補(bǔ)充計(jì)算思維

計(jì)算思維劉文洋1Contents高等學(xué)校的學(xué)風(fēng)

農(nóng)科人才需求情況分類分層教學(xué)的推進(jìn)

學(xué)生獲取知識(shí)的方式若干問(wèn)題：2農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革思路農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革現(xiàn)狀

大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革的必要性改革的基本思路

3序號(hào)課程名總學(xué)時(shí)理論課學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)1大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)60~6832~3628~322計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)48~7224~3624~363計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用48~6432~4216~224數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用64~7240~4816~325數(shù)字農(nóng)（林）技術(shù)基礎(chǔ)40~4832~368~126農(nóng)（林）業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用40~4832~368~12農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革現(xiàn)狀1.構(gòu)建了農(nóng)科院校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程體系農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革思路4農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革現(xiàn)狀大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論課32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課28學(xué)時(shí)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析理論課32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課28學(xué)時(shí)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)核心課程設(shè)置農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革思路5農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革現(xiàn)狀FlashDreamweaver

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析課程實(shí)施方案1YX++大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)

Fireworks2.制定了較完善的課程教學(xué)實(shí)施方案農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革思路63.建立了農(nóng)科院校大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)分類教學(xué)模式

大農(nóng)學(xué)類生命科學(xué)類農(nóng)林經(jīng)濟(jì)類資源環(huán)境類Text農(nóng)科類專業(yè)農(nóng)業(yè)工程類動(dòng)物科學(xué)類農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革現(xiàn)狀農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革思路思維與計(jì)算思維“思維是地球上最美麗的花朵。”

——恩格斯是否具有縝密思維、邏輯思維、理論思維，能不能靈活自如地使用語(yǔ)言文字進(jìn)行思想交流、感情溝通和會(huì)不會(huì)從事創(chuàng)造性勞動(dòng)與工作，這是區(qū)別人類和其它動(dòng)物的首要與根本的標(biāo)志。作為靈之長(zhǎng)的人類，是天地之驕子，宇宙之精靈。人類可以遨游太空，可以深翔海底，可以創(chuàng)造財(cái)富和人間奇跡，但最根本的是在于具備理論思維的能力。思維與計(jì)算思維思維是由思維原料、思維主體和思維工具等組成。自然界提供思維的原料，人腦作為思維的主體，認(rèn)識(shí)的反映形式形成了思維的工具，三者具備才有思維活動(dòng)。思維是在人的感性基礎(chǔ)上，將一類事物的共同、本質(zhì)的特征和規(guī)律抽取出來(lái)，加以概括，這就是思維的概括性。感覺(jué)和知覺(jué)只能反映事物的個(gè)別屬性，而思維能反映一類事物的本質(zhì)和事物之間的規(guī)律性聯(lián)系。思維與計(jì)算思維科學(xué)思維是認(rèn)識(shí)自然界、社會(huì)和人類意識(shí)的本質(zhì)和客觀規(guī)律性的思維活動(dòng)。從思維認(rèn)識(shí)世界、改造世界的角度出發(fā)，科學(xué)思維可分為理論思維、實(shí)驗(yàn)思維和計(jì)算思維。其中理論思維以數(shù)學(xué)為代表，通過(guò)抽象概括，建立描述事物本質(zhì)的概念，以數(shù)學(xué)學(xué)科為代表；實(shí)驗(yàn)思維通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)獲取自然規(guī)律法則，以物理學(xué)科為代表；計(jì)算思維以設(shè)計(jì)和構(gòu)造為特征，以計(jì)算機(jī)學(xué)科為代表。思維與計(jì)算思維計(jì)算的本質(zhì)是什么？根據(jù)可計(jì)算性理論（研究計(jì)算的一般性質(zhì)的數(shù)學(xué)理論）的基本內(nèi)容，計(jì)算是依據(jù)一定的法則對(duì)有關(guān)符號(hào)串的變換過(guò)程。直觀地描述，計(jì)算從已知符號(hào)開(kāi)始，一步一步地改變符號(hào)串，經(jīng)過(guò)有限步驟，得到一個(gè)滿足預(yù)定條件的符號(hào)串的過(guò)程。在計(jì)算機(jī)中，使用數(shù)字邏輯電路中的說(shuō)法，在邏輯電路中，低電平表示0，高電平表示1。一般規(guī)定低電平為0~0.25V，高電平為3.5~5V。

思維與計(jì)算思維計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為的涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。12農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革現(xiàn)狀計(jì)算思維的基本概念

了解人與計(jì)算機(jī)能力的局限性了解計(jì)算思維解決問(wèn)題的一般步驟

理解計(jì)算在問(wèn)題解決過(guò)程中所發(fā)揮的作用調(diào)試程序能力運(yùn)行和分析程序結(jié)果能力將題目問(wèn)題抽象為數(shù)學(xué)模型的能力算法設(shè)計(jì)能力源代碼編寫(xiě)能力農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革思路運(yùn)用計(jì)算思維培養(yǎng)學(xué)生的5種程序設(shè)計(jì)綜合能力13農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革現(xiàn)狀給每個(gè)學(xué)生分配課程設(shè)計(jì)題目，要求學(xué)生利用簡(jiǎn)單的算法設(shè)計(jì)和功能代碼編寫(xiě)工作，完成相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。

教師設(shè)計(jì)和選擇綜合性程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目，選用科學(xué)研究和工程技術(shù)中的實(shí)際問(wèn)題使學(xué)生迅速融入相關(guān)情境，明確所學(xué)計(jì)算思維和程序設(shè)計(jì)方法的用途。將學(xué)生分組，為每個(gè)小組分配綜合性程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目，每個(gè)學(xué)生完成一個(gè)獨(dú)立的程序模塊。

引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，運(yùn)用計(jì)算思維思考和處理問(wèn)題，根據(jù)學(xué)生具體情況靈活調(diào)整教學(xué)策略。農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革思路4.綜合性的程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程改革思維與計(jì)算思維七橋問(wèn)題SevenBridgesProblem18世紀(jì)著名古典數(shù)學(xué)問(wèn)題之一。在哥尼斯堡的一個(gè)公園里，有七座橋?qū)⑵绽赘駹柡又袃蓚€(gè)島及島與河岸連接起來(lái)(如圖)。問(wèn)是否可能從這四塊陸地中任一塊出發(fā)，恰好通過(guò)每座橋一次，再回到起點(diǎn)？歐拉于1736年研究并解決了此問(wèn)題，他把問(wèn)題歸結(jié)為如下右圖的“一筆畫(huà)”問(wèn)題，證明上述走法是不可能的。思維與計(jì)算思維思維與計(jì)算思維經(jīng)過(guò)研究，歐拉發(fā)現(xiàn)了一筆畫(huà)的規(guī)律。他認(rèn)為，能一筆畫(huà)的圖形必須是連通圖。連通圖就是指一個(gè)圖形各部分總是有邊相連的，這道題中的圖就是連通圖。但是，不是所有的連通圖都可以一筆畫(huà)的。能否一筆畫(huà)是由圖的奇、偶點(diǎn)的數(shù)目來(lái)決定的。那么什么叫奇、偶點(diǎn)呢？與奇數(shù)（單數(shù)）條邊相連的點(diǎn)叫做奇點(diǎn)；與偶數(shù)（雙數(shù)）條邊相連的點(diǎn)叫做偶點(diǎn)。思維與計(jì)算思維1．凡是由偶點(diǎn)組成的連通圖，一定可以一筆畫(huà)成。畫(huà)時(shí)可以把任一偶點(diǎn)為起點(diǎn)，最后一定能以這個(gè)點(diǎn)為終點(diǎn)畫(huà)完此圖。例如下圖都是偶點(diǎn)，畫(huà)的線路可以是：①→③→⑤→⑦→②→④→⑥→⑦→①思維與計(jì)算思維2．凡是只有兩個(gè)奇點(diǎn)的連通圖（其余都為偶點(diǎn)），一定可以一筆畫(huà)成。畫(huà)時(shí)必須把一個(gè)奇點(diǎn)為起點(diǎn)，另一個(gè)奇點(diǎn)終點(diǎn)。例如下圖的線路是：①→②→③→①→④3．其他情況的圖都不能一筆畫(huà)出思維與計(jì)算思維斐波那契數(shù)列又因數(shù)學(xué)家列昂納多·斐波那契以兔子繁殖為例子而引入，故又稱為“兔子數(shù)列”。一般而言，兔子在出生兩個(gè)月后，就有繁殖能力，一對(duì)兔子每個(gè)月能生出一對(duì)小兔子來(lái)。如果所有兔子都不死，那么一年以后可以繁殖多少對(duì)兔子？我們不妨拿新出生的一對(duì)小兔子分析一下：第一個(gè)月小兔子沒(méi)有繁殖能力，所以還是一對(duì)兩個(gè)月后，生下一對(duì)小兔，共有兩對(duì)，三個(gè)月以后，老兔子又生下一對(duì)，因?yàn)樾⊥米舆€沒(méi)有繁殖能力，所以一共是三對(duì)。思維與計(jì)算思維幼仔對(duì)數(shù)=前月成兔對(duì)數(shù)成兔對(duì)數(shù)=前月成兔對(duì)數(shù)+前月幼仔對(duì)數(shù)總體對(duì)數(shù)=本月成兔對(duì)數(shù)+本月幼仔對(duì)數(shù)可以看出幼仔對(duì)數(shù)、成兔對(duì)數(shù)、總體對(duì)數(shù)都構(gòu)成了一個(gè)數(shù)列。這個(gè)數(shù)列有關(guān)十分明顯的特點(diǎn)，那是：前面相鄰兩項(xiàng)之和，構(gòu)成了后一項(xiàng)。這個(gè)數(shù)列是意大利中世紀(jì)數(shù)學(xué)家斐波那契在<算盤全書(shū)>中提出的，這個(gè)級(jí)數(shù)的通項(xiàng)公式思維與計(jì)算思維斐波那契數(shù)列對(duì)計(jì)算機(jī)中遞歸算法的設(shè)計(jì)有著重要的啟示作用。22綜合性的程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施步驟農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革思路農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革現(xiàn)狀23領(lǐng)域類別知識(shí)單元知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)平臺(tái)與計(jì)算環(huán)境信息與社會(huì)412計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1172計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)12100算法基礎(chǔ)與程序設(shè)計(jì)1474數(shù)據(jù)管理與信息處理數(shù)據(jù)管理與組織1494多媒體信息處理950分析與決策38應(yīng)用系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)農(nóng)林（水）數(shù)字化1394805045.完成知識(shí)體系與實(shí)驗(yàn)體系構(gòu)建農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革思路農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革現(xiàn)狀知識(shí)體系24領(lǐng)域類別實(shí)驗(yàn)單元技能點(diǎn)系統(tǒng)平臺(tái)與計(jì)算環(huán)境信息與社會(huì)854計(jì)算機(jī)系統(tǒng)421計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1046算法基礎(chǔ)與程序設(shè)計(jì)1252數(shù)據(jù)管理與信息處理數(shù)據(jù)管理與組織852多媒體信息處理928分析與決策12應(yīng)用系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)農(nóng)林（水）數(shù)字化126264317實(shí)驗(yàn)體系農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革思路農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革現(xiàn)狀25以計(jì)算思維為核心的計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革思路農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革思路26Contents農(nóng)科院校計(jì)算機(jī)課程改革思路

課題進(jìn)展情況下一步工作計(jì)劃

目前存在的問(wèn)題27目前存在的問(wèn)題課題進(jìn)展情況農(nóng)科院校特點(diǎn)以實(shí)驗(yàn)科學(xué)和實(shí)證思維為主理論科學(xué)和邏輯思維為輔計(jì)算科學(xué)和計(jì)算思維則相對(duì)缺乏

大形勢(shì)：部分農(nóng)科院校對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程不重視，大量縮減課時(shí)，甚至沒(méi)有形成完整的課程體系28目前存在的問(wèn)題農(nóng)業(yè)更加迫切需要具有計(jì)算思維能力的創(chuàng)新型高級(jí)復(fù)合人才，但目前這方面人才較為匱乏課題進(jìn)展情況農(nóng)業(yè)科研人員思維方式和研究手段相對(duì)落后、教師對(duì)計(jì)算思維教學(xué)案例缺乏、學(xué)生對(duì)相關(guān)課程心存畏懼存在的其它問(wèn)題農(nóng)林院校個(gè)別領(lǐng)導(dǎo)和管理人員認(rèn)識(shí)不清，狹義工具論盛行29目前存在的問(wèn)題課題進(jìn)展情況HOW？培養(yǎng)思維方式——計(jì)算思維所有學(xué)科都應(yīng)這么做先以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程為例30階段性成果操作系統(tǒng)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代信息社會(huì)信息系統(tǒng)安全計(jì)算機(jī)概述（定義、分類、特點(diǎn)）計(jì)算機(jī)的發(fā)展信息技術(shù)

計(jì)算機(jī)硬件組成及工作原理進(jìn)制轉(zhuǎn)換OS的分類、發(fā)展OS的五大功能典型操作系統(tǒng)介紹網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、分類網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的硬件流程圖累加求和、求階乘、找最大值最小值、窮舉法等算法的介紹大基原教材課題進(jìn)展情況31階段性成果知識(shí)結(jié)構(gòu)較完整知識(shí)點(diǎn)較全面如何在思維上啟發(fā)學(xué)生？如何使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教材感興趣？計(jì)算思維思想的提出多年來(lái)的實(shí)踐教學(xué)課題進(jìn)展情況新教材《大學(xué)計(jì)算機(jī)》的構(gòu)思32新教材《大學(xué)計(jì)算機(jī)》的編寫(xiě)目標(biāo)1培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力2激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣3知識(shí)新課題進(jìn)展情況階段性成果33激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣輕松科普和故事在風(fēng)格上有趣的案例引入在方法上學(xué)生關(guān)注的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題在內(nèi)容上課題進(jìn)展情況階段性成果34第5章Raptor軟件第6章手機(jī)防病毒保護(hù)生活中隱私的技術(shù)第3章智能移動(dòng)終端（智能手機(jī)、平板電腦等）硬件（多核CPU、固態(tài)硬盤等）知識(shí)新第4章搜索引擎與人肉搜索物聯(lián)網(wǎng)

課題進(jìn)展情況階段性成果35教學(xué)內(nèi)容改革

自主學(xué)習(xí)

下一步工作計(jì)劃

36輕松科普和故事由著名導(dǎo)演詹姆斯卡梅隆拍攝制作的好萊塢電影——《終結(jié)者》中的機(jī)器人37輕松科普和故事美國(guó)耗資550億美元開(kāi)發(fā)研制的，被稱為“無(wú)人機(jī)中的戰(zhàn)斗機(jī)”的X-47B，它是人類歷史上第一架無(wú)需人工干預(yù)、完全由電腦操縱的“無(wú)尾翼、噴氣式無(wú)人駕駛飛機(jī)”38輕松科普和故事為人類服務(wù)，一臺(tái)智能家居的清掃機(jī)器人

39輕松科普和故事從《星球大戰(zhàn)》里可以和人交流的同等大小的全息圖像，到《碟中諜》系列中的視網(wǎng)膜身份識(shí)別裝置，再到《生化危機(jī)》中被無(wú)限復(fù)制的愛(ài)麗絲……你有沒(méi)有想過(guò)，這些科幻片中的技術(shù)，有一天也將變成現(xiàn)實(shí)？40學(xué)生關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)輿情中的社會(huì)熱點(diǎn)2013年的表叔楊達(dá)才事件房姐：神木“房姐”龔愛(ài)愛(ài)在北京擁有20多套房產(chǎn)，折合人民幣近10億元”；她還有另一張名為龔仙霞的身份證41學(xué)生關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題著名的互聯(lián)網(wǎng)3Q大戰(zhàn)，弱小的360通過(guò)制造欺騙性言論成功將強(qiáng)大的騰訊拖入泥潭，使得本是受害者的騰訊百口難辯，損失慘重42學(xué)生關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題指尖上的TAXI多人爭(zhēng)一輛出租車出租車合乘43學(xué)生關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題北京市首款應(yīng)用于智能手機(jī)的打車服務(wù)軟件“嘀嘀打車”是一款幫助乘客打車，幫助出租車司機(jī)接單的移動(dòng)應(yīng)用，覆蓋iOS、Android兩大智能手機(jī)平臺(tái)。

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有趣的案例引入

某同學(xué)清晨六點(diǎn)十五分，伴隨著優(yōu)美的手機(jī)鬧鈴聲，新的一天