基于计算思维的课程教学改革与创新.ppt

多媒体技术与应用 第三章 图形与图像处理 汇报提纲 计算思维概念的引入 计算思维概念的引入 计算机基础课程：不断改革，与时俱进 众多教师写教材：计算机文化基础 计算机应用基础 大学计算机基础 计算机科学导论，等等 计算思维概念的引入 周以真定义：计算思维(Computational Thinking，CT)是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。 计算思维的核心概念和方法 约简、嵌入、转化、仿真 递归、并行 抽象、分解 建模 预防、保护、冗余、容错、纠错、恢复 启发式推理、规划、学习、调度 海量数据、计算、折中 计算思维概念的引入 Denning认为：计算原理可以总结为7类。计算---Computation 通信---Communication 协作---Coordination 记忆---Recollection 自动化-Automation 评估---Evaluation设计---Design 计算思维概念的引入 2006-2010年教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会主任：陈国良院士 2010.05：合肥会议讨论将计算思维融入计算机基础课程中。 2010.07：西安会议发表了《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》，确定以计算思维为核心的课程改革。 2010.09：太原会议决定了以“计算思维：确保学生创新能力”为主题向教育部领导谏言和申请立项研究。 2010.11：济南会议 2011.06：北京会议 2011.08：深圳会议 2011.11：杭州会议 …… 计算思维概念的引入 教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会发布“计算思维教学改革白皮书(征求意见稿)”2013.7 哈尔滨第二届计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会 白皮书的主要内容：一、科学思维以及逻辑思维、实证思维与计算思维的关系二、计算思维的表达体系三、大学计算机课程知识体系与核心概念的关系 表1 计算思维表达体系框架表2 理工类大学计算机课程知识体系与计算思维核心概念的对应关系 计算思维概念的引入 计算思维概念的引入 表2 理工类大学计算机课程知识体系 与计算思维核心概念的对应关系 计算思维概念的引入 教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会副主任：蒋宗礼教授“计算思维与人才培养” 教育部高等学校文科计算机基础教学指导分委员会主任：杜小勇教授“计算思维是大学计算机作为基础课、 通识课的理论基础” 全国高等院校计算机基础教育研究会副会长：吴功宜教授“新版蓝皮书----指导思想” 计算思维概念的引入 已出版的相关教材 陈国良、王志强、毛睿、张艳等计算思维导论，高等教育出版社，2012.10 唐培和、徐奕奕、王日凤计算思维导论，广西师范大学出版社，2012.10 战德臣、聂兰顺等大学计算机-计算思维导论，电子工业出版社，2013.7 李波、赵英良、程向前、乔亚男等大学计算机-信息、计算与智能，高等教育出版社，2013.8 …… 等等 汇报提纲 计算思维导论教学内容 总体结构(深圳大学 陈国良院士) 计算理论：可计算性与计算复杂性 算法和通用描述性程序设计语言 实现基础：计算机硬件和软件最小知识集 计算思维导论教学内容 教材序言提到 我们要提倡计算思维在教育和科研中的作用，要将计算思维引入到大学计算机课程中，通过它来改变大学计算机教育沿袭了几十年的传统教学模式，从而振兴大学的计算教育。 我们要改变过去计算机基础课程只讲工具对学生所造成的枯燥、乏味之感，要激发学生对计算机科学的兴趣和热爱，要传承计算文化和体现计算之美以及展示学科魅力。 我们要致力于使计算思维成为公众的常识和人们普遍的思考方式，将计算思维真正融入到人类的一切活动之中。 计算思维导论教学内容 科学→计算科学，思维→计算思维 计算思维的定义、特征和本质 计算思维与计算机的关系 计算思维的应用领域生物学、脑科学、化学、地质学、天文学、数学、工程(电气、土木、机械、航天航空等)、经济学、社会科学、医学、法律、娱乐、艺术、体育、教育学等 周以真讲义：计算机科学中的深层次问题主要内容：P=NP？什么是可计算的？复杂性是什么？ 计算科学的典型问题排序问题、国王的婚姻、汉诺塔问题、旅行商问题TSP 计算思维导论教学内容 第二章 计算理论与计算模型 计算思维导论教学内容 第三章 算法基础 计算思维导论教学内容 第七章 计算文化与计算机职业道德教育 计算思维导论教学内容 教材内容（广西科技大学 唐培和） 计算思维概论 计算思