计算机科学导论-教学大纲

PAGE7PAGE《计算机科学导论》教学大纲课程编号：课程名称：计算机科学导论适用专业：计算机科学与技术学时/学分：32/2先修课程：无后续课程：程序设计技术、数据结构、计算机网络、数据库、软件工程、操作系统开课院系：计算机与通信工程学院一、课程说明《计算机科学导论》课程是计算机科学与技术专业的学科基础课程平台的必修、考试课程，共2学分32学时。其中理论学时20，实验学时12。《计算机科学导论》是计算机科学与技术专业学生入学学习的第一门专业必修课，它构建在计算学科认知模型的基础上，并以计算机科学的内容为背景，从学科思想与方法层面对计算学科进行导引。本课程对计算机的起源和发展、计算机的应用领域，对数据与数制的各种表示、微型计算机的系统组成、程序设计语言翻译系统、操作系统、数据库原理、多媒体技术、计算机网络的相关概念、软件工程的基本概念、社会与职业道德以及相关新技术等内容进行导引性讲解，为学生正确认知计算学科提供方法和今后深入学习计算机相关课程作铺垫。通过导论的学习可以让学生更好的了解计算学科领域的基本内容及其相应的课程设置、计算学科中的核心概念、数学方法、系统科学方法、社会和职业问题等内容。二、课程目标1．通过学习本课程，使学生达到以下目标：（1）能了解计算机行业的技术标准和软硬件发展知识，具有一定的专业分析能力。能了解计算机复杂工程理论，学习计算机与社会之间的关系。具有系统分析能力，分析计算机复杂工程问题对社会影响的能力。能了解计算机相关的职业道德和法律法规。为今后的学习做一个良好的铺垫，从而具备专业人员的基本素养。（支撑毕业要求指标点6.2）（2）能了解计算机领域新技术，并分析计算机未来的发展趋势，从而对自身的未来发展有所规划，具有专业的发展眼光和正确的价值导向力。（支撑毕业要求指标点12.2）2.课程目标对毕业要求指标点的支撑关系表毕业要求指标点课程目标指标点6.2理解复杂工程问题的社会性因素，了解计算机领域相关技术标准、产业政策、法律法规。（1）能了解计算机行业的技术标准和软硬件发展知识，具有一定的专业分析能力。能了解计算机复杂工程理论，学习计算机与社会之间的关系。具有初步的系统观，具有分析计算机复杂工程问题对社会影响的能力。能了解计算机相关的职业道德和法律法规。为今后的学习做一个良好的铺垫，从而具备专业人员的基本素养。指标点12.2能够跟踪社会发展动态，对新事物、新问题保持敏感性和开放心态，不断学习和自我更新。（2）能了解计算机领域新技术，并分析计算机行业的发展趋势，从而对自身的未来发展有所规划，具有专业的发展眼光和正确的价值导向力。教学活动对课程目标的支撑关系表课程目标相关教学活动支撑课程目标说明（1）达成途径：通过讲授和随堂练习等环节进行课堂强化学习；通过作业、实验等环节进行巩固学习；通过期末考试进行学习总结。通过以上途径使学生掌握计算机软硬件相关知识，计算机网络的发展与应用、数据库、操作系统并能运用这些知识联系实际问题。评价方式：通过随堂练习、作业、实验、期末考试综合评价学生目标能力的达成程度。（2）达成途径：通过讲授和随堂练习等环节进行课堂强化学习；通过作业、实验等环节进行巩固学习；通过期末考试进行学习总结。通过以上途径使学生掌握了解计算的起源、计算机的产生和发展阶段；掌握计算机的概念、计算机科学与技术学科的知识体系。通过实验和作业，使学生具备专业的发展眼光和正确的价值导向力。评价方式：通过随堂练习、作业、实验、期末考试综合评价学生目标能力的达成程度。三、教学内容与产出目标1．理论部分序号主要教学内容教学产出目标学时教学方式课程目标概述（1）计算的历史；（2）计算机的由来；（3）计算机的应用领域及发展趋势；（4）计算学科；（5）计算系统的层次框架；（6）计算机对社会发展的影响；（7）计算机不同领域的职业机会；（8）计算机职业道德；（9）计算机知识产权（1）了解计算的起源、计算机的产生和发展阶段、中国计算机的发展历程、计算机的应用领域和发展趋势、计算学科的基本知识、计算机科学与技术学科的教育、信息化社会的挑战和计算机产业的发展；（2）掌握计算机科学与技术学科的知识体系。（3）能了解计算机相关的职业道德和法律法规。为今后的学习做一个良好的铺垫，从而具备专业人员的基本素养2课堂讲授、课后作业、查阅资料2计算机基础（1）数制及其转换；（2）数据存储的组织方式；（3）计算机中数的表示；（4）计算机中信息编码；（5）位运算。（1）理解数制的定义，熟悉并掌握数制之间的转换；（2）掌握二进制及二进制的基本运算；（3）了解数据的存储组织方式；（4）理解数制的定义，熟悉并掌握数制之间的转换；（5）了解计算机中信息的，掌握ASC=2\*ROMANII码的表示方式；（6）理解并掌握各种位运算，并能熟练进行运算。4课堂讲授、随堂练习、课后作业、实验、查阅资料1计算机系统计算机系统结构；计算机硬件系统；（3）计算机软件系统；（4）计算机性能指标；（6）计算机基本工作原理；（7）中国的超级计算机。（1）要求学生了解图灵和冯•诺依曼模型；（2）要求学生对计算机软硬件系统有个基本的认识；（3）要求学生掌握计算机的工作原理；（4）要求学生能够描述计算机如何通过指令的执行协调各部分进行工作；（5）要求学生学会结合多种因素对计算机进行性能评价。2课堂讲授、随堂练习、问题讨论、查阅资料2程序设计语言（1）程序设计语言概述；（2）程序设计语言的演化；（3）高级语言的类型；（4）面向过程语言的特性；（5）面向对象语言的特性；（7）程序设计语言的执行过程；（8）高级语言的发展历程。（1）理解程序设计语言库的基本概念；（2）了解机器语言和汇编语言的特点及作用；（3）掌握过程化语言的基本结构；（4）理解面向对象语言的基本特性。2课堂讲授、随堂练习、问题讨论、课后作业、实验、查阅资料2算法与数据结构（1）初始算法；（2）算法的描述工具；（3）算法的基本结构；（4）算法分析；（5）初识数据结构；（6）数据结构概述；（7）线性结构的基本概念；（8）树的概念；（9）图的基本概念。（10）人工智能（1）理解数据结构的基本概念；（2）掌握数据的三种结构（线性结构、树状结构、图状结构）；（3）掌握数据结构的基本操作；（4）了解经典算法的设计思路。2课堂讲授、随堂练习、问题讨论、课后作业、实验、查阅资料1操作系统（1）初识操作系统；（2）操作系统发展史；（3）操作系统的特征；（4）操作系统的功能；（5）操作系统的分类；（6）主流操作系统；（7）自主研发之路；（8）未来操作系统发展趋势。（1）掌握操作系统的地位和定义；（2）了解操作系统的发展史；（3）掌握微机操作系统的分类及典型代表；（4）理解掌握现代操作系统的特征和功能；（5）了解主流操作系统的特点。2课堂讲授、随堂练习、课后作业、实验、查阅资料1数据库基础（1）数据库系统概述；（2）数据库系统的体系结构；（3）数据模型；（4）关系数据库及表结构；（5）关系数据库及其设计；（6）常用数据库管理系统介绍；（7）相关新技术（8）国产数据库和我国自主创新之路。（1）理解数据库的基本概念和系统构成；（2）理解关系模型的基本术语和概念；（3）掌握数据库设计的几个主要步骤；（4）能简单实用结构化查询语言进行数据库操作。2课堂讲授、随堂练习、课后作业、查阅资料1软件工程（1）软件与软件危机；（2）软件工程概述及软件生命周期；（3）软件开发过程；（4）软件测试与维护；（5）软件成本估算；（6）软件开发规范与职业道德修养；（7）个人在团队中的作用个人与团队合作。（1）掌握软件工程的定义和基本原理。（2）掌握软件的开发模型和常用方法（3）了解软件开发的一般过程（4）了解软件项目的管理（5）理解团队的重要性，掌握如何在团队中发挥自己的作用；1课堂讲授、随堂练习、课后作业、实验、查阅资料2多媒体技术（1）初识多媒体技术；（2）文本处理技术；（3）动画处理技术；（4）数字图像处理技术；（5）数字音频处理技术；（6）多媒体数据压缩技术；（7）多媒体技术的新发展；（8）相关新技术（9）国产多媒体相关产品及公司和我国自主创新之路。（1）理解多媒体系统的概念和构成；（2）理解音频，图像，图形等相关技术的方法和原理；（3）理解色彩信息的表示和多媒体信息的编码技术，能够识别常见的多媒体文件类型。1课堂讲授、随堂练习、课后作业、实验、查阅资料2计算机网络（1）初识计算机网络；（2）计算机网络概述；（3）网络中间系统；（4）计算机局域网；（5）Internet基础知识；（6）相关新技术（7）国产网络相关产品和我国自主创新之路。（1）要求学生掌握计算机网络的基本概念；（2）要求学生了解计算机网络的组成；（3）要求学生掌握计算机网络的功能与分类；（4）要求学生能够了解网络协议和体系结构；（5）要求学生掌握Internet基础知识。2课堂讲授、随堂练习1实验部分实验名称（实验类型）实验目的实验内容基本要求实验设备学时安排方式对应教学目标实验一：计算机的组装（验证型）掌握计算机相关硬件知识计算机的组装、Windows安装、配置和管理打开机箱并连接电源、安装主板、安装驱动器、安装适配器卡、安装电缆、预防性维护、存储设备设置过程、自定义安装选项、启动顺序和注册表文件、多重启动、磁盘目录、Windows配置和管理、操作系统基本故障排除。装有OFFICE、RAPTOR且可以上网的计算机。2集中式分组实验；每组1人；讲授+现场指导1实验二：程序设计（设计型）了解程序设计的概念；掌握结构化程序设计的基本原则理解算法的概念，学会使用Raptor软件模拟实现算法，掌握常用的算法表示方法。能够使用流程图表示算法，用Raptor软件模拟实现算法。掌握常用的算法表示方法；对常用程序算法的流程图进行分析。4集中式分组实验；每组1人；讲授+现场指导1实验三：虚拟实验（验证型）掌握计算机外部结构、计算机内部原理、基于计算机求解实际问题等内容浮点数的精度、有效位和表示范围，数值型数据，汉字编码与汉字库实验，路由器连接虚拟实验，一条指令的执行过程实验等内容。加强学生对计算机底层的认知，使计算思维落地2集中式分组实验；每组1人；讲授+现场指导2实验四：数据库（设计型）掌握简单数据库和表的创建、查询数据库和表的创建，数据表的查询，窗体与报表的操作能够创建数据库，对数据表进行简单的操作2集中式分组实验；每组1人；讲授+现场指导1实验五：OFICE（设计型）掌握OFFICE的基本操作。能够运用现代工具及媒体信息检索技术以学生前期所掌握的内容为课题背景制作文档，实现《计算机科学导论》课程中所学知识与操作技能的综合训练，以培养学生综合应用能力。文档的综合规划，文字的录入2集中式分组实验；每组1人；讲授+现场指导2PAGEPAGE11四、课程考核内容及方式1．课程目标与考核内容课程目标考核内容（1）能了解计算机行业的技术标准和软硬件发展知识，具有一定的专业分析能力。能了解计算机复杂工程理论，学习计算机与社会之间的关系。具有系统分析能力，分析计算机复杂工程问题对社会影响的能力。能了解计算机相关的职业道德和法律法规。为今后的学习做一个良好的铺垫，从而具备专业人员的基本素养。1.计算机硬件系统的基础知识。2.计算机网络、操作系统、数据库、软件工程的基本概念3.算法和数据结构的基本概念。4.图像、音频等多媒体信息的处理方法。（2）能了解计算机领域新技术，并分析计算机未来的发展趋势，从而对自身的未来发展有所规划，具有专业的发展眼光和正确的价值导向力。1.计算机发展、应用和计算机模型、计算机新技术。2.数制及其数制之间的转换。3.程序设计语言。4.计算机软件开发人员的职业道德、规则、法律法规。5.图像、音频等多媒体信息的处理方法。2.课程目标与评价方式关系表课程目标考核与评价方式及成绩比例折合综合成绩分值SPOC成绩思科作业实验期末考试课程目标16050506057.5课程目标24050504042.5各环节原始分合计100100100100100各环节成绩占综合成绩比例15%5%20%60%1003．成绩评定方法及依据综合成绩评定方法为SPOC成绩、思科作业成绩、实验成绩、期末考试成绩。综合成绩构成比例如下表所示：SPOC成绩思科作业实验期末考试15分5分20分60分单元测验单元作业考试5分实验报告实验技能心得体会及讨论分析100分5分5分5分5分10分5分综合成绩构成的各个部分评价依据及评分标准如下：SPOC成绩评价依据：满分合计100分，占综合成绩构成比例的15%，共计15分。其中单元测验5分，评价依据为学生在计算机科学导论课程爱课程在线开放平台中的单元测验成绩，单元测验包括选择题、判断题，系统自动评分；单元作业5分，评价依据为学生在计算机科学导论课程爱课程在线开放平台中的单元作业成绩，每次作业完成后由学生进行互评，系统自动统计得分；爱课程考试5分，系统根据各环节比例进行自动评分。SPOC成绩由爱课程平台按以上三项成绩得分情况及构成比例自动计算。（2）思科作业评价依据：满分100分，占综合成绩构成比例的5%，评价依据为平台中的习题。思科平台根据学生提交答案进行自动评判给分。思科作业成绩根据学生实际得分按比例换算为百分制。（3）实验评价依据：满分合计100分，占综合成绩构成比例的20%。总共6次实验