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大学计算机—计算思维导论
第4次开课
开课时间: 2015年08月31日 ~ 2016年02月14日
学时安排: 3小时每周
当前开课已结束 已有 61176 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
课程详情
课程评价(2270)
spContent=计算手段已发展为与理论手段和实验手段并存的科学研究的第三种手段,计算思维已成为各专业学生都应掌握的思维方式。本课程用通俗易懂、趣味案例、深入浅出的方式,介绍计算学科所蕴含的经典的计算思维,属于面向全体本科生开设的计算机系列课程中第一层次的课程,是本科生必修的通识教育课程。
计算手段已发展为与理论手段和实验手段并存的科学研究的第三种手段,计算思维已成为各专业学生都应掌握的思维方式。本课程用通俗易懂、趣味案例、深入浅出的方式,介绍计算学科所蕴含的经典的计算思维,属于面向全体本科生开设的计算机系列课程中第一层次的课程,是本科生必修的通识教育课程。
—— 课程团队
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年和2013年的诺贝尔化学奖授予一个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,进行内容的组织和讲解。本课程分四个部分。

(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。

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本期课程,有二十多所大学的在校大学生以MOOC+SPOC的形式,与我们一起学习和讨论,这些学校是:哈尔滨工业大学,南京航空航天大学,西南科技大学,西南石油大学,合肥工业大学,西北工业大学,哈尔滨工程大学,哈尔滨商业大学,燕山大学,中国石油大学(华东),湖南师范大学,东北林业大学,齐齐哈尔大学,衡阳师范学院,苏州科技学院,南京理工大学,金陵科技学院,上海理工大学, 陇东学院,天水师范学院,解放军理工大学,贵州工程应用技术学院,成都信息工程大学,中原工学院,大连大学,河北工程大学,北方民族大学,哈尔滨工业大学(威海)。


本期课程,增加了周以真教授于2012年讲授计算思维的视频(配有中英文字幕及胶片)和2014年讲授计算思维的视频(英文版)。

本期课程,还增加了不同学校教师讲授相关内容的视频,例如天水师范学院刘玉芳副教授讲授OFFICE应用的视频,南京航空航天大学潘梅园副教授讲授基于Raptor的实践章节,陇东学院各位老师讲授的各种软件处理技巧,以满足不同学习者在学习计算思维之余对软件应用方面学习的需求。

课程大纲

本课程分为十三讲,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

第10-11讲 数据化思维--怎样管理和利用数据

第12-13讲 网络化思维--怎样连接和利用网络

预备知识

大学计算机-计算思维导论课程,有些学校称为大学计算机基础,有些学校称为大学计算机,也有些学校称为计算机文化基础计算机应用基础等。本课程对传统课程内容做了大幅度的改进和提升,主要是以讲授计算思维为主。虽然讲授计算思维,但你只要耐心的看视频、仔细思考,你就能够学会。你是否会编程序,不是会不会用计算机语言的问题,而是你有无解决问题的计算思维。因此,大学生第一门计算机课程应学习计算思维。

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。

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)大学计算机-计算思维导论课程,有些学校称为大学计算机基础,有些学校称为大学计算机,也有些学校称为计算机文化基础计算机应用基础,计算机专业的称为计算机专业导论计算机导论等。本课程摒弃了传统课程中以讲软件应用为主(如Office,Windows等)的内容,而专注于从计算思维的角度讲授计算机相关方面的知识,以期对学生创造性思维的培养有所贡献,毕竟计算思维是大学生未来创新所必须具有的一种思维模式。考虑到不同学习者的需求,关于常用软件应用方面的内容,本课程也邀请了不同学校的教师进行了讲解,作为课程补充内容,供学习者选学。


(2)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!“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,还是计算思维的学习,还在于《大学计算机——计算思维导论》的学习。


(3)关于能否听懂大学计算机课程的问题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!

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。

相信自己:你行的,你一定行。我也相信你:你懂的,你会懂的!


哈尔滨工业大学
37 位授课老师
战德臣

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教授 博士生导师

张丽杰

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教授

聂兰顺

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教授/博士生导师

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