大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)基本要求

1、大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求解讀解讀教育部高等學(xué)校大學(xué)計算機課程教學(xué)指導(dǎo)委員會教育部高等學(xué)校大學(xué)計算機課程教學(xué)指導(dǎo)委員會報告人報告人: xxx2015年年xx月月xx日日提提 綱綱n引言引言n大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢n計算思維與大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)計算思維與大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)n大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容體系大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容體系n大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程體系大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程體系n教學(xué)質(zhì)量保障體系教學(xué)質(zhì)量保障體系q信息技術(shù)深刻信息技術(shù)深刻改變著人類的思維、生產(chǎn)、生活、改變著人類的思維、生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)方式學(xué)

2、習(xí)方式n移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)q計算計算思維成為人們認(rèn)識和解決問題的基本能力之一思維成為人們認(rèn)識和解決問題的基本能力之一q大規(guī)模開放在線課程對傳統(tǒng)教學(xué)的大規(guī)模開放在線課程對傳統(tǒng)教學(xué)的挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)q大學(xué)計算機大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)工作面臨難得的歷史發(fā)展機遇基礎(chǔ)教學(xué)工作面臨難得的歷史發(fā)展機遇q大學(xué)計算機大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)面臨基礎(chǔ)教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)的挑戰(zhàn)n有限課時挑戰(zhàn)n教學(xué)內(nèi)容改革n教學(xué)方法改革 引言引言n教指委首先組織全體委員教指委首先組織全體委員開展了大量的調(diào)研與研究開展了大量的調(diào)研與研究工作工作n以教育部高等教育司以教育部高等教育司“大大學(xué)計算機課程改革項目學(xué)計算機課程改革項目”研究為契機，組織

3、近百所研究為契機，組織近百所高校圍繞若干重要問題展高校圍繞若干重要問題展開深入研究。開深入研究。基本要求基本要求（白皮書）編寫歷程：（白皮書）編寫歷程：基本要求基本要求（白皮書）（白皮書）編寫編寫歷程：歷程：n20132013年年7 7月月3030日日: :在哈爾濱召開起草小組成員第1次會議,組長為何欽銘，成員為郝興偉、黃心淵、李波、盧虹冰、蘇中濱、王浩、楊志強、張龍、張銘。n20132013年年1111月月3 3日日：在高校計算機課程教學(xué)系列報告會期間，起草小組成員第2次會議，確定課程基本要求內(nèi)容框架內(nèi)容框架n20132013年年1111月月20142014年年6 6月月：開展各專題研究，陸

4、續(xù)匯總形成初稿形成初稿；n20142014年年7 7月月1212日日：在北京召開教學(xué)基本要求起草小組第3次工作會議，對白皮書內(nèi)容結(jié)構(gòu)和課程體系做了較大較大調(diào)整調(diào)整n20142014年年7 7月月2929日日：在濟南召開教學(xué)基本要求起草小組第4次工作會議，討論討論初稿初稿n20152015年年4 4月月24242525日日：在北京召開了起草小組第5次工作會議，進一步對基本要求的內(nèi)容進行進行修改修改n20152015年年7 7月月2828日:起草小組第6次工作會議,部分反饋意見進一步討論進一步討論n20152015年年8 8月月2929日：日：起草小組第7次工作會議，對“典型課程實施案例”進行修改

5、。n20152015年年7 7月月29302930日：日：在第四屆“計算思維與大學(xué)計算機課程教學(xué)改革研討會”，大范圍征求意見。n20152015年年1111月月28292829日日：在高校計算機課程教學(xué)系列報告會期間，正式發(fā)布。基本要求基本要求（白皮書）編寫歷程：（白皮書）編寫歷程：大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀n起步創(chuàng)始起步創(chuàng)始（70、80年代）：q計算機程序設(shè)計普及階段n普及規(guī)范普及規(guī)范（90年代）：q“文化基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ)應(yīng)用基礎(chǔ)”三個層次的課程體系n深化提高深化提高（21世紀(jì)）q科學(xué)、系統(tǒng)地構(gòu)建計算機基礎(chǔ)教學(xué)的“能力體系知識體系

6、課程體系”，n總體框架的確立總體框架的確立q“4個領(lǐng)域3個層次”的知識體系n系統(tǒng)平臺與計算環(huán)境、算法基礎(chǔ)與程序設(shè)計、 數(shù)據(jù)管理與信息處理、系統(tǒng)開發(fā)與行業(yè)應(yīng)用q “1+X”的課程設(shè)置方案n教學(xué)體系的規(guī)范教學(xué)體系的規(guī)范q知識體系q實驗體系q課程實施方案n教學(xué)內(nèi)容的提升教學(xué)內(nèi)容的提升q以計算思維為核心的大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革q教育部立項：大學(xué)計算機課程改革項目存在問題存在問題n對于“大學(xué)計算機”作為通識型（基礎(chǔ)類）課程的地位認(rèn)識不足n“大學(xué)計算機”課程內(nèi)容的穩(wěn)定性有待提高n計算機基礎(chǔ)教學(xué)的基礎(chǔ)支撐作用體現(xiàn)得不夠充分n計算機基礎(chǔ)教學(xué)水平的質(zhì)量評價體系有待改進發(fā)展發(fā)展趨勢趨勢n課程定位將在通識教育的

7、框架下進一步明確n教學(xué)內(nèi)容將圍繞計算思維能力培養(yǎng)目標(biāo)進行重組n實施方案將結(jié)合不同高校的定位呈現(xiàn)多樣化形態(tài)n教學(xué)手段適應(yīng)MOOC（大規(guī)模開放在線課程）的挑戰(zhàn)和機遇n教學(xué)成效評測將在大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上更為準(zhǔn)確與科學(xué)計算思維與大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)計算思維與大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)n實證思維、邏輯思維和計算實證思維、邏輯思維和計算思維思維n計算機基礎(chǔ)教學(xué)與計算思維計算機基礎(chǔ)教學(xué)與計算思維q計算機基礎(chǔ)教學(xué)中計算思維培養(yǎng)重點是什么計算機基礎(chǔ)教學(xué)中計算思維培養(yǎng)重點是什么?n需要梳理基礎(chǔ)教學(xué)相關(guān)的計算思維核心概念,說明計算機基礎(chǔ)教學(xué)中計算思維重點是什么q在課程教學(xué)中如何落地在課程教學(xué)中如何落地?n知識體系中各模塊的計

8、算思維掌握重點n課程實施方案中的具體落實計算思維核心概念與分類計算思維核心概念與分類n計算思維可通過熟練地掌握計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念而得到提高n計算的7類原理7類原理：類原理：計算機理的功能角度計算機理的功能角度Computation： meaning and limits of computationCommunication：reliable data transmissionCoordination：cooperation among networked entitiesRecollection：storage and retrieval of informationAutomation：

9、meaning and limits of automationEvaluation：performance prediction and capacity planningDesign：building reliable software systemsn計算機基礎(chǔ)教學(xué)中的計算機基礎(chǔ)教學(xué)中的42個核心概念及分類個核心概念及分類分類分類（概念個數(shù)）（概念個數(shù)）關(guān)注點關(guān)注點計算（計算（3）可計算性和計算復(fù)雜性抽象（抽象（4）關(guān)注對象的本質(zhì)特征自動化（自動化（7）信息處理的算法設(shè)計設(shè)計（設(shè)計（6）可靠和可信系統(tǒng)的構(gòu)建評估（評估（5）復(fù)雜系統(tǒng)的性能評價通信（通信（7）不同過程和對象間的可靠信息傳遞協(xié)

10、調(diào)（協(xié)調(diào)（5）多個自主計算實體間的有效配合和時序控制記憶（記憶（5）信息的表示、存儲和檢索分類分類相關(guān)核心概念相關(guān)核心概念掌握重點掌握重點計算計算(3)計算模型、可計算性、計計算模型、可計算性、計算復(fù)雜性算復(fù)雜性了解計算發(fā)展的歷史；了解圖靈機、可計算性、計算復(fù)雜性等基本概念。抽象抽象(4)抽象、抽象層次、概念模抽象、抽象層次、概念模型、實現(xiàn)模型型、實現(xiàn)模型理解抽象及其過程；了解概念模型與實現(xiàn)模型；掌握利用概念模型對問題進行分析和建模；了解抽象層次及虛擬機概念。自動化自動化(7) 算法、程序；迭代、遞歸算法、程序；迭代、遞歸；啟發(fā)式啟發(fā)式策略、隨機策略；策略、隨機策略；智能智能理解算法、程序概念

11、；掌握迭代、遞歸等基本方法；了解典型問題算法求解策略。設(shè)計設(shè)計(6)分解、復(fù)合、折中；可靠分解、復(fù)合、折中；可靠性、安全性、重用性性、安全性、重用性了解分解、復(fù)合、試錯、折中等設(shè)計系統(tǒng)的基本方法；了解信息封裝、接口、原型系統(tǒng)等概念；了解實現(xiàn)重用性、安全性、可靠性的思想。評估評估(5)評價指標(biāo)與基準(zhǔn)、瓶頸、評價指標(biāo)與基準(zhǔn)、瓶頸、冗余、容錯、性能仿真冗余、容錯、性能仿真了解度量系統(tǒng)性能的指標(biāo)和常見方法；理解瓶頸、冗余、容錯的概念；了解可視化建模與仿真通信通信(7)信息及其表示、信息量信息及其表示、信息量（熵）、編碼與解碼、信（熵）、編碼與解碼、信息壓縮、信息加密、校驗息壓縮、信息加密、校驗與糾錯、

12、協(xié)議與糾錯、協(xié)議理解信息編碼思想；理解信息在計算機內(nèi)的表示與存儲方式。掌握基本編碼方法；了解通信可靠性保障基本思想.協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)(5)同步、并發(fā)、并行、事件、同步、并發(fā)、并行、事件、服務(wù)服務(wù)理解并發(fā)、并行、同步、死鎖、事件、服務(wù)的概念；了解常見的協(xié)同策略與機制。記憶記憶(5)數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)組織、檢索與索引、局據(jù)組織、檢索與索引、局部性與緩存部性與緩存理解常用數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念；了解數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法和程序的相互關(guān)系；掌握選擇數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法；了解提高數(shù)據(jù)管理、訪問效率的常用方法。 大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容體系大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容體系教

13、學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)將計算思維培養(yǎng)建立在知識理解和應(yīng)用能力培養(yǎng)基礎(chǔ)上，并從中養(yǎng)成較好的計算思維素質(zhì)q認(rèn)知與理解計算系統(tǒng)和方法認(rèn)知與理解計算系統(tǒng)和方法q應(yīng)用應(yīng)用計算機技術(shù)分析解決問題的方法計算機技術(shù)分析解決問題的方法q正確獲取、評價與使用信息的素養(yǎng)正確獲取、評價與使用信息的素養(yǎng)q基于信息技術(shù)手段的交流與持續(xù)學(xué)習(xí)能力基于信息技術(shù)手段的交流與持續(xù)學(xué)習(xí)能力知識知識領(lǐng)域：領(lǐng)域：（1）系統(tǒng)系統(tǒng)平臺與計算環(huán)境平臺與計算環(huán)境：q信息與社會q計算機系統(tǒng)q計算機網(wǎng)絡(luò)（2）算法算法基礎(chǔ)與程序開發(fā)：基礎(chǔ)與程序開發(fā)：q計算模型q算法與程序設(shè)計q軟件開發(fā)（3）數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理與信息處理：與信息處理：q數(shù)據(jù)組織與管理q多媒體信息

14、處理q分析與決策考慮考慮分類分層次分類分層次教學(xué)需求，教學(xué)需求，知識點分為三種類型知識點分為三種類型q核心核心1（統(tǒng)一必修）（統(tǒng)一必修）：絕大部分內(nèi)容為各層次各類型學(xué)生必須要學(xué)習(xí)和掌握的知識內(nèi)容q核心核心2（分類必修）（分類必修）：一般要求每個學(xué)生必須掌握“核心2”知識內(nèi)容的20%以上。q擴展（按專業(yè)需求選擇）擴展（按專業(yè)需求選擇）：可以作為必修課程的擴展內(nèi)容，也可以設(shè)計成選修課程實踐能力培養(yǎng)實踐能力培養(yǎng)n教學(xué)教學(xué)質(zhì)量落腳點質(zhì)量落腳點和計算思維能力培養(yǎng)的重要體現(xiàn)和計算思維能力培養(yǎng)的重要體現(xiàn)n落實在各個具體課程的教學(xué)組織過程中落實在各個具體課程的教學(xué)組織過程中n應(yīng)重視課程實踐項目的設(shè)計應(yīng)重視課程

15、實踐項目的設(shè)計q多設(shè)置綜合型、設(shè)計型實驗項目q學(xué)科交叉型、自主型、開放型實驗大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程體系大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程體系大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程體系的大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程體系的演變演變（1）“三個層次三個層次”課程課程體系體系：n 計算機文化基礎(chǔ)計算機文化基礎(chǔ): q “計算機文化基礎(chǔ)”n計算機技術(shù)計算機技術(shù)基礎(chǔ)基礎(chǔ):q“計算機軟件技術(shù)基礎(chǔ)”q“計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)”n計算機應(yīng)用計算機應(yīng)用基礎(chǔ)基礎(chǔ)q“計算機信息管理基礎(chǔ)”q“計算機輔助設(shè)計基礎(chǔ)”(2)“1+X”課程體系課程體系：“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”+若干課程q理工類理工類：大學(xué)計算機基礎(chǔ)、程序設(shè)計基礎(chǔ)、微機原理與接口技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用、多

16、媒體技術(shù)及應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用q醫(yī)藥類醫(yī)藥類：大學(xué)計算機基礎(chǔ)、程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用、多媒體技術(shù)及其在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用、醫(yī)學(xué)成像及處理技術(shù)、醫(yī)學(xué)信息分析與決策q農(nóng)林（水）類農(nóng)林（水）類：大學(xué)計算機基礎(chǔ)、程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用、數(shù)字農(nóng)（林）業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)、農(nóng)（林）業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用“寬專融寬專融”課程體系及典型課程課程體系及典型課程課程類型課程類型定位定位典型課程典型課程通識通識型型課程課程認(rèn)知與理解計算機系統(tǒng)和基本方法；培養(yǎng)基本信息素養(yǎng)大學(xué)計算機技術(shù)型技術(shù)型課程課程適應(yīng)不同類專業(yè)需求的計算機技術(shù)基礎(chǔ)課程。深入理解和掌握計算機基本方法，培養(yǎng)掌握應(yīng)用計算機技術(shù)分析解決

17、問題的能力程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用、多媒體技術(shù)與應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用交叉交叉型型課程課程以不同專業(yè)內(nèi)容為背景，直接面向?qū)I(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)服務(wù)電子商務(wù)技術(shù)基礎(chǔ)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)、數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)、生物信息學(xué)等典型課程：典型課程：大學(xué)計算機大學(xué)計算機n教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容：不同學(xué)校會有不同側(cè)重點和內(nèi)容組織方式q計算機軟硬件基礎(chǔ)知識q計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)q操作系統(tǒng)基本知識q程序設(shè)計與算法基礎(chǔ)n典型方案典型方案：q基本型q問題求解型q系統(tǒng)型（1）基本型基本型。基于寬度優(yōu)先教學(xué)設(shè)計原則q涉及知識內(nèi)容廣，可在原有“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”內(nèi)容上適當(dāng)裁減和組織，并在案例與教學(xué)方法上有所突破。（2）問題求解型問題求解型?；?/p>

18、于深度優(yōu)先教學(xué)設(shè)計原則q突出培養(yǎng)基于算法和程序設(shè)計的問題求解基本方法和能力。針對不同的學(xué)時需求，又可分“問題求解簡約型”和“問題求解擴展型”。（3）系統(tǒng)型系統(tǒng)型?；趯挾群蜕疃燃骖櫟慕虒W(xué)設(shè)計原則q從計算思維培養(yǎng)角度組織和表述教學(xué)內(nèi)容，在計算系統(tǒng)理解和問題求解方法上同時體現(xiàn)廣度和深度的要求。一般課程學(xué)時要求比較多課程實施方案課程實施方案（附錄）附錄）q針對針對“寬專融寬專融”三種類型，給出三種類型，給出14門典型課程的實施方案案例門典型課程的實施方案案例基本格式基本格式1、課程總體描述1.1 課程定位與教學(xué)目標(biāo)1.2 授課對象與學(xué)時2、課程內(nèi)容與教學(xué)要求3、課程實踐教學(xué)4、課程考核5、計算思維培養(yǎng)14個典型課程實施案例n大學(xué)計算機大學(xué)計算機: 4個案例個案例q基本型、問題求解型、系統(tǒng)型n程序設(shè)計基礎(chǔ)（程序設(shè)計基礎(chǔ)（C語言）語言）n程序設(shè)計基礎(chǔ)（程序設(shè)計基礎(chǔ)（Visual Basic）n程序設(shè)計基礎(chǔ)（程序設(shè)計基礎(chǔ)（Python語言）語言）n計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用n數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用n多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用n網(wǎng)絡(luò)、群體與市場網(wǎng)絡(luò)、群體與市場n電子商務(wù)