市加大投入，完善制度，形成了农村环境卫生整治的长效机制。首先，各乡（办）都设立了环境卫生管理所，由一名副乡长（副主任）兼任管理所长，并抽调3-5名专业管理人员；各村成立了环卫清扫队，由一
名副村长兼任队长。农村清洁队的人员按照国家有关生活垃圾清扫人员配额标准，每6000平方米清扫面积配备一名清扫、保洁人员，每月按300元标准发放工资，所需费用50%由财政列支，其余50%可在财政转移支付中解决。其次，各村根据实际情况，合理设置垃圾收集站点，并由专人负责清扫、清运至垃圾填埋场。每个村最少有一处垃圾填埋场，确无条件设立的，相邻的两个或三个村选择设立一处垃圾填埋场。再次，在农村垃圾清运车辆配备上，1500人以下的村最少配备一辆清运车；1500-3000人的村最少配备两辆清运车；3000人以上的村最少配备三辆清运车，清运费由市财政补助50%，其余部分由各村承担，也可在不增加农民负担的前提下，广开筹资渠道，保证费用。
另外，14个城中村的垃圾由侯马市环卫处统一清运，所增加的清运费用由市财政支付50%，剩余部分由各村承担。在垃圾清运车的配置上，上马办通过山西省环保项目“农村连片垃圾无害化处理”，统一配置了地埋式垃圾箱和垃圾清运车，项目投资总共280万元，配备垃圾清运车19辆，车辆统一配置为10万元的东风摇臂车；新田乡14个城中村的18辆垃圾清运车由环卫处统一配置，每辆车13万元，总投资234万元；乔村、香邑、张村、南上官等经济条件好的村由村集体统一购车，共购置9辆车，每辆10万元，共投资90万元；另外凤城乡、高村乡、张村办等剩余的村采取个人购车，集体承包方式，以农用三轮、四轮车为主，总共70辆，平均每辆3.8万元，总投资266万元。每年侯马市用于农村保洁员和垃圾清运费的补贴共计130万元，其中保洁员400人，每月150元/人，共计72万元；保洁车共116辆，每辆车5000元/年，共计58万元。
3.以点带面，重点突破。各乡（办）村党员干部全部深入环境卫生整治一线，包片、包村、包点，突出重点，以点带面。以村主要街道整治为突破口，带动全村街巷和院落的整治；以发动党员干部为突破口，带动全体村民共同参与；以整治垃圾为突破口，带动村容村貌全面整治。
4.加强督查，奖优罚劣。该市抽调督查人员15名，每个乡办一个组，经常性地对农村环境卫生清洁整治工作进行督促检查。各督查组人员按责任片区督查，深入到责任村庄，严格标准，严格考核，开展了流动红旗竞赛活动，并把督查结果与保洁费的发放挂钩，一次检查不达标，扣发2000元保洁补贴，把扣发的经费再以奖金的形式发给获得环境卫生流动红旗的村庄，大大激发了乡村干部的积极性和主动性。
5.全民动员，营造氛围。各乡（办）、村利用黑板报、宣传栏、条幅、标语等宣传手段和方法，积极宣传文明卫生知识，教育引导广大群众从我做起，以主人翁的姿态积极支持、参与整治工作。侯马电视台、广播、报社等新闻单位开辟专栏加大舆论宣传力度，及时报道整治的进展情况，积极宣传整治中涌现出的好典型、好做法，在全市营造了浓厚的舆论氛围，形成了上下联动、乡村齐动、全民参与的整治局面，形成了全方位、全覆盖、无缝隙的农村环境卫生清洁整治工作局面。
环境科学导论
环境科学是一门新兴的边缘学科, 它跨越自然科学、社会科学和技术科学的学科领域, 是针对当前世界面临的重大环境问题而发展起来的, 现已成为21世纪最活跃的学科之一。[1]“环境科学导论”作为引导学生了解当前世界所面临的主要环境问题、利用工程手段防止环境污染、保护环境的综合性学科, 是环境科学的基础专业课程。主要内容包括:自然资源、社会发展与环境的关系、多种污染 (大气、水、土壤等) 及防治技术, 同时还适当介绍了一些环境法律法规, 有助于刚刚接触本专业的学生对于环境问题的产生和防治进行基本的了解[2]。由于环境科学导论中不仅包括丰富的实践知识, 还有许多新的概念和思想, 对从未接触过环境工程相关专业知识的学生而言, 因其内容较为抽象、复杂, 导致在理解和掌握上存在较大的难度。此外, 随着社会迅速发展, 对人才的需求越来越高, “纸上谈兵”早已不适合社会需求。那么, 如何在老师的引导和优良的学习环境下安排自己的专业学习计划和标准, 如何防止和克服在学习过程中可能出现的各种不良因素等诸多内容都是学生在大学学习过程中必将面临且急需解决的问题, 同时也是学校和老师面临的新的挑战。因此, 加强该课程教学方法改革的探讨对于更好地开展该课程的教学工作具有重要而积极的意义。
2 明确教学改革目标
作为环境工程专业的入门学科, “环境科学导论”是引导学生接触和认识本专业的指明灯, 为学生的后期专业学习做铺垫, 因此显得尤为重要。本专业旨在培养具备环境科学的基本理论、基本知识和基本技能, 能在科研机构、高等学校、企事业单位及行政部门等从事科研、教学、环境保护和环境管理等工作的高级专门人才, 要运用地学、生物学、化学、物理学、医学、工程学、数学以及社会学、经济学、法学等多种学科的知识。所以, 环境科学是一门综合性很强的学科。作为一门基础课程, “环境科学导论”同样内容广泛, 包罗万象, 因此教学改革需要结合整个专业的培养目标, 以理论教授和意识培养为主, 掌握环境科学与管理的基本理论、基本知识和基本技能。此外, 还应该掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法, 具有一定的实验设计, 创造实验条件, 归纳、整理、分析实验结果, 撰写论文, 参与学术交流的能力。力求学生全面发展, 为专业技能学习打下坚实基础。
3 教学内容改革
“环境科学导论”是一门理论性较强的应用科学, 也是一门实验科学, 主要是运用自然科学和社会科学的有关学科的理论、技术和方法来研究环境问题, 形成与有关学科相互渗透、交叉的许多分支学科。而在教学过程中, 由于课程学时的限制, 不可能做到面面俱到, 讲授所有相关知识, 所以因材施教就显得尤为重要。根据环境工程专业学生的关注点及培养方向, 有针对性地进行详略选择, 尽量做专题讲授, 突出重点、热点、难点。教学实践表明, 按专题进行备课和讲解收到了很好的教学效果。但是统一、不变思想在于让学生建立环境意识, 将环境科学与环境保护融为一体。
此外, 随着不同科学的快速发展, 原有的教学内容已无法匹配当前的环境科学发展, 也无法应对当前出现的新的环境问题, 因此, 本课程应该做到不断更新教学内容, 通过互联网、期刊、书籍等, 把国内外在环境领域的新理论, 新技术, 与环境保护和治理相关的法律法规、环保政策以及当前发生的环境污染事件都引入教学内容之中, 做到与时俱进, 学习新的理论和技术应对越来越严重的环境问题[3]。例如在新技术方面, 国内的水处理行业出现了一些新技术, “焦化废水深度处理回用技术”和“新一代生物膜载体技术”, 我们应该及时学习并在课程内容中反映出来。在国家政策方面, 可以向学生讲述近期国家发布的“大气十条”以及两会期间提出的“水十条”, 还有即将发上报的“土十条”。同时, 伴随这些新技术新政策产生的自然是愈演愈烈的环境污染事件, “广西龙江河镉污染事件”、“兰州自来水苯超标事件”、“湖南桃源铝厂污染事件”以及多地雾霾围城等等这一系列的环境污染问题都应该在课程教学中作为实例讲解。这些新颖的环保技术, 国家的环保政策以及关乎自身的污染事件都能吸引学生的注意力, 引发学习热情, 同时培养环保意识, 增强对本专业学习与研究的信心, 一举多得。
4 教学方法改革
教学的过程就是教与学的过程, 如何处理好教与学之间的关系, 直接关系到课程的成功与否。教师教学方法的改进是学生学习方法改进的前提, 是为学生学习方法的改进服务的。教法改进是手段, 学法改进是目的。作为环境工程专业开出的第一门专业基础课, 除了让学生对环境科学专业有较全面的认识, 掌握环境学基本知识和理论, 还需要增强学生对日益严重的环境问题的关注以及对于环境保护的参与。通过理论与实践相结合的教学, 让同学们认识到环境保护的迫切性, 激发其对环境工程专业学习的动力, 培养出认真、全面、有责任心的新型环保人才。
4.1 合理利用多媒体教学
随着科技的发展, 多媒体教学已进入大学课堂, 相对传统的“板书”教学, 多媒体教学能在有限的课堂时间里向学生传达更多课堂知识, 更重要的是把教学内容展示的更加直观、形象, 便于学生理解和记忆, 同时充满趣味, 可以提高学生的学习乐趣与积极性。
环境科学概论是一门理论性很强的学科, 比如在“大气污染物扩散”等章节, 一些基本理论是通过数学模型和图形来表述的, 教师仅用一支粉笔在黑板上书写和解释这些模型和图形, 会浪费大量时间, 且效果也不一定好。但采用多媒体教学手段, 用声音和动态的图像演示静态的理论模型, 就能比较直观和形象地把抽象的内容表达出来。除此之外, 利用动画模拟将一些抽象的理论原理、复杂的过程展示出来, 能有效解决传统教学过程中内容抽象、不易理解等问题。
多媒体教学固然有诸多优势, 但也有缺点, 比如内容多、信息广、速度快等, 导致学生无法短时间理解, 跟不上老师的上课节奏而丧失学习动力。所以, 老师在授课中要掌握好上课的节奏, 控制好多媒体的使用速度, 给学生以足够的思考时间, 特别是一些重难点, 采取板书与多媒体课件相结合的方式, 提高课堂教学效率。
4.2 互动式教学
任何一项教学改革, 既要重视教育观念改变的先导作用, 也要重视方法改革的载体作用[4]。互动式教学要求满足不同学生的学习需要, 创设能引导学生主动参与的教育环境, 激发学生的学习积极性, 培养学生掌握和运用知识的态度和能力。
对于“环境科学导论”这一基础理论性课程, 老师不仅要讲述课本上的内容, 引导学生了解并掌握环境保护的相关理论技术与方法, 还应该让学生发挥个人能力, 不断思考, 并发表个人看法。例如对于各种环保处理技术和工艺设备的认识与评价, 指出其优缺点, 或者提出自己的新方法、新理念, 边学边思考, 高效获取知识。这些都需要老师营造一种互动的教学环境, 每个人都能发表自己的观点, 在交流讨论中, 激发学生学习的主动性和探索性, 达到提高教学效果的一种教学方式。
4.2.1 案例教学
案例教学法是一种以案例为基础的教学法, 鼓励学生积极参与讨论, 培养其独立思考, 分析解决问题的能力。通过对典型事例的分析、讨论, 不仅能调动学生的积极性, 还能集思广益, 实现教学相长, 使老师和学生都获益, 改变传统的学生被动式获取知识为主动式, 提高学习效率。
“环境科学导论”这门课程理论性比较强, 内容以基础理论知识为主, 仅仅是理论知识的灌输, 显得枯燥乏味, 会让学生失去学习信心与耐心。如在开展“水污染”的教学过程中, 就应谈及一下近年发生的具有较大影响的水污染公共事件, 如“腾格里沙漠排污”事件和“湘江流域砷超标”事件, 还可以对比探讨民间“零点行动”和政府太湖治理“零点行动”。鼓励学生对污染事件产生的原因、过程和结果进行分析与判断, 提出自己的观点和解决措施。对于目前危及全国的雾霾问题, 让学生亲切感受到保护环境的重要性, 并希望他们通过自己的努力来解决或者改善雾霾天。这种主动式学习定能让学生对于本专业的学习印象深刻, 事半功倍。
4.2.2 鼓励学生自主学习
自主学习是以学生作为学习的主体, 通过学生独立地分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标, 体现学习的自立性、自为性、自律性。
“自主学习”是相对于“被动学习”而言的, 这是一种高品质的学习状态, 最大的特点是以尊重学生为前提, 发挥学生的主观能动性。学生在教师指导下, 能主动积极地参与到学习中来, 根据自己的学习能力、知识需要、学习任务等, 积极主动地调整自己的学习策略和努力程度, 从而完成学习任务的过程。理论和实践都证明, 发挥学生学习的主体作用有非常重要的意义。
例如在“环境科学导论”的教学过程中, 老师应鼓励学生的学习热情, 充分发挥学生的好奇心, 让学生自己去收集、整理环保方面的热点, 做课堂演讲, 并发表对于环保事业的看法, 在激发学生自主学习, 增强自我认知能力的同时, 也是对课程内容和教学过程的丰富, 也提高了老师的知识面, 达到老师与学生的互动学习的效果。
4.3 理论结合实践
课堂教学对于“环境科学导论”教学必不可少, 除课堂教学外, 该课程的教学还应适当引入其他一些教学方式和手段, 如野外参观、见习和环境行动的参与等[5]。促进课堂教学与实践教学的紧密结合, 展示“环境科学导论”课程教学方法改革的多样性。
4.3.1 参观实习
在条件许可的情况下, 组织学生参观化工厂、加油站等企业, 使学生亲临实地, 可以极大地激发学生的学习兴趣, 主动发现问题, 解决问题。回到课堂后, 教师及时组织学生进行讨论、总结, 对于某些环节可根据学生的具体情况进行不同程度的深入讲解, 丰富课堂知识。在增强学习兴趣的同时, 巩固了课堂知识。
例如在讲授水污染控制与治理技术的内容时, 可以带领学生去参观城市污水处理厂或者自来水厂, 让学生对不同的技术工艺的优缺点进行对比、评价, 结合实际观察的工艺流程或设备, 与理论相联系, 做到深入、客观的学习, 从感性认识上升到理性认识。学生通过更直观、更真实的接触一些水处理工艺或设备, 对课本上的理论知识有更好的消化和理解, 加深印象, 做到理论与实践相结合, 这样才能更高效、更完整的讲述水处理的相关技术知识。
4.3.2 组织课外环保活动
课堂之外, 老师应该鼓励学生积极参与各种环境保护实践活动, 为我国环保事业做出贡献的同时, 也加深学生对于我国目前日益严重的环保问题的关注度, 加深保护环境的信念, 坚定其对于本专业学习的决心。例如开展环保公益行动, 向社会传达环保的重要性, 呼吁更多人参与到环保事业中。此外, 要积极关注国家政策, 如“土十条”和“水十条”的发布、以“四个全面”指引环保工作等等, 及时向同学传递信息并鼓励他们做一些政策宣传, 提高自身与公众的环保意识。环保活动的开展, 一方面, 学生通过从事力所能及的环境行动, 在学与做、观察和思考的过程中, 自觉提高自身的环境意识以及参与环境保护的能力;另一方面, 也可促使学生了解了解相关的社会经济环境、公众的素质、地方的法律法规等背景, 激发他们学习环境的热情, 并在实践中认识环境问题的解决途径和面临的实际问题, 实现实践经验和理论知识的有效结合, 为今后成为环保专业人员打下坚实基础。
5 结语
在我国经济飞速发展的背景下, 教师要立足国情, 充分认识到环境问题已成为实现全面小康社会的瓶颈。因此, “环境科学导论”课程的设置, 无论是作为环境专业的专业课还是非专业学生的选修课, 它的意义和作用是毋庸置疑的, 随着时代的发展, 课程的重要性会越来越突出。通过对“环境科学导论”课程的教学内容和教学方法的改进, 多方式、多层次地开展教学工作, 加强学生对于理论技术知识的掌握, 在实践中深刻理解环境问题的根源、解决途径和技巧, 二者结合, 相辅相成, 使学生既能在理论知识的创新上更进一步, 更能应对当前的环境问题, 成为新时代的专业环保人才。
摘要：“环境科学导论”是环境工程专业的基础课程, 在教学过程中激发学生的学习热情和对环境学的兴趣具有重要的意义。文章探讨了“环境科学导论”课程教学改革应该采用的方式方法, 可通过调节教学内容、调整教学层次和改进教学方法等行之有效的教学方法和途径, 达到预期的教学目标, 培养出新时代的环保人才。
关键词：环境科学导论,课程改革,教学方法,环保人才
参考文献
[1]王云燕, 柴立元, 杨志辉.冶金特色环境工程专业《环境科学导论》教学改革与实践[J].湖南医科大学学报 (社会科学版) , 2008, 10 (6) :238-239.
[2]王光辉, 丁忠浩.环境工程导论[M].北京:机械工业出版社, 2006.
[3]邹卫华, 韩秀丽.环境科学概论教学内容与教学方法研究[J].河南教育学院学报 (自然科学版) , 2011, (2) :58-60.
[4]张鸿郭, 王筱虹, 陈南, 等.“环境学导论”互动式教学初探[J].广东化工, 2010, 37 (9) :177-178.
关键词：实验课；趣味性；科学计算
科学计算是伴随着电子计算机的出现而迅速发展并获得广泛应用的新兴交叉学科，是数学及计算机实现其在高科技领域应用的必不可少的纽带和工具。计算与理论及实验一起已成为当今世界科学活动的主要方式。许多重大的科学技术问题无法求得理论解，也难以应用实验手段，但却可以进行计算。计算大大增强了人们从事科学研究的能力，加速了把科技转化为生产力的进程，深刻地改变着人类认识世界和改造世界的方法和途径[1]。在科学和工程的许多领域[2]计算可被用来获得重大的研究成果或完成高度复杂的工程设计。而湖南高校基本上从2005年才逐渐在理工科专业开设“科学计算与数学软件”课程，目前对这门课的研究与改革正处在发展阶段，这门课程在我校主要是讲解MATLAB软件的操作和使用，使学生掌握MATLAB软件的语法结构，能熟练运用MATLAB软件计算一些基本的数学模型。
一、MATLAB软件的特点
MATLAB是Matrix Laboratory（矩阵实验室）的缩写，该软件是目前被科学和工程各个领域的研究者们普遍采用的一种数学分析软件，通用性强，它的分析、设计功能十分强大，其分析工具箱基本上涵盖了各个研究领域通用的和最新的分析方法。MATLAB软件的基本特点是：（1）有极强的数值计算功能和作图功能，也有很强的符号计算功能；（2）圖形窗口式的操作，简单易懂，操作简便；（3）用简单的指令就可以完成大量的计算与作图功能，编程语言简单，程序设计方便[2]。
二、实验课的重要性
随着计算机的飞速发展，科学计算现在已经深入到各个学科，逐步取代计算器，科学计算不是独立于其他学科，而是其他应用学科在研究过程中几乎是必不可少的一个环节。MATLAB软件作为研究领域最流行的科学计算软件，如何在研究者的领域正确使用这款软件显得尤为重要，所以，“科学计算与数学软件”这门课程要重视学生的实验课、要重视学生的操作技能。
三、注重实验课实验项目趣味性的原因
“科学计算与数学软件”这门课程一般开设的时间是大学二年级的第一个学期，许多学生的专业课还刚接触，对本专业的知识掌握还不够丰富，还无法对本学科的一些相关问题进行研究，暂时也没有遇到复杂的计算问题，因而无法体会到这款MATLAB科学计算软件的强大计算功能，所以也没有足够认识到其重要性。
MATLAB软件是是美国密西根大学的Moler教授于1980年首创的，90年代中期在我国才逐渐推广。其界面的语言，特别是帮助文档，全部为英语，大部分同学第一次接触时，很不习惯，有的甚至感到操作困难，有的同学还企图找到中文版的MATLAB软件，所以有部分同学刚开始接触MATLAB软件心里有些担心看不懂其说明语言，特别是遇到编译报错信息，没有积极的心态去解读其错误信息。
有部分同学很容易浅尝辄止。当他们发现在高等数学中复杂的求导过程在MATLAB软件中只要一个函数就可以轻松实现，当他们发现在线性代数中枯燥无味的行列式计算也只要一个简单的函数就可以在不到一秒中得到答案，有些同学觉得这款软件既方便，又容易，自以为自己已经掌握了这个软件，从此不重视。
所以，我们要注重实验项目的趣味性，吸引学生主动完成实验项目，充分发挥他们的主观能动性，从而在愉快的氛围中逐步掌握MATLAB软件的各项操作。
四、趣味实验项目实例
趣味实验项目应该来自学生的生活，他们最好都亲身经历，而实现起来又不太复杂。他们一接触到这样的实验项目首先就非常兴奋，马上迫不及待地查阅教材和其他资料，并积极主动和同学不断讨论交流以实现这个实验，这样就在不知不觉中掌握MATLAB软件的相应知识，这样的例子很多，我们仅举两个例子来讨论。
实例一，在实验目的为掌握控制语句和二维绘图的实验中，设置实验题目：在一个边长为１米的正方形的四个角上有四个小朋友，以相同的速度0.2米/秒逆时钟依次追逐下一个小朋友，请首先绘出正方形，再将四个小朋友的运动轨迹以动态的形式绘出。这种追逐游戏在每个学生的童年时代都经历过，并且都留下过许多美好的回忆，因而对于这个游戏的运动轨迹模拟学生有兴趣、有信心能完成。在实现该项目之前，教师可以和学生一起先建立相邻两个小朋友追逐的坐标变化的数学模型，然后再要求学生独立完成后续MATLAB程序。四个小朋友的运动轨迹如图1-图3。学生通过该实验能熟练掌握plot函数用法、while函数语法规则以及动态过程怎样实现等。我们在该课程的连续两届学生中使用，学生反映良好，通过该实验项目能很好地达到实验目的。
图1 t=0至t=1时运动轨迹?摇图2 t=0至t=3时运动轨迹
图3 t=0至t=5时运动轨迹?摇图4 梯形排水沟
实例二，非线性规划问题在现实工作中经常遇到，是一个非常重要的内容。在非线性规划问题的求解实验中，设置实验题目：很多同学回家乡时，都要坐长途汽车，走高速公路，而高速公路两边的排水沟通常为梯形，如图4[3]，为什么不是矩形？而且这个梯形怎样构造成本就会最低？这个问题相信大家都遇到过，但没有想过为什么？即使没有见到过这种梯形排水沟，也会对这个问题感兴趣。当然在实验开始前，我们还要假设一些变量的具体的数值，显然梯形为等腰梯形，设梯形的斜边为米，底边为米，斜边与底边的角度为，梯形的截面积为平方米（截面积为常数，因为必须满足一定的排水要求）。因为学生在一年级都学过高等数学，求过最优解，而且在高等数学中最优解的问题是一个重要考点，对于这类问题的模型的建立学生不会有困难。可先让学生用高等数学的方法：先求偏导数，再得出驻点，从而得到最优解的方法去求解，学生肯定无法计算出来。然后再教授Matlab软件的非线性规划函数计算。通过这个实验，学生可通过亲生体会直接拿笔计算，根本无法计算，而通过计算软件则又快又准确。
五、结束语
综上所述，该课程实验项目的趣味性能充分吸引学生注意力，激发他们学习的积极性和主动性，同时也能提高他们对“科学计算与数学软件”这门课程的适用性的认识，但在趣味性实验项目的选取时还要注意两方面内容：一是要紧扣教学大纲内容，不能为了趣味性而偏离大纲内容，二是要注意难度适当，因为与实际问题联系的趣味性实验项目一般都比较复杂，要适当简化问题的难度以符合学生实际。
参考文献：
[1]陈怀琛.大学理工科要把“科学计算能力”当做一个重要培养目标[Z].2005年5月在南京精品课程研讨会上发言.
[2]胡玮军，陈梦迁.MATLAB：《工程力学》辅助教学的新工具[J].中国电力教育，2008，（10）：71-72.
[3]附属工程正在施工[EB/OL]..http：//blog.9811.com.cn/？uid-32686-action-viewspace-itemid-7449.2010-8-24.
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