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大学计算机——计算思维导论

注重学生信息素养和计算思维能力的培养,建立从知识认识到计算思维意识构建的桥梁

作者:申艳光 刘志敏 薛红梅 主编 杨丽 杨丽 王彬丽 张艳丽 副主编
定价:49
印次:1-1
ISBN:9787302516835
出版日期:2019.09.01
印刷日期:2019.06.24

本书分理论篇和实验实训篇,其中理论篇共7章,主要介绍计算文化与计算思维、0和1的思维、系统思维、算法思维、数据思维、网络化思维、伦理思维,围绕现代工程师应具备的素质要求,每章后附有基础知识练习和能力拓展与训练,从多方位、多角度培养学生的工程能力。本书实验实训篇共4章,包括常用办公软件的功能讲解和相应的实验实训。附录给出了《弟子规》原文,旨在使读者感悟中华传统文化的真谛。

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前言 大学计算机——计算思维导论当前,世界范围内新一轮科技革命和产业变革加速进行。国家实施创新驱动发展、“中国制造2025”“互联网+”“一带一路”等重大战略,以新技术、新业态、新产业为特点的新经济蓬勃发展,迫切需要新型工科人才的支撑,加快实现我国从工程教育大国走向工程教育强国的目标。 工程师应该具备工程思维、科学思维和系统思维三种思维模式。其中科学思维包括三种: 以观察和归纳自然规律为特征的实证思维;以推理和演绎为特征的逻辑思维;以抽象化和自动化为特征的计算思维。 计算思维概念最早是2006年3月由美国卡内基·梅隆大学周以真(Jeannette M. Wing)教授在Communication of the ACM上发表并定义的。她指出,计算思维是每个人的基本技能,不仅仅属于计算机科学家。我们应当使学生不仅掌握阅读、写作和算术,还要学会计算思维。 以往的计算机文化基础课程采用以操作和技能讲解为主线的教学模式,淡化了计算机科学的精髓。信息素养的培养要求学生能够对于获取的各种信息通过自己的思维进行深层次的加工和处理,从而产生新的信息。 无论是计算机教育工作者,还是计算机普通用户,在学习和使用计算机的过程中,应该着眼于“悟”和“融”: 感悟和凝练计算机科学思维模式,并将其融入可持续发展的计算机应用中,这是作为工程人才不可或缺的基于信息技术的行动能力。大学生学习计算机基础课程,不仅要了解计算机是什么、能够做什么、如何做,更重要的是要了解这个学科领域解决问题的基本方法与特点。因此,在非计算机专业第一门计算机课程中引入计算思维能力的培养,是提高大学生信息素养和工程能力的有效途径。 计算思维是计算机和软件工程学科的灵魂,作为第一门非计算机专业的大学计算机基础课程,应该把培养重点放在培养学生的计算思维与信息素养能力,让学生了解和掌握如何充分利用计算机技术,对现实世界中的问题进行抽象和形式化,达到人类求解问题的目的,应注重可持续发展的计算机应用能力培养,强调在分析问题和解决问题当中终身学习的能力,从而提高学生的思维能力,扩展思维宽度,提高解决实际问题的能力。 本教材特色如下。 (1) 本教材的编写宗旨是使非计算机学科的人理解计算学科的思维,使计算机学科的人理解跨学科的思维。本教材内容不只是讲授计算机方面的知识,更注重展现计算机学科的思维方式以及读者思维能力和工程能力的训练。 大学计算机——计算思维导论前言(2) 围绕现代工程师应具备的素质要求,多方位多角度培养学生工程能力。教材中利用“思考与探索”“角色模拟”“分析与认证”“能力拓展与训练”等栏目,多方位、多角度培养学生工程能力,包括终身学习能力、团队工作和交流能力、社会及企业环境下建造产品的系统能力、可持续发展的计算机应用能力等。其中:  “思考与探索”是面向计算思维的对于知识的一种解析,旨在培养学生的计算思维能力和善于观察、勤于思考、勤于探索的良好学习习惯和品质。  “角色模拟”主要是通过模拟工程师与真实世界之间的互动,通过项目分析、设计与实现,旨在培养学生工程实践应用能力,培养学生在团队中有效合作、有效沟通、有效管理的能力,提高学生应用工程知识的能力和处理真实世界问题的能力。  “能力拓展与训练”包括一些思维密度较大、思维要求较高和需要自主学习的问题和要求,旨在培养学生的系统思维能力、发散思维能力、创新思维能力、沟通能力、适应变化的自信和能力以及团队协作创新的工作理念,激发学生自主探究,在拓展创作中实现自我价值,并培养主动学习、经验学习和终身学习的能力。 (3) 强调教育的根本目标是人的完善。目前的教育过于重视学科知识和智力培养,偏离了教育的根本目标——人的完善。本书附录中附有《弟子规》原文,旨在传承中国传统文化之精华,充分发挥中国传统文化对校园和社会所产生的净化心灵、熏陶品质的作用,使读者感悟中华文化的真谛,提高内涵素养和外在修养,从而塑造正确的思想道德观念和人生价值观念,提升德行修养,塑造健全人格。 总之,本教材的编写,在适度的基础知识与理论体系覆盖下,突出回归人本和回归工程的教学方法论,既强调内容宽度和知识深度的结合,又通过把科学思维的要素、方法融入问题和案例,从问题分析着手,强调面向计算思维和信息素养的培养,力求达到“教师易教,学生乐学,技能实用”的目标。 本教材由申艳光、刘志敏、薛红梅任主编,杨丽(大)、杨丽(小)、王彬丽、张艳丽任副主编。生龙等老师也为此书付出了辛勤的劳动,在此表示感谢! 由于作者的水平有限及时间仓促,书中难免存在不足之处,恳请读者批评和指正,以使其更臻完善! 申艳光2019年8月

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  • 关注学生信息素养和计算思维能力的培养,将课程内容中的相关知识进行提炼,建立从知识认识到计算思维意识构建的桥梁,既强调本书的基础性和系统性,又注重内容宽度和知识深度的结合,并通过把科学思维的要素、方法融入问题和案例,从问题分析着手,强调面向计算思维和信息素养的培养,从而提高学生主动使用计算机解决问题的意识和计算思维的能力。
  • 关注学生信息素养和计算思维能力的培养,将课程内容中的相关知识进行提炼,建立从知识认识到计算思维意识构建的桥梁,既强调本书的基础性和系统性,又注重内容宽度和知识深度的结合,并通过把科学思维的要素、方法融入问题和案例,从问题分析着手,强调面向计算思维和信息素养的培养,从而提高学生主动使用计算机解决问题的意识和计算思维的能力。
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  • 目录 大学计算机——计算思维导论理论篇第1章认识计算机与计算思维3 1.1计算工具与计算机科学3 1.1.1计算工具的发展史3 1.1.2计算文化和计算机科学5 1.2计算思维6 1.2.1计算6 1.2.2计算思维的概念7 1.2.3计算思维中的思维方式11 1.2.4计算思维的本质12 1.3计算模型与计算机15 1.3.1图灵机15 1.3.2冯·诺依曼机17 1.3.3计算机的发展18 1.3.4计算机的特点21 1.3.5计算机的分类22 1.4新的计算模式24 基础知识练习26 能力拓展与训练26第2章0和1的思维——信息在计算机内的表示28 2.1信息与信息技术28 2.1.1信息的概念28 2.1.2信息技术29 2.2数值的表示30 2.3字符编码38 2.4汉字编码40 2.5多媒体信息的表示42 2.5.1多媒体技术的基本概念42 2.5.2多媒体处理的关键技术43 2.5.3多媒体应用中的媒体元素45 2.5.4多媒体计算机的组成与应用52 2.5.5移动多媒体终端54 基础知识练习54 能力拓展与训练55大学计算机——计算思维导论目录第3章系统思维——计算机系统基础56 3.1计算机系统56 3.1.1计算机硬件系统58 3.1.2问题求解与计算机软件系统60 3.1.3计算机的基本工作原理61 3.2微型计算机的硬件系统63 3.2.1总线63 3.2.2中央处理器(CPU)64 3.2.3内存储器65 3.2.4系统主板67 3.2.5外存储器69 3.2.6...

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