《大学计算机基础》课程教学大纲

《大学计算机基础》课程教学大纲执笔人：王移芝鲁凌云编写日期：2015年7月一、课程基本信息1．课程编号：85L073T2．课程体系/类别：公共基础类/计算机课3．学时/学分：32/14．先修课程：无5．适用专业：本科各专业二、课程教学目标及学生应达到的能力随着计算机科学技术的飞速发展，社会对计算机人才培养的定位越来越高、对计算机应用人才的需求也发生了巨大变化。不再停留仅仅会用计算机，而是要像数学、物理一样，通过计算机的学习，构建思维能力，人人要学会像计算机科学家一样具有思考与解决问题的能力。大学计算机基础是为非计算机专业学生开设的第一门计算机基础课程，属于通识文化教育课程。主要涉及计算机文化素养和基础知识层面的内容和大学生必不可少的应用技能，是学习其他计算机相关技术课程的基础课。本课程的教学目标是通过本课程的学习，使学生加深对计算机科学的认知，系统地了解计算机软硬件技术与网络技术的基本概念；了解信息处理与程序设计方法；掌握典型计算机系统的基本工作原理、数据处理与管理，具备在网络环境下操作和信息处理的能力；具有较强的信息系统安全与社会责任意识。教学内容强调科学思想与方法的研究，注重知识学习的能力培养和解决问题的方法与能力的掌握。本课程的核心是使学生在了解计算机整体概念的基础上，加强计算机基础知识的学习，以思维能力培养和创新能力训练为目标，加强人才培养的针对性、应用性、实践性，提升学生的知识结构和能力素质，使学生具有初步使用计算机解决问题的能力以及掌握科学分析问题的方法，提高计算机文化素养，逐步构建计算思维能力。为后继计算机相关基础课程的学习打下必要基础。三、课程教学内容和要求课程内容共8章，32学时，其中理论教学为16学时、实验教学为16学时。由于本课程实践性很强，需要大量的实验才能达到融会贯通的效果。所以需要增加课外实验机时，建议提供1:2的课内与课外的实验比例，具体安排如下：（一）计算文化主要内容：从文化、信息与计算机文化角度介绍计算机的基础知识，了解计算机的发展历史、计算机的应用，了解计算机发展趋势与计算机研究新热点；介绍计算机有关安全的知识和典型案例，如计算机黑客、计算机犯罪、计算机病毒以及网络道德等知识，便于学生将计算机技术有效的用于工作、学习、生活之中；介绍网络环境下的计算机应用。通过学习使学生对计算机有一个整体的认识，增强计算机文化素养与学习兴趣，为后续计算机技术课程的学习打下良好的基础。本章学习重点是对计算机的认知、计算机安全知识和网络道德。学习难点是如何区分计算机黑客、计算机犯罪和计算机病毒，掌握网络环境的计算机应用。1.基本要求⑴了解计算机发展历史及相关知识；掌握本课程设置及各章内容结构及其相互关系。⑵了解计算机特点与研究的新热点，掌握网络环境的计算机基本应用。⑶在说明本课程的研究性教学方法与教学组织安排的基础上，体会本课程如何建立理论与实践之间的相互联系。⑷要求学生每4-6人组成一个课外学习小组，进行课后讨论和教学实践。2.学时分配课堂教学2学时，课外学时2学时。3.自学内容阅读主教材第1章“计算文化”，进一步体会和理解本章内容。4.实践内容⑴访问本课程的网站，了解网站的结构和提供的学习资源教学网站网址：⑵请上网查找并记录有关图灵奖和计算机方面获诺贝尔奖信息，列出美籍华人获奖者名单及其事迹。（二）计算基础主要内容：介绍数据在计算机中的表示方式以及存储方式，主要包括什么是数制、数制间的转换、计算机编码的概念及方式，位与字节的概念、存储单元的含义。通过学习使学生掌握数制间的转换，原码、反码与补码的应用，存储容量的换算；汉字编码、多媒体编码的基础知识。本章学习重点是计算机中数据的表示方式以及存储方式，数制间的转换。学习难点是原码、反码与补码的应用、汉字编码与多媒体编码知识。1.基本要求⑴了解数据在计算机中的组织形式、表示方式以及存储特征；理解什么是原码、反码与补码；掌握数制间转换的基本公式，原码、反码与补码之间的换算规律；了解汉字编码的基本原理。⑵本章核心是数制间的转换，分析在计算机中为什么要采用原码、反码与补码，理解数据在计算机中的组织存储特点。2.学时分配课堂教学2学时，课外学时2学时。3.自学内容⑴阅读教材第2章“计算基础”；⑵完成本章课外练习，进一步体会和理解本章内容。4.课外实践进入课程网站，通过在线测试系统抽取一套本章习题，进行练习以检测学习情况。（三）计算机硬件主要内容：本章主要介绍计算机硬件，包括计算机的系统结构与组成，并以微型计算机为例，介绍计算机系统的工作原理，重点介绍微处理器、内存储器、主板、总线、接口和常用的外部设备。通过学习使学生了解计算机的体系结构、工作过程、计算机运算基础、核心的计算机硬件设备，以及计算机指令的基本概念；理解冯•诺依曼设计的计算机体系结构。掌握微机系统结构、主板以及组装微机。本章学习重点是冯•诺依曼式计算机的基本思想和模型、微机基本组成结构。学习难点是计算机体系结构。1.基本要求⑴了解冯•诺依曼式计算机的基本思想和模型，掌握微机主板的基本结构和组成；理解存储系统的层次结构；掌握CPU、内存及高速缓冲存储器的特性和内在联系；掌握计算机的基本工作过程；掌握常用外部设备的使用方法，微机组装与基本维护方法。⑵了解微机主板结构，以及主要组成部件与功能结构。⑶本章重点是计算机硬件整体架构及重要硬件设备，理解冯•诺依曼计算机体系结构。2.学时分配课堂教学2学时，教学实践2学时，课外实验2学时。3.实验内容参观计算机硬件实验展台，了解计算机各个部件的功能结构和使用，通过实物进一步理解和掌握计算机的硬件设备，加深对本章内容的理解和掌握。4.课外学习与实践⑴阅读教材第3章“计算机硬件”；⑵进行微机组装练习，进一步体会和理解本章内容，打破对计算机的神秘感，通过触摸PC微型计算机硬件部件，感知真实的计算机，进一步了解计算机的功能、技术性能、技术指标和发展趋势等，学习计算机的应用方法，提高计算思维能力和动手能力。⑶上网查询有关图灵机的相关信息，包括设计思想、工作原理等，并结合现代微机写出自己的认识。（四）计算机软件主要内容：介绍计算机软件平台，操作系统的发展和特点，并以Windows7为基础，介绍操作系统主要功能模块，包括：CPU工作原理、文件管理和设备管理、应用程序的组织和管理。掌握操作系统的安装与配置，进程与程序的内在联系；磁盘维护与管理；文件夹的组织管理与建立、文件的组织与创建；常用软件的安装与使用等。本章学习重点是系统核心软件操作系统的功能结构，理解操作系统的层次结构和基本工作过程。学习难点是进程调度与管理。1.基本要求⑴了解软件分类、软件运行，以及软件与硬件之间的关系；掌握软件的发展和功能特点。⑵了解操作系统的发展、分类、功能特点，掌握典型操作系统的安装、配置与使用；理解进程和程序之间的关系和各自的功能和特点；理解操作系统的4个核心功能模块的含义，即处理机管理、存储管理、设备管理和文件管理；掌握应用程序的管理与运行、文件夹的管理与创建、文件的类型与访问权限；掌握并熟练使用Windows7系统。⑶本章核心问题是操作系统的进程管理和文件管理的工作原理，了解并掌握窗口图形工作方式和命令行工作方式，掌握文件夹与文件的组织管理。2.学时分配课堂教学2学时，教学实践2学时，课外实验2学时。3.实验内容⑴学习并掌握操作系统的安装与环境设置，并以Windows7为例，进行安装、环境配置，通过实际操练理解和掌握操作系统的安装与设置，加深对本章内容的理解和掌握；⑵创建个人文件夹，掌握文件组织与管理。4.课外学习与实践⑴阅读教材第4章“计算机软件”；⑵上网查询关于Linux操作系统相关资料，并用一段文字写出该技术的特点，以及自己的认识；⑶本章拓展实验：学习安装双系统，通过练习理解多用户系统平台的安装与配置。注意：这部分练习可以只对感兴趣的学生提供，不要求人人都做。（五）计算机网络主要内容：主要介绍网络基础知识、Internet基础、用户接入与上网方式，以及Internet应用。理解协议，了解TCP/IP协议，掌握IP地址和域名的概念及二者的关系，掌握ADSL与无线局域网接入，熟练地运用Internet典型应用，包括WWW浏览、搜索引擎、电子邮件等等。本章学习重点是计算机网络体系结构，以及典型应用的相关参数配置。学习难点是TCP/IP协议和IP地址与域名的关系。1.基本要求⑴掌握Internet基本知识，IP地址与域名之间的关系，WWW的访问机制；掌握Internet典型应用，如电子邮件的收发、文件的传输、搜索引擎；了解网络安全基础知识，防火墙的基本概念、功能及类型；掌握局域网的互联技术。⑵本章核心是IP地址与Internet应用，如无线局域网与ADSL的链接和配置、文件的上载和下载、电子邮件的收发、IE浏览器的使用、信息检索等。2.学时分配课堂教学2学时，教学实践2学时，课外实验2学时。3.实验内容⑴学习并掌握Internet应用，包括WWW浏览与检索、文件传输、E-mail的应用与配置，要求能熟练的进行邮件收发、文件传输；⑵掌握典型搜索引擎工具的使用，信息检索功能；⑶掌握无线局域网的链接与配置。4.课外学习与实践⑴阅读教材第5章“计算机网络”；⑵完成本章课外练习，进一步体会和理解本章内容；⑶本章拓展实验：局域网接入实验，主要目的：熟悉EIA/TIA568B和EIA/TIA568B两种接口标准，掌握双绞线的制作方法；能够使用简单的网线测线仪测试双绞线的连通性；掌握计算机与交换机之间的连接方法；了解TCP/IP协议的工作原理，理解Windows环境下加载TCP/IP协议的方法；掌握TCP/IP网络参数（IP地址、掩码、默认网关、DNS）的配置。（六）数据处理与管理主要内容：通过学习计算机数据的获取、处理和呈现方法，了解计算机各种信息的处理技术，重点掌握大数据时代，常用数据的处理方式，尤其是对大量数据的集中处理与管理。通过学习了解计算机数据处理的发展与分类，熟练掌握数据表的创建与维护；掌握数据库的基本概念、数据模型的建立、数据查询应用；了解并掌握SQL查询语言的基本使用。本章学习的重点是如何进行数据的组织和处理，理解数据库的应用价值。学习难点是数据模型的创建与数据查询应用。1.基本要求⑴了解数据处理与管理的含义和方法，掌握基本的数据处理的使用方法；掌握数据表的建立与维护；初步掌握小型数据库的建立与维护；熟练掌握SQL查询方法与应用。⑵本章核心是数据处理，表的建立与维护。难点是如何在数据库管理软件中应用SQL查询。2.学时分配课堂教学2学时，教学实践2学时，课外实验4学时。3.实验内容⑴学习并掌握应用程序的安装与运行，并以OfficeAccess为例进行实际练习；⑵熟练的利用Excel建立表格文档，并由Excel电子表生成Access数据表；⑶通过实例，构建简单的数据库系统，并通过SQL进行查询；⑷针对学生的基础进行集中或个别辅导，如案例教学和专题讲座；⑸加强学生动手能力的培养，通过实际操练理解和掌握计算机数据处理的过程与相关软件的使用。4.课外学习与实践⑴阅读教材第6章“数据处理与管理”；⑵完成本章课外练习，加深对本章内容的理解和掌握；⑶上网查询有关小型数据库管理系统的应用，尝试着构建个人财务收支数据库管理系统。（七）算法与程序设计主要内容：介绍软件开发基础知识，了解算法与算法描述的基本思想和方法，掌握结构化程序设计基本思想与方法，程序设计的三种基本结构；理解排序算法、查找算法的基本思路。通过学习了解何谓算法，初步掌握算法和程序设计的思想。通过学习了解并掌握问题求解基本过程，为利用计算机解决问题奠定一定的基础。本章学习重点是算法设计得重要性、算法的表示方法、程序设计的步骤和方法。学习难点是问题求解算法设计。1.基本要求⑴了解利用计算机问题求解的基本过程；理解什么是算法、算法设计与算法描述；掌握程序设计的三种基本结构，即顺序结构、选择结构和循环结构；了解基本数据结构与常用算法，掌握问题求解的基本过程，会进行简单的程序设计。⑵本章核心是算法描述、程序设计的基本方法和三种基本结构，分析结构化程序设计的优点与不足，了解算法在程序设计中的意义及特点，掌握算法描述与程序设计思想与基本方法。2.学时分配课堂教学2学时；教学实践2学时；课外实验2学时。3.实验内容典型算法案例分析，学习程序设计，熟练掌握结构化程序设计的三种结构。要求通过实际问题（问题由自己设定），从算法分析到程序设计，进行问题求解全过程的设计与分析，写出算法分析与程序设计实验报告。4.课外学习与实践⑴阅读教材第7章“算法与程序设计”；⑵完成本章课外练习，进一步体会和理解本章内容；⑶进入课程网站，通过在线测试系统抽取一套本章习题，进行练习以检测学习情况。（八）Python程序设计基础主要内容：介绍计算机语言、程序与Python的发展与应用。了解Python常量、变量、表达式、语句和函数的基本应用。掌握调试程序的命令行与程序模式的两种基本方法。并以第7章中的应用案例为实践内容，编写与调试程序，实现与验证算法。通过学习进一步深化对数据处理、问题求解的算法描述与实现。本章学习重点是了解计算机解题全过程，掌握算法实现的基本方式与方法。学习难点是如何调试程序，解决语法与逻辑错误。1.基本要求⑴了解计算机语言，计算机语言与程序设计之间的关系，算法实现与验证；掌握Python程序的基本编写规则，从算法描述、算法实现到算法验证。掌握程序设计的三种基本结构的应用，理解调试程序的解释方式与编译方式，熟练的运用Python程序方式，掌握求解问题从问题描述、算法描述到算法实现。⑵本章核心是Python程序设计，通过Python了解计算机语言、初步掌握通过Python程序验证算法设计的正确性。2.学时分配课堂教学2学时，教学实践2学时，课外实验2学时。3.实验内容⑴学习并掌握Python程序的调试方法，会处理解决一般语法错误；⑵调试程序求解三角形面积，理解程序的顺序、选择与循环三种结构。4.课外学习与实践⑴阅读教材第8章“Python程序设计基础”；⑵完成本章课外练习，进一步体会和理解本章内容；⑶本章拓展实验：编写求解最大公约数的解题全过程。（九）问题求解综合应用案例解析主要内容：本章作为拓展学习，主要综合数据处理与管理、算法与程序设计、Python程序设计基础等三章的学习内容，进行相关应用案例分析。包括典型算法应用、数据库建立与数据查询，同时为拓展学习的乐趣与计算机求解问题的趣味性，增加了对图形的应用，介绍Python的简单图形制作。通过综合应用使我们更加深入的理解和掌握所学知识，掌握问题求解基本过程，理解图形程序的编写，逐步提升计算思维能力，为后续计算机课程的学习奠定良好的基础。本章学习重点是了解计算机解题全过程，掌握算法实现的基本方式与方法。学习难点是算法与程序设计。1.基本要求⑴了解如何利用Access建立数据库，利用设计视图建立数据表和导入Excel表等应用。掌握Access数据表的维护，灵活运用SQL查询，创建SQL查询表。掌握求解问题从问题描述、算法描述到算法实现的全过程。了解并学习海龟绘图法，初步掌握Python简单图形的绘制。⑵本章核心是问题求解综合应用，一是会建立数据表与维护数据表；二是根据给定的实际问题，能够从算法与程序设计的角度，对问题进行分析，建立算法的数学模型，并能够正确的表示算法，最后运用Python编写源程序，调试运行以验证算法。2.学时分配课堂教学2学时，教学实践2学时，课外实验4学时。3.实验内容⑴学习并掌握Access创建数据库，熟练运用设计视图创建与维护表；⑵求解n！，包括算法描述、Python程序，通过调试运行验证算法设计的正确性，要求分别用自然算法和递归算法解决。4.课外学习与实践⑴阅读教材第9章“问题求解综合应用案例解析”；⑵完成本章课外练习，进一步体会和理解本章内容；⑶本章拓展实验：利用Python图形功能，绘制八角星与二元函数图。要求描述解题全过程。建议各章知识点安排参照，如表1所示。表1“大学计算机基础”课程知识点结构序号知识单元（章节）知识点要求推荐学时1计算文化信息与计算机文化了解2计算机的发展历史与基础知识理解计算机发展趋势与计算机研究新热点理解网络时代的计算机应用掌握计算机安全知识掌握上网了解图灵奖与计算机安全（实践1）掌握22计算基础计算机为何采取二进制了解2数据在计算中的组织形式理解数制间的转换掌握原码、反码和补码掌握计算机编码理解数制转换与编码实验（实践2）掌握23计算机硬件冯•诺依曼体系结构计算机了解2微机主板的基本结构和组成掌握虚拟存储、存储系统的层次结构理解CPU、内存及高速缓冲存储器掌握计算机基本工作原理掌握计算机网络结构与组成了解计算机硬件平台实践（实践3）掌握24计算机软件软件基础了解2操作系统基础掌握处理器管理理解存储管理、设备管理、文件管理理解Windows的发展、分类与配置理解双系统安装与配置（实践4）掌握25计算机网络网络基础了解2Internet基础掌握用户接入与上网方式掌握Internet应用掌握网络认知与配置（实践5）掌握26数据处理与管理认识数据了解2数据处理与呈现的含义和方法掌握数据处理基础掌握数据库管理基础理解结构化数据库掌握结构化查询语言——SQL 理解数据表的建立与维护（实践6）掌握27算法与程序设计算法和算法设计理解2算法描述与流程图绘制理解程序设计基础掌握程序设计的三种结构掌握程序设计（实践7）掌握28Python基础计算机语言理解2Python发展与特点理解常数、变量和表达式掌握数据类型、语句与函数掌握Python程序设计（实践8）了解29问题求解综合应用（拓展学习）数据库管理系统应用案例解析理解课外练习常用算法案例解析理解Python简单图形处理与案例解析理解综合应用（实践9）掌握课外练习四、课程教学安排本课程作为大学本科各个专业的公共计算机基础课程，重点介绍计算机的基本理论、基本应用，强调计算机应用能力的训练和实践动手，提高学生应用计算机解决问题的能力与自主学习能力，建立创新意识，掌握问题求解分析能力与学习能力，逐步构建计算思维意识。本课程的主讲教材提供了本大纲规定的各章节教学内容、各章后附练习题以及配合各章内容的学习与实验指导辅助教材。在辅助教材中提供基础实验、拓展实验和综合应用示例，便于分类分层进行分级教学。同时，附有课程重点、难点与应用案例的微视频。由于本课程内容丰富、涉及面广，加上学生自身计算机应用基础的差异性较大等问题，所以本课程的大部分内容需要学生通过自学完成，教师在课内进行概括性提示、案例示范教学。（一）课堂讲授在多功能教室中采用电子教案授课，授课时以基本知识点为主结合计算机的特点，边讲、边演示，尤其是随着计算机的发展，注意引入学科新知识、新动态，提高授课质量，加大课堂信息量。注意：授课内容的先后顺序不受教材章节的限制，教师可根据具体情况安排教学内容的先后顺序。（二）作业练习本课程每章附有内容复习，包括简答题、填空题、选择题和操作题，还提供课外阅读，其各章习题的答案见课程网站。由于本门课程实践性较强，布置适当的笔头作业，并付以适当的实验作业。作业批改方式可采用习题课集体批改、电子邮件、网上时实交互等方式。（三）教学实验在网络环境下以Windows7为平台，配备课程的教学大纲、电子教案、网络课程、案例库、素材库等教学资源进行教学实践，加强课程的综合应用，以案例驱动为主进行实验设计，并要求写出实验报告，突出思维能力培养。（四）翻转课堂增加课堂讨论环节。结合教学要求和学生的