在程序设计课程中引入“计算思维”的实践和思考精要.ppt

* * * * * * * * * * * * * 在程序设计课程中引入“计算思维”的实践和思考 上海交通大学计算机系 姚天昉 报告大纲 引言 教学实践案例 一些问题的思考和建议 结论 引言 计算思维的核心思想和目的 计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学广度的一系列思维活动。 培养学生像拥有阅读、写作和算术（3R）基本技能一样拥有计算思维技能，并能自觉地应用于日常的学习、研究与将来的工作中。 教学实践的目的和方法 引言 教学实践是检验引入计算思维方法是否正确以及如何推广的一个十分重要的“试金石”。 观察和评价教学实践的效果并及时总结和完善。 西安会议（C9）和济南会议（大学基础课程报告论坛）报告的延续 计划、实施、总结和评价。 教学实践案例 引入计算思维的教学目标 程序设计思想方面： 理解计算在解决科学问题中的作用 重视计算作为科学发现的基础工具 探索不同算法在效率和性能方面的影响 理解实用的基本程序设计原则 基本理解不同程序设计语言解决实际问题的可能性 基本理解计算的限制和不可解问题 教学实践案例 程序设计方法方面： 分析和抽象问题 设计和实现针对科学问题的有效的软件解决方案 有效地使用通过函数说明所描述的软件库 理解基本数据结构的使用和功能 编写完成有明确使用目标的程序，并适当地可视化其结果 阅读和改写已存在的程序 教学实践案例 案例一：上海交通大学《程序设计思想与方法》 概况 时间：2010年9月-2011年1月 课程学时：51（学时）（其中，课堂教学：34（学时）；实践环节：17（学时）） 教学语言：英语 教学材料：英语 课程网站：英语（56/PTM-Python/） 教学实践案例 学生人数：中国学生 90人；留学生 约20人 年级：一年级第一学期 课堂教学内容 Part I: Python Programming (20 Lectures) Introduction to Computer Science Introduction to Python Value, Type, Variable, Assignment, and Type Conversion 教学实践案例 String, List, Tuple and Dictionary Conditional and Loop Statement Function and Parameters Recursion Part II: Introduction to Computer Simulations, Applications and Data Structures (10 Lectures) Simulation and Optimization Introduction to Computational Linguistics 教学实践案例 Data Structure and Application: Traversal and Search Part III: Looking at Programming Methodology (4 Lectures) Analysis of Algorithm 教学实践环节 小作业（个人作业） 输出格式变换（数据输出变换问题） 字符串匹配（模式匹配问题） 文件数据有哪些信誉好的足球投注网站与排序（有哪些信誉好的足球投注网站与排序问题） 教学实践案例 进制转换（数据转换问题） 背包问题（递归问题） 大作业（小组作业-3-4人） 利用初步的计算语言学知识，设计和开发一个具有交互界面的汉语句子分词系统（分词问题-open问题） 计算语言学领域 训练语料和测试语料来自同一网站（上海世博会 教学实践案例 官方网站） 验收方式：实验报告；系统性能测试；答辩。 案例二：南方科技大学《计算思维导论》（Python程序设计部分） 概况 时间：2011年4月-5月 课程学时：24（学时）（其中，课堂教学：12（学时）；实践环节：10（学时）；考试：2（学时）） 教学实践案例 教学语言：汉语 教学材料：英语 课程网站：英语（56/SUSTC-Python/） 学生人数：45人 年级：一年级第一学期 课堂教学内容 Part I: Python Programming (8 Lectures) 教学实践案例 Introduction to Python Value, Type, Variable, Assignment, and Type Conversion String, List, Tuple and Dictionary Conditional and Loop Statement Function and Parameters Recursion Part II: Introduct