部分"计算机学科方法论 和 科学研究"等相关

copy自教科书《软件工程专业毕业设计指导》

本科毕业设计的指导思想

1）强调对设计任务和目标的实现。也就是毕业设计阶段一般以实现预定功能的要求和技术性任务为主，同时要求在此过程中培养学生的创新意识和能力，鼓励新思想、新发现；

2）锻炼综合运用所学知识解决实际问题能力。考虑经济、环境、伦理等各种制约因素，并在此过程中加强选题、调研、资料查询、需求分析、研究计划制定、概要设计、详细设计、具体实现和调试、文档撰写和成果文字与口头报告、毕业论文撰写、毕业答辩12个方面的培养；

3）熟悉特定的领域。通过毕业设计，引导学生熟悉与毕业设计内容相关的应用或研究领域。

 

 

计算机学科方法论

抽象	理论	设计
感性认识	理想认识	回到实践

①抽象形态：在思维中对同类事物去除其现象的、次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，从而做到从个别中把握一般，从现象中把握本质的认知过程和思维方法

       抽象或称模型化，源于实验科学，主要要素为数据采集方法和架设的形式说明、模型的构造与预测、实验分析、结果分析。

       在为可能的算法、数据结构和系统结构等构造模型时使用此过程。然后对所建立的模型和假设、不同的数据策略以及所依据的理论进行实验。用于和实验相关的研究，包括分析和探索计算的局限性、有效性、新计算模型的特性，以及对未加以证明的理论的预测的验证。抽象的结果是概念、符号、模型。

       按客观现象的研究过程，抽象形态包括以下步骤：①形成假设；②建造模型并做成预测；③设计实验并收集数据；④分析结果

②理论形态：科学理论是经过实践检验的系统化了的科学知识体系，它是由科学概念、科学原理以及对这些概念、原理的理论论证所组成的体系。

       理论源于数学，是从抽象到抽象的升华，他们已经完全脱离现实事物，不受现实事物的限制，具有精确的、优化的特征，因而更能把握事物的本质。

       计算机科学与技术学科的理论与数学所用的方法类似，主要要素为定义和公理、定理、证明、结果的解释。用这一过程来建立和理解计算机科学与技术学科所依据的数学原理，其研究内容的基本特征是构造性数学特征。

       在计算学科中，从统一合理的理论发展过程来看，理论心态包含步骤：①表示研究对象的特征（定义和公理）；②假设对象之间的基本性质和对象之间可能存在的关系（定理）；③确定这些关系是否为真（证明）；④结果的解释

③设计形态：源于工程学，用来开发求解给定问题的系统和设备。主要要素为：需求说明、规格说明、设计和实现方法、测试和分析，用来开发求解给定问题的系统。

       在计算学科中，从为解决某个问题而实现系统或装置的过程来看，设计形态包括步骤：①需求分析；②建立规格说明；③设计并实现该系统；④对系统进行测试与分析

④3个学科形态的内部联系

       抽象源于现实世界：a)建立对客观事物进行抽象描述的方法；b)采用现有的抽象方法，建立具体问题的概念模型，实现对客观世界的感性认识。

       理论源于数学：a)建立完整的理论体系；b)在现有理论的指导下，建立具体问题的数学模型，从而实现对客观世界的理想认识。

       设计源于工程：a)在对客观世界的感性认识和理想认识的基础上，完成一个具体的任务；b)对工程设计中遇到的问题进行总结，提出问题，由理论界去解决它。同时，也要将工程设计中所积累的经验和教学进行总结，最后形成方法，以便在以后的工程设计中使用。

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如何科学研究

科学研究：以科学的方法探索科学知识和技术所进行的活动。

论文的产生就需要进行基本的科学研究，以获得数据资料、分析总结成论文。

 

科学研究起源于问题，问题又有2类：

①经验问题，关注的是经验事实与理论的相容性，即经验事实对理论的支持或否定，以及理论对观察的渗透，理论预测新的实验事实的能力等问题；

②概念问题，关注的是理论本身的自洽性、洞察力、精确度、统一性，以及与其他理论的相容程度和理论竞争等问题。

来源：

1）社会、生产和现实生活中提出来的问题

2）交叉学科领域和学科的边缘区

3）原科学理论的不完备性和历史遗留问题或某些传统理论

4）有价值的新现象、新问题

5）理论的实际应用

6）新兴学科等科学空白区

7）自然界的启示（仿生学）

8）科学和社会发展的负效应问题

 

 

科学方法：

①类推法，从个别推论到个别；

②归纳法，个别推论到普遍；

③演绎法，从普遍推论到个别。

 

科学研究类型：

①基础研究：借助于观察未知现象、进行科学研究、追求理论运算等手段，发现、阐明、形成普遍性理论，比如自然规律、原理、定理等。基础研究，是对新理论、新原理的探讨，目的在于发现新的科学领域，为新的技术发明和创造提供理论前提，他的产物主要是论文、专著。

②应用基础研究：通过整合已经存在的理论，如自然规律、原理、定理等找到特定的路线，实现特定的社会和经济需求。是把基础研究发现的新的理论应用于特定目标的研究，它是基础研究的继续，目的在于为基础研究的成果开辟具体的应用途径，使之转化为实用技术。应用基础研究的主要产物是专利。

③应用研究：利用基础研究和应用基础研究的结果，结合实践经验，检查这些研究发明的材料、设备、机器、系统、方法、服务等在技术、社会、经济商业化上的可行性，实现其产业化。是把基础研究、应用基础研究应用于生产实践的研究，是科学转化为生产力的中心环节。其主要产物是经济、社会效益和产值。

 

如何阅读一篇研究性论文

①这项研究工作的动机是什么？

一篇研究性论文期望解决的问题是没有被其他人公开发表过的，问题在本质上包含2个部分。第一部分是人类问题。人类问题指全世界普遍渴求的利益，例如生活质量问题，如何节省时间提高安全性。第二部分是技术问题，即“为什么人类问题不能被合理地解决？”，它隐含的意思是，以前的解决方法是不到位的，“以前的解决方法是什么？它们为什么不到位？”最后，有关问题的动机和陈述被简化为可以放置在特定论文范围内的研究问题。

②提出的解决方案是什么？

提出解决方案也被称为假设或构想。应该通过阅读论文回答以下问题：为什么这个解决方法优于以前的方法？解决方法是如何实现（设计和实施）的或至少是如何可实现的？

③解决方案的效果评价是什么？

一篇研究论文要想发表，仅仅有一个构想是不够的。应该说明研究问题的具体实现：什么样的论据、手段，或实验使得构想的价值得到体现？得出了什么样的成果或问题？

④对于得出的问题、构想和评价，你的分析是什么？

这是一个出色的构想吗？从这项工作中发现了什么瑕疵？这真的可以实现吗？最吸引人的论点是什么？最具有争议的观点或论点是什么？对于有实际意义的工作来说，还需要回答：这真的会奏效吗？谁需要它呢？怎样让他们得到它呢？这什么时候能够成为现实？

⑤论文的贡献是什么？

一篇论文中的贡献可能是丰富多样的。除了对研究问题本身的理解外，一些额外的贡献可能包括创意、软件、实验技术，或一个领域的调查。

⑥该项研究的未来发展方向是什么？

不仅仅是作者所指出的未来发展方向，还包括你在阅读论文过程中产生的一些想法。有时，这些会被定义为研究缺陷，或者是对当前工作的其他挑战。

⑦给你留下了哪些问题？

对研究工作进行开放讨论时，会提什么样的问题？发现哪里令你困惑或难以理解？花时间去罗列这些，就促使你更加深入地思考该项研究工作。

⑧你从论文里获得了哪些信息？

从你的角度概括论文的主要含义，这有利于快速回顾并存储在头脑中，同时也促使你尝试明确该项研究工作的精髓。

当阅读或浏览一篇论文时，应该积极地尝试回答上述问题。一般来讲，引言会提供动机；引言和结论会在较高的层次上探讨方法和评价；未来的工作可能会出现在论文的结束部分；方法和评价的细节出现在论文的正文部分。同时，应该注意论文中涉及本领域其他论文的内容，通常一篇论文会对早期的论文做成概述、新的说明或反驳。

       除了回答上述问题外，也可以尝试写一篇250字左右的论文摘要，这不是改写论文前面的摘要，而是写自己的摘要，从自己的视角捕捉上面的问题，摘要能够在上述问题之间建立起逻辑联系。

 

文献综述：

进入论文工作之初，必须首先搜集与研究课题有关的大量信息资料，信息资料积累得越多越完善，就越有可能形成新的思想，没有信息的积累就无从思考。

文献综述：针对某一研究领域或专题搜集大量文献资料的基础上，及国内外在改领域或专题的主要研究成果、最新进展、研究动态、前沿问题等进行综合分析而写成的，能比较全面地反映相关领域或专题历史背景、前人工作、争论焦点、研究现状和发展前景等内容的综述性文章。不是简要地汇总陈述，要将各个观点作比较分析。

 

 

选题

计算机领域的专业活动可分为3中类型：科学研究、技术研究与开发、工程设计与应用，即“科学-技术-工程”这一条轴线。课题类型通常有：软件开发型、理论科研型、项目管理型。

课题来源：教学、科研课题、生产实际、学生自拟