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计算思维与信息素养教学大纲

本课程在计算思维层面力求以问题为导向，追本溯源，穿越计算机迷雾，讲

解隐匿在计算机软硬件背后的思维方法，启迪思想；在信息素养方面以建构主义

学习理论为指导，以任务驱动、案例教学为教学手段，以毕业设计为切入点，力

争覆盖选题、做题、答题、结题全过程的工具支撑，体验科研项目全过程。

课程概述

《计算思维与信息素养》是高等学校通识课教育的重要组成部分，主要全面

培养学生的计算思维能力，计算科学修养和信息素养，提高学生的计算机问题求

解分析能力和计算机应用水平，为进一步学习后续专业课程的学习奠定信息化基

础。本课程在计算思维层面力求以问题为导向，追本溯源，穿越计算机迷雾，讲

解隐匿在计算机软硬件背后的思维方法，探究计算的本质，引人深思，启迪思想；

在信息素养方面以建构主义学习理论为指导，以任务驱动、案例教学为教学手段，

以毕业设计为切入点，力争覆盖选题、做题、答题、结题全过程的工具支撑，不

仅有工具的使用讲解，而且更重要的是科研项目全过程体验。

授课目标

通过对《计算思维与信息素养》课程的学习，使学生够理解计算机学科的基

本知识和方法，掌握基本的计算机应用能力，同时促进学生的计算思维与各专业

思维交叉融合形成复合型思维，为今后设计、构造、应用各种计算机系统求解学

科问题奠定思维基础，帮助学生提高解读真实世界系统并解决复杂问题的能力。

本课程“以计算思维训练为导向，以经典问题解决为驱动，以数字资源建设为

基础，以综合项目实践为提升”，形成问题导向的计算思维与信息素养知识脉络。

(1)了解社会/自然问题利用计算机手段进行求解的基本思维模式，了解问题的描

述、抽象、建模、设计、运行的方法及过程，具有利用典型计算思维进行计算系

统构造的初步能力。

(2)掌握数据在计算机中的存储和表示方法，数制及其转换方法，字符（汉字）

编码方法，培养信息处理的一般性思维方法。

(3)了解图灵机模型，掌握计算机的硬件组成和基本工作原理，了解微型计算机

的体系结构。掌握计算机的软件系统，理解操作系统管理资源的基本思想。培养

熟练运用各种实用软件解决实际问题的能力。

(4)理解由问题到算法，再到程序的问题求解思维模式，以及它们三者之间的关

系。掌握算法的基本特征与表示方法，掌握典型算法的基本思想，并能运行算法

解决实际问题。培养学生构造算法并模拟算法执行的初步能力。

(5)理解机器网络、信息网络和网络化社会的形成机理，理解网络化的社会影响，

体验用数学方式研究网络化问题的基本思维。了解互联网相关基础知识，掌握应

用互联网进行工作的知识和能力。

课程大纲

第一章计算机是怎样产生的

课程导引

第1节文明起源——手工计算工具

第2节机械万能——机械式计算工具

第3节机电一体——机电式计算工具

第4节独霸天下——电子计算机

第5节百家争鸣——未来的计算机

第一章单元测验

第二章计算机是怎么工作的

课程导引

第1节小数字大作用

第2节小数字大智慧

第3节梦想照进现实

第4节理论之石——图灵模型

第5节构造之基——冯诺依曼体系结构

第6节运行之智——CPU与程序

第二章单元测验

第三章程序是如何运行的

课程导引

第1节再识程序

第2节编程语言的前世今生

第3节现实驱动梦想——操作系统的演变

第4节现代之光——计算机软件系统

第三章单元测验

第四章毕业论文全程（上）

第1节论文选题

第2节资料收集

第3节论文撰写与数据分析

第四章毕业论文全程（下）

第4节论文排版

第5节幻灯片制作

论文排版作业（含评分标准）

PPT制作作业

第六章计算机是如何联网的

课程导引

第1节探究计算机网络的前身后世

第2节聚焦计算机网络的连接设备

第3节揭秘计算机网络的工作方式

第六章单元测验

第五章计算机是如何求解问题的

第1节分步求解——算法设计是关键

第2节初窥门径——算法是什么

第3节不拘一格——算法如何描述

第4节如数家珍——典型方法有哪些

讨论：扑克快速排序

算法设计（一）——顺序结构和选择结构

算法设计（二）——循环结构

第七章前沿技术之人工智能

课程导引

第1节机智过人-人工智能是什么

第2节三起三落-人工智能的过去、现在和未来

第3节抛数引智-人工智能如何实现

第七章单元测验

参考资料

《穿越计算机的