哈尔滨工业大学

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课程概述


大学计算机是一门什么课程呢?

(1)大学计算机是面向大学一年级学生开设的,与大学数学、大学物理有一样地位的通识类思维教育课程。它不是讲授计算机及其软件(如Office,Access,IE等)如何使用的课程;它也不是仅仅训练学生程序设计内容的课程;它是讲授每个大学生都应具备的计算思维的课程,大学生创造性思维培养离不开计算思维的培养。

(2)计算思维是互联网与信息时代每个人都应具备的一种思维方式。互联网公司(如阿里巴巴、Facebook、Apple、腾讯等)的成功应归属于计算思维运用的成功;1998年诺贝尔化学奖授予一个量子化学计算手段的研究者说明:计算思维对非计算机学科人才实现复合性跨学科创新是非常重要的。

(3)大学阶段应更多地训练“思维”,而不应仅着眼于“知识”即事实的学习。计算机学科知识的膨胀速度是非常快的,“知识”的学习必须有所选择,因此应学习计算机学科经典的、对人们现在和未来有深刻影响的思维模式;“知识”随着“思维”讲解而介绍,“思维”随着“知识”的贯通而形成,“能力”随着“思维”的理解而提高。

    

大学计算机课程应围绕着大学计算思维教育空间-计算之树,进行内容的组织和学习。

(I)计算与程序,主要讲授计算与计算思维,符号化、计算化和自动化,计算系统与程序构造,程序构造方法:递归与迭代,这些是由社会/自然到计算的、最基本的抽象和自动化机制;

(II)计算系统,主要讲授程序是如何被执行的,包括内存环境下程序的执行和复杂环境下借助于操作系统管理的程序的执行,以及如何编写让计算系统可以执行的程序;

(III)算法思维,主要讲授算法类问题求解框架-问题与数学建模、算法策略设计、数据结构和控制结构以及算法复杂性与正确性,还将以案例形式介绍由问题到环境,再到受限资源约束下的问题求解算法,以及难解性问题、计算和算法之间的关系等;

(IV)数据化与网络化思维。数据化思维即:数据获取==>数据管理==>数据分析与运用;网络化思维即:机器网络==>信息网络==>群体互动网络==>网络化社会。

本课程包含前三个部分。

证书要求

设置“合格”(达到60分)、"优秀"(达到80分)两档课程标准,由任课教师签发课程结业证书,其中成绩“优秀”者将颁发优秀证书。

预备知识

无。

授课大纲

本课程分为九讲,每讲两个小时左右。主要讲授如下内容:

第1讲 计算机、计算与计算思维

第2讲 符号化、计算化与自动化

第3讲 程序与递归:组合、抽象与构造

第4讲 冯.诺依曼计算机—机器级程序及其执行

第5讲 现代计算机—复杂环境下程序执行

第6讲 由机器语言到高级语言---程序编写编译

第7讲 算法-程序与计算系统之灵魂

第8讲 怎样研究算法-排序算法研究示例

第9讲 怎样研究算法-遗传算法研究示例

参考资料

大学计算机(第2版)-计算与信息素养, 战德臣,聂兰顺等著 高等教育出版社, 2014版 

大学计算机-计算思维导论, 战德臣, 聂兰顺等著, 电子工业出版社,2013版


常见问题

1、我能听懂本课程吗?

  关于能否听懂《大学计算机-计算思维导论》课程的问题,老师想说,本课程讲解可实现的思维,而不是实现细节,是能听懂的;通过案例及其模拟来讲授抽象的概念,是能听懂的;由浅入深的讲授,逐步揭示思维的奥妙,也是能听懂的。但能否听懂取决于以下要素:(1)你是否有信念和信心? 信念和信心将决定你能否听得懂!(2)你是否坚持? 坚持听课,坚持训练,“铁杵磨针”,就能听得懂!(3)你是否主动思考主动探索? 思维的建立是不断思考的结果,对任何持疑的内容可通过互联网进一步探索和学习,或者及时与教师沟通获得提高!

2、怎么样学习本课程

  本课程是为你介绍应用范围更广的计算思维,是让你理解并体验“计算机”表象之下的深层次的东西,因此看懂并不存在问题,但若要真正理解,则需要反复观看与思考。有时候你看完了也看懂了,但过后可能又感觉不明白了,这是正常的现象,这说明你已经深入进去了,这也说明“知识”容易学习,而“思维”不容易建立,思维是需要潜移默化的、润物细无声的建立起来的。但千万不要给自己压力,希望自己在一遍的学习中没有遗漏的全理解透彻,那是不正确的学习方法。本课程正确的学习方法是:按照课程给出的视频次序,先完整的看完视频(记得是看完哟),遇有不明白的术语先放下(如果不影响观看),等你看完后,可能这个术语就不是问题了。看完一遍后,闭上眼睛像过电影一样思索一下。然后再重新看一遍视频,再辅助百度等搜索一下。这样你对本课程的理解就更深了一层。记住:会不会应用计算机,会不会编写程序,根本来讲是有没有解决问题的计算思维。

3、学习完本课程还不会做题怎么办

  本课程重在对思维的理解,而这种理解是体现在视频的讲解中的。视频很重要,要看出味道。因此,只要你看懂了视频,你就一定有收获。 练习题是辅助的,有时候不会做题,是思维尚未转换过来,等你转换过来,则就会很简单。比如典型的小白鼠问题“1000瓶水,其中有一瓶有毒,小白鼠只要尝一点带毒的水24小时内就会死亡,问至少要多少只小白鼠才能在24小时内鉴别出那瓶水有毒?”,这道题看起来很难,但如果你有了计算思维后,它就是很简单的一道题。再如看起来很难的“背包问题”“遗传算法”等都是这样。不要急,耐心学习,相信自己:你行的,你一定行。我也相信你:你懂的,你会懂的! 

4、大学的学习要达到一定的高度和境界?

  送你一句话“高度决定视野, 角度改变观念, 尺度把握人生”。学习大学计算机,也要像王国维先生所提出的境界一样, 也需要进入一定的境界, 即"昨夜西风凋碧树, 独上高楼,望尽天涯路",因为站得高,才能看得远,看得远,才能看得真。另一重境界是“衣带渐宽终不悔,为伊销得人憔悴”,既要由此及彼,浮想联翩,又要坚定执着,孜孜以求。应提醒的是“众里寻她千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处”,计算机相关内容的学习,归根结底,还是《大学计算机——计算思维导论》。

不要把计算思维的学习看成理论课的学习。一个人可以没有理论,但不能没有思维!