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程序设计的计算思维与方法(翻转课堂版)
作者:杨鑫
丛书名:面向新工科专业建设计算机系列教材
定价:69.80元
印次:1-1
ISBN:9787302670100
出版日期:2024.08.01
印刷日期:2024.08.26
"本书是一本结合课程思政教学理念编写的程序设计语言入门教材,旨在培养学生利用计算机分析和解决问题的能力,同时强化学生的民族精神和工程伦理。本书同时作为面向拔尖基地的创新培养配套教材,经过两年多的编写,在坚持学术严谨、规范的前提下,挖掘知识点本身的思政内涵,以思政与专业内容互融的方式,传递家国情怀和品格修养要素,培养理工科类学生应具有的科学精神、辩证思维、工匠精神、工程应用能力、职业伦理和职业素养。本书以程序设计为主线,注重理论与实践相结合,配套有习题、PPT课件等资源,创新性地增加了前置知识、场景案例、企业案例、前沿案例、易错盘点、知识拓展、翻转课堂等模块,激发学生的科创兴趣与家国情怀。本书共包含11章内容,包括C语言的基本语法、数据类型、控制结构、数组、函数、指针、结构体、文件的输入输出等基础内容,并提供了综合实训配套案例,即以C语言来开发高校学生健康信息管理系统、工业数据分析与文件信息管理系统和小车机器人应用实例等实践内容。 本书适合作为高等学校计算机及相关专业C语言课程的教学用书,也适合作为学习C语言的读者的自学教材。 "
more >前言 习近平总书记在党的二十大报告中指出: 教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力,深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,这三大战略共同服务于创新型国家的建设。报告同时强调: 推动战略性新兴产业融合集群发展,构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。当前,信息技术日益成为引领新一轮科技革命和产业变革的核心技术,在各行各业的应用场景不断拓展,极大提升了生产效率和社会福祉。 程序设计(Programming)是信息技术的基础,研究计算机怎样根据人类的指令和数据,执行特定的任务,以实现预期的功能和效果。它是信息技术的核心,是使计算机具有智能的根本途径,其应用遍及信息技术的各个领域。C语言是其他许多高级语言的基础,是一种通用的、结构化的、高效的程序设计语言,具有简洁、灵活、表达力强等特点,广泛应用于各种软件开发和系统编程。C语言不仅可以编写高质量的应用程序,还可以编写操作系统、编译器、数据库等底层软件。 2019年,习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上指出,思政课是落实立德树人根本任务的关键课程,思政课的作用不可替代,思政课教师队伍责任重大。这对新时代思想政治理论课和其他各类课程改革创新提出了更高要求,即在加强和改进传统思政课教育教学的同时,充分发挥高校各类课程的育人功能。 在信息时代的背景下,如何正确引导青年大学生,如何种好思政课的责任田,如何回应新时代思想政治教育面临的诸多新挑战新问题,如何充分利用人工智能、程序语言等课程完成与思想政治教育的深度融合,以精准的教育教学模式满足教育对象日益增长的个性化需求,无疑是新时代思想政治教育创新发展必须深刻思考的重要命题,同时也是达成全员、全程、全方位育人和创新“十大育人”体系的客观要求。 本书以思政教育创新发展为目标,率先将课程思政与专业教学相融合,积极探索“思政引领+计算思维+编程方法+案例驱动”的多元化教学模式。计算思维作为一种解决问题的思考方式,运用计算机科学的原理来解决问题、设计系统,并理解人类行为。编程方法则是将计算思维中得出的解决方案转换为计算机可以理解和执行的代码。本书将这两个程序设计的核心概念与思政教育的内涵相结合,在深入学习领会习近平总书记关于课程思政的系列重要论述的基础上,结合党中央、教育部的工作部署,从课程内容编排、教学案例实施等方面进行系统设计,将传道授业解惑与思政育人有效结合,围绕“四个面向”的思想,遵循“两性一度”的标准,深化“三全育人”改革,达到程序设计课程与思想政治理论课程同向同行的目的,形成协同效应。 本书共包含11章内容,第1章为“程序设计和C语言简介”,介绍了C语言的发展历程和基础知识;第2章为“变量及表达式”,介绍了数据的表现形式及其运算、运算符和表达式等内容;第3章为“数据的输入与输出”,介绍了计算机与人简单的交互方式;第4章为“选择结构”,讲解了if、switch等语句的实现以及关系运算符、逻辑运算符、条件运算符的相关知识;第5章为“循环结构”,讲解了for、while、do…while等语句的实现以及循环的嵌套、改变循环执行状态的相关内容;第6章为“数组”,主要介绍一维数组、二维数组、字符数组相关知识;第7章为“函数”,主要介绍函数定义及嵌套调用、递归调用;第8章为“指针”,主要介绍指针的基本概念和定义、指针引用数组、指针引用字符串等内容;第9章为“结构体”,主要介绍结构体变量的定义和使用、结构体数组、结构体指针等内容;第10章为“文件的输入与输出”,讲解文件的打开关闭、读写数据文件等内容;第11章为“程序设计创新实践”,使用上述所学到的C语言知识,以实际案例进行综合实践训练,具体包括高校学生健康信息管理系统、工业数据分析与文件信息管理系统,以及基于VKESRC开发板和Arduino开发环境的C语言课程实验、差动轮小车的C语言编程使用方法,并配以大量的实验项目,供读者练习。 本书各章节始终贯穿“思政引领+计算思维+编程方法+案例驱动”的教学模式,概念清晰、内容丰富,其中前置知识为较为容易理解的或已经学习过的知识点,需要学生做好预习,从而提高课堂学习效率;翻转课堂模块引导学生进行自主探索和资源整合,主动学习、思考、探索和运用专业知识点;企业案例是与各大民族企业实际生产开发相关的案例,旨在增强学生的民族自豪感和解决实际问题的能力;前沿案例是与计算机科学研究相关的新技术案例,激发学生的科创兴趣,同时拓宽学生视野。在教师的教学引导下,学生在有问题驱动的学习动机和多种新型教学手段和媒介引导的情况下,进行自主探索和资源整合,确定解决问题的思路和方案并最终完成既定的任务,主动学习、思考、探索和运用专业知识点,达到良好的教学效果。 除上述模块外,本书还创新性地引入了场景案例。场景案例是贯穿本章知识点的引导性案例问题,通过抗日战争时期的真实故事引出各章节知识点,让学生在故事情节中加强思政建设、在主动探索中逐步完善程序设计语言知识体系,将思政教育和程序设计语言学习有机融合。在开始学习前,我们向学生讲述抗日战争时期保密的重要性,并通过程序语言逐章节渐进式地解决一份加密的病历单的破解问题。通过前三章的内容完成解密基本流程的构建;通过选择结构、循环结构、数组的内容完成解密过程的基本实现;通过函数、指针、结构体的内容完成解密过程的优化;通过文件的内容完成解密过程的拓展。最终,让学生通过各章节的场景案例逐步形成一个完整的程序语言设计知识体系。综上所述,本书是新时代广大程序设计语言学习者较为理想的选择,适合作为高等院校相关专业师生的教学参考书。 由于编者水平有限,书中难免存在疏漏和谬误之处,敬请广大读者指正。 编者2024年5月
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