程序设计课程大学计算机基础教学改革-powerpointtemplate

程序设计课程&大学计算机基础教学改革陈海宝程序设计计课程主主要内容容程序设计课程与计算机编程语言程序设计课程的重要性程序设计课程教学方法教学的理念和策略创新计算机科科学与技技术系计算机基基础教育育改革主主要内容容大学生的的两种精精神与九九种能力力上课要有有一种精精神，一一种激情情什么是““计算机机基础””教育？？创新实践践、学会会学习！！兴趣是最最好的老老师！计算机科科学与技技术系程序设计计课程与与计算机机编程语语言程序设计计课程＝＝计算机机编程语语言？教师的认认识？学生的认认识？大环境（（大学中中的普遍遍现象））小环境（（我们系系）计算机科科学与技技术系程序设计计课程对对我们计计算机系系的重要要性学生情况况分析：：精英教育育—大众众教育我们学院院的办学学方针：：培养应用用型人才才体现在我我们系学学生的编编程能力力上计算机科科学与技技术系程序设计计课程教教学方法法程序设计计课程的的教与学学还存在在问题理论课（（知识量量大，学学无止境境）实验课目前存在在的问题题总结：：重教轻学学，重理理论轻实实践教学一般般围绕语语言自身身的体系系展开，，忽略了了对学生生程序设设计能力力的培养养计算机科科学与技技术系程序设计计课程教教学方法法开展程序序设计课课程的教教学改革革是解决决上述问问题的有有效途径径。目的是培培养学生生的程序序设计能能力，以以适应新新世纪人人才培养养的需求求。改革的内内容包括括：教学内容容教学方法法教学手段段考核方式式(以浙大大C程序设计计课程为为例）计算机科科学与技技术系教学内容容程序设计计思想为为主；编程语言言知识为为辅。计算机科科学与技技术系教学方法法以编程应应用为驱驱动教学内容容分主题，以程序序设计做做为贯穿穿各主题题的主线线。各主题的的教学过过程：“案例分分析－要要点讲解解”“自学//编程实实践”“疑难解解答”计算机科科学与技技术系教学方法法(传统统教材知知识模块块）知识模块内容细节概述程序设计语言，发展历史，问题求解过程，ANSI99新标准等数据表达基本数据类型，运算/表达式，自定义类型数组，结构，指针（含链表）变量的存储类别，作用域，生存期流程控制语句级控制：顺序、分支、循环控制结构单位级控制：C程序结构、函数的定义/调用（含递归）数据的输入和输出处理机制标准文件的输入和输出函数：printf,scanf,getchar,putchar等缓冲文件系统（文本文件与二进制文件）的操作编译预处理，命令行参数等基本的程序设计方法和风格结构化程序设计方法，良好的程序设计风格计算机科科学与技技术系教学方法法(教材材改革主主题分类类）主题案例对应知识模块实验项目用C语言编写程序在屏幕上显示HelloWorld!概述；数据的输入和输出（printf）1编写简单的C语言程序求华氏温度100°F对应的摄氏温度数据表达（基本数据类型，算术/赋值运算）；流程控制（顺序结构）2基本数据处理计算分段函数流程控制（分支结构if-else/else-if）；数据表达（关系运算）；数据的输入和输出（scanf）3计算分段函数输出华氏—摄氏温度转换表流程控制（循环结构for）4指定次数的循环程序设计生成乘方表与阶乘表流程控制（函数简介）；基本的程序设计方法和风格5函数分支结构程序设计输入一批字符，统计各类字符的数量数据表达（字符类型/逻辑运算）；数据的输入和输出(getchar/putchar)查询自动售货机中商品的价格流程控制(分支结构switch/嵌套if)计算机科科学与技技术系教学手段段通过实践践教学体体系:培养学生生的基本实践践能力与创新实践践能力基本实践践能力培培养：通过实践践训练体体系（2类训练练/3种种作业）），从知知识点、、内容主主线和应应用面3个层次次上逐步步提高编编程能力力基本编程程训练：：自测作作业和主主题作业业综合编程程训练：：大型作作业，小小组合作作、自己己命题、、分组答答辩计算机科科学与技技术系基本实践践能力培培养鼓励个性性化、自自主学习习学生根据据自身水水平和兴兴趣，选选择适合合的训练练方式提供丰富富的资源源供学生生自学计算机科科学与技技术系创新实践践能力(1)组织学生生开发实实用系统统(2)学学生自己己组织与与参加多多种训练练比赛内部训练练、网上上公开赛赛国外网上上竞赛、、亚洲区区竞赛学生从中中体味求求知和竞竞技的乐乐趣,吸吸引了来来自世界界各国的的编程爱爱好者参参与竞赛赛的组题题以及网网站的维维护和管管理计算机科科学与技技术系网络支撑撑环境建建设鼓励个性性化、自自主学习习；提供供丰富的的资源和和练习机机会，让让学生自自主学习习，使不不同基础础的学生生都能有有相应的的发展空空间计算机科科学与技技术系考核方式式笔试＋在在线编程程考试＋＋平时练练习计算机科科学与技技术系教学的理理念和策策略强调实践践使学生从从第1周周起，就就开始练练习编程程，并贯贯穿始终终。循序渐进进快速入门门逐步深入入分散难点点计算机科科学与技技术系快速入门门：模仿仿－改写写第2章““用C语言编写写程序””通过5个个实例经历“模模仿－改改写”的的上机实实践过程程，学生生第一周周开始练练习编程程经过五次次练习，，就能运运用C语言的顺顺序、分分支、循循环3种种基本控控制结构构和函数数编写简简单的程程序优点：上手快，，兴趣浓浓，有成成就感，，在练习习中掌握握知识，，大大减减少了畏畏难情绪绪。计算机科科学与技技术系逐步深入入：改写写－编写写引入“分分支”、、“循环环”、““函数””三个主主题由于学生生已经能能编程实实现指定定次数的的循环环和简单单函数设设计继续进行行更深入入的学习习也就顺顺理成章章了上机练习习随之进进入“模模仿－改改写－编编写”的的阶段。。计算机科科学与技技术系分散难点点入门：第第2章函数：第第5、9章指针：第第7、10章语法内容容分散在在多个章章节中，，以问题题为中心心例如：C程序设计计基础——课程设设计计算机科科学与技技术系C程序设计计基础课课程设计计第1章::通过过一个简简单的““扫雷””游戏软软件的开开发，详详细讲解解基于软软件工程程的大型型程序开开发方法法第2章::介绍绍编写大大型程序序可能会会涉及到到的硬件件基础知知识第3章::一些些高级编编程技术术，包括括文本和和图形的的显示、、键盘和和鼠标的的操作控控制、图图形绘制制、动画画生成、、乐曲演演奏、汉汉字显示示、图像像显现和和精确的的时间控控制等；；第4章::分析析3个大大型程序序范例,,通讯录录\计算算器\俄俄罗斯方方块第5章::提供供8个大大型程序序训练的的题目，，给出了了问题的的描述、、难点分分析、主主要数据据结构及及主要算算法提示示计算机科科学与技技术系C程序设计计基础课课程设计计从应用出出发，通通过案例例和问题题引入内内容重点讲解解程序设设计的思思想和方方法结合相关关的语言言知识的的介绍以学生为为主体：：研究学学生，快快乐学习习，受欢欢迎计算机专专业：不不怕怕编程－－喜欢编编程计算机科科学与技技术系创新每位教师师都有自自己的思思路计算机科科学与技技术系大学生的的两种精精神与九九种能力力大学生应应有的两两种精神神：社会主义义人文精精神和科科学的创创新精神神。人文精神神是每一一个大学学生必须须具备的的。以人人为本是是人文精精神的一一个重要要内容。。大学生生要关怀怀人，要要爱人类类；要有有责任感感，爱他他的国家家、他的的民族和和他的学学校。大学生应应有的九九种能力力：包括五种种创新能能力（发发现问题题的能力力、解决决问题的的能力、、实际动动手能力力、交流流能力和和表达能能力）和和四种可可持续发发展能力力（学习习能力、、适应能能力、协协调能力力和组织织能力））。计算机科科学与技技术系计算机基基础教育育改革计算机基基础教学学的许多多规律并并未被我我们充分分认识，，因此我我们必须须牢固树树立科学学发展观观，以人人为本、、以应用用为主，，继续深深入地探探讨教学学规律，，更扎实实地向前前推进改改革什么是大大学的““计算机机基础””教育？？是“基础础教育””还是““产品教教育”““软软件基础础教育殖殖民化””的倾向向计算机科科学与技技术系上课要有有一种精精神，一一种激情情要把上好好每一节节课作为为一种责责无旁贷贷的责任任，一种种沟通交交流的乐乐趣，一一种展示示自我的的享受。。要通过过我们的的讲授感感染学生生，给学学生灌输输一种强强烈的信信息技术术的应用用意识。。基础课不不能照本本宣科，，更不能能照““片”宣宣科,教材只是是学习者者最佳的的自学读读物。每一讲精精彩而受受欢迎的的授课，，无不包包含着严严肃认真真的前期期备课，，引人入入胜的教教学内容容，轻松松愉快的的教学方方法，师师生交融融的课堂堂组织，，活泼新新颖的教教学手段段，以及及教学艺艺术、风风格、人人格的融融入等等等。计算机科科学与技技术系课件———趣味教教学计算机科科学与技技术系课件———算法举举例1有两个变变量Ａ和和Ｂ,要要求将它它们的值值互换。。例如::Ａ=3,Ｂ==5；互互换后ＡＡ=5，，Ｂ=3。可以以有两种种算法实实现两个个变量的的值互换换。算法1，，引入一个个辅助变变量C作为过渡渡进行交交换；算法2，，不引入辅辅助变量量，仍用用三个步步骤完成成交换。。算法表示示如下（（强调有序序、有限限、可解解、计算算机存储储等特性性）：算法1节省时间间,可读读性好算法２节省空间间，可读读性差S1：Ｃ←Ａ；；S1：Ａ←Ａ＋＋Ｂ；S2：Ａ←Ｂ；；S2：Ｂ←Ａ－－Ｂ；S3：Ｂ←Ｃ。。S3：Ａ←Ａ－－Ｂ。算法举例例不一定定要很复复杂的例例子！计算机科科学与技技术系创新实践践、学会会学习！！计算机基基础教育育决不是是计算机机专业教教育的““压缩饼饼干”，，而是一一项“顶顶天立地地”的创创新事业业。我们不能能站在传传统计算算机学科科的立场场来考虑虑计算机机基础教教学内容容的设置置与内涵涵，而要要从社会会对具有有“信息息素质””人才需需求的角角度来评评价和考考查课程程质量。。计算机应应用能力力的提高高要求大大学生们们在学习习计算机机技术时时要从应应用出发发，“眼眼高手低低”、““小题大大做”、、创新实实践、学学会学习习！计算机科科学与技技术系兴趣是最最好的老老师！计算机技技术领域域太深太太广，而而且发展展极快，，给了教教师很大大的讲授授空间；；但同时我我们也应应该给学学生应有有的学习习空间，，让他们们学会学学习！“生怕学学生学的的少或学学不会””是目前前教师的的普遍心心态，样样样都想想教给学学生，结结果却事事与愿违违，传授授给学生生的知识识成了““夹生饭饭”或““准文物物”。计算机科科学与技技术系兴趣是最最好的老老师！计算机基基础课程程的教学学改革一一定要与与所在地地区和所所在院校校有鲜活活的匹配配性。兴趣是最最好的老老师！我们应该该认真研研究图形形界面软软件中自自学自会会以及““所见即即所得””的许多多设计思思想和方方法（菜菜单技术术、可视视化编程程、用户户友好性性的保障障等等）），把它它灵活地地应用于于计算机机基础教教学之中中，并以以此取舍现有有的教学学内容和教学方法法，以增强强教学工工作的科科学性、、合理性性、实用用性和趣趣味性。。计算机科科学与技技术系图灵机图灵是谁？图灵的贡贡献图灵机的的结构图灵的应应用举例例计算机科科学与技技术系图灵是谁？阿兰·麦麦席森··图灵1912年生生于英国国伦敦计算机界界的最高高奖定名名为“图图灵奖””计算机科科学与技技术系图灵的贡贡献他对计算算机的重重要贡献献在于他他提出图图灵机的的概念；；许多人工工智能的的重要方方法也源源自于这这位伟大大的科学学家。提提出了重重要的衡衡量标准准“图灵灵测试””该实验把把被提问问的一个个人和一一台计算算机分别别隔离在在两间屋屋子，让让提问者者用人和和计算机机都能接接受的方方式来进进行问答答测试。。如果提提问者分分不清回回答者是是人还是是机器，，那就证证明计算算机已具具备人的的智能计算机科科学与技技术系图灵机图灵机被被公认为为现代计计算机的的原型图灵机奠奠定了现现代数字字计算机机的基础础（冯诺诺依曼就就是根据据图灵的的设想才才设计出出第一台台计算机机的）计算机科科学与技技术系图灵机模模型计算机科科学与技技术系图灵机模模型一个无限限长的纸纸带一个读写写头内部状态态(盒子子上的方方块，比比如A,B,,E,H)还有一个个程序对对这个盒盒子进行行控制这个装置置就是根根据程序序的命令令以及它它的内部部状态进进行纸带带的读写写、移动动。计算机科科学与技技术系图灵机模模型工作原理理从读写头头在纸带带上读出出一个方方格的信信息并且根据据它当前前的内部部状态开开始对程程序进行行查寻。。然后得出出一个输输出动作作，也就就是是否否往纸带带上写信信息，还还是移动动读写头头到下一一个方格格。程序序也会告告诉它下下一时刻刻内部状状态转移移到哪一一个。计算机科科学与技技术系工作原理理—规则表具体的程程序就是是一个列列表，也也叫做规规则表，，是这样样的：当前内部状态s输入数值i输出动作o下一时刻的内部状态s‘B1前移CA0往纸带上写1BC0后移A

计算机科科学与技技术系工作原理理—规则表图灵机只只要根据据每一时时刻读写写头读到到的信息息和当前前的内部部状态进进行查表表就可以以确定它它下一时时刻的内内部状态态和输出出动作了了。图灵机就就是这么么简单！！而只要要你变化化它的程程序（也也就是上上面的规规则表）），那么么它就可可能为你你做任何何计算机机能够完完成的工工作。可可以说，，图灵机机就是一一个最简简单的计计算机模模型！计算机科科学与技技术系如何理解解图灵机机小虫的比比喻假设一个个小虫在在地上爬爬，那么么我们应应该怎样样从小虫虫信息处处理的角角度来建建立它的的模型？？首先，我我们需要要对小虫虫所在的的环境进进行建模模。我们们不妨就就假设小小虫所处处的世界界是一个个无限长长的纸带带，这个个纸带上上被分成成了若干干小的方方格，而而每个方方格都仅仅仅只有有黑和白白两种颜颜色。计算机科科学与技技术系建模这个小虫虫要有眼眼睛或者者鼻子或或者耳朵朵等等感感觉器官官来获得得世界的的信息。。我们不妨妨把模型型简化，，假设它它仅仅具具有一个个感觉器器官：眼眼睛，而而且它的的视力短短，也就就是说它它仅仅能能够感受受到它所所处的方方格的颜颜色。因而这个个方格所所在的位位置的黑黑色或者者白色的的信息就就是小虫虫的输入入信息计算机科科学与技技术系建模我们还需需要为小小虫建立立输出装装置，也也就是说说它能够够动起来来。我们们仍然考考虑简单单的情况况：小虫虫的输出出动作就就是往纸纸带上前前爬一个个方格或或者后退退一个方方格。有了输入入以及输输出装置置，小虫虫还不能能动起来来，因为为它并不不知道该该怎样在在各种情情况下选选择它的的输出动动作。计算机科科学与技技术系建模于是我们们就需要要给它指指定行动动的规则则，这就就是程序序！假设设我们记记小虫的的输入信信息集合合为I={黑色，白白色}，，它的输输出可能能行动的的集合就就是：O={前移，后后移}，那么程程序就是是要告诉诉它在给给定了输输入比如如黑色情情况下，，它应该该选择什什么输出出。因而，一一个程序序就是一一个从I集合到O集合的映映射。我们也可可以用列列表的方方式来表表示程序序计算机科科学与技技术系建模程序1：：输入输出黑色前前移白色后后移这个程序序非常简简单，它它告诉小小虫当读读到一个个黑色方方格的时时候就往往前走一一个方格格，当读读到一个个白色方方格的时时候就后后退一个个格。假设小虫虫所处的的世界的的一个片片断是：：黑黑黑黑白白白黑黑白白……，，小虫从从左端开开始。计算机科科学与技技术系建模现实世界界中的小小虫肯定定不会这这样傻的的在那里里无限循循环下去去。我们还需需要改进进这个最最简单的的模型首先，我我们知道道小虫除除了可以以机械地地在世界界上移动动以外，，还会对对世界本本身造成成影响，，因而改改变这个个世界。。比如虫虫子看到到旁边有有食物，，它就会会把那个个东西吃吃掉了。。在我们这这个模型型中，也也就相当当于我们们必须假假设小虫虫可以改改写纸带带上的信信息。计算机科科学与技技术系建模因而，小小虫可能能的输出出动作集集合就变变成了：：O={前移，后后移，涂涂黑，涂涂白}。。我们可以以把程序序1改为为比如：：程序2：：输入输出黑前前移白涂涂黑纸带：黑黑黑白白白白黑………小虫将会会不停的的重复上上面的动动作不断断往前走走，并会会把所有有的纸带带涂黑计算机科科学与技技术系建模小虫比起起真实世世界中的的虫子有有弱点：：给它固定定的输入入信息，，它都会会给你固固定的输输出信息息！每当当黑色信信息输入入的时候候，无论论如何它它都仅仅仅前移一一个方格格，而不不会做出出其他的的反应。。在现实环环境中遇遇到食物物：真实的虫虫子有两两种反应应：吃/不吃计算机科科学与技技术系建模这就是加加入小虫虫的内部部状态！！假设黑色色方格是是食物，，虫子可可以吃