科学计数法的要求篇1
关键词：本科毕业设计；高等数学；运用研究
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2013）36-0198-02
高等数学思想的精华和核心思想是极限，如何将极限的思想贯穿于本科毕业设计是作者从事高等教学工作以来经常思考的问题。指导老师给出的课题，既要保证学生能够做出来，而且在这个毕业设计过程中要让学生切身体会到这种思想的运用，不是一个简单的问题，它需要从事高等数学的教育工作者去认真思考和琢磨：如何选题？如何将实际问题与高等数学思想紧密结合，又不乏趣味性？教师应该如何指导？等等，这些问题将是本文要进行探讨的。为此，借助于一个具体的毕设计实例来对这些问题进行解答，相信这项研究会对数学专业的本科毕业设计质量的提高具有一定的参考价值。
一、毕业设计实例
在实际工程应用中为了解决许多科技问题，经常需要进行定积分的计算。因此探索一个简便易行的求解定积分方法已成为许多学者的追求目标。在已知区间上对已知函数求定积分时，理论上可以用牛顿-莱布尼茨（newton-Lipnize）公式求解，但在工程实际中并不实用。首先，许多经常接触到的被积函数虽然理论上讲一定存在原函数，但是需要用很高的技巧方可求出，求解过程相当繁琐，且求出的原函数无法用初等函数的有限形式表示出来，或冗长而不便于计算，实际上难于应用。其次，有些从工程实际或科学实验中测得的被积函数本身就不是解析表达式，而是表格或曲线，计算它们的定积分，就更加无法找到解析形式的原函数。基于上述原因目前国内外的学者已探索出了许多不同的求解定积分的数值方法，例如：抛物线法、矩形法、梯形法和辛普生法等，但是每种算法都存在或多或少的缺陷。
基于以上分析，给学生提出以下毕业设计课题。课题的名称是“数学软件matlab在定积分求解方法中的应用研究”，研究的问题是探索更为有效的定积分数值求解算法。课题意义、研究内容、特色及关键问题可概括为：matLaB和mathematica、maple并称为三大数学软件，它在数学类科技应用软件中尤其在数值计算方面首屈一指。matLaB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。把matlab这一数学分析工具运用到定积分的求解问题上，一方面可以掌握matlab在数值上的使用方法，达到学以致用的目的，另一方面可以探索更为有效的定积分数值求解算法，从而丰富定积分的数值计算方法。本课题的特色就是数学理论与应用软件相结合，而探索更为有效的定积分数值求解算法是本课题的关键问题。
通过与学生的数次讨论，我们在矩形中值法的基础上，构造出依据被积函数导数的大小进行区间分割的数值算法，即阈值分割法。数值实验结果表明，此方法与单纯的矩形中值均分相比，不仅提高了计算精度，而且加快了运算速度。因此，该项工作为定积分的数值求解研究，提供了更为科学的指导。
二、选择适合学生做，而且具有一定趣味性的课题
1.选题要合理，理论上不能太深奥。学生的综合素质和学习能力各有差异，必须针对不同的学生选取合适的毕设课题。指导老师首先要充分和全面了解学生的学习情况、就业准备情况以及性格等，具体如专业课程的学习成绩、是否校内进行毕设、是否已经找到工作、性格是否过于内向等等。只有充分了解学生，才能给出适合学生做的毕业设计题目。其次，选题的理论不能过于深奥，毕业设计的目的不是一味追求理论上的深度，而在于培养学生利用所学到的知识解决实际问题的能力，太理论的选题会打压学生的学习兴趣和自信心。课题“数学软件matlab在定积分求解方法中的应用研究”就是基于以上考虑而给出的选题。数学软件matlab和定积分求解都是数学专业学生最为熟悉的学习内容，利用数学软件matlab求解定积分对他们来说是一个全新的新颖的问题，理论上又比较浅显，从而可以激发学生的好奇心和兴趣。
2.选题要有趣味性，激发学生的好奇心和研究动力。兴趣是学生能够主动学习的强大动力。如何选取一个既能反映学生所学专业的毕设要求又兼具趣味性的课题，是指导老师必须首先应该思考的问题。定积分是数学专业学生非常熟悉的学习内容，从大一开始就进行了学习，matlab是学生比较熟悉的数学应用软件，学过C语言的学生能够很轻松地掌握它，但是利用matlab从数值上来求解定积分是大部分学生没有遇到的问题，而且利用数学软件来解决数学问题本身就是一件很新奇的事情，因此学生对于这样的课题会非常感兴趣，也试图把所学到的理论知识落实到实践中去。
三、把高等数学的思想巧妙地嵌入到毕业设计当中
1.教师要弄清楚哪些高等数学思想是核心思想。对于大学高等数学而言，核心思想应该是极限的思想，而极限的思想又主要反映在求导和积分的计算中，因此选题应该把求导和积分思想考虑进来。课题“数学软件matlab在定积分求解方法中的应用研究”就是基于这种考虑提出来的。通过该课题的研究，必然会使学生对高等数学的核心思想有更加深入和全面地理解。
2.高等数学思想要与研究课题巧妙地结合并创新。高等数学思想既丰富又深刻，既完善又需创新，它要与研究课题巧妙地结合，才能提高毕业设计的质量。死板硬套的结合不仅缺乏趣味性，又难以有创新点。课题“数学软件matlab在定积分求解方法中的应用研究”是基于如下背景提出来的：牛顿一莱布尼兹公式提供了用原函数计算定积分的方法，但实际上在计算定积分时，常常会遇到下述几种情况。（1）在生产实际或工程技术中，通常只给出一串由实验或测量得出的被积函数值。（2）被积函数的原函数不是初等函数。（3）被积函数的原函数虽然是初等函数，但结构复杂，不易计算。因此必需寻求定积分的近似计算方法。目前已有的近似计算方法有抛物线法、矩形法、梯形法和辛普生法等，但是每种算法都存在或多或少的缺陷，例如计算精度不是很高，运算速度比较慢等。为此探索更为有效的数值方法是一件非常有意义的研究工作。在矩形中值法的基础上探索了一种精确度更高，运行速度更快的方法—阈值分割法，并通过具体实例验证了这一算法，达到了预期的效果。
四、为了取得良好的毕业设计效果，指导老师一定要舍得多花时间和精力
精心指导、全程监控和严格管理是保证毕业设计顺利完成和取得良好效果的基本保障，指导老师需要花费大量时间和精力。一方面，指导老师要明确各个阶段学生应该要完成的毕设任务，督促学生按时完成。大部分学生刚开始进入课题时信心百倍、情绪高涨和积极主动，但是过了一段时间，就会出现不耐烦和松懈的情绪，这就需要指导老师及时察觉和提醒，正确引导学生继续课题的研究。另一方面，指导老师要与所指导的学生保持经常联系，最好每周进行一次面对面的讨论和交流，及时发现学生碰到的难题以及提出可能的解决办法。课题“数学软件matlab在定积分求解方法中的应用研究”的初期研究阶段，学生感到比较迷茫，通过与学生面对面的数次交流，学生决定首先对已有的数值求解方法进行对比分析，比较各种方法的优缺点，最后发现可以针对矩形中点法做改进，主要改进点为通过比较各小区域的端点和终点的斜率（即导数大小），来进行有选择性地细分积分区间，以达到在提高精度及缩短运行时间的双重效果。因此只有做到精心指导、全程监控和严格管理，才能有效提高本科毕业设计的质量。
五、总结
本科毕业设计是高校培养人才的重要实践环节，是本科教学水平评估的重要依据，也是衡量一个高校的办学水平和育人效果的重要参照。本文针对数学专业的毕业设计，研究了如何将高等数学思想融入到本科毕业设计当中，基于一个具体的毕设实例，提出了若干建议，主要包括选择适合学生做而且具有一定趣味性的课题、把高等数学的思想巧妙地嵌入到毕业设计当中、为了取得良好的毕业设计效果，指导老师一定要舍得多花时间和精力。当然要想不断地提高高等数学思想在本科毕业设计中的运用实效，我们仍需进一步探索、归纳和总结新的方法和技巧。
参考文献：
[1]罗朝晖.数学建模教学法思想在应用数学毕业论文（设计）教学中的实践[J].数学学习与研究，2012，（9）：5-6.
[2]郅军锐，杨洪，金道超.在参与指导教师科研课题中提高本科生毕业论文质量[J].教育文化论坛，2011，（4）：82-85.
[3]陈亚红，张建夫.教师如何结合科研课题提高大学生毕业论文质量[J].高教高职研究，2011，（61）：196-197.
[4]朱丽，袁荣鑫.本科毕业设计（论文）质量管理实践与思考[J].教育教学论坛，2013，（3）：239-240.
[5]张烈平，冯兵，李德明.地方高校毕业设计（论文）质量保障机制的构建与实践[J].高教论坛.2013，（1）：21-23.
科学计数法的要求篇2
关键词：数值计算方法；创新意识；计算平台
作者简介：张俊丽（1980-），女，山东菏泽人，内蒙古民族大学数学学院，讲师。（内蒙古?通辽?028000）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：a?????文章编号：1007-0079（2012）28-0087-01
随着科技的飞速发展和计算机技术的广泛应用，数值计算方法已成为重要的桥梁和工具深入到航天航空、地质勘探、汽车制造、桥梁设计、天气预报等各个领域，成为每一位科研人员和工程技术人员所必备的知识。为了满足社会需求，数值计算方法现已成为高等院校理工类学生的一门专业必修课程，其目的是让学生掌握设计数值算法的基本方法，培养学生分析问题与解决问题的能力，为以后用计算机解决科学计算问题打下坚实的基础。
一、“数值计算方法”课程的特点与教学现状
数值计算方法，简称计算方法，又叫数值分析，是一门研究数学问题的近似解并利用计算机进行数值实现的学科，是数学分析、高等数学、高等代数、概率统计等数学基础课的后续课程，它既有数学理论上的抽象性与严谨性，又有实验性与应用性的数值特征。计算方法课程的内容包括插值和拟合、数值微分和数值积分、求解线性方程组的数值方法（直接法和迭代法）、非线性方程数值解、矩阵特征值计算及常微分方程初值问题数值解法等；[2]它的计算对象是数学中的微积分、线性代数、常微分方程，只是它不像别的数学课程那样只是研究纯粹的数学理论，而是把数学理论与计算相结合，重点探讨数学问题的数值解法及应用；它的课程要求是在掌握算法原理的前提下设计算法编程实现。
“数值计算方法”是一门介绍科学计算的核心理论和基本方法的数学课程，它对培养学生的科学计算能力和解决实际问题的能力具有不可替代的作用。从20世纪80年代起，“数值计算方法”相继成为各高等院校数学及其他理工科（如物理、计算机等）专业本科生的一门专业基础课。但内蒙古民族大学（以下简称“我校”）的数值计算方法课程只在应用数学、信息与计算科学两个专业开设必修课，一般开设在第三或第四学期，理论课48学时，上机实验16学时，在别的学院（如物理、计算机等）没有开设该课程。该课程普遍存在的教学现状是：理论课内容多，学时少，各部分内容不连贯，公式繁多，枯燥乏味，使得学生产生厌学情绪；上机课时间紧，且一般集中上机，与理论课内容脱节，失去了上机实验操作的意义；很多时候这门课程的学习都结束了，学生还不清楚这门课程与原来的课程有什么联系，学习这门课有什么用，更无从谈起培养学生的创新能力；而且“数值计算方法”课程教学过程中还存在着教学内容陈旧、教学方式落后及考试形式单一等问题。针对该课程目前的教学现状，如何对该课程教学进行教学改革，是值得深入思考的问题。
二、关于“数值计算方法”课程改革的若干建议
根据前文分析可知，目前“数值计算方法”课程教学中存在着一些不容忽视的问题。那么如何进行教学改革，培养学生的实际应用能力，体现该课程在工程科学中的价值和意义，是值得数学界思考的问题。根据近年来我校师生在该课程教学中出现的问题，本文对“数值计算方法”课程教学改革提出以下几点建议：
1.优化教学内容，选择合适教材
“数值计算方法”课程讲授时既要强调它的理论结构与使用价值，又要注重提升它与计算机使用密切结合的实用性特点，所以该门课程对教材的要求很高。然而现行教材有的理论偏深，不适合普通本科生使用；有的内容陈旧，与实际联系缺乏；有的实用性强，但与实践结合的算例较少；[3]再加上该课程内容抽象，知识连贯性不强，定理和公式较多，推导过程烦琐，从而导致学生对该课程的学习没有兴趣，只是为了应付考试机械性地记忆公式。按照教育部关于“数值计算方法”课程在教学过程中应把握“重概念、重方法、重应用、重能力”的培养要求，对该课程的教学内容应灵活把握，知识点讲解应详略得当，不同专业的学生对该课程的要求不同，讲解的侧重点也应有所不同，最好选用的教材也不同。对数学类的学生来说，理论与实践应并重，而对于别的理工科的学生来说，不在于理论的论证与推导，而应侧重算法原理与实际应用。当选定教材后，在实际教学过程中还需要对教学内容灵活整合，对于一些复杂且后继课程将会深入学习的内容（例如微分方程的数值解法等），[4]可以略讲甚至不讲。不同地区的高校对该课程的教学要求也略有不同，例如我校处少数民族地区，学生的基础知识相对较差，在该课程授课时更应减少烦琐公式的推导，重在加强学生对知识点的掌握与实际应用能力的培养。鉴于该课程对以后学习和工作的重要性，我校建议除了数学与信息类的学生以外，别的理工科（如物理，计算机、信息工程等）的学生也应开设数值计算方法课程的选修课。我院本专业教师在包玉兰教授的带领下，根据我校学生的状况及多年积累的教学经验，编写了比较适合少数民族地区学生特点的数值计算方法教材，现已经出版在我校试用。该教材内容较浅，并配备一定量的习题和上机实验题，要求理论学时50～60学时（包含习题课），上机实验16～20学时，并且标注了一些选讲的内容，不同专业的学生可以针对性地学习，[5]基本上满足了我校学生对该课程教材的要求。
科学计数法的要求篇3
一、正确把握统计工作面临的战略机遇
《中共中央关于完善社会主义市场经济体制若干问题的决定》首次将统计工作纳入国家宏观调控体系，将完善统计体制作为提高宏观调控水平的重要内容之一，不仅从根本上确定了统计工作在社会主义市场经济中的重要地位，而且使宏观调控真正建立在科学的数据数量分析基础上。
中央提出科学发展观，首先是站在时代的高度，依据统计数据作出的科学判断；科学发展观贯彻落实的真实状况要通过准确的统计数据来记录反映，利害得失要通过对准确的统计数据科学分析作出判断。这要求各级统计部门提供准确性更高、覆盖面更全、时效性更强的经济发展数据，提供更多、更详尽的有关人口、资源、环境、就业、分配、社会保障等社会统计信息。
企业等各类市场主体为了正确判断行业发展和市场走向，作出科学决策，更加关注并自觉地使用政府的统计信息；广大社会公众出于对国家发展和自身利益的关心，政府统计数据成了其日常生活中不可或缺的重要信息；中国经济和世界经济联系日益紧密，国际社会对中国的统计信息比以往更加关注。所有这些需求，都表明我国统计事业将进入快速发展期。
二、现行统计内容、指标体系不适应科学发展观的要求
科学发展观的核心理念，是以人为本，全面协调可持续发展。以人为本，即以实现人的全面发展为目标，让发展的成果惠及全体人民，就是以最广大人民群众的根本利益为本；全面发展，既包括经济发展，也包括社会全面进步和人的均衡发展；协调发展，即统筹城乡发展、统筹区域发展、统筹经济社会发展、统筹人与自然和谐发展、统筹国内发展和对外开放；可持续发展，是要统筹当前发展和未来发展，发展具有延续性。
科学发展就是不要只追求经济增长，要重视社会全面进步；不要只追求总量扩张，要重视人的福利提高；不要只追求发展速度，要重视人的幸福指数变化；不要只追求产值，要重视消耗、成本、外部负效应及社会成本；不要只追求城市发展，要重视农村发展；不要只追求某些地区发展，要重视均衡发展；不要只追求满足人的眼前需要，要重视与自然和谐发展；不要只追求国内发展，要重视与世界和谐发展；不要只追求当今发展，要重视延续发展等等。
以往的统计指标体系、关注焦点，比较偏重经济增长、总量扩张、发展速度、产值、城市发展、某些地区发展、人的眼前需要、国内发展等方面，而较少关注甚至忽视社会全面进步、人的福利提高、幸福指数变化等后一个系列的指标。
三、正视统计工作面临的困难和问题
这里只涉及统计工作面临的主要困难和问题。
源头数据的可靠性令人担忧。一是规模以下工业产值指标虚报问题突出，其在地区工业总产值中比重越大，虚数也越大；二是第三产业统计制度、调查方法、统计力量、数据来源渠道、核算口径存在问题，漏统漏算问题突出；三是市场主体，特别是私有和个体经济普遍存在瞒报心理和瞒报行为，在第三产业更为突出；四是存在有关部门“授意”调查对象或中间环节直接代人加数现象；五是各种增加值率项目填报不准，核算误差较大。这些问题造成源头数据不准不实不全。六是满足地方经济社会发展、地方党委政府工作需要的统计服务内容滞后，水平不高。
统计法制建设薄弱，统计的权威性缺乏保障。一是统计法制建设投入不足，宣传不到位；二是统计执法力量不足，执法行为经常受到干扰，甚至受到政府及有关部门的干扰；三是有的干部为出政绩追求高指标，忽视甚至轻视统计法纪；四是相当多的被调查对象漠视统计工作，不配合，不实报。这是统计源头数据可靠性下降的较深层次原因。
机构设置、人员编制、经费保障、办公条件不适应基层统计事业的发展。随着市场经济的发展，经济主体日趋多元化，数量成倍增加；经营方式日益多样化，经济联系越来越复杂；经济利益趋向功利化，统计配合度日益下降；各级党委政府对统计信息需求量越来越大，越来越具体，要求越来越高。这些使统计工作量和难度均在加大，但是相应的保障却上不去。一是区县统计机构行政编严重不足；二是乡镇街道没有设立独立的、统筹三次产业统计并全面管理本地区统计工作的机构；三是乡镇街道特别是村、社区一级统计人员配备标准低，稳定性差，待遇低；四是统计经费保障普遍难，乡镇街道以下更难，办公条件差，统计手段落后。这是统计源头数据可靠性下降的直接原因。
政府综合统计与各职能部门行业统计统一协调，共享信息几乎处在撂荒状态。实际上在现代市场经济和落实科学发展观的背景下，政府综合统计固然重要，但它不可能，也没必要包打天下；政府各相关部门应发挥其优势，负责某一行业，某一方面的统计，但必须在政府综合统计部门统一协调组织下，实现优势互补，信息共享，提高整个政府统计效能。
这些问题和困难的存在，有的还具有积重难返的性质，使得基础数据的准确性、统计分析的科学性、统计咨询意见的可靠性、从而政府依其决策的正确性都打了折扣，统计权威性大大削弱，统计公信力以及政府公信力下降。
四、坚持改革创新，全面、协调、持续推进统计事业发展
首先要坚持以科学发展观统领统计工作全局。统计工作要准确、及时地反映经济社会全面协调可持续发展情况，反映以人为本、构建和谐社会情况；要按科学发展观要求统筹各项改革、建设和统筹配置各类统计资源，尽快形成与科学发展观相适应的统计体系和统计秩序。
坚持以提高统计数据质量为中心。科学性、准确性、时效性、适用性是统计数据质量的客观要求，准确性是最根本的。各级党委政府应创造条件，支持各级统计部门消除影响源头数据可靠性的因素，千方百计把源头数据、基础数据搞准、搞实、搞全。
坚持以优质服务为导向。提供优质高效服务是统计工作的根本宗旨。为党和政府决策管理服务，为公民参政议政和民生服务，为企业生产经营服务，为科学研究服务，为国际社会认识中国服务，是统计服务的五大领域，而为党和政府决策管理服务是首要的。在保证源头、基础数据可靠的前提下，加大统计分析、统计监测、提供咨询意见的工作力度，出政策建议精品。
坚持依法行政、依法统计。健全的法制，良好的法治，是科学统计的根本保障。最重要的是要有一部适应时代需要的，有名有实的《统计法》；二是要有执法保障机制，让法管用；三是任何单位违法必究，没有法外特权单位。
科学计数法的要求篇4
关键词：数据科学；人才；课程
一、数据科学人才需求
数据科学强调以数据为导向，是一门交叉学科，结合了诸多领域中的理论和技术，包括应用数学、统计、模式识别、机器学习、数据可视化、数据仓库以及高性能计算、社会科学等，目标是用数据揭示复杂的自然、人类和社会现象的特征或规律。具体而言，数据科学主要有两个内涵：一是研究数据本身，研究数据的各种类型、状态、属性以及变化形式和变化规律；二是为自然科学和社会科学研究提供一种新的方法，称为科学研究的数据方法，其目的在于揭示自然界、社会的现象和规律[1]。
正是数据科学的提出与发展，为目前火热的大数据的发展与应用提供了理论支撑[2]，以致形成了科学研究的第四范式――数据密集型科学研究。与主张模拟仿真的第三范式相比，第四范式则是以数据为导向，主张从数据出发，通过观察、分析数据，提炼出信息、知识、理论，发现规律。无论是大数据技术还是第四范式，均需依托于数据科学。与计算机科学相比，数据科学的内涵和外延更加宽泛[3]。
在我国，未来3～5年需要180万数据科学人才，但目前只有约30万人。面对此缺口，高校应尽快制订培养方案，设置课程体系，投入师资，以培养出满足社会发展需求的数据科学人才。
二、国内外培养现状
在美国，很多知名大学都已设立了数据科学专业硕士学位，如纽约大学、哥伦比亚大学、伍斯特理工学院、弗吉尼亚大学、北卡罗来纳州立大学、东北大学、德州农工大学、路易斯安那州立大学、加州大学伯克利分校等。纽约大学和哥伦比亚大学还设置了博士学位。在英国，邓迪大学、谢菲尔德大学和爱丁堡大学设立了硕士学位。
在我国，复旦大学、清华大学、香港中文大学都设置了硕士学位。中国科学院、中山大学、华东师范大学等成立了数据科学研究机构。2015年，阿里云、慧科教育启动了“阿里云大学合作计划aUCp”，已与多所高校联合，拟培养和认证一批云计算和数据科学人才。
虽然数据科学方向的人才培养在国内高校中受到了重视，但学科体系并没有建立起来，人才的培养缺乏系统性。
三、人才培养思路
与传统学科不同，对数据科学方向的人才需求是市场驱动的。因此，数据科学的学科体系构建的原则应是针对各种应用，所培养的人才能够理解应用需求，根据需求设计算法级别（或系统级别）求解框架，具备较强的数学建模能力，能够使用合适的工具进行数据分析，搭建计算平台，并能够通过提供一定的算法将数据的价值挖掘出来。
1.先决条件
为了开设数据科学专业，高校需满足一些先决条件。第一，计算条件。第二，数据资源。高校应建立实验场，提供足够的多样数据或数据源。充足的数据资源有助于学生实践操作，有助于学生的学以致用。第三，师资条件。这是人才培养的关键因素。目前，这方面的师资力量比较匮乏，为了培养数据科学人才，需要不同专业背景的教师协同合作。第四，如果有条件，高校应与政府、企业合作。高校的优势在于理论和技术研究，但并没有数据应用场景，通过与企业、政府合作，可以弥补这一点，并且更易获得充足的数据资源，同时可以从政府、企业吸取具有一线工作经验的人才，以补充师资。
2.课程设置
具备先决条件后，我们来分析怎样为数据科学专业配置课程。要想做一位完美的数据科学家，至少需要具备统计学、编程功底，同时需要具备一定的领域知识和良好的沟通能力。只有具备统计学和编程能力还不够，处理数据不仅需要理论和技巧，更需要领域知识的支持，并以此获得对数据的敏感度和洞察力。完美的数据科学家需要能够处理好关于数据的方方面面：不仅能从理论角度进行分析建模，还能够运用技术手段进行分析、描述、预测，并能让结论落地，服务于现实中的行业，让数据的价值得以变现。
因此，在设置课程时，四类课程不可少。一是统计学。许多知识挖掘方法都源于统计学的模型。二是数据分析。培养学生建模的能力，并能使用工具进行数据分析。三是分布式计算、并行计算。大数据时代，数据规模往往很大，非单机环境能够承受，这就需要面向集群环境进行系统架构，编写高效的分布式或并行计算算法。四是机器学习、数据挖掘。除此之外，还应学习一定的领域知识，如财务分析、服务业中的分析、健康医疗、供应链管理、综合营销沟通中的概率模型等，这样才能够将知识转换为生产力，能够真正服务于业务。
由于数据科学方向的人才需求是多类型的，数据科学人才的培养也应多类型，如科研人才和应用人才的培养侧重点各有不同。对于科研人才，需要注重理论能力和创新能力的培养，以及科研方法的培养，使他们善于从各种类型的数据中揭示模式，发现规律。这类人才需要具备深厚的数学功底、良好的计算机编程能力。对于应用型人才，则应注重技能的训练，比如，熟练使用大数据工具，如Hadoop，Spark等，具备分析特定类型数据的能力。无论培养科研人才还是应用型人才，都需要进行大量的实践，通过操作真实数据，培养他们对数据的分析能力和洞察力。
3.授课模式
授课模式可分为认证课程、本科课程、硕士课程以及博士课程四个层次。
认证课程可采取线上方式进行，课程结束授予证书。
在当前大数据时代，培养信息素养是至关重要的。培养信息素养，应该从本科生抓起，而数据科学则为信息素养的培养提供了一个很好的切入点。对于本科生，无论学生的专业背景是什么，都应学习数据科学概论等基础课程。
对于普通高校而言，在本科阶段设置数据科学学士学位并不明智，原因在于，数据科学需要足够的计算机基础和数学理论功底，而本科阶段的学生在四年学制下难以达到这种要求。因此，设置相应的硕士、博士学位比较合理。正如第三节所介绍的国内外现状，知名大学大多在研究生阶段开设相关学位，而非在本科阶段。在硕士、博士阶段，有了本科阶段的理论基础，校方应帮助学生建立明确的学科规划，配置科学、合理的课程体系，搭建真正的业务平台，培养学生的数据建模能力、数据计算能力、跨领域数据分析能力，等等。
数据科学人才的培养，不仅是各行各业的需要，也关系着国家发展的核心竞争力。培养数据科学人才，高校应首当其冲。高校需结合自身情况，选择相应的授课模式，进行合理的课程配置，构建师资团队，并通过与企业、政府合作，搭建真正的业务平台，强化数据科学人才培养能力，不断为国家、社会输送时代需要的人才。
参考文献：
[1]朱扬勇，熊.大数据时代的数据科学家培养[J].大数据，2016（3）.
科学计数法的要求篇5
关键词：计算机图形学；科学思维；学科结构；教学改革；教学方法
0引言
大学的主要任务是培养人才，特别是培养创新人才。培养创新人才的基本途径与方法有课程教学、参与科学研究与项目开发、对外学术交流等。然而传统本科课程教学多注重传授学科的系统理论等专业知识，不重视对知识产生原因、方法的介绍，如忽视思考解决学科基本问题的具体过程等，这会造成课程教学传授知识与科学研究相脱节，导致学生的知识结构产生缺陷，不利于他们将来从事创新等研究工作。为配合计算机图形学课程的教学改革，根据计算机图形学课程的特点，笔者提出一种面向科学思维的教学新方法，它能有效弥补传统本科课程教学的不足。
1面向科学思维教学方法的基本要求
常见典型的教学方法有：结构主义的教学方法、建构主义的教学方法、问题（任务）驱动教学方法等。这3种方法各有其优缺点，一个好的教学方法最好能全面综合这3种方法的优点。面向科学思维的教学方法要求把思考问题的方法、系统分析与综合的方法、科学研究的工作方法、查找资料与抽象的方法等知识产生的方法引入课程教学中，有效讲解学科专业知识是根据发展需求、通过研究各种问题产生的；专业理论体系或与其学科结构是由多项研究成果形成的，这些知识是科学研究与科学思维产生的结果。
结构主义、建构主义与面向科学思维教学方法的异同点见表1。
2确立计算机图形学课程的教学内容与教学模式
2.1传统计算机图形学课程教学改革的原因
2013年以前，国内外传统计算机图形学课程教学以讲授图形标准（显卡驱动与显示图形等子程序的集合）或CaD为主。这种CaD与计算机图形学（即图形标准）学科的划分有问题，它只便于图形标准的硬件实现，却因基本概念不全导致这两者均不能独立讲清三维真实感图形的自动生成原理以及计算机程序设计的基本规律，更不能总结计算机图形学的研发成果与发展规律，不能满足计算机图形学学科建设发展需求。
2.2用系统分析与综合的方法确立计算机图形学课程的教学内容
2.2.1系统分析：从理论上确立实现计算机图形学课程目标的发展路线图
本课程目标是用计算机程序自动生成类似人眼观察世界获得的观察图像（亦为学科研究的基本问题，它适合作为建构主义教学方法要求的教学环境需求问题）。为此至少要完成3个子任务：①掌握三维图形的生成原理；②掌握生成三维动画等图形的程序设计；③理顺新课程教学内容与图形标准、CaD的相互关系。
1）第一个任务的实现方法。
照相机生成照片遵循光线传播生成三维图形这一物理原理，计算机生成所有三维图形（包括光线跟踪算法、辐射度算法、投影、多边形填充、纹理映射、阴影算法、图像融合算法与二维直线的生成等）也应遵循该原理。这是本课程知识理论体系的完备性与一致性的基本要求，它决定了计算机图形学的学种性质与教学定位。
2）第二个任务的实现方法。
用辐射度和光线跟踪算法生成的三维真实感图形等程序，是一类典型的显示图形的计算机仿真应用程序。故计算机图形学的编程实现既遵循计算机仿真的基本原理，也遵循计算机程序设计的基本规律。
计算机仿真遵循系统（决定被仿真对象的范围与其行为特性）、建模（用数学模型描述仿真实验对象）、仿真算法（计算机通过执行该仿真算法，进行仿真实验）与评估（检验仿真实验的结果是否与应用需求保持一致）这一基本原理。
计算机程序设计应遵循计算理论可计算性的实现前提对程序设计的规范要求：①待解问题被模型与系统形式化方法所描述；②这种描述要转换成算法；③算法要有合理的复杂度。
这里，形式化描述指用数学符号、逻辑符号与流程图描述并要求保持逻辑上的一致性。系统的概念被本文定义为软件系统：它按解决问题的系统流程要求，编程实现数个模型描述数据与命令的输入、存储管理、运算处理、输出显示4个过程，能直接达到自动运行软件的设定目标并具有完整动态结构的综合程序。软件系统的概念是国内传统计算机核心课程教学缺失的重要概念。
故三维图形学的教学内容，主要用3组数学模型描述可视物体、灯光、照相机物理模型的物理特性（如用几何模型、材质模型与纹理模型描述可视物体；用光线几何模型、颜色模型、照明模型、辐射度算法和光线跟踪算法等描述点光源；根据类照相机的观察参数，用阴影算法、图像融合等算法描述照相机模型；对光线跟踪算法，应重构照相机模型）；在物理仿真、数学建模与软件系统概念的指引下，编程构建三维图形软件系统，实现三维图形的自动显示。物体运动与变形、灯光变幻、照相机运动可形成计算机动画。计算机游戏是用人机交互的操作方式并通过实时动画与声音有效描述具有智能行为能力的人（或动物）的多种社会实践活动。
3）第三个任务的实现方法。
计算机动画包含了传统图形标准与CaD的原理，所以在课程最后，可讲解图形标准openGL的原理与编程使用方法。同时图形标准是游戏软件的基石，是现代计算机应用不可缺少的基本配置。
2.2.2系统综合：介绍图形学的基本原理与动画软件的实现方法
这要求教师先查找资料、汇集前人发表解决以上问题的不同论文与教材（解决课程教学问题的先决条件），挑选材料编写课程讲义，详细介绍完成该任务所需的基本原理与实现方法，讲义试用成熟后再编著出版教材。
教材按以下思路组织：用二维图形学构建软件系统概念的教学，用三维图形学构建三维图形数学建模的教学（直接用三维图形构建软件系统概念的教学，会导致课程教学内容的复杂化）。在每章的开头，均提出应思考并解决哪些问题才能达到本章的教学要求，加强训练读者思考问题的习惯。
学完本课程，学生要能胜任计算机动画软件的设计与编程实现等任务。
2.3归纳计算机图形学的学科结构
以上教学充分展示：由物理模型（化学模型、生物模型、社会发展需求模型等）数学模型（数据模型是数学模型的一种简单特例，其编程操作主要是数据的存储与检索，以实现数据库软件。根据数学模型“曲高和寡”的原理得知，数据库软件是应用软件中应用面最广的一类软件；或用离散数学的方法、判断规则与判据或可编程实现的自然语言与功能等描述解决问题的过程与步骤；或用通信协议描述数据通信过程要遵循的规则、约定等要求，这是网络通信编程的基础）软件的系统功能与结构用算法语言实现程序编码并形成算法软件测试评估等过程所确立程序设计的基本规律。程序设计这一规律，能被雷达的设计与制造过程所佐证，如通过物理实验确立雷达原理用数学模型描述雷达的工作过程设计雷达系统的功能与结构用电子技术制造雷达设备做好的雷达要通过测试评估才能交付使用等。
由此能用理论（物理原理、建模、软件系统、仿真、程序设计）、工具（openGL、Direct3D、着色语言、aCiS、webGL、openCL、3D游戏引擎等）与应用（显示图形的应用程序，如3D动画或CaD、地理信息系统（空间复杂性高而时间复杂性低）、游戏与虚拟现实系统（时间复杂性高而空间复杂性低））3个学科形态描述计算机图形学的学科结构。
2.4用科学研究的工作方法确立计算机图形学课程的教学模式
（1）选题（发现问题）：找任务、了解用户需求、检索阅读资料并提出问题。自由选题要确立研究问题的科学性、目标性、创新性和可行性，并找准课题的申报渠道。提出问题是对任务深入思考或科学研究的前提。如计算机图形学的学科属性与教学内容是否成熟，是此前国际计算机图形学教育界多年关注的教学疑难问题。
（2）分析问题：真实照片由照相机、可视物体与灯光3个主要因素决定，由此确立解决问题的方法。
（3）寻找解决问题的方法（提出假说）：首先用二维图形建立软件系统的概念；然后建立描述照相机、可视物体、灯光物理模型物理特性所需的数学模型，构建仿真光线在计算机场景与照相机模型中传播，生成三维动画图形。
（4）做实验解决问题（找寻证据支持假说）：针对建立的数学模型，选择数据结构，设计算法，编写程序源代码并调试测试程序，构建三维图形软件系统，实现图形的自动显示。
（5）取得新成果（查新验证）：改进学科的系统理论与基本方法，发表研究论文，推广该研究成果或论证申报新开发项目，推动学科建设向前发展。当我们解决好计算机图形学的教学问题时，就为撰写本文并申报计算机图形学国家规划教材奠定了基础。
由此构建程序设计教学的完整过程，并把程序设计拓展成科学研究工作方法的一种形式与组成部分。
该教学模式不仅把教学与科学研究两个不同性质的学术过程结合在一起，还说明围绕课程教学思考问题的训练属于科学研究领域思维活动的一种基本形式。
3在课程教学过程中合理安排思考问题的训练
教师在重点介绍、讲解每个专题前，要考虑如何训练学生根据学科的发展需求思考问题，这些问题是任务驱动教学法中各种问题的来源。
3.1用二维图形学构建软件系统概念的教学
专题1：线段图形的描述与生成。基本问题：如何用数学的语言与方式（如描述函数）描述各种线段图形的几何形状，以形成各种线段图形的几何模型？如何形成矢量汉字等子图形高效率的描述方法？如何把这种描述函数转换成算法，并根据其描述数据生成这些基本图形？
专题2：实面积图形的描述与生成。基本问题：用什么方法描述实面积图形的几何形状，以形成各种实面积多边形的几何模型？如何利用显示设备的绘图功能生成实面积图形？如何实现直线图形边缘的反走样显示？
专题3：图形的基本运算。基本问题：图形运算的目的是什么？如何用几何变换矩阵的方式描述图形几何模型的几何变换？若用实面积多边形的布尔运算构建新的复杂图形的几何模型，则布尔运算的数学基础是什么？如何实现其布尔运算？
专题4：图形的观察运算。基本问题：如何把输入到计算机中的图形几何模型描述数据，转换成显示设备坐标系中的图形几何模型描述数据？并调用图形的生成算法显示各种图形的几何形状？
专题5：图形数据与命令的输入。基本问题：能用哪些方法把图形模型描述数据与命令高效率地输入到计算机中？如何利用输入设备的数据输入功能与显示设备的图形显示功能，编程实现图形数据的交互输入？如何规划应用程序中的人机交互设计问题？
专题6：图形的数据结构。基本问题：图形数学模型的种类与复杂、复合图形的构建方法，这些对保存图形几何模型的描述数据提出了哪些动态管理上的要求？如何设计相应图形的数据结构，才能有效地保存、管理存储于计算机中的各种图形描述数据（命令）？如何把图形显示区中的图形描述数据编译转换成多种显示设备能识别并运行的显示指令代码，以实现图形的显示？为编程实现各种图形的自动显示，需要确定编程处理图形数据的基本流程和程序的功能与结构，以形成软件系统的概念。
3.2用三维图形学构建数学建模的教学
专题7：照相机模型的建立与三维几何图形的显示。基本问题：如何用数学模型，特别是用矩阵的方法，描述照相机拍摄（投影显示）三维直线图形的物理过程？
专题8：平面物体几何模型的构建与图形显示。基本问题：如何用直线与平面函数描述平面物体的几何形状？如何记录这种描述所形成的几何模型数据？如何构建形状复杂的平面几何物体？如何显示平面物体的几何形状与表面？
专题9：曲面物体几何模型的构建基础与线框模型图形显示。基本问题：用什么方法描述曲面物体的几何形状并构建其几何模型？如何显示曲面物体的几何形状？
专题10：灯光模型的建立与光照物体的图形显示。基本问题：如何用数学模型的方法描述灯光的物理特性？如何描述在灯光照射条件下几何物体的可视物理特性？如何显示光照效果的曲面物体的表面与几何形状？如何更有效地描述光线传播的物理特性与变化规律？
学生按照这一思路进行选题，可考虑为实现像照片一样自然景观（如白光的薄膜干涉等现象）的图像显示，需研究哪些问题等，并发表其研究成果。课程教学内容成熟完整后，才便于界定计算机图形学的学科内涵。
4分析计算机专业主要课程的基本特点，提炼计算科学的学科结构
4.1计算机教学此前无计算科学学科结构概念的原因分析
现有权威资料和维基百科、百度百科表明，此前国内外计算机教学均无计算科学学科结构这一重要概念。以下3点是导致这一现象存在的重要原因。
4.1.1对计算工具的分类作用认识不足
尽管人们知道计算机是一种计算工具，计算机有广泛的应用，计算机科学有自己的一套理论根据，但仅用“理论、工具与应用”很难全面概括计算科学的研究全貌与多项用途。事实上，计算机的系统工具对总结计算科学的学科结构非常重要。
计算机系统是一个能对编程实现的数学模型与逻辑模型，进行自动解算与推理的通用计算工具。这决定了程序设计在编程使用计算机上的重要性。
操作系统是对计算机的各种硬件资源与软件资源进行程序管理，使计算机正常运行的系统工具软件。同时，它能对用户程序（命令）的输入、存储管理与自动运行提供服务（包括对通信进程进行有效监管控制），并用人机交互与图形界面的方式记载这种用户程序与命令操作的运行结果。
编译系统是用高级语言编程必备的系统工具软件，它可以把用户用高级语言编写的程序源代码、编译转换成计算机能识别并自动执行的机器语言程序代码。
算法语言是用户为编程使用计算机的各种计算功能，用类自然语言的方式与计算机相互交流思想的符号表达工具。
这些计算工具本身没有直接解决数学计算与逻辑推理等应用问题，该任务由编程解决。
这类计算工具是在实际应用过程中总结、提炼的结果，工具本身一般不直接解决最终的应用问题，这是工具的第一个特点。它的第二个特点是工具的制造具有递归性，即可用简单工具制造复杂工具。它的第三个特点是专业复杂工具的制造方法与技术具有封闭性与隐蔽性，但这不影响他人对工具的操作使用；且其隐蔽、封闭性是工具使用方便、高效的主要原因。
软件系统与计算工具等概念的形成，是用抽象的方法（从众多事物中总结提炼出具有共同本质的特征、而舍弃其非本质的特征等内容）处理形成的结果。
4.1.2传统课程没有讲清计算机仿真的原理与计算机程序设计的基本规律
传统计算科学的核心课程（计算机导论、计算机原理与系统结构、算法语言与数据结构、编译系统与操作系统、软件工程、离散数学、数据库和计算机网络）从未讲清计算机程序设计的基本规律与计算机仿真的基本原理。学生往往通过课后大量的编程训练，积累对计算机程序设计与计算机仿真的认识。这种程序设计经验式教学培养模型，无助于学生总结并提炼计算科学的学科结构。相反，人们在算法语言与数据结构课程的教学上存在一些模糊认识。例如，算法语言是用一组语法规则与功能约定的一种符号标记系统，它让人们掌握语言的符号约定、功能、特性以及用算法语句描述给定的数学计算与数据处理、逻辑判断等――即其教学主要是完成程序的编码训练，由此形成算法；也为研制该语言的编译系统做铺垫。然而部分算法语言的教科书，只有一些算法验证性应用实例，并把它们等同于计算机程序设计教学，这无助于初学者全面正确地掌握计算机程序设计的基本规律，因为学习算法语言后，他们还是没有数据结构的概念。
数据结构是研究用程序编码的方式，在计算机中有效实现多种类型数据的存储组织（形成线性、非线性、网状结构形式以及静态或动态结构形式的数据存储方法）、存储管理、排序检索与编程效率等任务的一门专业基础课程。数据结构课程有很多计算复杂性的案例，是培训人们掌握编程技巧的一种有效方法。因为编写程序所采用的数据结构往往决定了算法的编码实现方法，更重要的是，CpU是根据保存在内存各处程序代码的逻辑次序、通过逐条读取其指令代码来完成用户指定应用程序（或命令）的执行。如何规划、设计、调度与管理内存的使用，这与数据的调度与管理原理类似，是数据结构讨论的问题之一（常在操作系统课程中介绍解决该问题的方法。数据结构问题本质上属计算机内存的动态、合理使用与管理问题）。而该课程中所谓抽象数据类型，是指在指定的数据集上定义对该数据元素进行多种加工等编程操作方法。这个数据集以及对其数据元素的加工方法（数据集与其加工方法均能递归定义），应来源于人们用数学的方法描述解决实际应用问题这一过程，该主次关系不能颠倒。没有这些数据结构与程序编码等基础训练，初学者很难规划好一个软件的系统功能与结构。
由于传统的算法语言与数据结构课程教学无数学建模（它决定了解决多种应用问题算法的来源）与软件系统的概念，故传统的算法语言与数据结构课程没有讲清程序设计的基本规律。
4.1.3传统计算机课程存在教学问题
首先，传统计算机图形学课程存在教学问题，现已被本教学改革有效化解。
其次，软件工程课程存在教学效果空洞抽象等困惑。若把新的计算机图形学课程作为软件工程课程的教学实习对象，可以有效解决该教学困惑。由于新的计算机图形学课程可以讲清程序设计的基本规律与计算机仿真的基本原理，这使软件工程课程的教学从理论上能达到软件全生命周期设计的教学目的。
第三，计算机导论与计算机基础课程存在教学困惑。计算机导论应对计算学科发展的全貌作整体介绍，并理顺计算学科与其他学科之间的关系，引导读者根据自己的需求有效选择学习不同的计算机专业知识。由于此前计算机课程存在以上问题，导致历次获部级奖励的计算机教学改革成果以通过有效载体进入课程教学，致使计算机课程教学体系仍然不够成熟。这往往是行业外人士选修计算机课程的迷惑。因为自牛顿时代以来，用数学的语言描述自然科学取得的新进展，是各自然学科之间相互交流学术思想与成果的通用方法；然而目前其他自然科学工作者学习计算机后，却无法顺利地用计算工具的方法来表达其各自学科建设研究成果的数学模型等。这种计算机课程教学不便于计算机教育与其他自然科学教育进行对等有效的学术交流，并导致计算机基础课程教学出现危机。另计算机教学无计算科学学科结构的概念，即人们没有评判计算机导论教材好坏的客观标准。计算机图形学教学改革取得的新成果――发现计算科学学科结构的客观存在，为重构计算机导论与计算机基础课程提供了重要借鉴。
最后，计算机网络课程存在不足。如该课程介绍网络通信协议较多，却较少介绍网络通信工具的构建与编程使用方法，以及计算机网络通信程序的编程实现，这不利于初学者承担计算机网络计算的重任。
4.2借鉴计算机图形学的教改成果。归纳计算科学的学科结构
传统计算机核心课程缺少一门计算机的综合运用课程，以总结并提炼计算机程序设计的基本规律与计算机仿真的基本原理。计算机图形学课程可以很好地承担这一重任。有了计算工具的概念与计算机图形学课程后，可以重新分类、归纳已知计算机的多种应用。
成熟的计算机图形学与传统计算机核心课程的教学，使计算科学理论（即计算机的系统理论和专业知识。它需回答：什么能被工具有效地进行自动计算，用什么方法研究该命题并形成哪些结论、成熟的理论与发展方向；满足何种条件的实物装置能实现计算功能，计算装置如何构造实现并使其正常运行、操作使用；可计算性的实现前提是什么，如何用该计算装置实现这种自动计算，如何保证计算结果的正确性和计算装置运行的安全稳定，该计算装置有多强大的计算能力；计算理论与计算机专业各课程的关系等）、工具（算法语言、编译系统、操作系统、计算机系统）与应用（数据存储与检索，数据计算、仿真、符号变换与推理，数据网络通信，数据获取、输出表达与控制即多媒体）3个学科形态得到完整展现。它们是形成计算机专业多个发展方向（如杀毒与网络防火墙、网络存储与查询、网页设计开发工具与网站建设、网络浏览器，即时通信、流媒体与播放器、人工智能与专家系统、计算机嵌入式应用、计算机在通信与自动控制系统中的应用等）与综合（如3D网络游戏）或研发计算机硬件（计算机系统结构与CpU设计、计算机工程）的基础。
因互联网的应用，计算机网络计算有网络理论（在通信理论的支持下，如何可靠、快速、方便、安全地实现计算机信息描述数据的通信；网络计算的理论基础与基本规则是什么，如何利用网络资源进行有效的传输与计算）、网络工具（计算机与互联网、路由器与交换机、调制解调器、Java、html语言、浏览器、Socket、遵循HLa标准的分布式实时仿真工具Rti、网络游戏引擎）与网络应用（如计算机数据通信与监管、电子商务、社交网站、网络游戏、云计算、信息技术与信息系统、物联网、大数据的应用等）。
图1显示了计算科学的学科结构。由计算机仿真的基本原理与可计算性的实现前提，可论证程序设计教学与计算机仿真教学的一致性。
故计算作为一门学科（招生专业）的根据是：①它有自己独立的研究领域。即什么能被有效地用工具进行自动计算以及可靠、安全、快速地传输？②产生专业知识的方法。科学研究与科学思维是产生（创造）多种学科新知识的主要方法，这是研究生阶段的主要学习任务。③由此形成的理论体系与其学科结构。这是本科生学习阶段应掌握的专业知识。④传授知识的法定机构与办学条件。⑤广泛的应用基础。
5结语
科学计数法的要求篇6
【关键词】概率论与数理统计教学内容方法分类分层教学实验教学
“概率论与数理统计”是工科院校的重要基础课程之一，它的应用范围十分广泛，涉及到科学研究、工程技术、经济生活等许多领域。高等教育既要与当前国际、国内的高新技术接轨，培养适应全球经济一体化需求的应用型人才，同时又要适应大学本科从精英教育到大众化教育的转变，这就要求“概率论与数理统计”这门课程要不断更新教学内容，注重基础，注重理论与专业的结合，针对学生实际，采取切实可行的教学方法。因此我们有必要进—步研究如何改革这门课程的教学，以保证工科院校的人才培养质量。笔者结合多年教学经验，从该课程的教育现状和改革措施两方面谈一谈个人体会。
1.我国的基础教育改革已进行了多年，简单的古典概率计算，均值、方差公式的简单应用等内容已经编入高中数学教材当中。而“概率论与数理统计”课程的主要教学目标，一是引导学生从传统的确定性思维模式进入随机性思维模式，使学生掌握工程、经济管理及科学研究中出现的随机问题的数学处理方法，从而培养学生的科学思维和创新能力，提高学生分析问题和解决问题的能力；二是为后续专业课程打下扎实的数学基础；三是使学生通过对课程内容的理解、消化和适当练习达到研究生入学考试水平，实现与考研基本接轨。基于这种情况，教师在教学过程中应充分认识到大学数学和中学数学教学的差异性，对于中学已经学过的一些内容，应把教学重点放在概念、基本理论、基本应用上，引导学生对所学知识进行归纳、总结。而对于“概率论与数理统计”课程来说，内容比较抽象，理论推导部分所占比例较大，有些公式也比较复杂，因此在教学过程中要注重模型化思想方法和概率思想方法的训练，在教学内容的组织上要力求直观、生动，强调概念的直观意义和各种模型的实际背景，在讲解的例题与习题上，精心选取那些既有使用背景又能阐明基本概念、提高学习兴趣的题目，讲清解决问题的思路、方法，增加与专业背景相关的例题，设置课外思考题、讨论题，训练学生独立思考，培养学生的逻辑思维能力，提高学生的数学素质。
2.大学生的学习目标受专业的导向作用，各专业对概率与统计的要求不尽相同。以我校为例，过去对理、工、经、管各门类的专业，都是采用同一教学大纲、教学模式、教学内容和学时，而事实上机械类专业仅要求掌握概率与统计的基本知识，电类专业对随机过程理论有较高要求，而生命科学、计算机、信息与计算科学专业要求学生具备数据分析的能力，因而对数理统计理论及方法要求较高，经管专业不但要求学生有较强的数据分析和处理能力，还要求学生能运用数学模型解决实际经济问题。针对各专业的不同要求，我校重新制订了教学大纲，以掌握科学的方法为核心，以掌握概念、强化应用为教学重点，对原有的教学内容、体系进行改革、调整和精选，建立“概率论与数理统计”课程的新体系，使之适应各专业课程应用的需要。具体的学时调整为社会工作与管理专业40学时（仅有概率论），理工科各专业为48学时，经济管理各专业为64学时。在课程内容上，经管学院各专业增加了统计内容的学时，加强了方差分析和回归分析内容的讲授；生物工程和生物技术专业，加入了方差分析内容，为生物统计应用提供了思想和方法。在教材上我们也使用了更适合我校学生实际情况的自编教材，课程内容侧重于讲解概率论与数理统计的基本理论与方法，同时在教学中结合各专业的特点介绍性的给出在各领域中的具体应用，实现了在信息与计算科学、工科、经管和社会工作各专业采用不同的教学模式和教学内容的分类教学形式。
3.学生的数学基础和个人兴趣也是影响教学质量的重要因素之一。教学实践告诉我们，在满足各专业后续课程学习的前提下，为了在有限的学时内尽可能地满足各层次学生的不同需要，最大程度地调动学生学习积极性，分层次教学是行之有效的好方法。近年来，我校成立了王大珩实验班，对那些数学基础较好，有志于从事科学研究和技术开发的学生，进行单独小班教学，在完成本科教学任务基础上，进一步拓宽、加深某些教学内容，使学生掌握一定的数学方法和思维。
科学计数法的要求篇7
关键词 解决问题 方程法 计算法 教师 学生
关于“用分数解决问题”，很多老师在实践中总结了许多切实可行的属于自己的一套方法。在解决这类分数问题时，到底是算术法重要还是方程法重要呢?作为两种不同的思想方法而言，没有孰轻孰重之分，对六年级学生而言这两种方法都需要掌握，而且还要相当熟练。对于同一道题来说，到底用哪种方法解更好?因人而异，喜欢就好!
在真正的教学过程中，很多学生对于比较简单的分数问题，大多倾向算术法，可能是因为算术法算式简洁，字数浓缩。很少有学生用方程来解，除非老师明确规定用方程法。这可能主要源于多数学生简单地认为方程格式过于烦琐，解方程比较困难，并未能更深层次地感觉和领悟到方程优于算术的独特魅力!下面，结合我自己的教学实践具体谈谈用算术法解决分数问题。
在教学“用分数解决问题”时，我一般都是由“倍”的知识为起点，唤起学生对旧知的回忆，然后再将表述加以变化，演变成为所要学的分数应用题。如：(1)故事书有120本，科技书的本数是故事书的2倍，科技书有多少本?(2)故事书有120本，故事书的本数是科技书的2倍，科技书有多少本?第(1)题求科技书多少本，实际上是求120的2倍是多少，用乘法计算。第(2)题求科技书多少本，实际上是已知一个数的2倍是120，求这个数，用除法计算。这里用到的是二年级学习的最基本的数学知识模型，即求一个数的几倍是多少(求几倍数)，用乘法解决；已知一个数的几倍是多少求这个数(求一倍数)，用除法解决。有了这样的知识储备，我觉得学生学习分数应用题就并不十分困难了。原第(2)题不改变题意就可表述为：故事书有120本，科技书的本数是故事书的1／2，科技书有多少本?
这里学生可能会有这样几种解答思路：①由“科技书的本数是故事书的1／2”想到“故事书的本数是科技书的2倍”，从而依据求“一倍数”用除法来解决；②从分数的意义入手，知道这里的“1／2”是指将故事书的本数看作单位“1”平均分成2份，科技书的本数是这样的1份，这刚好与除法的含义相一致；③利用知识迁移，求120的2倍是多少，用乘法计算，自然想到：求120的1／2是多少，当然也可以用乘法计算。在作出正确与否的评价之后，再组织学生进行观察和比较，将知识间的联系进行有效沟通，并将学生的思维向更高层次的抽象水平引领，最终达到优化的目的。即求一个数的几分之几是多少，也用乘法解决(也就是已知单位“1”，求单位“1”的几分之几是多少，用乘法)。这样可以让学生将新知自然与旧知进行有机整合，使学生感觉到数学知识与我们自己一样其实也是不断生长的!第(1)题的变化同上：故事书有120本，故事书的本数是科技书的1／2，科技书有多少本?也可以通过比较优化，最终得出：已知一个数的几分之几是多少，求这个数，也用除法解决(也就是单位“1”未知，已知单位“1”的几分之几是多少，求单位“1”的量，用除法)。
实践证明，以上的教学方法是行之有效的，学生很快就能在头脑中建模，并能灵活运用模型正确进行解题。之后，老师需要做的就是通过用一定数量的习题帮助学生进行巩固和强化，最终达到举一反三。
科学计数法的要求篇8
关键词:应用数学;课程;教材建设;实践教学;教学手段
2009年4月我校升格为本科院校,数学与应用数学本科专业是首批升本专业之一,教学内容改革和课程体系设置是我们学习本科教育、研究本科教育和实践本科教育的重要工作。教育部在《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》中明确指出,要深化教学内容改革,坚持知识、能力和素质协调发展,继续深化人才培养模式、课程体系、教学内容和教学方法等方面的改革,实现注重知识传授向更加重视能力和素质培养的转变[1]。高等院校必须紧跟社会发展需求,构建科学、合理的具有特色的教学与实践模式,以保证人才培养质量的全面提高。实现人才培养目标落实在人才培养方案制定和实施上,而人才培养方案的核心内容是课程体系设置,因而课程体系设置和教学是一个关键的问题。
数学与应用数学本科专业的前身是数学教育专业,自1978年学校成立招生办学以来,数学教育专业就是学校首批师范类全日制专科的招生专业之一,至今毕业生人数已达1500人。除此之外,从建校开始,数学系就曾与云南师范大学联合办学招收全日制本科数学教育专业学生61人,随着教育事业的发展,社会对数学教师的需求逐渐增大,对专业和学历的要求也越来越高,从1998年起又连续办了五届本科成人教育函授班,毕业生人数383人。
1充分认识数学与应用数学本科专业
数学正形成三大分支:基础数学、计算数学和应用数学。基础数学,即传统的纯粹数学理论,如拓扑学、泛函分析、抽象代数、微分几何等。计算数学,即计算机与数学相结合形成的直接应用于生产、服务和管理等方面的技术产品,它由数学模型和算法构成,通常表现为软件的形式,如快速报价系统软件、中长期天气预报软件、计算机模拟技术等。应用数学,用数学的观点、理论、方法去理解自然和社会,把实际问题运用数学的语言和方法,通过抽象化建立描述问题的数学模型,然后选择或创造合适的数学工具,并借助计算机求解该模型,最后通过模拟或实践修正该模型,使之达到最优[2]。本专业培养掌握数学学科的基本理论与基本方法,具备运用数学知识、使用计算机解决实际问题的能力,受到科学研究的初步训练,能在科技、教育和经济部门从事研究、教学工作或在生产经营及管理部门从事实际应用、开发研究和管理工作的高级专门人才。
应该说数学与应用数学方向是非师范教育,培养目标主要不是教师,然而事实并非如此,新建地方本科院校的数学与应用数学专业的非师方向与建设历史较长的综合大学和理工科大学的数学与应用数学专业不同,后者的培养目标主要是数学研究和应用人才[3]。如果我们也把培养目标定位在数学研究和应用人才上,这不符合实际情况,至少目前是这样。虽然将来有为数不多的学生考上研究生,并能够做数学研究和应用工作,有部分同学继续学习与数学学科关系紧密的应用技术类专业,如管理学、经济学、计算机科学或相关的理工科专业,但大多数学生主要还是从事基础教育师资的,所以我们的课程体系设置应该根据这些实际情况有针对性地改革。
2程序设计语言课程的重要性
正如自然语言是人类社会交流的工具一样,计算机语言也是应用者和计算机之间进行交流的一种工具。全国大学生数学建模比赛、电子设计比赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等尚需一批既懂专业又懂程序设计语言的学生去实践。而对于常用的计算机辅助教学软件,其管理和维护也需要使用者掌握程序设计语言。目前,虽然软硬件技术平台在飞速发展,但还没有一个不使用程序设计语言就能进行软件开发的环境,要使学生毕业后进行软件开发工作,就需要较深入地掌握先进的可视化开发工具,如VisualC++、JavaBuilder、VisualBasic、powerBuilder、Delphi等,但是目前的课程设置,还不能较好地满足社会对毕业生的要求。
随着社会经济的发展,社会对大学生能力和知识的要求在不断变化,已经从单纯的专业能力,向综合能力和综合知识转变。这个转变也直接对大学生产生了影响,计算机、外语、金融类课程越来越受到学生的重视[4]。而对于学生的个人发展来说,程序设计语言课对学生综合素质和能力的培养也起着重要的作用。学生报考硕士研究生时,除了报考基础数学和学科教学法方向外,还可以报考计算机、自动化、经济类等方向,这些学生学习程序设计语言对他们考研大有益处。
3程序设计语言课程的选择与设置
经过考查、分析、论证各门课程相互间的内在联系,可以将相关的课程和教学环节组成一个体系,减少授课内容的重复,增强课程的总体效能,实现减时增效[5]。程序设计语言种类众多,而且各有优缺点,目前流行的语言主要有:C语言,侧重讲解结构化程序设计方法、数据结构与算法、模块化程序设计等;C++或Java语言,侧重讲解面向对象的程序设计、应用程序编程接口;VC++、VB或Delphi侧重讲解可视化编程技术、组件技术、图形用户界面设计及应用程序开发等。
从培养学生编程能力的侧重点不同,程序设计语言课程也可分为两个层次,语言级程序设计,重在语言(如C、C++)级程序设计技术与原理;工具级程序设计,重在利用工具(如VC++、VB、Delphi)开发应用程序。无论选用哪种语言,都应讲解程序设计的基础知识与基本编程技术。
由于不同的要求和学时所限,在程序设计语言课程设置中可以采用“1+X”的方案,其中X部分由各新建本科院校自定,即:大学计算机基础+若干必修m选修课程。在规划必修m选修课程时,可根据数学与应用数学专业的定位和学生的发展方向,制定合适的必修和选修课程,也可将典型核心课程整合,构造新课程,如运筹学、数学建模等课程。
程序设计语言课程设置应贯彻少而精、不断线的原则,在第1学期修完大学计算机基础课程后,数学与应用数学专业可以开设如下程序设计语言课程。
1)第2学期开设C语言程序设计,总72学时(其中理论54学时,实验18学时),侧重讲解结构化程序设计方法、数据结构与算法、模块化程序设计以及程序的测试与调试技能等;
2)第3学期开设VB,总54学时(其中理论36学时,实验18学时),侧重讲解可视化编程技术、可视化编程环境的使用等;
3)第4学期选修C++或Java,总72学时(其中理论54学时,实验18学时),侧重讲解面向对象设计方法、类及其对象等;
4)第5学期开设数值计算软件matlab,总72学时(其中理论18学时,实验54学时),侧重讲解矩阵运算、绘制函数和数据图形、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等;
5)第6学期选修中小学课件制作,总72学时(其中理论18学时,实验54学时),侧重讲解课件制作技术,为学生进行教育实习做好准备;
6)第7、8学期学生忙于实习、找工作、写毕业论文和报考硕士研究生等,学习理论性较强的内容,效果不好,开设综合性较强的数学工具软件及其应用课程,如mathematica或maple,总54学时(其中理论18学时,实验54学时),侧重讲解数值计算与符号演算。
4程序设计语言课程的教材建设
教材建设是程序设计语言课程教学的重要组成部分,是教学指导思想、培养目标和课程基本要求的具体体现[6]。教材建设过程中充分考虑到数学与应用数学的专业特点,以应用为目的和出发点,选择教育部推荐的“十一五”规划教材、获省部级以上优秀教材奖的教材,或者著名大学编写的实用性较强的教材,如谭浩强教授编写的《C语言程序设计》。鼓励教师参加各类规划教材、重点教材的编写工作,提升专业教材建设的水平层次和竞争力。
随着高等教育的大众化与普及化,新建本科院校要想在激烈竞争的教育市场中取得一席之地,除了抓好本科层次教育外,还应适当发展专科生、研究生层次的教育,教材建设应体现多样性、层次性;同时,还应注重学科性质和专业特色,选用教材应体现出程序设计语言课与专业课、基础学科和培训教材的联系和差异[7]。程序设计语言课程选用的教材不仅能传授最新的知识、体现教材的学科特色,而且应考虑教师主体的自身需求和受教育者兴趣、态度、接受能力等个别差异,充分调动教师的“教”和学生的“学”。
5程序设计语言课程的教学改革
5.1加强实践教学,注重能力培养
程序设计语言是一类实践性很强的课程,知识点的掌握与能力的培养在很大程度上有赖于学生上机的实践。加强实践教学环节的目的是培养学生的编程能力、解决实际问题的能力以及综合运用知识的能力;培养学生团队精神、创新精神和提高学生研究性学习能力。实践教学在今后的教学中应该起更大的作用,很多教学内容可以通过实验课教学形式讲授,在教学计划中需列出一定比例的实践教学课时安排,以保证实践教学质量。
实践教学应以学生为主,教师以行动引导学生为辅,充分发挥学生的主观能动性。程序设计语言课程的实验中,一部分是验证教材的知识点,这对知识的理解、掌握和巩固是必要的。在此基础上,教师可设计属于应用型的实验内容,以培养学生解决实际问题的能力。教师除了对所有学生进行统一的要求之外,还应做到因材施教,对学习水平较高的学生,进行个别辅导,培养学生发现问题、分析问题的洞察力和创造力,增强学生运用数学方法、借助程序设计解决实际问题的意识和能力。
联系实际开展实践性教学,如在数组应用中根据考生的成绩获取考生信息的问题。通过这个例题使学生掌握数组的使用方法,弄清楚计算机处理问题的过程,从而学会利用二维数组处理矩阵运算、矩阵求转置、解线性方程组等[8]。通过实践教学,不但提高了学生的学习兴趣,而且还培养学生处理实际问题的能力、巩固所学的知识,更清楚和形象地了解学科间的横向联系,充分显示应用数学的魅力所在。
5.2改进教学手段
程序设计语言课程采用集中授课和上机实践两个主要的教学环节。从早期的单纯“黑板+粉笔”发展到后来的“计算机+大屏幕”,又发展到目前的“网络化教学平台”,体现了教学手段和方法的不断变革[9]。网络化教学平台是在校园网支持下构建的现代化教学环境。从事程序设计语言课程教学的教师要充分利用网络教学环境所提供的各种功能,开展教学模式、方法与手段的改革与实践,使程序设计语言课程教学更加适应应用数学专业人才培养的需要。采用的教学方法与手段要服从于教学内容,要着眼于人才培养,同一课程中不同的教学内容,应该设计不同的教学模式与教学方法。
集中授课时可利用现代化的教学手段,在多功能教室授课比较适宜,教师可以直接使用投影仪等多媒体设备、Cai课件等,从传统的“黑板+粉笔”教学逐渐过渡到多媒体教学,以提高教学效果。但传统的教学方式对于培养学生的逻辑思维和推理能力,夯实程序设计基础知识也是必要的。而对于上机实践时,精讲多练、任务驱动的教学方法受到普遍推崇,现在网络教学平台上丰富的教学资源与工具软件为学生自主学习和项目开发提供了环境。
教师不仅要传授给学生知识,更要培养他们的创新能力。科学合理的利用现代教育技术,实现多种教学方式的有机结合,扩大学生视野,使教学效果明显提升。师生互动式和计算机辅助式教学有益于构造自主探索的环境,激发学生兴趣,提高学习的主动性和趣味性,这也是教师倡导和学生向往的教学方式。
6结语
新建本科院校课程建设始终是教育教学的一个重要环节,程序设计语言课程作为数学与应用数学专业重要的基础课,其教学质量的高低与教学效果的好坏直接影响人才培养的质量。随着科学技术迅猛发展,人们认识到应用数学的重要作用,经济与科技的发展离不开应用数学,21世纪的知识经济需要具有应用数学专业特长的高素质人才,给新建本科院校课程设置和教学方式方法提出了巨大挑战。如何进一步使学生在学好专业知识的同时,还能够更好地适应社会发展的需要,是摆在我们面前必须考虑和解决的实际性课题。
参考文献:
[1]成宝芝,郭险峰,郭宗光,等.电子信息工程专业教学与实践模式研究[J].大庆师范学院学报,2009(3):142-144.
[2]王涛.今日应用数学与高师应用数学教育的特殊意义[J].云南师范大学学报,1999(2):66-69.
[3]刘绍武,莫海平,韩超.新建地方本科院校数学与应用数学专业课程体系构建研究[J].绥化学院学报,2009(5):145-147.
[4]张侨平,严启平.关于数学与应用数学专业课程设置与教学方法的调查报告[J].湖北大学学报,2006(3):244-247.
[5]王文豪,张亚红,陈晓兵.数据结构课程教学改革研究与探讨[J].大庆师范学院学报,2009(5):156-159.
[6]伍一.应用型本科程序设计课程教学方法和教材建设[J].黑龙江教育,2008(6):52-53.
[7]沈中和.高校教材建设发展的新思考[J].辽宁工程技术大学学报,2006(3):335-336.
[8]谭浩强.C程序设计[m].3版.北京:清华大学出版社,2005:138-140.
[9]中华人民共和国教育部.关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)[m].北京:高等教育出版社,2006:10.
newUniversitymathematicsandappliedmathematics
programmingLanguageCurriculumandteaching
ZHenGJi-gang;GUoXiu-qing
(BaoshanCollege,Baoshan678000,China)
科学计数法的要求篇9
论文摘要:程序设计语言课程是数学与应用数学专业的基础课，设置合理的课程体系是新建本科院校人才培养模式的一个重要环节，以专业需求和培养学生综合素质为目的，根据目前流行的程序设计语言，从课程选择与设置、教材建设、加强实践教学和改进教学手段等方面做了探讨。
2009年4月我校升格为本科院校，数学与应用数学本科专业是首批升本专业之一，教学内容改革和课程体系设置是我们学习本科教育、研究本科教育和实践本科教育的重要工作。教育部在《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》中明确指出，要深化教学内容改革，坚持知识、能力和素质协调发展，继续深化人才培养模式、课程体系、教学内容和教学方法等方面的改革，实现注重知识传授向更加重视能力和素质培养的转变[1]。高等院校必须紧跟社会发展需求，构建科学、合理的具有特色的教学与实践模式，以保证人才培养质量的全面提高。实现人才培养目标落实在人才培养方案制定和实施上，而人才培养方案的核心内容是课程体系设置，因而课程体系设置和教学是一个关键的问题。
数学与应用数学本科专业的前身是数学教育专业，自1978年学校成立招生办学以来，数学教育专业就是学校首批师范类全日制专科的招生专业之一，至今毕业生人数已达1500人。除此之外，从建校开始，数学系就曾与云南师范大学联合办学招收全日制本科数学教育专业学生61人，随着教育事业的发展，社会对数学教师的需求逐渐增大，对专业和学历的要求也越来越高，从1998年起又连续办了五届本科成人教育函授班，毕业生人数383人。
1充分认识数学与应用数学本科专业
数学正形成三大分支:基础数学、计算数学和应用数学。基础数学，即传统的纯粹数学理论，如拓扑学、泛函分析、抽象代数、微分几何等。计算数学，即计算机与数学相结合形成的直接应用于生产、服务和管理等方面的技术产品，它由数学模型和算法构成，通常表现为软件的形式，如快速报价系统软件、中长期天气预报软件、计算机模拟技术等。应用数学，用数学的观点、理论、方法去理解自然和社会，把实际问题运用数学的语言和方法，通过抽象化建立描述问题的数学模型，然后选择或创造合适的数学工具，并借助计算机求解该模型，最后通过模拟或实践修正该模型，使之达到最优[2]。本专业培养掌握数学学科的基本理论与基本方法，具备运用数学知识、使用计算机解决实际问题的能力，受到科学研究的初步训练，能在科技、教育和经济部门从事研究、教学工作或在生产经营及管理部门从事实际应用、开发研究和管理工作的高级专门人才。
应该说数学与应用数学方向是非师范教育，培养目标主要不是教师，然而事实并非如此，新建地方本科院校的数学与应用数学专业的非师方向与建设历史较长的综合大学和理工科大学的数学与应用数学专业不同，后者的培养目标主要是数学研究和应用人才[3]。如果我们也把培养目标定位在数学研究和应用人才上，这不符合实际情况，至少目前是这样。虽然将来有为数不多的学生考上研究生，并能够做数学研究和应用工作，有部分同学继续学习与数学学科关系紧密的应用技术类专业，如管理学、经济学、计算机科学或相关的理工科专业，但大多数学生主要还是从事基础教育师资的，所以我们的课程体系设置应该根据这些实际情况有针对性地改革。
2程序设计语言课程的重要性
正如自然语言是人类社会交流的工具一样，计算机语言也是应用者和计算机之间进行交流的一种工具。全国大学生数学建模比赛、电子设计比赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等尚需一批既懂专业又懂程序设计语言的学生去实践。而对于常用的计算机辅助教学软件，其管理和维护也需要使用者掌握程序设计语言。目前，虽然软硬件技术平台在飞速发展，但还没有一个不使用程序设计语言就能进行软件开发的环境，要使学生毕业后进行软件开发工作，就需要较深入地掌握先进的可视化开发工具，如VisualC++、JavaBuilder、VisualBasic、powerBuilder、Delphi等，但是目前的课程设置，还不能较好地满足社会对毕业生的要求。
随着社会经济的发展，社会对大学生能力和知识的要求在不断变化，已经从单纯的专业能力，向综合能力和综合知识转变。这个转变也直接对大学生产生了影响，计算机、外语、金融类课程越来越受到学生的重视[4]。而对于学生的个人发展来说，程序设计语言课对学生综合素质和能力的培养也起着重要的作用。学生报考硕士研究生时，除了报考基础数学和学科教学法方向外，还可以报考计算机、自动化、经济类等方向，这些学生学习程序设计语言对他们考研大有益处。
3程序设计语言课程的选择与设置
经过考查、分析、论证各门课程相互间的内在联系，可以将相关的课程和教学环节组成一个体系，减少授课内容的重复，增强课程的总体效能，实现减时增效[5]。程序设计语言种类众多，而且各有优缺点，目前流行的语言主要有:C语言，侧重讲解结构化程序设计方法、数据结构与算法、模块化程序设计等;C++或Java语言，侧重讲解面向对象的程序设计、应用程序编程接口;VC++、VB或Delphi侧重讲解可视化编程技术、组件技术、图形用户界面设计及应用程序开发等。
从培养学生编程能力的侧重点不同，程序设计语言课程也可分为两个层次，语言级程序设计，重在语言(如C、C++)级程序设计技术与原理;工具级程序设计，重在利用工具(如VC++、VB、Delphi)开发应用程序。无论选用哪种语言，都应讲解程序设计的基础知识与基本编程技术。
由于不同的要求和学时所限，在程序设计语言课程设置中可以采用“1+X”的方案，其中X部分由各新建本科院校自定，即:大学计算机基础+若干必修∕选修课程。在规划必修∕选修课程时，可根据数学与应用数学专业的定位和学生的发展方向，制定合适的必修和选修课程，也可将典型核心课程整合，构造新课程，如运筹学、数学建模等课程。
程序设计语言课程设置应贯彻少而精、不断线的原则，在第1学期修完大学计算机基础课程后，数学与应用数学专业可以开设如下程序设计语言课程。
1)第2学期开设C语言程序设计，总72学时(其中理论54学时，实验18学时)，侧重讲解结构化程序设计方法、数据结构与算法、模块化程序设计以及程序的测试与调试技能等;
2)第3学期开设VB，总54学时(其中理论36学时，实验18学时)，侧重讲解可视化编程技术、可视化编程环境的使用等;
3)第4学期选修C++或Java，总72学时(其中理论54学时，实验18学时)，侧重讲解面向对象设计方法、类及其对象等;
4)第5学期开设数值计算软件matlab，总72学时(其中理论18学时，实验54学时)，侧重讲解矩阵运算、绘制函数和数据图形、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等;
5)第6学期选修中小学课件制作，总72学时(其中理论18学时，实验54学时)，侧重讲解课件制作技术，为学生进行教育实习做好准备;
6)第7、8学期学生忙于实习、找工作、写毕业论文和报考硕士研究生等，学习理论性较强的内容，效果不好，开设综合性较强的数学工具软件及其应用课程，如mathematica或maple，总54学时(其中理论18学时，实验54学时)，侧重讲解数值计算与符号演算。
4程序设计语言课程的教材建设
教材建设是程序设计语言课程教学的重要组成部分，是教学指导思想、培养目标和课程基本要求的具体体现[6]。教材建设过程中充分考虑到数学与应用数学的专业特点，以应用为目的和出发点，选择教育部推荐的“十一五”规划教材、获省部级以上优秀教材奖的教材，或者著名大学编写的实用性较强的教材，如谭浩强教授编写的《C语言程序设计》。鼓励教师参加各类规划教材、重点教材的编写工作，提升专业教材建设的水平层次和竞争力。
随着高等教育的大众化与普及化，新建本科院校要想在激烈竞争的教育市场中取得一席之地，除了抓好本科层次教育外，还应适当发展专科生、研究生层次的教育，教材建设应体现多样性、层次性;同时，还应注重学科性质和专业特色，选用教材应体现出程序设计语言课与专业课、基础学科和培训教材的联系和差异[7]。程序设计语言课程选用的教材不仅能传授最新的知识、体现教材的学科特色，而且应考虑教师主体的自身需求和受教育者兴趣、态度、接受能力等个别差异，充分调动教师的“教”和学生的“学”。
5程序设计语言课程的教学改革
5.1加强实践教学，注重能力培养
程序设计语言是一类实践性很强的课程，知识点的掌握与能力的培养在很大程度上有赖于学生上机的实践。加强实践教学环节的目的是培养学生的编程能力、解决实际问题的能力以及综合运用知识的能力;培养学生团队精神、创新精神和提高学生研究性学习能力。实践教学在今后的教学中应该起更大的作用，很多教学内容可以通过实验课教学形式讲授，在教学计划中需列出一定比例的实践教学课时安排，以保证实践教学质量。
实践教学应以学生为主，教师以行动引导学生为辅，充分发挥学生的主观能动性。程序设计语言课程的实验中，一部分是验证教材的知识点，这对知识的理解、掌握和巩固是必要的。在此基础上，教师可设计属于应用型的实验内容，以培养学生解决实际问题的能力。教师除了对所有学生进行统一的要求之外，还应做到因材施教，对学习水平较高的学生，进行个别辅导，培养学生发现问题、分析问题的洞察力和创造力，增强学生运用数学方法、借助程序设计解决实际问题的意识和能力。
联系实际开展实践性教学，如在数组应用中根据考生的成绩获取考生信息的问题。通过这个例题使学生掌握数组的使用方法，弄清楚计算机处理问题的过程，从而学会利用二维数组处理矩阵运算、矩阵求转置、解线性方程组等[8]。通过实践教学，不但提高了学生的学习兴趣，而且还培养学生处理实际问题的能力、巩固所学的知识，更清楚和形象地了解学科间的横向联系，充分显示应用数学的魅力所在。
5.2改进教学手段
程序设计语言课程采用集中授课和上机实践两个主要的教学环节。从早期的单纯“黑板+粉笔”发展到后来的“计算机+大屏幕”，又发展到目前的“网络化教学平台”，体现了教学手段和方法的不断变革[9]。网络化教学平台是在校园网支持下构建的现代化教学环境。从事程序设计语言课程教学的教师要充分利用网络教学环境所提供的各种功能，开展教学模式、方法与手段的改革与实践，使程序设计语言课程教学更加适应应用数学专业人才培养的需要。采用的教学方法与手段要服从于教学内容，要着眼于人才培养，同一课程中不同的教学内容，应该设计不同的教学模式与教学方法。
集中授课时可利用现代化的教学手段，在多功能教室授课比较适宜，教师可以直接使用投影仪等多媒体设备、Cai课件等，从传统的“黑板+粉笔”教学逐渐过渡到多媒体教学，以提高教学效果。但传统的教学方式对于培养学生的逻辑思维和推理能力，夯实程序设计基础知识也是必要的。而对于上机实践时，精讲多练、任务驱动的教学方法受到普遍推崇，现在网络教学平台上丰富的教学资源与工具软件为学生自主学习和项目开发提供了环境。
教师不仅要传授给学生知识，更要培养他们的创新能力。科学合理的利用现代教育技术，实现多种教学方式的有机结合，扩大学生视野，使教学效果明显提升。师生互动式和计算机辅助式教学有益于构造自主探索的环境，激发学生兴趣，提高学习的主动性和趣味性，这也是教师倡导和学生向往的教学方式。
6结语
新建本科院校课程建设始终是教育教学的一个重要环节，程序设计语言课程作为数学与应用数学专业重要的基础课，其教学质量的高低与教学效果的好坏直接影响人才培养的质量。随着科学技术迅猛发展，人们认识到应用数学的重要作用，经济与科技的发展离不开应用数学，21世纪的知识经济需要具有应用数学专业特长的高素质人才，给新建本科院校课程设置和教学方式方法提出了巨大挑战。如何进一步使学生在学好专业知识的同时，还能够更好地适应社会发展的需要，是摆在我们面前必须考虑和解决的实际性课题。
参考文献:
[1]成宝芝，郭险峰，郭宗光，等.电子信息工程专业教学与实践模式研究[J].大庆师范学院学报，2009(3):142-144.
[2]王涛.今日应用数学与高师应用数学教育的特殊意义[J].云南师范大学学报，1999(2):66-69.
[3]刘绍武，莫海平，韩超.新建地方本科院校数学与应用数学专业课程体系构建研究[J].绥化学院学报，2009(5):145-147.
[4]张侨平，严启平.关于数学与应用数学专业课程设置与教学方法的调查报告[J].湖北大学学报，2006(3):244-247.
[5]王文豪，张亚红，陈晓兵.数据结构课程教学改革研究与探讨[J].大庆师范学院学报，2009(5):156-159.
[6]伍一.应用型本科程序设计课程教学方法和教材建设[J].黑龙江教育，2008(6):52-53.
[7]沈中和.高校教材建设发展的新思考[J].辽宁工程技术大学学报，2006(3):335-336.
科学计数法的要求篇10
理工科学生的高等数学能力构成
1.学习高等数学的能力。一是数学感觉和判断能力。一个专业问题摆在面前，首先要判断它是不是数学问题？是哪一类数学问题？包括哪些能察觉的数学因素？例如，函数变化、随机观察、几何描述、优化决策和计算算法等，这就要能够对数学本质有所理解，从宏观上能够进行大体的判断；二是数据搜集与分析能力。数字化时代，数据无处不在。能够收集数据、分析数据、驾驭数据，用各种数学方法，特别是数理统计方法指导自己的专业学习探究；三是数学抽象与数学表示能力，即会使用高等数学原理、符号、公式抽象地表示客观事物发展的规律，能够将具体的专业问题中数量关系表示为可以运算的数学模型；四是归纳猜想与合情推理能力，即善于运用类比、联想、归纳等一般科学方法，观察专业问题的数量关系，做出猜想；五是数学联结与数学洞察能力，即掌握数学的本质，提炼高等数学思想方法，欣赏高等数学的魅力；六是数学计算与算法设计能力。对数字与符号依一定算法可进行运算，对大量专业问题的数据进行处理，是专业学习的实际需要；七是理性思维与构建体系能力。掌握高等数学的辨证理性思维特征，不走极端，不含糊马虎。在专业学习中能够数学地思考问题，并和别人进行专业数学交流，最终形成比较完整的专业数学的思想体系。
2.创造性应用数学能力。包括提出专业数学问题和质疑的能力，即具有怀疑、善于思考、敢想的品质；建立新的专业问题的数学模型，并解决专业的实际问题的能力；将一类的专业问题进行数学联结的能力；构建专业学习探究中的新数学对象（概念、理论、关系）能力；善于运用计算机技术展现专业发展中的数学规律的能力；辨明“好的专业数学方法”和“不太好的专业数学方法”的能力。
高等数学能力实质上就是“经典数学知识产生于本专业以及应用经典数学知识、方法解决本专业问题”的能力。两种不同的数学能力是与学习活动和任务性质相关联的。只有明确两种水平能力的内涵和关系才能把握高等数学能力培养的科学方法。
理工科学生的高等数学能力培养
1.知识学习。一是知识目标。理工科的高等数学知识除了“有效知识，先进知识，在今后学习和工作中探究和开拓创新以及培养学生专业能力中长期发挥作用的知识”外，一些基础性、经典性的知识和方法仍是培养学生数学学习能力的基础。例如，分析与代数、几何的相互结合知识，向量的表达，重要的数学思想方法等知识的学习，以及数学知识方法与专业知识相互交融的知识和赋予专业背景的数学知识等等，这些应是学生创造性应用数学能力发展的不可逾越的基础。二是知识呈现。传统的数学教学多以静态形式呈现数学知识。为了培养学生创造性应用数学的能力，应采取动态形式呈现高等数学知识的教学，不仅要使学生学到许多重要的数学概念、方法和结论，而且学会数学的思想方法，领会数学的精神实质，使学生感觉到他们所学知识是有其现实的来源和背景，有其物理原型和表现。为此，教学方法应由注入式向启发式讨论和研究式发现转变，以培养和提高学生的自主数学学习能力。
2.数学思想方法的学习。数学是自然科学与社会科学中的数量关系概括，而哲学是自然科学与社会科学的思想概括。学生要真正从宏观到微观理解把握高等数学思想方法，需要先对高等数学，乃至一般的科学数学方法，直至数学的解题方法有一定的哲学范畴认识。
第一，数学的哲学范畴理解。包括数学形式和内容的理解；数学运动与静止的理解；数学偶然与必然的理解；数学观念与本质理解；数学原因与结果的理解。其他如精确与近似（计算数学），整体与部分（函数的整体性质与局部性质，如最值与极值等），同一与差异（模糊数学）等，都是理解重大数学思想方法的视角。这些重大的数学思想方法是一个大学生的重要修养。学习高等数学，打好数学基础，就是用数学观点来深刻理解专业知识，教师要有意识地在高等数学教学中加以阐述、点拨。
第二，一般的科学数学方法领会。培养学生创造性应用数学能力，学生就得掌握一般科学方法。与一般科学方法相对应的数学方法有：分析与综合，对一个事物进行分析，首先要加以分类，数学分类强调“不重不漏”，这是为了保证数学结论的完备性和独立性，又如，高等数学中的微积分，是指无穷小的，为其他学科所没有。数学的综合，更多体现在数学学科之间的交融；归纳与演绎。数学是一门演绎科学，也使用一般的归纳法，并且是一种不完全归纳法，这种归纳法是跨越无限的思想实验，在描述具体事物时通常只能进行有限的归纳，这是数学特有的方法；数学实验方法。数学中的实验，多半是思想实验，即假定某条件，那么会有某结果，因而可以达到目的或否定命题。由于计算机技术的使用，数学教学中常做一些计算性的检验，通过计算一些特例得到普遍的猜想，甚至用近似的方法逼近最后结果，这种过程类似于专业的研究。