大學計算機基礎教學基本要求

大學計算機基礎教學基本要求第一頁，共35頁。提綱引言大學計算機基礎教學的現狀與發(fā)展趨勢計算思維與大學計算機基礎教學大學計算機基礎教學目標和內容體系大學計算機基礎教學課程體系教學質量保障體系第二頁，共35頁。信息技術深刻改變著人類的思維、生產、生活、學習方式移動通信、物聯(lián)網、云計算、大數據計算思維成為人們認識和解決問題的基本能力之一大規(guī)模開放在線課程對傳統(tǒng)教學的挑戰(zhàn)大學計算機基礎教學工作面臨難得的歷史發(fā)展機遇大學計算機基礎教學面臨的挑戰(zhàn)有限課時挑戰(zhàn)教學內容改革教學方法改革

引言第三頁，共35頁。教指委首先組織全體委員開展了大量的調研與研究工作以教育部高等教育司“大學計算機課程改革項目”研究為契機，組織近百所高校圍繞若干重要問題展開深入研究?！痘疽蟆罚ò灼┚帉憵v程：第四頁，共35頁?！痘疽蟆罚ò灼┚帉憵v程：2013年7月30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。2013年11月3日：在高校計算機課程教學系列報告會期間，起草小組成員第2次會議，確定課程基本要求內容框架2013年11月—2014年6月：開展各專題研究，陸續(xù)匯總形成初稿；2014年7月12日：在北京召開《教學基本要求》起草小組第3次工作會議，對白皮書內容結構和課程體系做了較大調整2014年7月29日：在濟南召開《教學基本要求》起草小組第4次工作會議，討論初稿2015年4月24－25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容進行修改第五頁，共35頁。2015年7月28日:起草小組第6次工作會議,部分反饋意見進一步討論2015年8月29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。2015年7月29—30日：在第四屆“計算思維與大學計算機課程教學改革研討會”，大范圍征求意見。2015年11月28—29日：在高校計算機課程教學系列報告會期間，正式發(fā)布?！痘疽蟆罚ò灼┚帉憵v程：第六頁，共35頁。大學計算機基礎教學的現狀與發(fā)展趨勢大學計算機基礎教學的現狀起步創(chuàng)始（70、80年代）：計算機程序設計普及階段普及規(guī)范（90年代）：“文化基礎—技術基礎—應用基礎”三個層次的課程體系深化提高（21世紀）科學、系統(tǒng)地構建計算機基礎教學的“能力體系—知識體系—課程體系”，第七頁，共35頁。總體框架的確立“4個領域×3個層次”的知識體系系統(tǒng)平臺與計算環(huán)境、算法基礎與程序設計、

數據管理與信息處理、系統(tǒng)開發(fā)與行業(yè)應用“1+X”的課程設置方案教學體系的規(guī)范知識體系實驗體系課程實施方案教學內容的提升以計算思維為核心的大學計算機基礎課程教學改革教育部立項：大學計算機課程改革項目第八頁，共35頁。存在問題對于“大學計算機”作為通識型（基礎類）課程的地位認識不足“大學計算機”課程內容的穩(wěn)定性有待提高計算機基礎教學的基礎支撐作用體現得不夠充分計算機基礎教學水平的質量評價體系有待改進第九頁，共35頁。發(fā)展趨勢課程定位將在通識教育的框架下進一步明確教學內容將圍繞計算思維能力培養(yǎng)目標進行重組實施方案將結合不同高校的定位呈現多樣化形態(tài)教學手段適應MOOC（大規(guī)模開放在線課程）的挑戰(zhàn)和機遇教學成效評測將在大數據分析的基礎上更為準確與科學第十頁，共35頁。計算思維與大學計算機基礎教學實證思維、邏輯思維和計算思維計算機基礎教學與計算思維計算機基礎教學中計算思維培養(yǎng)重點是什么?需要梳理基礎教學相關的計算思維核心概念,說明計算機基礎教學中計算思維重點是什么在課程教學中如何落地?知識體系中各模塊的計算思維掌握重點課程實施方案中的具體落實第十一頁，共35頁。計算思維核心概念與分類

計算思維可通過熟練地掌握計算機科學的基礎概念而得到提高計算的7類原理7類原理：計算機理的功能角度Computation：meaningandlimitsofcomputationCommunication：reliabledatatransmissionCoordination：cooperationamongnetworkedentitiesRecollection：storageandretrievalofinformationAutomation：meaningandlimitsofautomationEvaluation：performancepredictionandcapacityplanningDesign：buildingreliablesoftwaresystems第十二頁，共35頁。計算機基礎教學中的42個核心概念及分類分類（概念個數）關注點計算（3）可計算性和計算復雜性抽象（4）關注對象的本質特征自動化（7）信息處理的算法設計設計（6）可靠和可信系統(tǒng)的構建評估（5）復雜系統(tǒng)的性能評價通信（7）不同過程和對象間的可靠信息傳遞協(xié)調（5）多個自主計算實體間的有效配合和時序控制記憶（5）信息的表示、存儲和檢索第十三頁，共35頁。分類相關核心概念掌握重點計算(3)計算模型、可計算性、計算復雜性了解計算發(fā)展的歷史；了解圖靈機、可計算性、計算復雜性等基本概念。抽象(4)抽象、抽象層次、概念模型、實現模型理解抽象及其過程；了解概念模型與實現模型；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(7)算法、程序；迭代、遞歸；啟發(fā)式策略、隨機策略；智能理解算法、程序概念；掌握迭代、遞歸等基本方法；了解典型問題算法求解策略。設計(6)分解、復合、折中；可靠性、安全性、重用性了解分解、復合、試錯、折中等設計系統(tǒng)的基本方法；了解信息封裝、接口、原型系統(tǒng)等概念；了解實現重用性、安全性、可靠性的思想。評估(5)評價指標與基準、瓶頸、冗余、容錯、性能仿真了解度量系統(tǒng)性能的指標和常見方法；理解瓶頸、冗余、容錯的概念；了解可視化建模與仿真通信(7)信息及其表示、信息量（熵）、編碼與解碼、信息壓縮、信息加密、校驗與糾錯、協(xié)議理解信息編碼思想；理解信息在計算機內的表示與存儲方式。掌握基本編碼方法；了解通信可靠性保障基本思想.協(xié)調(5)同步、并發(fā)、并行、事件、服務理解并發(fā)、并行、同步、死鎖、事件、服務的概念；了解常見的協(xié)同策略與機制。記憶(5)數據類型、數據結構、數據組織、檢索與索引、局部性與緩存理解常用數據類型和數據結構的概念；了解數據類型、數據結構與算法和程序的相互關系；掌握選擇數據類型和數據結構的方法；了解提高數據管理、訪問效率的常用方法。

第十四頁，共35頁。大學計算機基礎教學目標和內容體系教學目標將計算思維培養(yǎng)建立在知識理解和應用能力培養(yǎng)基礎上，并從中養(yǎng)成較好的計算思維素質認知與理解計算系統(tǒng)和方法應用計算機技術分析解決問題的方法正確獲取、評價與使用信息的素養(yǎng)基于信息技術手段的交流與持續(xù)學習能力第十五頁，共35頁。知識領域：（1）系統(tǒng)平臺與計算環(huán)境：信息與社會計算機系統(tǒng)計算機網絡（2）算法基礎與程序開發(fā)：計算模型算法與程序設計軟件開發(fā)（3）數據管理與信息處理：數據組織與管理多媒體信息處理分析與決策第十六頁，共35頁?？紤]分類分層次教學需求，知識點分為三種類型核心1（統(tǒng)一必修）：絕大部分內容為各層次各類型學生必須要學習和掌握的知識內容核心2（分類必修）：一般要求每個學生必須掌握“核心2”知識內容的20%以上。擴展（按專業(yè)需求選擇）：可以作為必修課程的擴展內容，也可以設計成選修課程第十七頁，共35頁。第十八頁，共35頁。第十九頁，共35頁。第二十頁，共35頁。第二十一頁，共35頁。實踐能力培養(yǎng)教學質量落腳點和計算思維能力培養(yǎng)的重要體現落實在各個具體課程的教學組織過程中應重視課程實踐項目的設計多設置綜合型、設計型實驗項目學科交叉型、自主型、開放型實驗第二十二頁，共35頁。大學計算機基礎教學課程體系大學計算機基礎教學課程體系的演變（1）“三個層次”課程體系：

計算機文化基礎:

“計算機文化基礎”計算機技術基礎:“計算機軟件技術基礎”“計算機硬件技術基礎”計算機應用基礎“計算機信息管理基礎”“計算機輔助設計基礎”第二十三頁，共35頁。(2)“1+X”課程體系：“大學計算機基礎”+若干課程理工類：大學計算機基礎、程序設計基礎、微機原理與接口技術、數據庫技術及應用、多媒體技術及應用、計算機網絡技術及應用醫(yī)藥類：大學計算機基礎、程序設計基礎、數據庫技術及應用、多媒體技術及其在醫(yī)學中應用、醫(yī)學成像及處理技術、醫(yī)學信息分析與決策農林（水）類：大學計算機基礎、程序設計基礎、數據庫技術及應用、計算機網絡技術及應用、數字農（林）業(yè)技術基礎、農（林）業(yè)信息技術應用第二十四頁，共35頁?！皩拰Ｈ凇闭n程體系及典型課程課程類型定位典型課程通識型課程認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)大學計算機技術型課程適應不同類專業(yè)需求的計算機技術基礎課程。深入理解和掌握計算機基本方法，培養(yǎng)掌握應用計算機技術分析解決問題的能力程序設計基礎、數據庫技術與應用、多媒體技術與應用、計算機網絡技術與應用交叉型課程以不同專業(yè)內容為背景，直接面向專業(yè)應用能力培養(yǎng)服務電子商務技術基礎、醫(yī)學信息學、數字農業(yè)技術基礎、生物信息學等第二十五頁，共35頁。典型課程：大學計算機教學內容：不同學校會有不同側重點和內容組織方式計算機軟硬件基礎知識計算機網絡基礎操作系統(tǒng)基本知識程序設計與算法基礎典型方案：基本型問題求解型系統(tǒng)型第二十六頁，共35頁。（1）基本型?；趯挾葍?yōu)先教學設計原則涉及知識內容廣，可在原有“大學計算機基礎”內容上適當裁減和組織，并在案例與教學方法上有所突破。（2）問題求解型?；谏疃葍?yōu)先教學設計原則突出培養(yǎng)基于算法和程序設計的問題求解基本方法和能力。針對不同的學時需求，又可分“問題求解簡約型”和“問題求解擴展型”。（3）系統(tǒng)型?；趯挾群蜕疃燃骖櫟慕虒W設計原則從計算思維培養(yǎng)角度組織和表述教學內容，在計算系統(tǒng)理解和問題求解方法上同時體現廣度和深度的要求。一般課程學時要求比較多第二十七頁，共35頁。課程實施方案（附錄）針對“寬專融”三種類型，給出14門典型課程的實施方案案例基本格式1、課程總體描述1.1課程定位與教學目標1.2授課對象與學時2、課程內容與教學要求3、課程實踐教學4、課程考核5、計算思維培養(yǎng)第二十八頁，共35頁。14個典型課程實施案例

大學計算機:

4個案例基本型、問題求解型、系統(tǒng)型程序設計基礎（C語言）程序設計基礎（VisualBasic）程序設計基礎（Python語言）計算機網絡技術及應用數據庫技術及應用多媒體技術與應用網絡、群體與市場電子商務生物信息學數字農業(yè)技術基礎第二十九頁，共35頁。教學質量保障體系課程體系圍繞學校辦學目標和人才培養(yǎng)定位應充分考慮學生計算思維能力的培養(yǎng)開展分類、分層的多樣化教學第三十頁，共35頁。教學環(huán)境與資源建設教學環(huán)境建設：多媒體教室計算機實驗室（1：10)網絡學習環(huán)境教材建設重視計算思維培養(yǎng)需求具有一定的先進性具有配套建設的數字化資源實驗教材的配套建設完善推出一批交叉型課程的新型教材教學資源建設第三十一頁，共35頁。教學模式與方法以MOOC（包括SPOC）為代表的新教學模式研究其教學理念、教學設計、教學規(guī)律和適應對象盡快推出一批反映計算思維教學改革成果的在線開放課程資源積極探索混合式教學模式第三十二頁，共35頁。教育部大學計算機課程教學指導委員會與計算機類專業(yè)教學指導委員會、軟件工程專