让学生掌握他们在快速发展的技术领域所需的技能是一项艰巨的任务. 这是四集系列节目的第二集, 我们展示了2022年秋季初中和高中即将开设的计算机和信息科学课程.

网络安全, 天体物理学, 机器人, 虚假信息, 和火箭工程是今年秋天开始的保利计算机与信息科学系令人兴奋的新课程的重点. 在我们最先进的创客空间，学生们探索不断发展的技术世界.

装备中间 有技能和概念的学校学生

在中学, 计算机和信息科学课程培养学生在学习中使用技术工具来提高效率和生产力, 作为一种加强与同龄人合作的方式，并为他们提供技能，使他们走向未来.

丹·吴 会教七年级机器人吗, 一门让学生参与设计的一学期课程, 建筑, 编程机器人，并从学习物联网(IoT)开始, 以及物联网设备如何用于收集信息, 过程, 交流不同类型的信息.

什么是物联网(IoT)?

“总的来说,吴解释道, “物联网(IoT)是指任何设备, 通常配备多个传感器, 可以连接到互联网，并与其他设备通信信息. 物联网设备的一个例子是智能家用冰箱. 它有传感器，可以检测你是否快没牛奶了, 酸奶, 鸡蛋, etc; then order those items for you to be delivered without having you press a single button. 在机器人, 我们将通过自动驾驶探测车的建造和编程来探索物联网的主题.”

“我的目标是让这门课尽可能平易近人，这样任何想学习机器人的人都可以参与进来, 学习, 玩得开心.”

吴解释说，物联网设备可以解决现实世界的问题.  “例如,他说, “新建筑使用物联网设备来根据环境控制照明和温度. 这有助于优化这些建筑的能源使用. 另一个例子是可以为我们监测健康状况的智能手表, 比如心率和一天的睡眠时间.”

这门课程主要是动手实践，并将包括许多机器人测试. “学生们将会建造和编码!吴说. 他补充说:“这门课程是为每个人开设的。. “我的目标是让这门课尽可能平易近人，这样任何想学习机器人的人都可以参与进来, 学习, 玩得开心. 不需要编码或机器人经验. 如果你对学习机器人技术感兴趣，可以来创客空间和我谈谈.”

虚假信息与民主

计算机与信息科学系主任 琼Belford P ' 24 将为10年级、11年级和12年级的学生教授这门新课程. “虽然国家支持的错误和虚假信息运动确实早于冷战, 这门课程的时间线将从20世纪40年代末开始,贝尔福德说.

“假新闻是用来描述完全受损的信息生态系统的常用术语, 远远超出新闻,贝尔福德解释道. “So, 而声称是新闻的虚假信息肯定会被描述为假新闻, 本课程也将探讨错误信息, 虚假信息, 宣传, 和讽刺. 随着互联网尤其是社交媒体的普及, 公众舆论更容易受到虚假信息的影响, 既是无心的，也是故意的.”

“我们希望学生们明白，在当前的信息战中，什么是至关重要的.”

在互联网出现之前, 虚假信息和宣传确实影响了公众舆论, 但范围要有限得多. 现在, 互联网和社交媒体不仅允许虚假信息传播给更广泛的受众, 但是最近 麻省理工学院研究 研究还发现，人类转发虚假新闻的可能性比转发真实新闻的可能性高70%. 其中一个原因是人们真的不擅长识别假新闻(斯坦福大学研究，2016), 第二个原因是，假新闻往往是为了引发最具煽动性的情绪反应, 厌恶. 让人感到愤怒的新闻更容易像病毒一样传播开来.”

“我们希望学生们明白，在当前的信息战中，什么是至关重要的,贝尔福德继续说道. 答案是，一切! 一旦他们意识到问题的严重性, 本课程希望为他们提供使用的工具, 问的问题, 以及采取行动，将他们的个人网络和社会引向一个更真实的信息生态系统.”

高级计算天体物理学

12年级的学生将有机会选修高级计算天体物理学 本·法勒. 今天，我们经常使用计算机来筛选大量的数据，以寻找人类根本无法找到的特定模式, 确定研究人员感兴趣的天体区域，以便更仔细地检查. 在本课程中, 学生将编写程序并开发算法，以帮助可视化和理解大型天体的物理, 并探索历史上一些意想不到的结果, 以及它们如何迫使科学共识去适应.

高级火箭工程模拟“，

随着SpaceX等商业公司的出现，太空旅行的进步继续点燃人们的想象力. 本·法勒将为保利大学11年级和12年级的学生教授高级火箭工程模拟课程. 学生们将使用基本的火箭模拟程序来了解成功执行任务所需的许多细节. 他们将在模拟中建造宇宙飞船, 探索组成火箭的各个部件的功能, 以及在各种相互竞争的技术之间进行选择的设计考虑因素. 本课程强调计算机科学在现实世界中的应用，实际上不需要那么多的软件开发知识.

法勒, 谁有计算机科学背景, 他说他一直对太空探索充满热情.

“这些课程的目标是了解自然宇宙和支配它的数学.”

“在高中阶段,法拉尔说, 也就是说，计算机科学作为一门学科主要关注编程技能, 学习与计算机交流过程和算法的语言. 这就是我们正在练习的技能. 但是这个技能不是 点 计算机科学. 那么，我们为什么要学习编程呢? 最终, 计算机是一种工具，我们可以用它来更快更有效地进行计算, 因此，当它们被用来模拟自然界中可以用数学方法描述的复杂现象时，它们是非常强大的. 这些课程的目标是了解自然宇宙和支配它的数学, 它很适合模拟，以便我们可以将结果可视化. 我想探讨计算机作为工具的一种可能的应用, 但更广泛地说，我希望向学生们展示编程可以解决的问题 任何 你可以用算法表达的问题.”

学生将如何运用从这门课中学到的知识? “太空旅行背后的牛顿物理学更广泛地适用于任何物理工程问题,法拉尔解释道, “所以他们将获得与部队的专业知识, 群众, 加速度, 等等将继续与任何工程学科相关.”

网络安全:确保世界基础设施的安全

技术主管 查尔斯Polizano P’18 将为10年级、11年级和12年级的学生教授这门课程. 发达国家和发展中国家的大多数基础设施现在都依赖于网络连接, 包括为我们提供清洁水的系统, 电, 和互联网.  这些关键组件一直是国家行为者和组织的目标，他们希望通过劫持系统来勒索赎金. 保护这些系统的人必须跟上步伐, 希望, 走在那些试图妥协的人前面. 本课程将探讨网络安全的历史, 目前对基础设施的威胁, 网络安全的未来, 以及我们如何培养下一代网络安全专家.

第一台数字计算机出现在20世纪40年代,波利扎诺说, “但他们是巨大的, 而且只对一小部分人开放, 无论是物理上还是技术上.  在20世纪50年代，我们开始看到人们在国家的电话网络中妥协和寻找漏洞, 允许“phreakers”(电话黑客)获得免费长途和国际电话, 后端系统.  人们第一次真正认识到网络安全的必要性是在20世纪70年代，随着阿帕网(arpanet)——现代互联网的前身——的创建.  自动化代码的第一部分, 还有用来在网络上找到并杀死它的代码, 诞生于1972年, 迎来网络安全的曙光.”

学生将在这门网络安全课程中学到什么? “我认为网络安全领域的美妙之处在于，它随着技术不断发展和发展,波利扎诺说.  “随着越来越多的人和服务在线连接, 越来越多的设备进入我们的家庭，如智能设备和数字助理, 恶意行为者破坏这些技术的威胁与日俱增, 需要创造新的先进的防御方法.  学生们在上课时不需要对网络安全有任何了解, 特别是因为大多数设备用户不知道如何保护自己和他们的设备.  通过这门课程, 我希望学生们不仅能发现保护自己的最佳方法, 但也要考虑新的方法来保护我们都依赖的设备和基础设施.”

“社交媒体使得查找个人身份信息变得非常容易,波利扎诺继续说道, ，并向恶意行为者提供可用于破坏系统和个人的信息和数据.  在网上保护自己很重要, 利用社交媒体作为调查和辩护的工具也是如此.” 

“许多人认为，在不久的将来，最大的就业市场之一将是网络安全.  几乎所有的公司、机构、政府、个人等. 严重依赖网络, 而且每台设备都连接到互联网上, 随之而来的是入侵和恶意活动的风险.”

学生可以用他们在课堂上学到的知识做什么? Polizano回答说, “许多人认为，在不久的将来，最大的就业市场之一将是网络安全.  几乎所有的公司、机构、政府、个人等. 严重依赖网络, 而且每台设备都连接到互联网上, 随之而来的是入侵和恶意活动的风险.  我们的电网, 水系统, 天然气管道, 所有国家都不断受到国内外敌人的攻击吗, 并需要高技能的人员来保证这些关键系统的安全.  网络安全的重要性只会继续增长, 我们的政府和其他许多政府一样，在号召招募最优秀、最聪明的人才.  我相信我们的学生完全符合这一要求, 希望这门课能给他们提供基础知识，让他们开始在这个领域发展.”

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