大学计算机-计算思维与信息技术 教学大纲

大学计算机---计算思维与信息技术教学大纲课程名称：大学计算机---计算思维与信息技术英文名称：UniversityComputer---ComputationalThinkingandInformationTechnology课程编号：F904042051学

分：1.5总学时/课内实践学时：32/14课程性质：必修课程开课单位：信息与电气工程学院适应对象：计算机科学与技术专业1课程简介“大学计算机---计算思维与信息技术”课程是高等学校计算机基础教学核心课程，是大学通识教育的重要组成部分，通过理论学习和实验环节，使学生能够以典型的计算思维分析实际问题，进一步掌握运用计算机技术解决科学问题的思维和方法，使学生在各自的专业中能够有意识地借鉴、引入计算机科学中的一些理念、技术和方法，利用计算机、认识并处理可能出现的问题，为各专业的后续计算机能力和素养的需求提供必要的思维和能力储备。本课程引领式隐性引入课程思政，引导学生树立正确的“三观”，培养学生的家国情怀、辩证思维和工匠精神，实现知识传授、能力培养与价值引领的有机融合。2课程目标思政目标：注重科学思维方法训练，引导学生树立正确的“三观”，培养学生的家国情怀、辩证思维和工匠精神，实现知识传授、能力培养与价值引领的有机融合。知识目标：理解信息在计算机内的表示、计算机硬件系统和软件系统基础、数据的组织、管理与挖掘、计算机网络基础、信息安全与信息伦理方面的基本知识和技术。理解和掌握算法基础、程序设计基础。掌握WPSOffice办公软件中文字、表格、演示的常用操作。能力目标：培养学生的计算机科学素养、计算思维能力，提高学生的计算机问题求解能力和计算机应用能力。3课程教学安排课程共有9项教学内容，共32学时（理论授课18学时+上机实验14学时），具体安排如下。1．计算与计算思维（1）计算工具的演变（2）计算模型与计算机（3）计算思维（4）新的计算模式了解计算机的发展史、计算机的特点、应用和分类；了解计算与计算思维的概念及其重要性。理解计算与计算思维的内涵及其重要性。掌握图灵机、冯·诺依曼机两种计算模型。重点：图灵机、冯·诺依曼机两种计算模型。难点：计算思维的内涵。思政元素：通过我国计算机的发展史，让学生逐步认识我国当前计算机领域面临的“卡脖子”难题，引导学生将自我价值实现与服务国家重大战略需求、建设世界科技强国的时代使命结合，为民族复兴贡献力量。2.0和1和思维——信息在计算机内的表示（1）数值编码表示（2）字符编码表示（3）汉字编码表示（4）多媒体编码表示理解信息在计算机内表达方式，理解0和1的思维。掌握各种数据在计算机中的基本表示和存储，包括数制（进制）、数值、字符、汉字和多媒体信息。重点：数据在计算机中的基本表示和存储。难点：理解0和1的思维。思政元素：在讲解计算机各类编码知识时，培养学生准确的表达能力、严谨的科学态度和精益求精的工匠精神。3.系统思维——计算机系统基础（1）计算机系统的基本概念（2）计算机操作系统（3）处理器系统（4）存储器系统（5）总线、主板和输入/输出系统（6）文件管理系统了解微型计算机的结构。理解指令和指令系统的概念、计算机的工作原理和体系结构、操作系统的管理功能、方法和思想。掌握计算机系统的基本组成、计算机的硬件系统组成、操作系统的基本知识。重点：微机的硬件系统组成、操作系统的基本知识。难点：操作系统的管理功能。思政元素：通过计算机系统的硬件系统和软件系统这个有机整体，培养学生大局意识、核心意识。计算机系统这个整体，可以看着计算机的大局，在计算机各局部的配置决定着计算机的整体—大局的性能。要从计算机整体性能-大局出发-做顶层设计，局部要为大局着想，要克服自身短板，为大局做贡献，要有大局意识。4.算法思维——问题求解的核心（1）算法的概念（2）算法的设计与分析（3）算法的实现——程序设计语言了解算法的概念、分类、应具备的特征，了解程序设计语言的分类、语言处理程序的作用以及常用的高级语言。了解分治法、贪心法和动态规划法；了解算法的复杂度。理解计算机问题求解中的数学建模，初步理解计算机解决问题的自动实现过程。理解和掌握常用的算法设计策略的穷举法、回溯法和递归法以及算法的描述方法；重点：常用的算法设计策略——算法思想。难点：计算机问题求解中的数学建模思想。思政元素：通过算法设计方法的讲解，让学生感悟换位思考、慈悲待人的美德，培养学生精益求精的工匠精神、严谨的科学态度和创新意识。

5.数据思维——数据的组织、管理与挖掘（1）数据结构基本知识（2）文件系统基本知识（3）数据库基本知识（4）数据仓库与数据挖掘基本知识了解集合、线性结构、树和图四类基本结构，文件系统、数据库、大数据、数据仓库与数据挖掘的初步知识。理解和掌握计算机中数据的组织与管理方式和思想。重点：理解计算机中数据的组织与管理框架。难点：大数据、数据仓库与数据挖掘的内涵。思政元素：通过大数据和数据挖掘的应用案例，告诫学生将来的工作岗位中一定要遵守相应的制度与规定，约束和指导自己的行为，严守道德底线，培养学生树立高尚的职业道德。6.网络化思维——信息的开放、协作与分享（1）网络的基本知识（2）Internet基本知识（3）物联网了解计算机网络的定义、分类、组成与功能、局域网的特点和组成、局域网组网的常用技术、Internet提供的主要服务，了解物联网的基本应用。理解网络通信协议的基本概念、OSI/RM模型及各层的主要功能和基于网络的思维。掌握网络的主要拓扑结构。万维网与浏览器的使用、电子邮件与OutlookExpress的使用。重点：网络通信协议的基本概念、网络的主要拓扑结构和基于网络的思维。难点：因特网的通信协议、地址概念的理解。思政元素：在网络知识讲解过程中可以将团队协作，合作过共赢的理念作为德育培养目标，引导学生如何在软件开发中进行团队协作攻关、合作共赢，这也是将来每个学生进入职场后要必须学会处理的问题。7.伦理思维——信息安全与信息伦理（1）信息安全（2）信息伦理了解信息安全的概念、计算机病毒防范、网络安全措施、数据加密技术；信息伦理的产生、信息伦理准则与规范、计算机伦理、网络伦理与信息产业人员道德规范、知识产权初步知识。理解信息伦理准则与规范、病毒传播机理、黑客攻击策略。掌握常用的计算机病毒防范和网络安全措施。重点：常用的计算机病毒防范和网络安全措施。难点：病毒传播机理、黑客攻击策略、数据加密技术。思政元素：通过让学生搜索关键字：软件著作权、计算机软件保护条例、中华人民共和国著作权法、软件知识产权案例、百度败诉MP3，爱国者诉东芝专利侵权案等等，介绍1—2个与软件知识产权相关的案例，谈谈对此的认识和看法，让学生深入到真实发生的侵权案件中，一是提醒学生对法律应存敬畏之心，二是可以提升学生自我知识财产保护意识，三是让学生明晰他人知识产权不可侵犯。再从互联网法律、二进制中0和1的含义，引申到学生在做人做事中，对善恶、非黑即白的看法，触发学生的思考，提醒学生要辨清黑白、明晰善恶，做一名知法、懂法、守法的合格公民。8.WPS文字处理（1）文档的编辑与排版（2）表格操作（3）图文混排（4）项目实例——求职档案重点：掌握WPS文字的编辑排版、表格处理和图文混排。难点：目录的制作。9.WPS表格处理（1）信息的编辑与排版（2）图表应用·创建图表：嵌入式图表和图表工作表。·图表编辑：编辑图表对象、改变图表类型和数据系列、图表的移动和缩放。（3）数据库应用·数据排序操作：简单排序和复杂排序。·数据筛选操作：自动筛选和高级筛选。·数据分类汇总和建立数据透视表操作。理解WPS表格的基本概念。掌握工作簿的编辑、图表和数据库的应用。了解WPS表格操作环境的设置及其高级技巧。重点：掌握工作簿编辑排版、工作表的格式化、图表和数据库的应用。难点：高级筛选的使用。10.WPS演示文稿制作（1）演示文稿编辑：插入对象、外观修饰（2）设置动画与超级链接（3）放映、打包与打印掌握演示文稿的建立和编辑、设置动画与超级链接及外观修饰。重点：设置动画与超级链接。难点：演示文稿多种放映方式和动画效果的综合使用。4课内实践教学内容及要求“大学计算机（1）”课内实践教学共14学时。5课程考核与评价课程总成绩＝平时成绩×24%+期末卷面成绩×56%+实验成绩×20%6课程学习资源[1]薛红梅，申艳光.大学计算机——计算思维与信息技术,清华大学出版社,2023.09[2]申艳光等.中国大学视频公开课官方网站“爱课程”网（）“心连‘芯’的思维之旅”7说明本课程大纲自2023级开始执行，生效之日原先版本均不再使用。✦参考书籍✦

书名：大学计算机——计算思维与信息技术ISBN：9787302641469作者：薛红梅、申艳光定价：39元以计算思维为主线，融入课程思政，培养工程能力，配套清览云题库，实验实训素材，电子课件

内容简介本书按照教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会编制的2022版《新时代大学计算机基础课程教学基本要求》编写，特别关注学生计算思维能力的培养，将课程内容中的相关知识进行提炼，构建从知识到计算思维意识的桥梁，既强调教材的基础性和系统性，又注重内容宽度和知识深度相结合，通过把科学思维的要素、方法融入问题和案例，从问题分析着手，强调面向计算思维的培养，从而提升学生主动使用计算机解决问题的意识和计算思维的能力。本书分理论篇和实验实训篇，其中理论篇包括7章，主要介绍计算与计算思维、0和1的思维、系统思维、算法思维、数据思维、网络思维、伦理思维，围绕现代工程师应具备的素质要求，每章后还有基础知识练习和能力拓展与训练，从多方位、多角度培养学生的工程能力；实验实训篇包括4章，精心设计了典型案例，讲解WPSOffice办公软件的文字处理、表格处理、演示文稿制作的各项功能，并配有相应的实验实训和讲解视频。此外，为便于读者学习，对于一些重点、难点和抽象的知识点，本书提供了动画短片，可以通过二维码进行在线学习，并配备了丰富的教学课件。本书既可作为高等学校和相关计算机技术培训的教材，也可供办公自动化从业人员参考之用。理论篇第1章计算与计算思维31.1计算工具的演变31.1.1手工时代31.1.2机械时代41.1.3机电时代41.1.4电子时代51.2计算模型与计算机81.2.1图灵机81.2.2冯·诺依曼机101.2.3计算机的主要特点101.2.4计算机的主要应用111.3计算思维121.3.1计算思维的概念121.3.2计算思维的本质121.3.3计算思维的特征131.3.4计算思维中的思维方式141.4新的计算模式16基础知识练习18能力拓展与训练19第2章0和1的思维——信息在计算机内的表示202.1数值的编码表示202.1.1数制的概念202.1.2常用计数制的表示方法212.1.3不同进制数之间的转换222.1.4进制数在计算机中的表示242.1.5计算机的逻辑运算262.1.6十进制数的二进制编码272.2字符编码表示282.3汉字编码表示292.4多媒体编码表示312.4.1多媒体的基本概念312.4.2多媒体处理的关键技术322.4.3音频数字化的编码表示332.4.4图像数字化的编码表示342.4.5视频数字化的编码表示35基础知识练习36能力拓展与训练37第3章系统思维——计算机系统基础383.1计算机系统的基本概念383.1.1计算机硬件系统393.1.2计算机软件系统393.2计算机操作系统443.2.1操作系统的基本概念与作用453.2.2操作系统用户接口463.2.3常用的操作系统463.2.4操作系统的管理功能473.2.5操作系统中的计算思维503.2.6我国操作系统的发展513.3处理器系统513.3.1处理器的结构组成523.3.2CPU的主要性能指标533.3.3计算机的基本工作原理533.4存储器系统543.4.1存储单位553.4.2内存储器553.4.3外存储器563.4.4存储体系583.5总线、主板和输入/输出系统593.5.1总线系统593.5.2系统主板603.5.3输入/输出设备613.5.4计算机的启动过程633.6文件管理系统653.6.1文件与文件系统653.6.2文件的命名663.6.3文件目录与目录结构67基础知识练习69能力拓展与训练69第4章算法思维——问题求解的核心724.1算法的概念724.1.1什么是算法724.1.2算法的分类734.1.3算法应具备的特征744.2算法的设计与分析744.2.1问题求解的步骤744.2.2数学建模754.2.3算法的描述774.2.4常用的算法设计策略794.2.5算法分析924.3算法的实现——程序设计语言944.3.1程序设计语言的分类954.3.2语言处理程序964.3.3常用的高级语言97基础知识练习99能力拓展与训练100第5章数据思维——数据的组织、管理与挖掘1035.1数据的组织和管理1035.1.1数据结构1035.1.2文件系统和数据库1095.2挖掘数据的潜在价值——数据仓库与数据挖掘1115.2.1大数据1125.2.2数据挖掘1135.2.3数据仓库115基础知识练习116能力拓展与训练116第6章网络思维——信息的开放、协作与分享1186.1计算机网络的基本知识1186.1.1计算机网络的基本概念1186.1.2计算机网络的拓扑结构1196.2计算机网络硬件1226.3计算机网络软件1266.3.1计算机网络软件的组成1266.3.2计算机网络协议的概念1266.3.3OSI/RM参考模型1276.3.4TCP/IP1286.4Internet概述1306.4.1Internet在中国的发展1316.4.2Internet的IP地址1316.4.3Internet的域名系统1326.4.4Internet提供的主要服务1346.5物联网概述136基础知识练习137能力拓展与训练137第7章伦理思维——信息安全与信息伦理1417.1信息安全1417.1.1信息安全的概念1417.1.2计算机病毒及其防范1417.1.3网络安全1447.1.4数据加密1467.2信息伦理1477.2.1信息伦理的产生1487.2.2信息伦理准则与规范1487.2.3计算机伦理、网