大学计算机基础与计算思维课件-CH01-计算思维概论

1、大学计算机基础与计算思维大学计算机基础与计算思维大学计算机基础课程性质本课程是大学计算机基础教育课课程以计算思维为核心，引导大家认识以计算机操作、办公软件、多媒体技术和网络应用为核心的信息技术在现代信息社会中的重要地位和作用，提高大家的信息素养和计算思维能力，使大家能在将来利用计算机解决专业问题和进行艺术创作中长期受益。大学计算机基础课程性质本课程是大学计算机基础教育课课程内容计算思维概论计算机基础知识操作系统多媒体技术与应用计算机应用基础计算机网络应用网页设计与制作大学计算机基础课程内容计算思维概论大学计算机基础课前知识课程安排教材说明平台教学教学形式考核安排笔试（50%）+ 机考（20%）

2、+ 平时（30%） 大学计算机基础课前知识课程安排大学计算机基础第一章 计算思维概论“科学与艺术是把握世界和生活的不同支点”教学内容1.1 思维与科学思维1.2 计算思维概念1.3 计算思维应用领域1.4 艺术思维与计算思维1.5 艺术创作中的计算思想大学计算机基础第一章 计算思维概论“科学与艺术是把握世界和生活的不同支点”1.1 思维与科学思维思维农民如何判断作物成熟收割时间？医生如何判断病因并做出治疗方案？艺术家如何设计艺术形象传达情感？通过迂回、间接的途径去寻找问题的答案的认识活动，就是思维活动思维是对客观事物本质和规律的抽象和高级认知思维以感知为基础又超越感知的界限思维的两个重要特征：

3、间接性、概括性大学计算机基础1.1 思维与科学思维思维大学计算机基础大学计算机基础1.1 思维与科学思维思维的能动性思维借助感知材料经过加工处理改造客观世界思维形式形象思维（艺术思维）抽象思维（逻辑思维）灵感思维（直觉思维）大学计算机基础1.1 思维与科学思维思维的能动性大学计算机基础1.1 思维与科学思维科学思维科学抽象是科学认识从感性认识阶段上升到理性阶段的飞跃的决定性环节科学思维通常是指理性认知及其过程两种基本类型：逻辑思维、非逻辑思维（形象、直觉）大学计算机基础1.1 思维与科学思维科学思维科学思维通常是指大学计算机基础1.1 思维与科学思维科学思维目前真正具备系统和完善表达体系的思维

4、模式有三：理论思维、实验思维、计算思维分别对应：理论科学、实验科学、计算科学学科交叉是创新的源泉，重构方法： XComputer! Computer-based + X这也回答了我们为什么要开设计算机课程的问题大学计算机基础1.1 思维与科学思维科学思维大学计算机基础1.1 思维与科学思维科学思维方法分逻辑方法和非逻辑方法两种逻辑方法：比较与分类、归纳与演绎分析与综合、论证与反驳抽象与具体非逻辑方法：联想与类比、灵感与直觉想象（意境）大学计算机基础1.1 思维与科学思维科学思维方法大学计算机基础1.2 计算思维计算思维概念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的思维活动观察

5、右图人类自身自然抽象能力的体现计算思维的本质：抽象、自动执行计算思维是一个概念，不是编程计算思维是人的思维不是计算机思维是数学与其他学科的交叉和融合大学计算机基础1.2 计算思维计算思维概念大学计算机基础1.2 计算思维计算机科学与计算思维南京大学陈道蓄教授的“菜刀科学”问题以色列学者哈雷尔在算法学：计算的本质一书中提出这样的问题：论技术的影响，电话也很大，为什么没有电话科学？论技术复杂性，人造卫星很复杂，为什么没有被广泛接受的人造卫星科学。计算机是计算的工具，用计算机给这门科学命名，就像用“手术刀科学”给外科学命名一样地不合适。我们所使用的工具影响着我们的思维，类似有天文学（望远镜）、生物学

6、（显微镜）、音乐（麦克风）。大学计算机基础1.2 计算思维计算机科学与计算思维大学计算机基础1.3 计算思维应用领域计算生物学计算化学计算机艺术生理系统仿真分形艺术 德罗斯特效应 3D喷绘机器人三叶草上的玫瑰线 药物化学分子大学计算机基础1.3 计算思维应用领域计算生物学分形艺术 大学计算机基础1.4 艺术思维与计算思维内涵与发展艺术思维的主体元素是情感和形象，本质是探讨情感和形象的关系问题，其方式有三：一是对形象的直觉二是对形象情感的想象三是对形象的灵感的领悟计算思维是人的思维，本质是对现实世界进行信息抽象并利用工具实现信息转换的一种思维方式大学计算机基础1.4 艺术思维与计算思维内涵与发展

7、大学计算机基础1.4 艺术思维与计算思维特征与方法艺术思维是对现象和本质两方面进行双重加工计算思维的典型特征是概念化和抽象化交叉与融合科学和艺术活动的创作过程一般都分为准备期、酝酿期、顿悟期和验证期四个阶段艺术创作与科学创造过程均经历形象分解、简化变形和抽象定型等多个阶段科学是思想，艺术是感情，二者如车之两轮、鸟之两翼，即相互独立又相互联系，密不可分。大学计算机基础1.4 艺术思维与计算思维特征与方法大学计算机基础1.4 艺术思维与计算思维交叉与融合艺术反哺科学创作艺术化简与抽象不谋而合分形是计算机编程艺术典范莫比乌斯带齐白石虾分形艺术大学计算机基础1.4 艺术思维与计算思维交叉与融合莫比乌斯带大学计算机基础1.5 艺术创作中的计算思想黄金比例与黄金数=0.618033618和=1.618033618表示两个黄金数大学计算机基础1.5 艺术创作中的计算思想黄金比例与黄金数大学计算机基础1.5 艺术创作中的计算思想图形艺术与分形图形可以分为两类：一类是仿真的；一类是示意的。流光：吴冠中无尽无极：吴作人巴特农神殿大学计算机基础1.5 艺术创作中的计算思想图形艺术与分形流大学计算机基础1.5 艺术创作中的计算思想算法设计算法是对特定问题求解步骤的一种描述，由