大学计算机_所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程
大一计算机知识点课
大一计算机知识点课计算机知识点课是大一学生必修的一门课程，旨在介绍和培养学生对计算机的基本了解和操作技能。
通过学习这门课程，学生可以掌握计算机硬件和软件的基本原理，了解常用的计算机应用和编程语言，提高计算机运用能力与实践能力。
下面将按照合适的格式进行介绍和讨论。
一、计算机硬件和软件1. 计算机硬件计算机硬件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显卡等组成部分。
中央处理器是计算机的大脑，负责执行指令和进行计算；内存用于临时存储数据和程序；硬盘是永久性的数据存储介质；显卡则负责处理图像和显示。
2. 计算机软件计算机软件分为系统软件和应用软件。
系统软件是操作系统和相关的管理工具，如Windows、Linux等；应用软件包括常用的办公软件、媒体播放器、网页浏览器等。
二、计算机应用和编程语言1. 计算机应用计算机应用广泛应用于各个领域，包括但不限于办公、娱乐、教育、医疗等。
在大学学习中，我们常常需要用到办公软件进行文档处理、电子表格制作、演示文稿展示等；娱乐方面，我们可以使用计算机进行游戏、音乐、视频等的播放和创作；在教育和医疗领域，计算机也发挥着重要作用。
2. 编程语言计算机编程是对计算机进行指令和算法描述的过程。
常用的编程语言有Python、Java、C++等。
编程语言有不同的用途和特点，选择适合自己的编程语言有助于提高编程效率和实现目标。
三、计算机运用能力与实践能力1. 计算机运用能力计算机运用能力是指学生能够熟练地操作计算机设备和软件，如文件管理、系统设置、应用程序使用等。
学生通过掌握计算机运用能力，可以提高自己的工作和学习效率。
2. 实践能力计算机知识点课还注重学生的实践能力培养，例如学生可以进行一些小项目的实践，如编写一个简单的程序、制作一个网页等。
通过实践，学生可以将所学知识应用到实际问题中，提高自己的问题解决能力和创新能力。
总结：大一计算机知识点课程旨在培养大学生对计算机的基本了解和操作技能，包括计算机硬件和软件的认识、计算机应用和编程语言的学习、以及计算机运用能力和实践能力的提升。
大一计算思维知识点
大一计算思维知识点计算思维是指通过对问题的分析、建模和求解，利用计算机或者人的计算能力来解决问题的一种思维方式。
它是现代社会必备的一种能力，也是大一学生需要掌握的重要知识点。
本文将介绍大一计算思维的三个主要知识点：算法与流程控制、数据结构与算法分析、计算机编程与实现。
一、算法与流程控制1.1 算法概述算法是一种问题求解的方法，它由一系列清晰而有序的步骤组成，可以用来解决特定问题。
算法的设计需要考虑问题的规模、效率和可行性。
1.2 算法的特性算法具有以下几个重要特性：- 输入：算法的输入参数或数据。
- 输出：算法的输出结果。
- 确定性：对于相同的输入，算法必须有相同的输出。
- 可行性：算法的每一步都是可行的，可以通过有限次的操作得到结果。
- 有限性：算法在执行有限的步骤之后终止。
1.3 常用的流程控制结构大一学生需要掌握常见的流程控制结构，包括顺序结构、选择结构和循环结构。
- 顺序结构：按照指定的顺序逐步执行程序。
- 选择结构：根据条件的真假选择不同的执行路径。
- 循环结构：重复执行一段代码，直到满足退出条件。
二、数据结构与算法分析2.1 数据结构概述数据结构是指组织和存储数据的方式，它关注数据的逻辑关系和操作。
常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树等。
2.2 算法分析在实际应用中，我们需要比较不同算法的效率。
算法分析是对算法运行时间和空间复杂度的评估。
常用的算法分析方法有大O表示法、平均情况复杂度和最坏情况复杂度等。
2.3 常见的算法- 排序算法：包括冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等。
- 查找算法：包括线性查找、二分查找等。
- 图算法：包括深度优先搜索、广度优先搜索等。
三、计算机编程与实现3.1 编程语言大一学生通常学习C、C++、Java等编程语言。
通过学习编程语言，学生可以将算法和数据结构转化为具体的代码实现。
3.2 常见的编程任务- 程序的输入和输出：包括标准输入输出、文件输入输出等。
大学计算机基础之计算机思维基础教学课件
准备晚餐
并行处理
替换——留下需要的、丢掉 不用并且占地方的 Hash——按类型分别收纳、 按形状、按材质……
线性搜索、二分查找 任务调度的性能分析
◦ 在银行窗口、超市排队
清理衣柜
◦ 将小孩一天要上的课的课本 放入书包
帮小孩收纳玩具
预取与缓冲 货郎担问题(旅行商问题）
◦ 送小孩去参加各种兴趣班
实验科学
计算科学与计算学科 ◦计算科学 计算科学（Computing Science）是应用高性能计算能 力预测和了解客观世界物质运动或复杂现象演化规律的 科学，它包括数值模拟、过程仿真、高效计算机系统和 应用软件等。 -计算学科 计算学科（Computing Discipline）是对描述和变化信 息的算法过程进行系统的研究，它包括算法过程理论、 分析、设计、效率分析、实现和应用等。计算学科的根 本问题是“什么能被（有效地）自动进行”。
三大思维都是人类科学思维方式中固有的部分。其中，理论思维强调 推理，实验思维强调归纳，计算思维希望能自动求解。他们以不同的方式 推动着科学的发展和人类文明的进步。
几千年前：
科学是以观察或实验为依据的，经验的描述 自然现象
近几百年： 派生出理论的
使用模型进行一般化推理
. 4G c2 a 2 3 a a
大学计算机基础
第八章 计算思维基础
主要内容 8.1 8.2 8.3 8.4 计算科学与计算学科 计算思维的概念 计算思维的内涵 计算思维的应用
思维本身让人沉醉…… 计算思维除了给计算机技术带来变革，它还让人 们在探索的过程中体验和谐、对称、完备、简洁等美学 属性。 科学的美不逊于艺术的美。
大学计算机基础-01-计算机与计算思维
大学计算机基础-01-计算机与计算思维在当今的数字化时代，计算机已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是工作、学习还是娱乐，我们几乎每天都会与计算机打交道。
而要真正理解计算机的运行原理和应用，就必须掌握计算思维。
接下来，让我们一起走进计算机与计算思维的奇妙世界。
计算机，这个看似复杂的设备，实际上是由一系列硬件和软件组成的。
硬件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示器、键盘等组件，它们协同工作，使得计算机能够执行各种任务。
软件则是指安装在计算机上的程序和操作系统，如 Windows、Mac OS、Linux 等。
这些软件为我们提供了与计算机交互的界面和工具，让我们能够轻松地完成文档编辑、图像处理、游戏娱乐等各种活动。
计算机的发展经历了几个重要的阶段。
从最初的大型机到个人电脑的普及，再到如今的智能手机和平板电脑，计算机的体积越来越小，性能却越来越强大。
早期的计算机主要用于科学计算和军事领域，而随着技术的进步，计算机逐渐走进了千家万户，成为了人们日常生活和工作的得力助手。
那么，什么是计算思维呢？简单来说，计算思维是一种运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。
它不仅仅是关于编程和算法，更是一种解决问题的方式和思维模式。
计算思维具有几个重要的特点。
首先是抽象。
在面对复杂的问题时，我们需要将其抽象为简单的模型，以便更好地理解和解决。
例如，在设计一个在线购物系统时，我们可以将用户、商品、订单等元素抽象为数据结构，并通过算法来处理这些数据。
其次是逻辑。
计算思维要求我们遵循严格的逻辑规则，确保我们的解决方案是正确和有效的。
无论是编写程序还是设计系统，逻辑的严密性都是至关重要的。
此外，计算思维还强调分解和组合。
我们可以将一个大问题分解成若干个小问题，分别解决后再将它们组合起来，形成最终的解决方案。
计算思维在各个领域都有着广泛的应用。
在科学研究中，科学家们利用计算思维来模拟自然现象、分析实验数据，从而推动科学的进步。
大学计算机基础
大学计算机基础大学计算机基础是针对计算机科学与技术专业的学生开设的一门基础课程。
在这门课程中，学生将深入了解计算机的组成、计算机操作系统和编程语言等基础知识。
本文将对计算机基础课程的内容进行深入探讨，帮助学生更好地学习和理解计算机基础知识。
1.计算机的组成计算机是由许多不同的硬件、软件组成的。
硬件组成包括中央处理器(CPU)、内存(RAM)、硬盘和输入输出设备等。
软件则可以分为操作系统和应用软件两类。
操作系统是整个计算机系统的核心，它负责管理计算机的硬件资源和控制计算机的运行机制。
而应用软件则是由计算机用户使用的各种工具和程序。
在计算机基础课程中，学生将学习到计算机的硬件和软件组成及其相互作用。
学生将理解每个硬件组件的作用以及计算机整体的结构。
此外，学生还将熟悉各种输入输出设备以及它们的使用方法和原理。
通过学习计算机的组成，在使用计算机时能够更加深入地理解计算机的运行原理和操作流程。
2.计算机操作系统计算机操作系统是计算机硬件和软件之间的接口。
操作系统负责管理计算机的硬件资源并与用户交互。
计算机操作系统有很多种，比如Windows、Linux、IOS等等。
在大学计算机基础课程中，学生将学习一些主要的操作系统，并深入了解其中的一些主要功能，如文件管理、进程管理、内存管理、网络管理等等。
在学习计算机操作系统时，学生将对操作系统的原理和使用方法有更深入的理解。
通过学习操作系统，学生可以更有效地管理计算机的资源，更好地运行各种程序。
3.编程语言编程语言是计算机程序的基础。
计算机可以使用许多不同的编程语言，例如C++、Java、Python等等。
在大学计算机基础课程中，学生将学到各种编程语言的基本语法和编程方法。
此外，学生还将学习各种编程工具和调试工具，如编译器、调试器等等。
在学习编程语言时，学生必须深入了解程序的基本结构，包括变量、函数、控制结构等等。
学生需要学会如何使用编程语言来设计和实现各种程序，如算法、数据结构等等。
_大学计算机_所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程
中国大学教学 2011年第4期15战德臣，哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院教授；聂兰顺，哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院副教授；徐晓飞，哈尔滨工业大学校长助理、计算机科学与技术学院院长、软件学院院长，教授。
“大学计算机”——所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程战德臣 聂兰顺 徐晓飞摘 要：当前，大学非计算机专业计算机课程存在知识型/技能型教学与未来计算能力需求之间的鸿沟，致使计算机教育存在危机。
本文分析了这一危机产生的原因，提出应对危机跨越鸿沟的办法应是开展计算思维基础教育，分析了计算学科中的思维特别是可实现思维与知识、能力之间的关系，提出计算思维与计算能力的培养宜采取“1+X ”模式，界定了作为“1”的“大学计算机”课程中计算思维的特征，据此对“大学计算机”课程进行了面向计算思维教学的内容重构——讲授计算学科的普适思维（计算机的思维和应用计算机的思维）以及计算学科的基本素养，探讨了“大学计算机”课程的思维性教学方法。
最后，简要介绍了上述教学改革在哈尔滨工业大学的实践及效果。
关键词：计算思维；大学计算机；非计算机专业大学非计算机专业本科生的第一门计算机课程，在高校基础教育特别是计算机教育方面的重要性不言而喻。
然而现实中，作为非计算机专业第一门计算机课程的计算机基础课程不仅没有受到重视，反而面临着严重的危机，普遍质疑此课程是否还有存在的必要。
这种质疑不仅来自非计算机专业的学者，也来自计算机专业的学者。
为什么会有这样的质疑？非计算机专业第一门计算机课程的核心价值是什么？非计算机专业第一门计算机课程及教学如何改革，以适应新的形势，应对上述危机？这些问题是每一个从事非计算机专业计算机教育工作者应重新思考的重大问题。
本文基于作者在哈尔滨工业大学非计算机专业第一门计算机课程十多年的教学改革与实践，特别是自2009年课程面向计算思维教学的改革与实践，结合对上述问题的思考，探讨了非计算机专业第一门计算机课程的定位、教学内容重构、思维性教学方法等。
大一计算机课程
大一计算机课程大一计算机课程是计算机专业学生在大一学期所学习的一门基础课程。
这门课程主要涵盖了计算机科学与技术的基本概念、原理和方法，并为学生打下计算机专业的基础。
本文将从计算机基础知识、编程语言、数据结构与算法以及计算机网络等方面介绍大一计算机课程的内容。
1. 计算机基础知识大一计算机课程的第一个重点是计算机基础知识。
学生将学习计算机的发展历史、计算机的组成结构、计算机的工作原理等基本概念。
通过学习计算机基础知识，学生能够了解计算机的基本工作原理，为后续的学习打下坚实的基础。
2. 编程语言大一计算机课程的第二个重点是编程语言。
学生将学习一门具体的编程语言，如C语言或Python语言。
通过学习编程语言，学生能够掌握基本的编程思想和方法，能够编写简单的程序解决实际问题。
编程语言是计算机专业学生必备的技能，也是大学计算机课程的基础。
3. 数据结构与算法大一计算机课程的第三个重点是数据结构与算法。
学生将学习各种常用的数据结构，如数组、链表、栈、队列、树等，以及各种基本的算法，如排序算法、查找算法等。
数据结构与算法是计算机科学的核心内容，对于学生的编程能力和问题解决能力至关重要。
4. 计算机网络大一计算机课程的第四个重点是计算机网络。
学生将学习计算机网络的基本概念、协议和技术。
通过学习计算机网络，学生能够了解计算机之间的通信原理和网络架构，为后续的网络编程和网络安全学习打下基础。
除了以上重点内容，大一计算机课程还会涉及一些其他的内容，如操作系统、数据库等。
学生将学习操作系统的基本原理和功能，了解数据库的基本概念和操作方法。
这些内容是计算机专业学生必备的知识，对于学生的综合能力提升和职业发展具有重要意义。
在大一计算机课程的学习过程中，学生不仅需要掌握理论知识，还需要进行实践操作。
学生将通过编写程序、实现算法、搭建网络等实践项目，锻炼自己的动手能力和解决问题的能力。
实践操作是计算机课程的重要组成部分，能够帮助学生更好地理解和应用所学知识。
面向计算思维的大学计算机课程教学内容体系_战德臣
1.3 程序与 计算系统与程序的关系：什么是程序，程序的基本特征：复合、抽象与构造；什么是复合，什么是抽
递归
象，什么是构造，程序构造的基本方法：迭代与递归；利用递归进行定义；利用递归进行计算；利用
递归进行构造
知识单元 1.1 的目的是使学生理解为什么要 学习计算机，什么是计算，为什么要学习计算思 维，计算学科中经典的计算思维有哪些，以及计 算思维对其未来会产生怎样的影响。
象与计算思维、网络计算思维。下面从必要性和 体问题寻求并设计算法或程序，目的是使机器替
内容构成两个方面来论述，前者说明为什么要讲， 代人进行自动计算并获得计算结果，而程序应是
后者说明讲什么。
一种广义的概念，是实现系统复杂功能的一种重
1.“计算与程序”讲授的必要性和内容构成
要手段，即随使用者使用目的不同而对机器基本 动作的千变万化的组合，计算系统是可以执行任
这里要强调一点，计算学科的“抽象”与我 们平常所表达的“抽象”既有相通的一面又有细 微的差别，计算学科的“抽象”是一种可掌握可 操作的方法，即用名字表达一种组合，而该名字 可以参与新的更为复杂的组合，这是计算学科最 本质的方法[7]。
2.“计算系统”讲授的必要性和内容构成
为什么要讲授“计算系统”？首先，计算系 统和现实中各种系统既有相类似的思维模式，例 如分工-合作与协同思维、并行化分布化提高资源
知识单元 2.3 是在 2.2 的基础上，进一步理 解存储体系即资源的限制和利用问题，并简要理 解存储体系环境下如何通过分工-合作与协同来 执行程序的，同时理解资源管理的作用，在此基 础上进一步理解人们是如何扩充资源数量提高资 源性能、改善资源利用效率的，进而能简要地理 解并行分布计算环境与云计算环境等。本单元的 目的是使学生对计算系统的理解能从硬件过渡到
大一计算机思维导论知识点
大一计算机思维导论知识点计算机思维导论是计算机科学与技术类专业大一必修课程，旨在引导学生了解计算机科学的基本概念、原理和方法，培养计算机思维能力和解决问题的能力。
下面将介绍大一计算机思维导论课程的主要知识点。
一、计算机硬件基础知识1. 计算机组成与工作原理：主要介绍计算机硬件部件的功能和相互连接关系，以及计算机工作的基本原理。
2. 中央处理器（CPU）：包括CPU的结构和功能，指令的执行过程，以及CPU的性能指标和提升方法。
3. 存储器：涵盖内存、硬盘等存储介质的原理、种类以及存储器的层次结构。
4. 输入与输出设备：介绍各种输入与输出设备的原理和使用方法，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。
二、计算机软件基础知识1. 操作系统：主要介绍操作系统的作用、功能以及常见操作系统的特点，如Windows、Linux等。
2. 程序设计与编程语言：包括程序设计的基本原理与方法，常见编程语言的特点和使用，如C、Java等。
3. 数据结构与算法：介绍常见的数据结构，如数组、链表、栈、队列、树等，以及算法设计与分析的基本概念。
三、计算机网络基础知识1. 计算机网络概述：介绍计算机网络的基本概念、分类和发展历程，以及常见的网络拓扑结构。
2. 网络通信协议：包括TCP/IP协议族的组成和功能以及常见的应用层协议，如HTTP、FTP等。
3. 网络安全与管理：涵盖网络安全的基本概念、常见的网络攻击方法和防范措施，以及网络管理的基本原理和方法。
四、计算机科学基础知识1. 离散数学：主要介绍命题逻辑、集合论、图论等离散数学的基本概念和应用。
2. 算法与数据处理：包括算法设计与分析的基本方法，以及数据表示和处理的常见技术。
3. 计算机图形学：介绍计算机图形学的基本概念和应用，包括二维图形和三维图形的表示与处理方法。
以上是大一计算机思维导论课程的主要知识点，通过学习这些知识，可以帮助学生建立系统的计算机科学基础，为后续专业课程的学习奠定坚实基础。
计算思维的培养--研究型大学计算机通识教育课程建设中的重要课题
计算思维的培养--研究型大学计算机通识教育课程建设中的重要课题郭锂【期刊名称】《电脑知识与技术》【年(卷),期】2013(000)015【摘要】@@@@It is one of the research topics of computer educators and higher education curriculum makers that how to integrate the training of computational thinking into the general education curriculum.This paper introduces the concept of computational thinking, analyse the existing problems in the domestic university general education, and gives recommendations for the design of the computer general education courses of university on the basis of analysing the mode of the general education curriculum system of many U.S. research universities.%如何在高校通识教育课程设置中融入计算思维的培养目标,已成为计算机教学工作者及高等教育课程体系制订者的研究课题之一.该文介绍了计算思维概念及研究现状,分析了国内大学通识教育现存问题,并在借鉴美国众多研究型大学通识教育课程的多种模式经验的基础上,对于大学计算机通识教育课程的设计提出了思路建议.【总页数】3页(P3554-3556)【作者】郭锂【作者单位】华南师范大学教育信息技术中心,广东广州 510631【正文语种】中文【中图分类】G642【相关文献】1."大学计算机"——所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程 [J], 战德臣;聂兰顺;徐晓飞2.美国研究型大学通识教育课程创新探微——以加州大学洛杉矶分校通识教育集群课程为例 [J], 李雪飞3.以计算思维培养为核心的大学计算机通识课程改革 [J], 夏耘4.以计算思维为主线整合大学计算机通识课程 [J], 王大鹏;王续琨;刘德山;宋传鸣5.研究型高校本科通识教育课程实施困境探析——基于N大学通识教育课程学生满意度的调查研究 [J], 黄凌梅; 南晓鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《大学计算机基础》课程教学改革思考与实践
《大学计算机基础》课程教学改革思考与实践周旭摘要：大学计算机基础课程是一门培养非计算机专业学生掌握基本计算机应用能力的基础学科。
文章通过对当前教学现状进行分析，提出了对于该课程教学进行改革的意见，旨在达到好的教学效果，提高教学质量，进一步在理论学习和实践中培养学生计算机思维，从而将学生培养成为计算机技能型人才。
关键词：大学计算机基础;计算思维;教学方法：G642.41文献标志码：A ：1674-9324（2019）36-0088-02一、引言现代信息技术飞速发展，“互联网+”时代下的技术革命让计算机在学习生活工作等各个领域得到广泛应用。
大学计算机基础教育成为大学高等教育的一个重要组成部分，担负着为大学生普及计算机知识和技术的责任。
在新的教育目标指引下，要求我们对计算机基础教学改革进行探索与思考，提升高校中非计算机专业学生的计算机素质与能力。
二、大学计算机基础课教学现状1.学生计算机能力存在差异性。
由于地区和经济的差异，学生入学时计算机水平差异较大。
所以教师在大学期间根据学生对计算机知识了解的差异，向学生进行系统介绍时，既要照顾基础薄弱的学生，又要照顾基础好的学生，在教学内容分配上很难达到平衡，在一定程度上影响教学质量。
2.教学效果不理想。
现在的教学基本采用理论授课加机房操作实验的模式，但教学案例教学法很难满足教学案例专业的个性不足，学生的学习动机得不到有效的启发。
目前影响教学效果的原因除了源自学生参与度低、学习动机弱、课堂秩序差。
还在于教学方法没有根据学生的起点水平和兴趣爱好因材施教，在教学对象水平参差不齐的情况下，实行的讲授式教学得到的教学效果并不理想。
3.课程理论与实验内容联系不密切。
《大学计算机基础》作为大一新生的一门必修公共基础课，大学计算机基础课程是一个快速发展和更新的课程。
由于它所涵盖的知识点多，速度更新快，导致很多知识在有限的学时内介绍的都比较笼统，有些技术和应用方法难以在课堂教学中展现，但在实验环节由于课时、实验设备等原因不能将所有的理论知识都体现在实验中，导致理论内容和实验内容存在差异，联系不密切。
大学计算机所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程
大学计算机所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程一、概述在当今快速发展的信息时代，计算机科学和技术已成为现代社会不可或缺的一部分。
计算思维，作为计算机科学的核心概念，正逐渐成为教育领域的一个热点话题。
计算思维不仅涉及计算机程序设计，更是一种解决问题的方法论，它强调抽象、模型化、逻辑推理和系统思维等技能。
将计算思维纳入大学计算机基础教育课程，对于培养现代大学生的综合素质和创新能力具有重要意义。
本论文旨在探讨计算思维在大学计算机基础教育中的地位和作用。
我们将阐述计算思维的定义及其在现代教育中的重要性。
分析当前大学计算机基础教育中计算思维的现状，包括其在课程设置、教学方法以及评估体系中的应用情况。
接着，我们将探讨如何更有效地在大学计算机教育中融入计算思维，包括课程内容的优化、教学方法的创新以及评估体系的改进。
本文将总结计算思维在大学计算机基础教育中的价值和意义，并对未来的发展方向提出建议。
通过深入研究计算思维在大学计算机基础教育中的应用，本文期望能为教育工作者、政策制定者以及计算机科学领域的研究者提供有益的参考，进一步推动计算思维在高等教育中的普及和发展。
1. 阐述计算思维的概念及其在现代社会的重要性。
计算思维有助于培养解决问题的能力。
在快速变化的世界中，我们面临着各种复杂的问题，如气候变化、健康危机和资源短缺等。
计算思维能够帮助我们以结构化和系统化的方式来分析问题，从而找到有效的解决方案。
计算思维促进创新和技术发展。
在科技行业，计算思维是推动新产品和新服务发展的关键。
许多成功的科技公司，如谷歌和苹果，都强调计算思维在他们的产品开发过程中的重要性。
再者，计算思维对于非技术领域的专业人士也越来越重要。
无论是商业、艺术、医疗还是教育领域，计算思维都能帮助人们更好地理解和利用技术，提高工作效率和创造力。
计算思维对于培养未来的公民至关重要。
随着技术的发展，数字素养已成为现代社会的基本要求。
通过学习计算思维，大学生能够更好地适应数字化世界，成为积极参与社会和技术发展的公民。
大学计算机基础
大学计算机基础计算机技术的发展已经深入到人们生活的方方面面，成为现代社会不可或缺的一部分。
大学计算机基础课程旨在为学生打下计算机知识的基础，并培养其计算机思维和解决问题的能力。
本文将从计算机基础的重要性、计算机硬件和软件、计算机网络以及计算机安全等方面进行探讨。
一、计算机基础的重要性计算机基础作为大学计算机科学与技术专业的入门课程，对于学生的发展起到了至关重要的作用。
首先，计算机基础是学生获取计算机技术相关知识的基础，为后续学习提供了必要的支撑。
其次，计算机基础课程培养了学生的计算机思维，使其能够熟悉计算机工作原理和操作方法，并具备基本编程能力。
最后，计算机基础课程能够帮助学生了解计算机科学领域的最新动态，培养学生对计算机科学的兴趣，为未来职业发展奠定基础。
二、计算机硬件和软件计算机硬件是计算机系统中的实体部分，包括主机、显示器、键盘、鼠标等。
计算机主机是计算机系统中的核心部件，包含中央处理器、内存、硬盘等，负责处理数据和运行程序。
显示器是用于显示计算机图形和文字信息的设备，键盘和鼠标则是用于输入指令和操作计算机的工具。
软件是计算机系统中的非实体部分，包括操作系统、应用软件等。
操作系统是计算机硬件和软件的桥梁，负责管理计算机的资源和控制计算机的运行。
应用软件包括办公软件、设计软件、娱乐软件等，可以满足用户不同的需求。
三、计算机网络计算机网络是连接计算机和计算机设备的系统，使得它们能够相互通信和交换数据。
计算机网络的构成包括服务器、路由器、交换机、网卡等。
服务器是存储和处理数据的计算机，可以提供各种网络服务，如网页、电子邮件、文件共享等。
路由器是连接不同计算机网络之间的设备，负责将信息从一个网络传输到另一个网络。
交换机是连接计算机网络内部的设备，负责将信息从发送端传输到接收端。
网卡是计算机与计算机网络之间进行数据传输的接口设备。
四、计算机安全计算机安全是保护计算机系统和信息不受未经授权的访问、使用、披露、破坏的一种技术。
计算思维与大学计算机基础教育课件精品教育文档
① 国家明确定位计算机基础课程是和数学、物理等同地位的基础课程。 ② 计算机不仅为不同专业提供了解决专业问题的有效方法和手段，而且提供了
一种独特的处理问题的思维方式。 ③ 熟悉使用计算机及互联网，为人们终生学习提供了广阔的空间以及良好的学
习工具与环境。
4. 2019年美国NSF的CDI计划
① CDI（Cyber-Enabled Discovery and Innovation，计算使能的科学发现和技 术创新）是美国国家科学基金会的一个革命性的、富有独创精神的五年计划， 该计划旨在通过“计算思维”领域的创新和进步来促进自然科学和工程技术 领域产生革命性的成果。
学习过程中，有35-50%的学生中途放弃。另外，不少的学生还通过抄袭或者 是作弊的方式来完成课程。
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二、大学计算机基础课程教学存在的问题(2)
2. 美国的情况(2)
② 毕业生的工资情况： 2019年11月，美国《Computing Research News》刊登的一篇名为《科学与工程专业
毕业生的工资》的报告： 2019年，在美国科学领域各学科中，计算机与信息科学专业毕业生的平均年工资最高，
11
五、计算思维(1)
1. 计算思维的定义： 计算思维（Computational Thinking，CT）是运用计算机科学的基础概
念去求解问题、设计系统和理解人类行为。CT的本质是抽象和自动化。 它是如同所有人都具备“读、写、算”（简称3R）能力一样，都必须 具备的思维能力。 2. 计算思维的例子： ① 计算思维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个困难的问题 阐释成如何求解它的思维方法。 ② 计算思维是一种递归思维，是一种并行处理，是一种把代码译成数据 又能把数据译成代码，是一种多维分析推广的类型检查方法。 ③ 计算思维是一种采用抽象和分解的方法来控制庞杂的任务或进行巨型 复杂系统的设计，是基于关注点分离的方法（SoC方法）。 ④ 计算思维是一种选择合适的方式陈述一个问题，或对一个问题的相关 方面建模使其易于处理的思维方法。
基于计算思维的“大学计算机基础”课程教学内容设计
基于计算思维的“大学计算机基础”课程教学内容设计摘要：如何将计算思维能力培养作为计算机基础教学的核心任务，已经引起了计算机基础教育界的广泛关注和讨论。
作为高校计算机基础教学的入门课程，“大学计算机基础”迫切需要进行基于计算思维的教学内容改革。
本文在分析计算思维核心方法和思想的基础上，围绕抽象级、指令级、语言级以及系统级的典型计算环境设计课程教学内容的思想，提出了一个课程教学内容的组织架构，并以“计算机网络”为例分析了以问题为引导的具体教学单元实施方法。
关键词：计算思维；大学计算机基础；课程教学；计算机网络自从2010年8月中国9所高校联盟在西安会议上发表了《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》以来[1]，国内高校对运用计算思维作为新一轮计算机基础教学改革的指导思想已形成了广泛的共识。
2011年11月在杭州召开的大学计算机课程报告论坛上，许多院校对围绕计算思维的计算机基础教学改革进行了不同的解读。
笔者认为，目前对计算机基础教学进行新一轮改革的认识是充分的，但如何以计算思维去指导计算机基础教学的具体改革实践，尤其是在“大学计算机基础”课程教学内容的重新梳理和组织方面，仍然有许多值得探讨的问题。
一、“大学计算机基础”课程教学内容改革的需求教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会制定的《计算机基础课程教学基本要求》所提出的4×3知识体系结构和1+X课程体系[2]，不但回答了上什么课的问题，也科学地阐述了为什么要上这些课的问题。
尤其是“大学计算机基础”课程（即1+X中的“1”），在计算机基础教学中占有极其重要的地位。
这是我们进行计算机基础课程建设的基石，也是教指委和广大从事计算机基础教学工作的教师们多年辛勤工作的结晶。
由于计算机基础课程所依赖的计算机科学、技术、工程等发展极为迅速，知识更新周期越来越短，使得传统的以技能为主的应用型课程远远滞后于学科发展。
尤其是传统的应用技术课程下移到中小学阶段，使得许多高校的大学计算机基础教学入门课程“大学计算机基础”的内容不能满足大学新生的学习要求。
“大学计算机”——所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程
“高校计算机”——全部高校生都应进修的一门计算思维基础教育课程随着信息技术的飞速进步，计算机已经成为现代社会不行或缺的工具。
在这个数字化时代，计算思维已经渗透到生活的方方面面，而高校生作为将来社会的中坚力气，也应当具备一定的计算思维能力。
因此，“高校计算机”这门课程应当成为全部高校生都应该进修的一门计算思维基础教育课程。
起首，计算机能力已经成为同砚就业的基本要求。
在不同的行业中，计算机技能都起到了重要的作用。
高校毕业生需要在求职过程中展示自己的计算机能力，无论是进行数据分析、编程设计，仍是进行办公软件的使用，都需要一定的计算思维基础。
因此，进修“高校计算机”这门课程，将有助于提高高校生的就业竞争力。
其次，计算机的普及使得计算思维已经成为一种必备的思维方式。
计算思维能力不仅仅是为了进修编程，更是培育同砚解决问题的能力。
计算思维强调问题的分解、模式的识别、算法的设计和评估等，这些思维方式也可以应用于其他学科的进修中。
通过进修“高校计算机”这门课程，同砚可以培育自己的逻辑思维、抽象思维和创新思维，这些都是他们将来进步所必需的基本素养。
再次，计算机科学的进步已经深刻地影响了社会的变革。
计算机科学不仅仅是一门学科，更是一种新的思维方式。
通过计算机科学的进修，可以援助同砚理解和应用科技革命对社会的影响。
例如，同砚可以了解人工智能、大数据、云计算等新兴技术对人类社会的改变，从而更好地适应和应对将来的挑战。
最后，进修“高校计算机”这门课程也有助于培育同砚的创新能力。
计算机科学是创新和创造的重要领域，通过进修计算机科学，同砚可以练习自己的创设力和解决复杂问题的能力。
计算机科学需要同砚不息沉思、探究，并将自己的想法付诸实践，在实践中不息优化和改进。
这种创设性思维将在同砚的将来职业进步中起到至关重要的作用。
综上所述，“高校计算机”作为一门计算思维基础教育课程，对于全部高校生来说都是必修课。
通过进修这门课程，同砚可以提高自己的就业竞争力，培育计算思维能力，理解计算机科学对社会的影响，培育创新能力。
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中国大学教学 2011年第4期15战德臣，哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院教授；聂兰顺，哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院副教授；徐晓飞，哈尔滨工业大学校长助理、计算机科学与技术学院院长、软件学院院长，教授。
“大学计算机”——所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程战德臣 聂兰顺 徐晓飞摘 要：当前，大学非计算机专业计算机课程存在知识型/技能型教学与未来计算能力需求之间的鸿沟，致使计算机教育存在危机。
本文分析了这一危机产生的原因，提出应对危机跨越鸿沟的办法应是开展计算思维基础教育，分析了计算学科中的思维特别是可实现思维与知识、能力之间的关系，提出计算思维与计算能力的培养宜采取“1+X ”模式，界定了作为“1”的“大学计算机”课程中计算思维的特征，据此对“大学计算机”课程进行了面向计算思维教学的内容重构——讲授计算学科的普适思维（计算机的思维和应用计算机的思维）以及计算学科的基本素养，探讨了“大学计算机”课程的思维性教学方法。
最后，简要介绍了上述教学改革在哈尔滨工业大学的实践及效果。
关键词：计算思维；大学计算机；非计算机专业大学非计算机专业本科生的第一门计算机课程，在高校基础教育特别是计算机教育方面的重要性不言而喻。
然而现实中，作为非计算机专业第一门计算机课程的计算机基础课程不仅没有受到重视，反而面临着严重的危机，普遍质疑此课程是否还有存在的必要。
这种质疑不仅来自非计算机专业的学者，也来自计算机专业的学者。
为什么会有这样的质疑？非计算机专业第一门计算机课程的核心价值是什么？非计算机专业第一门计算机课程及教学如何改革，以适应新的形势，应对上述危机？这些问题是每一个从事非计算机专业计算机教育工作者应重新思考的重大问题。
本文基于作者在哈尔滨工业大学非计算机专业第一门计算机课程十多年的教学改革与实践，特别是自2009年课程面向计算思维教学的改革与实践，结合对上述问题的思考，探讨了非计算机专业第一门计算机课程的定位、教学内容重构、思维性教学方法等。
一、大学非计算机专业第一门计算机课程的发展回顾非计算机专业第一门计算机课程自20世纪90年代中期普遍在大学中开设，被称为“计算机文化基础”，文化一词多少体现了基础性、思维性的内涵。
然而随着执行过程中的偏差，文化的内涵越来越少，基础的内涵越来越大，课程逐渐演变为讲授计算机的基本概念以及常用/流行软件产品的使用。
随后在20世纪90年代末期，很多学校便以“计算机应用基础”取而代之，这种改变不仅是名称的变化，更有以下几个显著的内涵上的变化：一是从计算机学科的多门课程和多种重要软件中提炼出共性知识单元进行教学；二是教学方式以任务驱动的形式开展，比如强调科技文章的排版素养而非排版软件、讲授程序的基本要素与程序设计思想而非流行的程序设计语言等；三是在课堂教学与实验教学之间进行了科学合理的分工，即课堂教学侧重共性知识的讲授，实验教学侧重流行软件产品的应用技能训练。
现在大学非计算机专业第一门计算机课程已发展到新的阶段，应该将其开设成类似于大学数学、大学英语课程的、高等教育中不可缺少的独立课程，本文称其为“大学计算机”课程。
这种改变，也不仅是课程名称上的变化，更在于课程内涵上的变化。
当前，很多学者都强调，计算科学与理论科学和实验科学，并列成为推动人类文明进步和促进科技发展的三大手段。
而作为计算科学基础的计算思维是大学生创新性思维培养的重要组成部分，因此“大学计算机”课程应强调计算思维基础教育，知识讲授与素养培养应贯穿于计算思维的教学中。
二、大学非计算机专业第一门计算机课程面临的危机及其产生原因分析今天，随着计算机、网络的广泛和深度普及以及本科新生计算机技能的不断提高，大学非计算机专业第一门计算机课程面临着严重的危机，受到来自非计算机专业学者和计算机专业学者的普遍质疑，危机和质疑的核心是该计算机课程存在的必要及其核心价值是什么呢？”危机和质疑是现象，而本质是现有教学模式在知识/技能的传授与未来计算思维/能力需求之间存在巨大的鸿沟。
如图1所示。
当前的非计算机专业计算机教学关注点非计算机专业学生的未来计算能力图1 知识/技能型教学与思维/能力需求间的空白当前的教学模式是一种知识型/技能型教学，关注点是计算机及其通用计算手段的应用，如二进制、微机原理、程序设计语言等。
而非计算机专业学生未来对计算能力的需求则是支持各学科研究创新的新型计算手段，以及应用计算手段进行各学科的研究与创新。
例如，开发辅助人们计算与分析的工具，将大量的数据聚集成库，实现信息表示→数据采集→数据输入→计算→分析→可视化输出，人们可以利用这些工具去进行新药物、新材料等的研究和开发等。
1998年的诺贝尔奖便授予一个专业计算手段的开发者：高斯（GAUSSIAN）软件的开发者波普（John Pople）。
现有的教学模式只能让学生获得知识和技能，但却无法跨越通用计算手段到各学科专业计算手段的鸿沟。
而能跨越鸿沟的，作者认为应是基于通用计算手段的计算思维与计算能力。
因此思维性基础教育应是改革的方向。
客观地说，大学第一门计算机课程教学与能力需求间的差距，有教育者自身的原因，但也部分归因于其面临的诸多现实矛盾，下面简要分析之。
一是科学型人才、工程型人才和应用型人才培养的矛盾。
即是否因想要培养10%的优秀学生，而使其他90%的学生也一并加深理论的学习？是否计算思维就等于理论，就等于算法思维呢？是否因想要培养“应用技能”，而强调流行“产品”的应用和操作，认为应用技能不需要“计算思维”呢？作者认为上述问题的答案都应该是否定的。
二是学生入学时计算机基础“较好”和“较差”之间的矛盾。
基础较好的学生期望学得深入，基础较差的期望听懂课程内容。
有必要思考学什么才能使所有的学生受益。
三是“知识膨胀”与“学时数压缩”之间的矛盾。
即计算机相关的新知识、新技术和新软件层出不穷，然而高校教学改革中“少讲多练”、“基础与专业”的平衡结果导致计算机课程的学时被不断压缩。
如何合理地选择课程内容，如何科学、高效地讲解课程内容，值得我们思考。
再进一步分析和探讨大学计算机课程危机产生的原因：（1）新技术、新软件对课程定位的影响。
如果课程长期以讲“软件及应用”为主，软件的时效性等将影响人们对课程的定位和评价。
（2）教师对“学生”接受程度的判断。
讲思维学生是否接受不了，特别是对一些二类或三类本科院校？高考入学分数的差别是否代表着计算机相关知识学习和接受能力的差别？学习某些方面的知识，是否必须有另外一些知识作为基础？作者对上述问题的回答均是否定的。
（3）教师对大学第一门计算机课程核心内容的认知。
这种认知与非计算机专业的专业教师期望的是否一致？所选择的内容是否就是课程应该讲的内容呢？（4）大学第一门计算机课程是否是各门计算机课程的“前沿性”章节。
大学计算机是否是“微机原理”？大学计算机是否是“大学信息技术基础”？大学计算机是否是“计算机科学基础（算法与计算理论）”？作者的回答也是否定的。
（5）如何由知识传授转为基于知识的思维传授。
思维性教学已被提倡了很久，为什么没有很好地落实下去？思维性教学落实与执行的合适手段是怎样的？（6）对“思维”、“知识”的理解影响了课程的定位。
比如，“讲思维等同于讲理论、讲理论不实用，技能与操作才是实用的东西”，这种观点对吗？再比如，注重所讲授内容知识性的教学方法却引发了对知识的有用性质疑——这些“知识”必须讲吗？面对危机和质疑，非计算机专业大学计算机课程教育工作者有必要重新思考课程的定位、方向等重大问题：（1）大学第一门计算机课程的核心价值是什么；（2）面向各个专业的大学计算机教育如何与各专业结合；（3）计算思维是什么？如何培养？计算能力如何培养，并据此开展课程的教学改革与创新。
三、知识与思维、可实现的思维基于对课程面临的矛盾和危机产生的原因分析，作者认为，由“计算机应用基础”提升为“大学计算机”不仅是课程名称的变化，更需要在深层次上改革其教学内容和教学方法。
“大学计算机”课程必须强化思维性教学改革，强调计算思维特别是可实现思维的教授和培养，1617以思维带知识。
下面以例子来说明思维与知识的关系，以及大学计算机课程中的典型思维。
1．典型的思维、可实现的思维以计算机中的二进制和编码为例，如果单纯从知识角度，这些内容可以讲授也可以不讲授。
而换一种角度来看，从“0和1的思维”角度进行讲授是有价值的：现实世界可以表示为0和1→用0和1可进行逻辑与算术运算→0和1可以用电子技术实现→用二极管、三极管等实现基本门电路→组合逻辑电路实现→芯片（复杂组合逻辑电路）。
具体来说，0和1的思维蕴含着：（1）信息表示。
数值信息和非数值信息均可用0和1表示，均能够被计算。
（2）符号化数字化。
物理世界/语义信息→符号化→0和1（进位制与编码）→数字计算（算术运算，逻辑运算）→硬件与软件实现。
即任何事物只要能表示成信息，也就能够表示成0和1，也就能够被计算，也就能够被计算机所处理。
（3）层次化构造化。
硬件系统是“用正确的、低复杂度的电路组合形成高复杂度的芯片，逐渐组合、功能越来越强”。
那么，复杂的软件和复杂的系统是否也可借鉴这种思维呢？从上例中不难看出，大学计算机课程思维性教学的特点是：讲授的是实现的思维而非实现的细节； 讲授可见、可实现的思维而非抽象的思维； 思维的每一个环节都需要知识，基于一定的知识可理解每一个环节，通过贯通进而理解整个思维；知识贯穿于思维的讲解与训练中。
再比如计算机利用键盘输入、利用显示器显示内容作为输出，这一内容作为“知识”因其直观而简单不一定需要学习，然而作为“思维”则值得学习。
以键盘输入与屏幕显示为例可以讲授“信息处理的思维”，即：位置→电信号→编码→存取/ASCII →解码→字形→显示，如图2所示。
学生掌握这一思维之后，可以很容易地推广至其他语言文字的处理，如汉字等。
图2 键盘输入与屏幕显示思维示意更进一步，这一例子蕴含着一种普适的思维——信息处理思维，即：物理对象通过采集设备采集相关信息（物理－信息映射），然后按一定的编码规则使用编码器进行编码及存储，再按编码规则使用解码器进行解码，识别所需信息并进行显示。
如图3所示。
那么，声音、视频等多媒体信息以及各种新型设备如RFID （即射频识别，俗称电子标签）等的处理是否可以利用这种思维进行处理？图3 信息表示与处理思维示意2．大学计算机课程需要思维性教学改革计算机学科中有很多类似于上述思维的普适思维，这些思维不仅反映了计算、计算机的原理，使非计算机专业学生能够深刻地理解，更重要的是体现了基于计算技术/计算机的问题求解思路与方法，从而有助于培养非计算机专业学生的创新能力，为未来应用计算手段进行学科的研究与创新奠定坚实的基础。
如借鉴计算机及相关系统，研制支持生物技术研究的计算平台，研究支持材料技术研究的计算平台等，典型的例子如前所述的高斯（GAUSSIAN ）软件。