《计算思维与信息素养》是高等学校通识课教育的重要组成部分,主要全面培养学生的计算思维能力,计算科学修养和信息素养,提高学生的计算机问题求解分析能力和计算机应用水平,为进一步学习后续专业课程的学习奠定信息化基础。本课程在计算思维层面力求以问题为导向,追本溯源,穿越计算机迷雾,讲解隐匿在计算机软硬件背后的思维方法,探究计算的本质,引人深思,启迪思想;在信息素养方面以建构主义学习理论为指导,以任务驱动、案例教学为教学手段,以毕业设计为切入点,力争覆盖选题、做题、答题、结题全过程的工具支撑,不仅有工具的使用讲解,而且更重要的是科研项目全过程体验。
通过对《计算思维与信息素养》课程的学习,使学生够理解计算机学科的基本知识和方法,掌握基本的计算机应用能力,同时促进学生的计算思维与各专业思维交叉融合形成复合型思维,为今后设计、构造、应用各种计算机系统求解学科问题奠定思维基础,帮助学生提高解读真实世界系统并解决复杂问题的能力。本课程 “以计算思维训练为导向,以经典问题解决为驱动,以数字资源建设为基础,以综合项目实践为提升”,形成问题导向的计算思维与信息素养知识脉络。
(1) 了解社会/自然问题利用计算机手段进行求解的基本思维模式,了解问题的描述、抽象、建模、设计、运行的方法及过程,具有利用典型计算思维进行计算系统构造的初步能力。
(2) 掌握数据在计算机中的存储和表示方法,数制及其转换方法,字符(汉字)编码方法,培养信息处理的一般性思维方法。
(3) 了解图灵机模型,掌握计算机的硬件组成和基本工作原理,了解微型计算机的体系结构。掌握计算机的软件系统,理解操作系统管理资源的基本思想。培养熟练运用各种实用软件解决实际问题的能力。
(4) 理解由问题到算法,再到程序的问题求解思维模式,以及它们三者之间的关系。掌握算法的基本特征与表示方法,掌握典型算法的基本思想,并能运行算法解决实际问题。培养学生构造算法并模拟算法执行的初步能力。
(5) 理解机器网络、信息网络和网络化社会的形成机理,理解网络化的社会影响,体验用数学方式研究网络化问题的基本思维。了解互联网相关基础知识,掌握应用互联网进行工作的知识和能力。
第一章 计算机是怎样产生的
课程导引
第1节 文明起源——手工计算工具
第2节 机械万能——机械式计算工具
第3节 机电一体——机电式计算工具
第4节 独霸天下——电子计算机
第5节 百家争鸣——未来的计算机
第一章单元测验
第二章 计算机是怎么工作的
课程导引
第1节 小数字大作用
第2节 小数字大智慧
第3节 梦想照进现实
第4节 理论之石——图灵模型
第5节 构造之基——冯诺依曼体系结构
第6节 运行之智——CPU与程序
第二章单元测验
第三章 程序是如何运行的
课程导引
第1节 再识程序
第2节 编程语言的前世今生
第3节 现实驱动梦想——操作系统的演变
第4节 现代之光——计算机软件系统
第三章单元测验
第四章 毕业论文全程(上)
第1节 论文选题
第2节 资料收集
第3节 论文撰写与数据分析
第四章 毕业论文全程(下)
第4节 论文排版
第5节 幻灯片制作
论文排版作业(含评分标准)
PPT制作作业
第六章 计算机是如何联网的
课程导引
第1节 探究计算机网络的前身后世
第2节 聚焦计算机网络的连接设备
第3节 揭秘计算机网络的工作方式
第六章单元测验
第五章 计算机是如何求解问题的
第1节 分步求解——算法设计是关键
第2节 初窥门径——算法是什么
第3节 不拘一格——算法如何描述
第4节 如数家珍——典型方法有哪些
讨论:扑克快速排序
算法设计(一)——顺序结构和选择结构
算法设计(二)——循环结构
第七章 前沿技术之人工智能
课程导引
第1节 机智过人-人工智能是什么
第2节 三起三落-人工智能的过去、现在和未来
第3节 抛数引智-人工智能如何实现
第七章单元测验
不需要先修课程,所有学生都可以直接学习!
《穿越计算机的迷雾(第2版)》,电子工业出版社,2018年1月;
《编码-隐藏在计算机软硬件背后的语言》,查尔斯•佩措尔德 ,电子工业出版社,2012年10月;
《计算思维导论》,陈国良主编,高等教育出版社,2012年10月;
《大学计算机:计算与信息素养》,战德臣编著,清华大学出版社,2013年7月;
《.大学计算机-从应用到思维》,张春英,高等教育出版社,2016;
《大学计算机实验教程》,王春红,高等教育出版社,2016.
1)本课程的内容选择上既有计算思维部分也有信息素养素养部分。
2)在计算思维层面力求以问题为导向,追本溯源,穿越计算机迷雾,讲解隐匿在计算机软硬件背后的思维方法,启迪思想;在信息素养方面以建构主义学习理论为指导,以任务驱动、案例教学为教学手段,以毕业设计为切入点,力争覆盖选题、做题、答题、结题全过程的工具支撑,体验科研项目全过程。