大学计算机基础教学基本要求课件

《大学计算机基础课程教学基本要求》

解读教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会报告人:

xxx2015年xx月xx日7/5/20231提纲引言大学计算机基础教学的现状与发展趋势计算思维与大学计算机基础教学大学计算机基础教学目标和内容体系大学计算机基础教学课程体系教学质量保障体系7/5/20232信息技术深刻改变着人类的思维、生产、生活、学习方式移动通信、物联网、云计算、大数据计算思维成为人们认识和解决问题的基本能力之一大规模开放在线课程对传统教学的挑战大学计算机基础教学工作面临难得的历史发展机遇大学计算机基础教学面临的挑战有限课时挑战教学内容改革教学方法改革

引言7/5/20233教指委首先组织全体委员开展了大量的调研与研究工作以教育部高等教育司“大学计算机课程改革项目”研究为契机，组织近百所高校围绕若干重要问题展开深入研究。《基本要求》（白皮书）编写历程：7/5/20234《基本要求》（白皮书）编写历程：2013年7月30日:在哈尔滨召开起草小组成员第1次会议,组长为何钦铭，成员为郝兴伟、黄心渊、李波、卢虹冰、苏中滨、王浩、杨志强、张龙、张铭。2013年11月3日：在高校计算机课程教学系列报告会期间，起草小组成员第2次会议，确定课程基本要求内容框架2013年11月—2014年6月：开展各专题研究，陆续汇总形成初稿；2014年7月12日：在北京召开《教学基本要求》起草小组第3次工作会议，对白皮书内容结构和课程体系做了较大调整2014年7月29日：在济南召开《教学基本要求》起草小组第4次工作会议，讨论初稿2015年4月24－25日：在北京召开了起草小组第5次工作会议，进一步对基本要求的内容进行修改7/5/202352015年7月28日:起草小组第6次工作会议,部分反馈意见进一步讨论2015年8月29日：起草小组第7次工作会议，对“典型课程实施案例”进行修改。2015年7月29—30日：在第四届“计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会”，大范围征求意见。2015年11月28—29日：在高校计算机课程教学系列报告会期间，正式发布。《基本要求》（白皮书）编写历程：7/5/20236大学计算机基础教学的现状与发展趋势大学计算机基础教学的现状起步创始（70、80年代）：计算机程序设计普及阶段普及规范（90年代）：“文化基础—技术基础—应用基础”三个层次的课程体系深化提高（21世纪）科学、系统地构建计算机基础教学的“能力体系—知识体系—课程体系”，7/5/20237总体框架的确立“4个领域×3个层次”的知识体系系统平台与计算环境、算法基础与程序设计、

数据管理与信息处理、系统开发与行业应用“1+X”的课程设置方案教学体系的规范知识体系实验体系课程实施方案教学内容的提升以计算思维为核心的大学计算机基础课程教学改革教育部立项：大学计算机课程改革项目7/5/20238存在问题对于“大学计算机”作为通识型（基础类）课程的地位认识不足“大学计算机”课程内容的稳定性有待提高计算机基础教学的基础支撑作用体现得不够充分计算机基础教学水平的质量评价体系有待改进7/5/20239发展趋势课程定位将在通识教育的框架下进一步明确教学内容将围绕计算思维能力培养目标进行重组实施方案将结合不同高校的定位呈现多样化形态教学手段适应MOOC（大规模开放在线课程）的挑战和机遇教学成效评测将在大数据分析的基础上更为准确与科学7/5/202310计算思维与大学计算机基础教学实证思维、逻辑思维和计算思维计算机基础教学与计算思维计算机基础教学中计算思维培养重点是什么?需要梳理基础教学相关的计算思维核心概念,说明计算机基础教学中计算思维重点是什么在课程教学中如何落地?知识体系中各模块的计算思维掌握重点课程实施方案中的具体落实7/5/202311计算思维核心概念与分类

计算思维可通过熟练地掌握计算机科学的基础概念而得到提高计算的7类原理7类原理：计算机理的功能角度Computation：meaningandlimitsofcomputationCommunication：reliabledatatransmissionCoordination：cooperationamongnetworkedentitiesRecollection：storageandretrievalofinformationAutomation：meaningandlimitsofautomationEvaluation：performancepredictionandcapacityplanningDesign：buildingreliablesoftwaresystems7/5/202312计算机基础教学中的42个核心概念及分类分类（概念个数）关注点计算（3）可计算性和计算复杂性抽象（4）关注对象的本质特征自动化（7）信息处理的算法设计设计（6）可靠和可信系统的构建评估（5）复杂系统的性能评价通信（7）不同过程和对象间的可靠信息传递协调（5）多个自主计算实体间的有效配合和时序控制记忆（5）信息的表示、存储和检索7/5/202313分类相关核心概念掌握重点计算(3)计算模型、可计算性、计算复杂性了解计算发展的历史；了解图灵机、可计算性、计算复杂性等基本概念。抽象(4)抽象、抽象层次、概念模型、实现模型理解抽象及其过程；了解概念模型与实现模型；掌握利用概念模型对问题进行分析和建模；了解抽象层次及虚拟机概念。自动化(7)算法、程序；迭代、递归；启发式策略、随机策略；智能理解算法、程序概念；掌握迭代、递归等基本方法；了解典型问题算法求解策略。设计(6)分解、复合、折中；可靠性、安全性、重用性了解分解、复合、试错、折中等设计系统的基本方法；了解信息封装、接口、原型系统等概念；了解实现重用性、安全性、可靠性的思想。评估(5)评价指标与基准、瓶颈、冗余、容错、性能仿真了解度量系统性能的指标和常见方法；理解瓶颈、冗余、容错的概念；了解可视化建模与仿真通信(7)信息及其表示、信息量（熵）、编码与解码、信息压缩、信息加密、校验与纠错、协议理解信息编码思想；理解信息在计算机内的表示与存储方式。掌握基本编码方法；了解通信可靠性保障基本思想.协调(5)同步、并发、并行、事件、服务理解并发、并行、同步、死锁、事件、服务的概念；了解常见的协同策略与机制。记忆(5)数据类型、数据结构、数据组织、检索与索引、局部性与缓存理解常用数据类型和数据结构的概念；了解数据类型、数据结构与算法和程序的相互关系；掌握选择数据类型和数据结构的方法；了解提高数据管理、访问效率的常用方法。

7/5/202314大学计算机基础教学目标和内容体系教学目标将计算思维培养建立在知识理解和应用能力培养基础上，并从中养成较好的计算思维素质认知与理解计算系统和方法应用计算机技术分析解决问题的方法正确获取、评价与使用信息的素养基于信息技术手段的交流与持续学习能力7/5/202315知识领域：（1）系统平台与计算环境：信息与社会计算机系统计算机网络（2）算法基础与程序开发：计算模型算法与程序设计软件开发（3）数据管理与信息处理：数据组织与管理多媒体信息处理分析与决策7/5/202316考虑分类分层次教学需求，知识点分为三种类型核心1（统一必修）：绝大部分内容为各层次各类型学生必须要学习和掌握的知识内容核心2（分类必修）：一般要求每个学生必须掌握“核心2”知识内容的20%以上。扩展（按专业需求选择）：可以作为必修课程的扩展内容，也可以设计成选修课程7/5/2023177/5/2023187/5/2023197/5/2023207/5/202321实践能力培养教学质量落脚点和计算思维能力培养的重要体现落实在各个具体课程的教学组织过程中应重视课程实践项目的设计多设置综合型、设计型实验项目学科交叉型、自主型、开放型实验7/5/202322大学计算机基础教学课程体系大学计算机基础教学课程体系的演变（1）“三个层次”课程体系：

计算机文化基础:

“计算机文化基础”计算机技术基础:“计算机软件技术基础”“计算机硬件技术基础”计算机应用基础“计算机信息管理基础”“计算机辅助设计基础”7/5/202323(2)“1+X”课程体系：“大学计算机基础”+若干课程理工类：大学计算机基础、程序设计基础、微机原理与接口技术、数据库技术及应用、多媒体技术及应用、计算机网络技术及应用医药类：大学计算机基础、程序设计基础、数据库技术及应用、多媒体技术及其在医学中应用、医学成像及处理技术、医学信息分析与决策农林（水）类：大学计算机基础、程序设计基础、数据库技术及应用、计算机网络技术及应用、数字农（林）业技术基础、农（林）业信息技术应用7/5/202324“宽专融”课程体系及典型课程课程类型定位典型课程通识型课程认知与理解计算机系统和基本方法；培养基本信息素养大学计算机技术型课程适应不同类专业需求的计算机技术基础课程。深入理解和掌握计算机基本方法，培养掌握应用计算机技术分析解决问题的能力程序设计基础、数据库技术与应用、多媒体技术与应用、计算机网络技术与应用交叉型课程以不同专业内容为背景，直接面向专业应用能力培养服务电子商务技术基础、医学信息学、数字农业技术基础、生物信息学等7/5/202325典型课程：大学计算机教学内容：不同学校会有不同侧重点和内容组织方式计算机软硬件基础知识计算机网络基础操作系统基本知识程序设计与算法基础典型方案：基本型问题求解型系统型7/5/202326（1）基本型。基于宽度优先教学设计原则涉及知识内容广，可在原有“大学计算机基础”内容上适当裁减和组织，并在案例与教学方法上有所突破。（2）问题求解型。基于深度优先教学设计原则突出培养基于算法和程序设计的问题求解基本方法和能力。针对不同的学时需求，又可分“问题求解简约型”和“问题求解扩展型”。（3）系统型。基于宽度和深度兼顾的教学设计原则从计算思维培养角度组织和表述教学内容，在计算系统理解和问题求解方法上同时体现广度和深度的要求。一般课程学时要求比较多7/5/202327课程实施方案（附录）针对“宽专融”三种类型，给出14门典型课程的实施方案案例基本格式1、课程总体描述1.1课程定位与教学目标1.2授课对象与学时2、课程内容与教学要求3、课程实践教学4、课程考核5、计算思维培养7/5/20232814个典型课程实施案例

大学计算机:

4个案例基本型、问题求解型、系统型程序设计基础（C语言）程序设计基础（VisualBasic）程序设计基础（Python语言）计算机网络技术及应用数据库技术及应用多媒体技术与应用网络、群体与市场电子商务生物信息学数字农业技术基础7/5/202329教学质量保障体系课程体系围绕学校办学目标和人才培养定位应充分考虑学生计算思维能力的培养开展分类、分层的多样化教学7/5/202330教学环境与资源建设教学环境建设：多媒体教室计算机实验室（1：10)网络学习环境教材建设重视计算思维培养需求具有一定的先进性具有配套建设的数字化资源实验教材的配套建设完善推出一批交叉型课程的新型教材教学资源建设7/5/202331教学模式与方法以MOOC（包括SPOC）为代表的新教学模式研究其教学理念、教学设计、教学规律和适应对象尽快推出一批反映计算思维教学改革成果的在线开放课程资源积极探索混合式教学模式7/5/202332教育部大学计算机课程教学指导委员会与计算机类专业