spContent=人类社会发展的历程是不断探索和了解自然奥秘的过程。计算机科学属于自然科学组成部分,是一门包含各种各样与计算和信息处理相关主题的系统学科,从抽象的算法分析、形式化语法等,到更具体如编程语言、程序设计、软件和硬件等,它继承了科学的定义、科学的研究方法和逻辑思维。
本课程从科学和计算机科学的关联和发展角度出发,让学生深刻了解计算机科学的概念和核心理论,体验计算机的前沿技术。课程围绕计算机科学发展、核心知识,从科学发展史、逻辑学角度出发介绍和组织计算机的基础知识、以通俗易懂的语言和丰富多样的素材对典型算法和应用进行内容讲解和介绍,让学生在较短时间内认识和了解计算思维的本质,达到理解计算思维并能有意识在学习和实践中进行应用的目的。
本课程通过科学、技术、交叉和素养四个方面的内容帮助学习者实现将信息技术与学习者原有的知识体系进行融合,通过批判思考和问题的解决过程达到创新和突破的目标。
人类社会发展的历程是不断探索和了解自然奥秘的过程。计算机科学属于自然科学组成部分,是一门包含各种各样与计算和信息处理相关主题的系统学科,从抽象的算法分析、形式化语法等,到更具体如编程语言、程序设计、软件和硬件等,它继承了科学的定义、科学的研究方法和逻辑思维。
本课程从科学和计算机科学的关联和发展角度出发,让学生深刻了解计算机科学的概念和核心理论,体验计算机的前沿技术。课程围绕计算机科学发展、核心知识,从科学发展史、逻辑学角度出发介绍和组织计算机的基础知识、以通俗易懂的语言和丰富多样的素材对典型算法和应用进行内容讲解和介绍,让学生在较短时间内认识和了解计算思维的本质,达到理解计算思维并能有意识在学习和实践中进行应用的目的。
本课程通过科学、技术、交叉和素养四个方面的内容帮助学习者实现将信息技术与学习者原有的知识体系进行融合,通过批判思考和问题的解决过程达到创新和突破的目标。
—— 课程团队
课程概述
为什么要学习这门课程?
计算机科学技术的兴起与发展,不仅带来了全新的研究方法和手段,还极大推动了其他学科的拓展与进步。掌握计算机相关知识与技能,已不再局限于信息类专业学生,而是成为新时代人才必备的基础素养。
本课程面向社会及高校各专业学习者,定位为面向智能时代的计算机通识课程。贯彻国家“立德树人”的教育方针,结合团队多年的教学与科研成果,设计了从“科学、技术、素养、交叉”四个维度出发的课程内容,具体特点如下:
- 多维覆盖:课程涵盖科学、技术、素养及交叉四大领域,帮助学习者全面掌握计算机科学的不同层面,培养具备全方位数字素养的复合型人才。
- 计算思维培养:通过系统化训练,帮助学习者建立计算思维这一关键能力,培养他们在复杂社会环境中解决问题与创新的核心竞争力。实践与思维训练相结合,促使学习者具备批判性思维与问题解决能力。
- 理论与实践结合:课程注重理论知识的背景与实际应用,不仅传授知识,更介绍其来源与应用场景,激发学习者的学习兴趣,提升其自主构建知识的能力。
- 创新能力塑造:课程旨在培养创新型人才,通过批判性思维与问题解决能力的提升,激发学习者的创新意识,促使他们在实践中不断探索、突破与创新。
总体而言,本课程致力于培养兼具计算思维与跨学科创新能力的人才,为其在智能时代的学习与职业发展提供全方位的支持与引导。
欢迎大家与我们一起开启这门课程的学习旅程!
授课目标
课程知识目标:理解和掌握计算机相关的基础知识和核心算法,不仅通过实际问题的解决让学生体验计算机的前沿技术,更要通过知识的学习让大家了解、掌握计算思维方法
课程的能力目标:通过计算机解决问题的基本过程和特点,初步掌握将计算机技能自觉运用到日后的工作中的能力。
课程大纲
计算机科学与信息社会
课时目标:了解计算机科学的诞生和发展、分类、分代、计算机的应用及发展趋势、计算机文化、信息技术。理解计算思维的概念和特征,掌握计算机中数据的表示形式。
1.1 计算机科学与计算思维
1.2 符号化的信息表示
1.3 数值型数据的表示
1.4 非数值型数据的表示
计算机的工作原理和组成
课时目标:掌握冯.诺依曼计算机的体系结构及工作原理,建立指令和存储程序的思维, 理解计算机系统的自动执行过程;
2.1 计算机历史
2.2 冯诺依曼体系
2.3 计算机的基本工作原理
2.4 计算机的多级存储体
典型算法与算法实践
课时目标:了解、掌握算法概念、了解程序设计的思想和方法、软件开发方法,掌握基本数据结构与常用算法的实现,重点掌握计算机中典型典型排序和查找算法的思维、掌握穷举、迭代和排序三个经典算法,了解软件开发过程、程序调试环境及软件开发工具,训练学生程序设计思维。了解和实践Python语言中基本控制结构和基本类型,训练实践和验证算法的能力
3.1 本章内容介绍和程序设计语言的发展
3.2 算法和算法的描述
3.3 提升程序功力的典型算法
3.4 排序和冒泡排序算法
3.5 选择排序算法
3.6 插入排序算法
3.7 快速排序算法
3.8 查找和线性查找算法
3.9 二分查找算法
线性数据结构与应用
课时目标:掌握数据结构概念,和其中典型线性数据结构、此数据结构上常用操作。
4.1 数据结构概念和分类
4.2 线性结构-数组和链表
4.3 线性结构-队列和栈
4.4 线性结构数据实例
非线性数据结构
课时目标:掌握典型非线性数据结构中树、二叉树、哈夫曼树和图结构,已经在此结构上的常用算法。
5.1 非线性结构-树结构
5.2 非线性结构-二叉树的存储和操作
5.3 非线性结构-二叉排序树
5.4 非线性结构-哈夫曼树
5.5 非线性结构-图结构
计算机软硬件技术
课时目标:在软件技术部分,将介绍软件技术的基本概念。以及不同类型的软件在计算机系统中的角色;硬件技术方面,将详细研究微型计算机的硬件系统。从主板到处理器、内存和硬盘,学生将了解这些组件如何协同工作以构建一个完整的计算机系统。
6.1 软件技术
6.1.1 软件技术概述
6.1.2 基础软件
6.1.3 开源软件
6.1.4 人工智能技术
6.2 硬件技术
6.2.1 微信计算机硬件系统
6.2.2 总线和接口
计算机网络技术
课时目标:网络技术是现代计算机领域中不可或缺的一部分。在计算机网络基础部分,将介绍计算机网络的基本概念,包括网络拓扑和协议。随后,我们将深入研究互联网的基础构建,探讨互联网在应用层面的一些关键技术和服务。
7.1 计算机网络基础
7.1.1 计算机网络的发展和功能
7.1.2 网络的拓扑结构
7.1.3 网络协议和联网设备
7.2 Internet基础与应用
7.2.1 Internet发展概述
7.2.2 TCP/IP体系结构
7.2.3 IP地址和域名
7.2.4 Internet应用
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预备知识
零基础学习,需要有学习计算机知识兴趣和坚持学习的毅力!
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
大学计算机基础 詹涛等编著 清华大学出版社
数据结构与算法(Python版) 周元哲编著 机械工业出版社
Python 语言程序设计基础(第二版) 嵩天 高等教育出版社