计算机导论（第5版） 课件 第2章-计算机专业知识体系

计算机导论第2章计算机专业知识体系目录CONTENTS03计算机专业实践教学体系01计算机专业学生应具备的能力和素质02计算机专业知识体系计算机专业学生应具备的能力和素质专业认证对学生能力和素质的要求；教学质量标准对学生能力和素质的要求/01专业认证对学生能力和素质的要求计算机类专业是工科专业，属于工程教育范畴。国际上最有影响的工程教育专业认证组织是《华盛顿协议》组织，只要通过一个成员的专业认证，就会得到其他签约成员的认可。2016年6月2日，我国成为《华盛顿协议》组织的正式成员。《华盛顿协议》组织制定有毕业要求框架，作为其成员制定实质等效毕业要求标准的参照点。各成员应参照《华盛顿协议》组织制定的毕业要求框架制定工程教育认证毕业要求。2021年6月21日颁布了最新的毕业要求框架(第4版)。专业认证对学生能力和素质的要求我国近年来积极推进工程教育专业认证工作，由中国工程教育专业认证协会组织实施。2022年7月公布了最新版的《工程教育专业认证标准》。《工程教育专业认证标准》要求申请认证的专业必须具有公开的、符合学校定位的、适应社会经济发展需要的培养目标，应有明确、公开、可衡量的毕业要求，毕业要求应支撑培养目标的达成。毕业要求应完全覆盖12个方面的知识、能力与素质基本要求。专业认证对学生能力和素质的要求专业认证12个方面的基本要求1-工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题；2-问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论；3-设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素；专业认证对学生能力和素质的要求专业认证12个方面的基本要求4-研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论；5-使用现代工具：能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性；6-工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任；专业认证对学生能力和素质的要求专业认证12个方面的基本要求7-环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响；8-职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任；9-个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色；专业认证对学生能力和素质的要求专业认证12个方面的基本要求10-沟通：能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流；11-项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用；12-终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。专业认证对学生能力和素质的要求专业认证12个方面的基本要求这12条毕业要求，前5条主要是专业知识、专业能力方面的要求，后7条主要是与专业相关的综合能力、素质要求。学好专业知识、培养专业能力固然重要，只做到这些还不够，综合考虑对社会与环境的影响、严格遵守职业道德和规范、处理好个人和团队的关系、良好的沟通交流能力、必要的项目管理能力、终身学习意识与能力对于做好专业工作，特别是解决好复杂工程问题至关重要。教学质量标准对学生能力和素质的要求2018年1月教育部发布了《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，这是我国发布的第一个高等教育教学质量国家标准。《标准》明确了包括计算机类专业在内的92个本科专业类的培养目标和培养规格等内容。教学质量标准对学生能力和素质的要求《教学质量国家标准》对计算机类专业人才培养目标的描述具有良好的道德与修养，遵守法律法规，具有社会和环境意识。掌握数学与自然科学基础知识以及与计算系统相关的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法。具备包括计算思维在内的科学思维能力和设计计算解决方案、实现基于计算原理的系统能力。能清晰表达，在团队中有效发挥作用，综合素质良好。能通过继续教育或其他的终身学习途径拓展自己的能力。了解和紧跟学科专业发展，在计算机系统研究、开发、部署与应用等相关领域具有就业竞争力。计算机专业知识体系计算机科学与技术专业；软件工程专业、网络工程专业；信息安全专业；物联网工程专业/02计算机科学与技术专业知识体系培养目标：培养学生将基本原理和技术运用于计算机科学研究以及计算机系统设计、开发与应用等工作的能力。教学内容：包含数字电路、计算机系统结构、算法设计、程序设计语言、软件工程、并行分布计算、智能技术、计算机图形学、人机交互等知识领域的基本内容。计算机科学与技术专业知识体系核心课程：计算概论（计算机导论）、程序设计基础、集合论与数理逻辑、图论与组合数学、代数结构与初等数论、数据结构、操作系统、计算机组成原理、数字逻辑与数字电路、计算机网络、编译原理、数据库原理、算法设计与分析、人工智能、计算机图形学等。软件工程专业知识体系培养目标：培养学生将基本原理和技术运用于对复杂软件系统进行分析、设计、验证、确认、实现、应用和维护以及软件系统开发管理等工作的能力。教学内容：包含软件建模与分析、软件设计与体系结构、软件质量保证与测试、软件过程与管理等知识领域的基本内容。软件工程专业知识体系核心课程：计算概论（计算机导论）、程序设计基础、面向对象程序设计、软件工程导论、离散结构、数据结构与算法、工程经济学、团队激励与沟通、软件工程职业实践、计算机系统基础、操作系统、数据库概论、网络及其计算、人机交互的软件工程方法、软件工程综合实践、软件构造、软件设计与体系结构、软件质量保证与测试、软件需求分析、软件项目管理等。网络工程专业知识体系培养目标：培养学生将基本原理和技术运用于计算机网络系统规划、设计、开发、部署、运行、维护等工作的能力。教学内容：包含数字通信、计算机系统平台、网络系统开发与设计、软件安全、网络安全、网络管理等知识领域的基本内容。核心课程：计算概论（计算机导论）、离散数学、计算机原理、计算机程序设计、数据结构、操作系统、计算机网络、数据通信、互联网协议分析与设计、网络应用开发与系统集成，路由与交换技术、网络安全、网络管理、移动通信与无线网络、网络测试与评价等。信息安全专业知识体系培养目标：培养学生将基本原理和技术运用于信息安全科学研究、技术开发和应用服务等工作的能力。教学内容：信息科学基础、信息安全基础、密码学、网络安全、信息系统安全、信息内容安全等知识领域的基本内容。信息安全专业知识体系核心课程：计算概论（计算机导论）、信息安全导论、信息安全数学基础、模拟电路与逻辑、程序设计、数据结构与算法、计算机组成与系统结构、EDA技术及应用、操作系统原理及安全、编译原理、信号与系统、通信原理、密码学、计算机网络、网络与通信安全、软件安全、逆向工程、可靠性技术、嵌入式系统安全、数据库原理及安全、取证技术、内容安全等。物联网工程专业知识体系培养目标：培养学生将基本原理和技术运用于物联网及其应用系统的规划、设计、开发、部署、运行、维护等工作的能力。教学内容：电路与电子技术、标识与感知、物联网通信、物联网数据处理、物联网控制、物联网信息安全、物联网工程设计与实施等知识领域的基本内容。物联网工程专业知识体系核心课程：计算概论（计算机导论）、离散数学、程序设计、数据结构、计算机组成、计算机网络、操作系统、数据库系统、物联网通信技术、RFID原理及应用、传感器原理及应用、物联网中间件设计、嵌入式系统与设计、物联网控制原理与技术等。计算机专业实践教学体系课程实验；课程设计；研发训练；毕业设计/03计算机专业实践教学体系实践教学的作用实践教学是计算机专业培养方案和教学计划的重要组成部分，实践教学与理论教学相辅相成。实践教学对于学生深入理解理论课程的内容，提高实践能力和综合运用所学知识解决实际问题的能力，培养创新意识和团队精神具有十分重要的作用。实践教学的主要形式一个完备的实践教学体系主要包括课程实验、课程设计、研发训练、毕业设计（论文）等层次的实践教学活动。教学质量国家标准中要求4年总的实验当量不少于2万行代码。计算机专业实践教学体系实践教学的主要形式—课程实验课程实验是与理论教学课程配合的实验课程，主要是以单元实验为主，辅以适当的综合性实验，与学科基础课程的理论知识体系共同构成本学科专业人才应具备的基础知识和基本能力。课程实验中的单元实验主要是为配合理论课程中某个知识点的理解而设计的实验项目，综合性实验是为综合理解和运用理论课程中的多个知识点而设计的实验项目。计算机专业实践教学体系实践教学的主要形式—课程设计课程设计是独立于理论教学课程而单独设立的实验课程，以综合性和设计性实验为主。课程设计需要综合几门课程的知识来完成实验题目。如在软件工程课程设计中需要综合运用软件工程、高级语言程序设计及数据结构等课程的知识；在数据库课程设计中需要综合运用数据库、高级语言程序设计、软件工程等课程的知识。计算机专业实践教学体系实践教学的主要形式—研发训练研发训练是鼓励和支持学有余力的高年级本科生参与教师的研发项目或在教师的指导下独立承担研发项目。研发训练项目是一种研究性实验、一种探索性实验。研发训练能够提高学生的探究性学习能力，使学生尽早进入专业科研领域，接触学科前沿，了解本学科发展动态。鼓励和支持学生