大学计算机公共基础课的改革实践——CSE科学教育中的计算.PDF

大学计算机公共基础课的改革实践 —— CSE科学教育中的计算 国防科技大学计算机学院 张春元 深圳大学 2016.11.19 背景：计算机的溶入式发展 • “计算”的伴随式发展 – 计算的产生：动物计数、土地丈量、谷物、历法…… – 计算装置：绳子、算盘、计算尺、计算器……计算机 – 人造对象：原子、气象、飞行器、经济学模型、数字视频…… • 近六十年的 “计算”超过以前计算总和—— 数字计算机 • 计算机现代社会：融合 – 科学、技术、工程、文化……生活方式 – 工业、农业、地球、设计、通讯、娱乐、战争、探索…… 高校： “用户”的看计算机公共基础课 • 高等教育：哲经法教文史理工农医军管文…… – 高等数学、大学物理（力、热、声、光、电、近代物理） – 会用计算机 “计算” • 计算机公共基础课的使命 – 让学习者入门：用计算机 “计算” • 计算机公共基础课现状 – 计算机如何工作—— 三极管到云计算…… – 如何使用计算机—— 开关机打字报表常用软件…… – 计算机专业面临的问题—— 数据结构算法效率面向对象…… 什么是科学教育中的计算CSE ？ • 挪威奥斯陆大学（UiO ）：科学教育中的计算CSE ， Computing in Science Education 一、大学生第一学期 “用”计算机来计算 •从高中知识开始 ，通过初等数学、物理等概念开始编程求解 •接轨到微积分、方程求解 ，再与线性代数结合 二、第二学期开始系统化 “用”计算机 •多元函数微积分、级数……微分方程……概率与统计 •与力学结合，与热、声、光、电和近代物理结合 三、接轨专业：用计算机解决本专业的所有计算问题 回归初心 • 我：就是训练学生用计算机进行复杂数学计算 的本事，这是计算机最初被发明出来的原因 • 我：目前我们选用python作为入门语言，教 学时，并不仔细、完整讲python ，而是用啥 讲啥，定位为实用 ，关注养成好习惯，后续我 们再训练学生的程序设计完整概念 • 郭：记得我上学那会，一上来就被老师云里雾 里高大上的理论给吓坏了，并没有正真理解 “ 计算”……就像体育运动一样，再多的战术分 析都比不上一次真正的比赛 • （以上内容选自我与清华出版社郭赛老师的邮件） 2013年9月11日, 奥斯陆大学，touch CSE Education: Changing Mathematics Science RealisticRealistic Mathematics Science +computing +computing ApplicationsApplications Mastery Computing = Control Computer • Programming in combination with mathematics – Familiarity with basic numerical methods – Implementation: begin with serious programming – Derivation of new methods – Program and explore – Understanding of limitations – Closely related to mathematics • Coordinated use of computing in statistics, physics, meteorology, astrophysics, … CSE的实施—— 奥斯陆大学 6.semester Specialis