《信息科学与技术导论》课件 - 副本 (8).ppt
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1、第八章第八章 学习导引学习导引1.知识结构2.学习方法8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v1.知识结构的定义和概念知识结构的定义和概念v知识结构,在层次上有基本知识和专门知识之分;在认识的深度意义上又有感性知识和理性知识之分。基本概念是知识体系的“基元”,知识“基元”之间的联系称为知识“链”,而知识“链”之间的联系称为知识“纤维”。任何知识体系都是由这些知识“基元”、“链”和“纤维”组织起来的。v知识结构的关键是结构,而知识本身仅仅是组成这种结构的材料。正如希腊哲学家亚里土多德的质料形式说认为,事物的本质和灵魂不在于事物的质料,而在于事物
2、的形式。这就容易理解现实生活中为什么会出现知识和能力之间的倒错现象:知识比较渊博而知识结构不良的人可能一事无成,而知识比较单薄但知识结构比较合理的人却可能脱颖而出。在正常情况下,人的能力和智力的提高,总是随着知识的不断积累而协同发展的。可是在社会上存在着知识比较少的人反而会比知识较多的人更有能力的现象,这往往就是知识结构的因素在起作用。v人的知识结构是指在他的头脑中积累和形成、并有规律地联系起来的多要素、多系列、多层次的动态综合知识体系。知识结构具有一定的相对稳定性,当然也会随着学习和实践的进程而不断充实、调整和发展。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识结构信息科学
3、技术的知识结构v 2.知识结构的特征知识结构的特征v 由于人们心理素质的差异以及所处环境和专业的要求不同,它们所形成的知识结构也不尽相同。但就知识结构的概念而言,它有下列共同的特征:v (1)整体性)整体性v客观世界本是各要素互相联系的整体,因此人类认识和改造世界的知识也必然是一个互相联系的整体。这就是说,科学知识体系具有整体性的特点。著名物理学家普朗克说:“科学是内在的整体,它被分解为单独的部门不是取决于事物的本质,而是取决于人类认识能力的局限性。实际上存在着由物理到化学,通过生物学和人类学到社会科学的链条。”这样,人类对客观世界认识上的任何突破,以及对科学知识应用上的任何突破,都具有牵一发
4、而动全局的特点,都需要整体性或综合性的知识。只有具备比较完整的知识体系,才能发挥“知识就是力量”的作用。因此,大学生不仅要重视所学专业学科,而且要关注相关专业各学科之间的联系,从现代科学文化体系的整体关系构筑自己的知识结构,切忌片面性。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v 2.知识结构的特征知识结构的特征v (2)层次性)层次性v 客观世界存在着无限可分的层次性,因而反映客观世界的知识也就存在着相应的层次性,从而决定了知识结构的层次性。大学生的知识结构一般可分为三个层次:基础层次、中间层次和最高层次。基础层次是大学生必须具备的普遍基础理论
5、知识,它是知识结构的“整体性”所必需的;中间层次是指本学科共同的理论知识,这是一个人在专业上得到发展、投人创新的基础和前提;最高层次则是专业的最新知识和研究动态,这是大学生走向社会和开始创新的直接准备。三个层次是一层比一层高的有序的结构,忽视了较低层次,较高层次便成为空中楼阁;忽视了较高层次,较低层次便无法发挥其效用。大学生必须依次学好每一层次的知识,才能有序地建立合理的知识结构。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v 2.知识结构的特征知识结构的特征v (3)动态性)动态性v人们的知识结构不应是凝固的、僵化的和不变的,而应该是一个动态的、
6、开放的、不断自我调控和更新的。同时,随着科学技术不断向深度和广度进军,学科之间的交叉融合成为当代科学技术的新特征。因此,大学生不能仅仅满足本专业的基本知识,而且要学习相关专业的知识;不仅要学习理论知识,更要学习实践知识。这样才能适应现代科学技术不断发展的要求。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v 3.知识结构的形成与作用知识结构的形成与作用v知识在人类头脑中的积累过程是一种建构过程,实践活动中产生的每一个新的认识结果,作为一种新知识都要纳入到原有知识群的网络结构中,安排到一个适当的位置上并于其他相关的知识建立联系。这种安排,就可能引起原有
7、知识结构的调整和变化:若是关于已知对象的新知识,就会使原有的知识更新,向纵深发展;若是关于新对象的知识,就会建立起新的知识系列,往横广方向扩展,从而建立起更合理的知识结构。v心理学原理和实践经验表明,结构化了的知识最容易被理解和接受,同时也能被长期记忆,既便于学习、掌握,又便于应用。一个人有很多的知识,如果不能借助于合理的结构而形成一个有机统一的整体,就如同一大堆机器零件散堆一处,没有实际功能。又如中药铺的药架上装满了千百种草药,如果把各种草药胡乱倒在一锅里煎熬,不但不能治病,还会造成事故。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v 3.知识结
8、构的形成与作用知识结构的形成与作用v知识结构化就是知识系统化,它比离散的知识具有如下的优越性:v (1)实用性)实用性v 结构化的知识具有良好的整体效应,实用性强,使用价值高。离散凌乱的知识难以转化为智能,只有将所获知识形成系统,才可以形成整体效应,转化为智能,或用来获取高层次知识,或用来形成创新能力。v (2)规律性)规律性v 结构化的知识是客观世界本来面目和规律的比较完整的反映,体现事物的必然的、内在的联系。哲学家黑格尔说过,真理只有作为系统才是现实的。显然,只有现实的东西,才容易被理解。物理学家普朗克也强调科学是内在的整体。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识
9、结构信息科学技术的知识结构v 3.知识结构的形成与作用知识结构的形成与作用v知识结构化就是知识系统化,它比离散的知识具有如下的优越性:v (3)稳定性)稳定性v 知识经过结构化和系统化,形成稳定结构,才便于联想和类比,便于记忆和巩固。教育家布鲁纳说,组织起来的材料是最有希望在记忆中自由出人的材料。v (4)培养能力的支柱)培养能力的支柱v 结构化的知识彼此联系紧密,互相影响,有利于将知识转化为能力、发展智力和创新能力。所以,能力蕴藏在合理的知识结构之中。v (5)便于繁殖新知)便于繁殖新知v由于结构化的知识体现了知识之间的联系,利用这种联系就有可能发现和预测出新的知识。门捷列夫周期表对未知新元
10、素的预测就是极好的例证。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v 4.大学学习和知识结构的关系大学学习和知识结构的关系v学习的过程就是不断充实和调整知识结构的过程,知识结构又是进一步学习的必要基础。v (1)知识结构是学习新知的基础)知识结构是学习新知的基础v 经过中等教育的学生已经具备了初步的知识结构,但是,要成长为高层次的人才,必须通过大学学习阶段来建立高层次的知识结构。大学生知识的获得是一个从已知到未知的系统化的逐步深化的学习过程。作为学习的主体,大学生新知的获得是建立在先前获得的知识结构的基础之上的。v 现代心理学研究表明,学习是同化
11、一顺应一平衡这样一个基本过程。同化,是学习主体运用原有的知识结构去理解和消化新的知识,并将其纳入原有结构、v使原结构发生量的变化的过程;而当新的知识不能被原有知识结构同化时,主体就要调整原有的知识结构,使原有的知识结构发生质变,以适应新现实,这就是顺应。在同化、顺应的交替转化过程中,新的认识不断被整合为更为高级复杂的知识结构。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v 4.大学学习和知识结构的关系大学学习和知识结构的关系v(2)学习是改造和重建知识结构的过程)学习是改造和重建知识结构的过程v 知识结构的发展是一个连续的改造和重建的过程,新的知识
12、结构是原有知识结构的扩展延伸,是在新水平上对原有知识结构进行改造而形成的新的知识系统。原有知识结构是新知识结构构建的先决条件,并为新知识结构所更新。v大学生在原有知识结构的基础上,通过大学学习,不断获得有关知识短缺的信息反馈,以及对未来知识需求的科学预测,从而决定如何调整自己的知识取向,弥补自身的知识缺陷,扬长避短,使自己的知识结构获得动态性的调节,以适应现代科学文化的发展。为此,大学生不但要学好教学计划规定的必修课,还要根据自己的知识结构特点选学相关的选修课。此外,还可参加部分第二课堂活动(各种报告会、研讨会和讲座、学科知识竞赛、科技研究、艺术创作、设计创新等),这些对大学生知识结构的逐步合
13、理化和最优化都是极其重要的。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v 4.大学学习和知识结构的关系大学学习和知识结构的关系v(3)建立合理的知识结构)建立合理的知识结构v所谓合理的知识结构,就是既有精深的专门知识,又有广博的知基础识,具有事业发展所需要的最合理、最优化的知识体系。李政道说:“我是学物理的,不过我不专看物理书,还喜欢看杂七杂八的书。我认为,在年轻的时候,杂七杂八的书多看一些,头脑就能比较灵活。”大学生在建立知识结构的过程中,一定要防止知识面过窄的单打一偏向。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识结构信息
14、科学技术的知识结构v 5.信息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v信息科学与技术所特有的研究对象和研究内容确定了信息科学技术的知识结构。信息科学技术的研究内容包括:v探讨信息这一研究对象的本质,阐明它的基本概念;v建立信息的度量方法,包括语法信息、语义信息和语用信息的度量方法;v研究信息运动的基本规律,包括信息的感知、识别、表示、变换、传递、存储、检索、处理、认知、再生、施效、优化等过程的原理和方法;揭示利用信息实现系统优化的方法;v寻求通过加工信息提炼知识和生成智能的工作机制与实现途径。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v 5.信
15、息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v信息科学就是认识信息与利用信息的科学,它所构成的研究体系和知识体系可以用图8.1表示。信息科学技术的知识体系结构 8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.1 信息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v 5.信息科学技术的知识结构信息科学技术的知识结构v在图8.1的体系结构中,感测(信息获取)系统、通信(信息传递)系统、计算(信息处理)系统、人工智能(从信息提炼知识并把知识激活成智能策略)系统、控制(策略执行)系统是信息科学技术的基本功能系统,正是通过它们,使人类的各种信息能力(和智慧能力)得到有效的扩展和增强。所以,它们的基本概念、基本原理和构
16、成方法,就理所当然地成为信息科学技术知识结构体系的基本成分,处于知识结构的核心地位。v图8.1示出的微电子技术、激光技术、量子技术、纳米技术、生物技术、机械技术等等,是上述信息科学技术功能系统的实现性技术手段,所有上述功能系统都要利用这些实现性技术来实现。因此,它们也是信息科学技术知识结构体系的必要组成部分。v图8.1中示出的新材料、新能量技术则是信息科学技术功能系统的基础性技术,正是通过它们的不断进步,才能使信息技术的实现技术(因而使功能系统)性能不断地到更新和提升。于是,它们成为与信息科学技术知识结构体系有密切关联的部分。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.2 信息科学技术的能力结构
17、信息科学技术的能力结构v1能力的定义和概念能力的定义和概念v一般而言,能力是指人的内在素质的外化力量(哲学的理解);能力是人顺利完成某种活动所必须的心理条件,它是人的个性心理特征的一个重要方面(心理学的理解)。v具体而言,能力是在社会生活中所表现出来的能动性和实际活动力,是运用知识和智力解决实践问题的才能和技巧。能力是通过实践表现出来的,人对客观世界的改造过程,就是人的能力的表现过程。能力是在知识和智力的基础上,通过实践而形成、发展和提高的。v2、能力结构的定义和概念、能力结构的定义和概念v通常,要成功地完成某种活动,需要多种能力的配合与综合,形成一定的能力结构。v能力结构是指能力内部各要素、
18、成分之间合乎规律的组织形式,它是由各要素和成分共同决定,按照其本身的发展规律逐步形成的内在关系。各要素和成分之间具有相互依存、相互制约的关系。每个人的能力都是多维、多层次的。能力结构的形成,总是与一定的实践活动相联系,并在一定的实践活动中得到逐步发展和完善。因此,能力结构也具有动态性、综合性。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.2 信息科学技术的能力结构信息科学技术的能力结构v3、大学生的基本能力结构、大学生的基本能力结构v从全面发展人才的目标及社会对大学生的能力需求和大学生成才战略来考察,现代大学生的能力结构至少要包括下列要素:v (1)系统学习能力)系统学习能力v 这是指主动系统地获
19、得新知识、新技艺的能力,主要包括基本学习能力、自学能力、实践操作能力和表达能力。v 基本学习能力,基本学习能力,是指大学生顺利完成教学计划和教学大纲规定的学习任务的能力。包括理解内容、优质地记录、整理听课笔记,阅读教材和参考书刊,顺利完成作业、论文、设计或创作,有计划地预习、复习、总结、准备考试等能力。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.2 信息科学技术的能力结构信息科学技术的能力结构v3、大学生的基本能力结构、大学生的基本能力结构v(1)系统学习能力)系统学习能力v自学能力,自学能力,是指按个人计划或意图,独立获知的能力。包括使用工具书,查阅参考书刊和文献资料,独立阅读、理解和思考,自
20、主发现、分析和解决问题等方面的能力。v 实践操作能力,实践操作能力,指专业学习中必须具有的操作能力、实验能力、实习能力、社会调查能力、绘图能力或绘画能力、模型制作能力或产品制作能力、计算机计算和造型能力等。v 表达能力,表达能力,包括口述能力和书写能力。大学生要注重表达的准确性、鲜明性、生动性、简洁性和通顺流畅性等。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.2 信息科学技术的能力结构信息科学技术的能力结构v3、大学生的基本能力结构、大学生的基本能力结构v(2)研究创新能力)研究创新能力v 这是在多种能力基础上实现的推进学科发展或创新、发明新的人造物的能力,它是能力的最高层次。只有具备了这种能力
21、,才能最终成为社会的栋梁之才。v 创新包括发现新问题、发现新规律、创造新理论、新形象、新结构、新材料,提出新见解、新观念、新方法、新技术,发明新手段、新工具,开辟新学科领域等等。v 在校学习的大学生应当把学习和研究结合起来,把继承性学习和创新学习结合起来,启动创新思维,开发创新能力,努力使自己的创新火花燃成燎原的烈火。v(3)适应能力)适应能力v 是指人随时代发展和环境变化而正确改变自己的言行、生活方式、交往范围、思维习惯、思想方法和价值观念等方面的能力,以便能顺利发挥主观能动性和创新,成为时代和环境的主人。从中学步人大学,要适应大学的新环境;从大学再步人社会,要适应社会的广阔时空,这都要求现
22、代大学生具备很强的适应能力。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.2 信息科学技术的能力结构信息科学技术的能力结构v3、大学生的基本能力结构、大学生的基本能力结构v(4)审美鉴赏能力)审美鉴赏能力v 是指根据一定的审美情趣和审美理想,对美好事物进行鉴别、欣赏、评价以及创新的能力。包括审美感受、体验和创新三个方面。该能力发展的程度是判别一个人文明程度高低的重要标志,同时,也是一个人能否开展创新活动及其持久性的标志。v(5)政治识别能力)政治识别能力v 是指识别思想政治信息的能力。当代世界政治风云变幻莫测,大学生面临着复杂多变的思想政治信息洪流,必须善于区分是非、正误、真伪、善恶、美丑、利弊。
23、为此,就要坚持正确的思想政治原则,并抵制、反对与之相悻的言行。要坚定社会主义信念,树立社会主义思想品德。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.2 信息科学技术的能力结构信息科学技术的能力结构v3、大学生的基本能力结构、大学生的基本能力结构v(6)组织管理能力)组织管理能力v 是指为完成某项任务而制定计划和行动方案,并进行有效的组织、指挥和控制实施,以充分发挥群体效应的能力。其中,计划能力是关键,协调能力是根本。v(7)社交和共事能力)社交和共事能力v 是指以友谊、进步为基础,以事业为重而进行的社会交往和协作共事的能力。由于高科技和工业化程度的不断发展,科技劳动和脑力劳动社会化程度在不断提高
24、,这就要求当代大学生要积极培养广泛交往、共建友谊、协作共事、共同进取的能力。v(8)独立生活能力)独立生活能力v 是指靠自身力量安排好生活的能力。大学生一迈入大学的门槛,就开始了自由度相当大的独立生活,自己必须尽快养成自理、善理个人生活的习惯,注意勤俭节约,形成有计划地学习、锻炼,全面提高成才素质。培养独立生活能力,也是养成独立活动能力的重要基础。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.2 信息科学技术的能力结构信息科学技术的能力结构v3、大学生的基本能力结构、大学生的基本能力结构v上述这些能力之间的层次关系如图8.2所示。8.1 8.1 知识结构知识结构v8.1.2 信息科学技术的能力结构
25、信息科学技术的能力结构v3、大学生的基本能力结构、大学生的基本能力结构v进入21世纪以来,信息科学技术得到了更加迅速的发展,它们在全社会的广泛应用,越来越深刻地改变着社会的生产方式、工作方式、生活方式、交往方式和思维方式。因此,新世纪对大学生尤其是信息科学技术相关专业的人才提出的新要求是:要培养和不断提高信息素养。v信息素养的内涵非常丰富,大致可以概括为以下四个方面的内容:v信息意识信息意识:是指对信息技术及其发展的深远意义要有深刻的认识;在工作和生活中要有使用信息技术的强烈愿望;面对信息技术的飞速发展,要有强烈的奋发精神、创新意识和再学习的意识。v信息知识信息知识:是指必要的信息科学技术基础
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