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計算機導論學習報告范文第1篇

摘要：“計算機導論”是計算機各專業(yè)本科的第一門專業(yè)基礎課，它對后續(xù)課程學習的重要性是不言而喻的。針對近年來在大學計算機專業(yè)中開展的“計算機導論”課程的現(xiàn)狀，結合自己的教學實踐，本文就“計算機導論”的教學方式和方法做初步探討。

關鍵詞：計算機導論；教學內容；教學方法；計算學科；課程構建；導引

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引言

“計算機導論”課程是計算機專業(yè)者要學習的一門非常重要的專業(yè)基礎課，也是入門課。應該就學科特點、學科形態(tài)、歷史淵源、發(fā)展變化、典型方法、學科知識組織結構和分類體系、各年級課程的重點，以及如何認識計算機科學，學好計算機科學等問題從科學哲學和高級科普的角度去回答學生的疑問，因而起到后續(xù)課程導引的作用，從而讓學生對計算機系統(tǒng)有一個全面的初步了解，并為深入學習計算機學科的各專業(yè)課奠定“以全局指導局部”的基礎。

但是計算機科學發(fā)展日新月異，新方法、新技術不斷涌現(xiàn)。因此很難找到一本與時俱進的教材，既滿足學生的理論課需求，又滿足實踐課需求。同時傳統(tǒng)教學模式中有些內容已不適應新時期人才培養(yǎng)的要求，需要進行變革，針對上述情況，筆者對教學內容和教學方法等方面進行探討自己的看法。

2存在問題

通過大三、大四學生調查，發(fā)現(xiàn)當問及你對計算機學科的體系結構怎么理解？80%的學生對此問題回答模棱兩可，筆者對這種現(xiàn)狀震驚了。相當一部分學生對計算科學缺乏比較全面的認識，科學思維能力、創(chuàng)新能力、工程知識、分析和解決實際問題的工作能力較差，一些學生經(jīng)過四年的學習后還沒有建立起一些專業(yè)學習的方法，甚至有些同學認為計算機專業(yè)學習就是熟練掌握電腦的基本操作，而對于一些理論方面的知識缺乏興趣。這樣必然導致學生在以后的專業(yè)學習和自我學習能力培養(yǎng)方面出現(xiàn)很大的障礙。究其以上情況，教與學的目前狀況值得我們深思了。

鑒于存在以上的現(xiàn)象，誠然與學生本身的學習能力、態(tài)度、興趣有關，但另一方面對“計算機算計導論”這門課程的內容、教學目標要求以及對教師的要求等都發(fā)起了挑戰(zhàn)，如何解決這門入門課程對學生、后續(xù)課程的引導作用，是目前亟待解決的問題。

3教學目標

多年來，在計算機專業(yè)教育中，對該課程應達到怎樣的教學目標問題一直沒有定論，這也就給從事該課程教學的教師帶來了一些難度和偏差。由于學生個體的差異，如對計算機的認識程度的不同，導致他們對該課程的需求、興趣不同，因此就有可能在教學過程中增加或刪減一些內容，而實際上，內容的增加或刪減的根本原因就在于沒有課程目標的約束。1989年1月，ACM攻關組在《ACM通訊》雜志上發(fā)表了計算教育史上具有里程碑意義的報告――《計算作為一門學科》，該報告明確要求《計算機導論》課程要以嚴密的方式將學生引入計算學科中各個富有挑戰(zhàn)性的領域。2001年12月，ACM 和IEEE - CS任務組提交的CC2001 (Computing Curricula 2001)報告更進一步指出，該課程應能讓學生了解計算學科中那些富有智慧的核心思想 。我們從這個意義上出發(fā)來看，既然本課程是計算專業(yè)的最先開設的課程，它應該達到的目標是：(1)激發(fā)學生對學習計算機學科的興趣；(2)充分展示計算領域能做什么，但不去深究怎么做；(3)能揭示計算領域的歷史及其發(fā)展狀況；(4)能培養(yǎng)學生學科全局觀及隨著學科的發(fā)展不斷更新知識的意識；(5)能讓學生了解該專業(yè)畢業(yè)生應具有的基本知識和技能，以及在該領域工作應有的職業(yè)道德和應遵守的法律準則。

4教學內容

近年來，雖然很多高等學校開設了“計算機導論”課，但要區(qū)別計算機科學與技術專業(yè)學生與非計算機專業(yè)學生在培養(yǎng)目標和方向上的不同，；還要明確課程內容設置目的，作為計算機方向的入門課程，應把握教學內容的深度和廣度。按照“CCC2002教程”的描述，按照上述對內容的描述，“計算機導論”課程的內容可分為下列幾大部分：

(1) 計算機學科概述，包括學科的背景、發(fā)展歷程、名稱的來歷等；

(2) 對計算機硬件知識的描述，包括計算機的產生和發(fā)展，馮?諾伊曼結構計算機的基本組成，計算機的體系結構，計算機硬件技術的發(fā)展等；

(3) 對軟件知識的描述，包括軟件的分類、程序設計的基礎知識、面向對象程序設計的思想、算法與算法分析、數(shù)據(jù)結構與操作系統(tǒng)的基本知識、數(shù)據(jù)庫和軟件工程；

(4) 對通信與網(wǎng)絡知識的描述，主要介紹數(shù)據(jù)通信的基本概念和計算機網(wǎng)絡的基本原理，包括網(wǎng)絡的體系結構、數(shù)據(jù)通信的基本方法和網(wǎng)絡協(xié)議以及網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全和管理知識；

(5) 人與計算機，包括人機交互知識、人工智能技術的研究領域及取得的主要成果、人腦與電腦的關系；

(6) 計算機和社會，包括計算機系統(tǒng)的應用、計算機專業(yè)與社會的關系、知識產權與職業(yè)道德等；

(7) 學科的未來，在每一部分中穿插介紹計算機發(fā)展史上著名的事件、公司、人物、產品，我國計算機技術的發(fā)展歷程，使學生全面了解本學科。

5教材選擇

5.1適當補充新的信息

在課程內容的選擇上，既要有基礎性又必須有先進性。既然計算機導論是一門正規(guī)的基礎課程，課程內容就不能帶有隨意性。課程的性質和目的也決定了不僅要向學生介紹計算機的感性知識，還要介紹計算機的理性知識，即要“領進門”，又要“送一程”，所以課程內容的基礎性是十分重要的，這一部分內容應該相對穩(wěn)定。 但是計算機導論又是一門實踐性極強的課程，由于計算機技術的發(fā)展和軟件的更新?lián)Q代十分迅速，如果授課內容陳舊、膚淺，不但學生會失去學習的興趣，而且上機實習也會遇到障礙(找不到過時版本的軟件)，所以課程內容必須“吐故納新”，要適當介紹一些計算機技術的新知識和一些流行的優(yōu)秀軟件，使課程內容始終保持先進性。 所以不僅教學大綱要不斷修訂，而且教材也要及時更新。

5.2防止兩個傾向

在計算機導論課的內容選擇上還要防止兩個傾向:一個是過于簡單，另一個是過于復雜。 如果課程內容簡單化，降低要求，就容易把這門課降格為社會上一般的計算機操作培訓班。 把計算機基礎教育系列課程的第一門課程混同于計算機掃盲，是對該課程采取實用主義態(tài)度的結果，也是對課程性質和任務的一種誤解。 反之，如果課程內容復雜化，一再加碼，就會把這門課提升到計算機原理課的水平，學生聽不懂，吃了夾生飯，會給后續(xù)計算機專業(yè)課程的學習造成障礙，同樣也會使學生對計算機的學習“望而卻步”。

6教學方法的探討

6.1教學融入“故事性、趣味性、啟迪性”

“計算機導論”課程的教學會涉及到計算機科學發(fā)展的很多人和事物，如果將一味地將一些枯燥的知識簡單的傳授給學生，學生的接受能力和興趣并不能達到理想的效果，把涉及到的專業(yè)術語知識等所關聯(lián)的到人物事件講述成一個個生動的故事，提高學生的學習興趣，通過他們的成功與貢獻來啟迪我們的學生對計算機科學學習的興趣，增強專業(yè)認識。比如講到計算機體系結構時，就會提到馮諾依曼，他的人生經(jīng)歷，事件發(fā)展背景；講到計算機網(wǎng)絡時就會提到，美蘇爭霸等重大事件；比如講到人工智能方面可以引出“深藍大戰(zhàn)”。這樣集故事性、趣味性、啟迪性結合古板的知識讓學生充滿興趣開拓自己的知識面。

6.2直觀的教學法

比如，當涉及到一些硬件知識時候，教師可以在課堂一邊拿著一些硬件部件進行現(xiàn)場講解。在做實驗時，讓學生親自動手來實踐課堂教學的理論知識，比如進行硬件組裝，讓學生通過真實地觸摸硬件的元器件及產品來加深他們對知識的理解；再如，當講到計算機網(wǎng)絡的有關知識時，就可以到實驗室去，讓學生從專業(yè)的角度來學習網(wǎng)絡，進行現(xiàn)場簡單的認識網(wǎng)絡的組成。這種感性的教學方法能帶給學生直接的專業(yè)學習體驗以及更新穎的感觀認識。

6.3善用現(xiàn)代計算機多媒體技術教學法

采用這種技術不僅能使大一學生有了上課耳目一新的感覺，更重要的是它能在有限的課堂時間里帶來更多的信息量：

(1) 在講到硬件的一些基礎知識，可以用視頻展現(xiàn)整個說要講解的相關知識的視頻過程。

(2) 在講解到操作系統(tǒng)等軟件進行操作時，可以用視頻展現(xiàn)操作系統(tǒng)的安裝過程，然后再帶學生進行實驗室進行現(xiàn)場安裝，進一步鞏固課堂教學。

(3) 在講到一些抽象的基本原理時，如在講解到CPU的工作原理時，可以用制作的Flash小動畫展現(xiàn)CPU的工作原理。

6.4語言表述具體化

因為計算學科中抽象性的內容較多，所以教師在授課過程中，如果語言表述不通俗易懂的話，抽象性越高，學生會在剛剛了解一個內容的基礎上，再盡全力去理解這晦澀的專業(yè)術語等抽象的表達，這樣學生陷入一個惡性循環(huán)中，就會有云里霧里的感覺，聽課效果肯定會受影響。

6.5精講多練是授課的重要方法

計算機導論課的主要目的是培養(yǎng)學生使用計算機和利用計算機去解決實際問題的能力，以及培養(yǎng)學生的自學能力和較快接受新技術、新方法的能力。這些能力單靠課堂教學是培養(yǎng)不出來的，而要靠大量的上機實踐。 因此，計算機導論課應由“以教師為中心”向“在教師指導下學生主動學習為主”轉移，正確的指導和大量的上機實踐是學好這門課的基本保證。課程性質的定位也決定了必須采用精講多練的授課形式。精講應該是不得不講時才講?，F(xiàn)代教育思想在強調學生是學習主體的同時并不忽視教師的主導作用。教師要精選重點和難點詳細講解，使剛入大學的新生在陌生的學習對象面前不至于束手無策，但也要給學生留有足夠的時間和空間，使他們能夠充分發(fā)揮學習的主動性和積極性。

6.6對授課教師的要求

“計算機導論”課程作為計算機專業(yè)學生的入門課程，內容廣泛且與后續(xù)課程關系密切，因此講授起來有一定難度，本課程要求教師必須站在學科的高度看問題，將復雜的、抽象的內容簡單化、形象化，因此對教師的要求很高?！傲己玫拈_端是成功的一半”，但也有“萬事開頭難”，授課教師不僅要有極大的熱情，能夠帶動學生的學習積極性，更要對本學科有全面了解，要變傳統(tǒng)的知識型教學為研究型教學，選擇適當?shù)闹R為載體，通過對知識點的講授，讓學生學會思維。這就需要教師自身先把知識“嚼出味兒”，然后再在課堂上使學生形成科學的思維習慣，掌握有效的學習方法。教師還應該根據(jù)自己所在學校對學生的培養(yǎng)目標定位、根據(jù)學生的特點，有機地組織和確定課程內容，把握教學計劃的總體安排，強化能力培養(yǎng)的意識，使學生能通過對學科的理解和認知進入學科領域。

“計算機導論”課的每一個環(huán)節(jié)勢必影響著計算機專業(yè)學生的后續(xù)知識的學習，這值得我們每一位從事這方面工作的人們去關注。

參考文獻：

[1] 中國計算機科學與技術學科教程2002研究組. 中國計算機科學與技術學科教程2002[M]. 北京:清華大學出版社,2002.

計算機導論學習報告范文第2篇

關鍵詞：計算機導論；教學內容；教學方法

中圖分類號：TP434 文獻標識碼：A 文章編號：16727800（2013）002017203

0 引言

《計算機導論》是計算機科學與技術專業(yè)的一門基礎課程，是該專業(yè)的前驅課程和核心課程，是計算機專業(yè)完備知識體系的概述。國內許多高校在大一都開設了該課程， 然而不同高校在計算機導論教學內容上具有明顯的層次性，不同類型學校及學生具備的基礎知識差異性較大。在教學中發(fā)現(xiàn)，該專業(yè)學生對專業(yè)知識缺乏全面認識，沒有一個整體邏輯體系，學習能力、解決問題能力較差。隨著信息技術的發(fā)展、知識更新的加快、學科知識的交叉融合，為使學生更好地建立專業(yè)思想和學習方法，本文對《計算機導論》的教學內容進行了研究。

1 教學目標

不同類型、層次的高校培養(yǎng)目標各不相同，地方本科院校培養(yǎng)的是應用型技術人才，因此，應符合實際制定專業(yè)培養(yǎng)目標，把握計算機導論在應用型的專業(yè)培養(yǎng)目標中的定位，發(fā)揮計算機導論的“五導”作用：導知識、導方法、導思維、導意識、導職業(yè)。

計算機導論涉及的知識范圍大而廣，新生不可能掌握所有內容，尤其是具體理論及實現(xiàn)能力，教學目標應切合實際。在研究教材及調研基礎上提出了如下目標：①系統(tǒng)了解該專業(yè)的基本知識與技能和應用前景，為后續(xù)課程學習、發(fā)展奠定基礎；②新生面對一切既新鮮又充滿疑惑，應為其學習方向進行良好的引導，激發(fā)對專業(yè)的興趣；③培養(yǎng)學生的思維、團隊協(xié)作、創(chuàng)新及知識重建能力和探究精神；④認知計算機領域解決問題的一般技術方案，從理論上升到應用，注重綜合能力的提高，追蹤當前熱點課題和研究方向；⑤培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)和習慣，了解就業(yè)崗位的特性，具備改善就業(yè)的能力。

2 教學內容

計算機導論課程構建是計算機教育面臨的一個重大問題，教學內容應以全局的視野將知識進行整體串聯(lián)，學科框架、課程知識、重要知識點、實踐能力及相互邏輯聯(lián)系向學生講明白透徹，深刻理解計算機對人類社會的推動作用， 培養(yǎng)學生的認知能力，樹立科學的方法論，達到教育目標。

2.1 教材內容與特點

目前各高校計算機導論教材版本多種多樣，基本都是依據(jù)CCC2002中相關內容和精神，或參照ACM和IEEECC2005編寫，主要介紹計算機系統(tǒng)、程序設計語言、軟件工程等專業(yè)的入門知識。主要特點是：

（1）課程以專業(yè)課為一章構成。將基礎知識、計算機組成原理、操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡、軟件工程等各為一章節(jié)進行編寫，專業(yè)課縮合拼湊成教材，沒有邏輯體系。

（2）將“計算機基礎”教材的內容添加進去。沒有把握計算機導論的專業(yè)基礎性質，與課程要求不符。

（3）強調理論、實踐少，知識與實驗教材內容更新滯后；前沿理論和新技術涉及少、更新慢。

（4）有的側重廣度，強調對計算機和計算機科學的廣泛理解；有的側重深度，以程序設計為主線并解決問題，強調計算機編程；有的則兼顧廣度和深度，強調廣度的中心主題，深度貫穿于廣度之間。

（5）以科普體裁體例編寫。與傳統(tǒng)教材不同，它采取通俗的文字，以普通故事或典型問題等方式介紹。

2.2 教學內容構建

計算機導論課程比較抽象，教學內容構建沒有統(tǒng)一的規(guī)范。教材的選擇不應拘于某種標準，應通過比較選取一本主要教材，輔以參考教材，優(yōu)化整合教學內容，合理進行課堂設計。采取72學時進行教學，教學內容構建采取理論―實驗―實踐相結合的模式，用自頂向下的方法設計，以高屋建瓴的方式提出課題，再追求細節(jié)，結合教學實踐，在學生反饋的基礎上進行充實、改進，確定課程教學內容。

（1）理論教學內容。計算機導論理論內容包括：①計算機基礎知識。主要有計算機產生和發(fā)展、計算機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)編碼和存儲、馮?諾依曼模型、計算機體系結構與數(shù)據(jù)組織、多核技術、計算機應用領域等；②計算學科。主要有計算機學科定義、計算學科劃分、知識體系、教學計劃與課程體系的核心內容、計算機產業(yè)與創(chuàng)新；③操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡計算。主要有操作系統(tǒng)體系結構、通信與組網(wǎng)、網(wǎng)絡協(xié)議、安全、網(wǎng)格計算等；④程序設計語言。主要有程序概念、程序設計方法、數(shù)據(jù)基本結構、算法與復雜性、語言實現(xiàn)等；⑤數(shù)據(jù)庫。主要有模型與信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、關系數(shù)據(jù)庫與設計、數(shù)據(jù)挖掘等；⑥軟件工程。主要有軟件工程學科、軟件開發(fā)模型、設計方法、測試與文檔編制等；⑦智能系統(tǒng)與人工智能。主要有智能與機器、知識與推理、語言處理、智能計算等；⑧圖形學與可視化計算。主要有圖形學、圖形系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實技術、人機交互與設計、多媒體技術；⑨離散結構與數(shù)值計算。主要有集合論、代數(shù)結構、圖論、數(shù)值計算、高性能計算、數(shù)學建模與計算機模擬等；⑩社會和職業(yè)道德。主要有計算機與道德、職業(yè)方向等。

（2）實驗教學內容。開設實驗教學內容是必不可少的，實驗教學內容要突出專業(yè)課程特色，針對大一學生，需編寫實驗指導書，并對原理進一步講解，通過豐富實例，從實驗向實踐過渡。理論教學與實驗教學可以靈活進行，包括內容與實驗順序。設計的實驗如下：①計算機部件認識與組裝，網(wǎng)絡硬件，組網(wǎng)與環(huán)境配置；②安裝虛擬機，在虛擬機上安裝操作系統(tǒng)與驅動程序，操作物理磁盤上的文件；進程調度、進程管理實驗；基于Windows的網(wǎng)絡通信驗證程序；③信息安全實驗，比如以流行的殺毒軟件為實例；④程序設計實驗（開發(fā)平臺與語言環(huán)境）、數(shù)據(jù)結構實驗等。主要包括數(shù)據(jù)操作，理解指令系統(tǒng)的組成，掌握機器指令的格式，理解程序的執(zhí)行過程；結構化程序設計，熟悉程序結構，掌握C語言編寫的方法；加深理解遞歸及迭代的概念，掌握用C語言編寫遞歸及迭代程序的方法；算法綜合練習，熟悉結構化程序設計在算法中的應用；理解二分查找法的思想；⑤數(shù)據(jù)庫實驗：建立數(shù)據(jù)庫程序、數(shù)據(jù)庫編程；⑥軟件開發(fā)過程；⑦計算機圖形繪制與動畫制作；⑧設計網(wǎng)頁、構建簡單的網(wǎng)站、操作數(shù)據(jù)庫表等內容，認識HTML。

3 教學方法

計算機導論的特點及在計算機專業(yè)中承擔的角色，決定了在教學中需要采取多種靈活的教學方法。課程對授課的教師自身素質和專業(yè)能力有更高的要求，需對計算機科學發(fā)展、學科特點、知識結構等有一個整體把握，需長期從事一線教學科研工作的經(jīng)驗體會，以教學目標為基礎深化教學方式，對學生進行更好的引導，理清思路，轉變學習觀念與方法。

（1）基于知識背景的教學方法。在教學過程中將講授的知識與其背景結合起來，使學生具有探求知識的欲望，為其提供更為廣闊的想象與思維空間，有利于培養(yǎng)學生的學科思維和學科意識。

（2）問題式教學方法。通過提出問題引導學生思索。例如，計算機學科的基本問題哥尼斯堡七橋問題引入圖論， 梵天塔問題引入遞歸、算法復雜性問題等，將問題抽象形式化，通過數(shù)學方法來解決。

（3）專題式教學方法。涉及到計算機專業(yè)的核心課程知識，可由不同的老師做專題講座。建議在有條件的情況下由學科帶頭人或骨干教師擔任主講，并使用多種教學手段進行教學。該方法可將密切聯(lián)系的課程進行整合，體現(xiàn)教師的專業(yè)性，獲得系統(tǒng)性的知識，打破以往孤立的授課方式。

（4）團隊式教學方法。課堂上將學生分成小組，按小組展開相關問題討論，對一些問題進行大膽的探討，使學生既融入學習氛圍，又培養(yǎng)了團隊意識。課后充分利用網(wǎng)絡平臺教學，建立輕松的學習環(huán)境。

（5）實驗教學主要以演示、模擬為主，演示具有代表性的實驗。有的實驗并不要求學生會做出來，通過觀察來激發(fā)學生思考，使學生更好地領會和理解相關的理論知識并在實驗中體會。實行分層次的實驗教學，對基礎較好的學生提出更高的要求，同時對基礎差的學生也是一個促進帶動。

4 考核方式

課程的考核方式是檢查教學效果的基本手段，反過來又促使教學的改進。計算機導論課程重在“導”，強調總體上的理解，而不是試圖要對每一個知識點都詳細講解，因此，應建立多元的課程考核方式，改變過去那種依賴“平時成績+考試成績”的模式。適應培養(yǎng)應用型人才目標，加大平時成績（60%）的考核力度，如問題式教學時的課堂表現(xiàn)、資料收集與整理、團隊教學參與情況及總結報告、實驗操作技能等；考試成績（30%）；學習該課程后個人總結及未來規(guī)劃（10%）。在多元考核體系下使學生自主的參與進來，提高了學習的積極性，既輕松學習，又培養(yǎng)了各方面的能力，取得了良好的效果。

5 結語

《計算機導論》是一門基礎課程，但在教學上卻是一個難點。本文結合我校的實際情況，根據(jù)計算機導論課程的特點及教學中問題的反饋，在教學目標、教學內容及方式上進行了一定的探索和實踐。從學生反映來看，普遍認為新的教學方法能有助于更好地吸收課程知識，在學習該課程后對計算機專業(yè)有了一個宏觀的認識，改變了過去被動式的學習方式。

參考文獻：

＼[1＼] 袁方，王兵，等.改革教學方法，發(fā)揮計算機導論的“五導”作用＼[J＼].計算機教育，2011（1）.

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＼[3＼] 任子亭.地方本科院校軟件專業(yè)課程建設與實踐＼[J＼].電腦知識與技術，2012（14）.

計算機導論學習報告范文第3篇

    計算機工程是涉及現(xiàn)代計算系統(tǒng)、計算機控制設備的軟硬件設計、制造、操作的科學與技術,建立在計算、數(shù)學、科學和工程學的基礎上,主要研究計算機處理器、多處理器通訊設計、網(wǎng)絡設計和存儲器體系,著重研究硬件設計以及與軟件和操作系統(tǒng)的交互性能,如嵌入式系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)與大規(guī)模存儲系統(tǒng)。絕大多數(shù)美國學校的電氣工程和計算機工程是在一個系,除數(shù)學、物理等基礎科學知識外,課程體系主要包括計算機科學和電氣工程等學科的相關課程、設計和構建計算機系統(tǒng)及基于計算機系統(tǒng)的相關軟硬件課程。培養(yǎng)的學生應具備從事計算機系統(tǒng)工作的能力,或具備基于計算機相關系統(tǒng)進行分析、設計、應用和集成工作的能力,具有扎實的計算機基礎理論、良好的科學素質和工程實踐能力,包括良好的團隊合作和人際交流溝通能力[5]。下面主要介紹美國這4所大學的計算機工程課程設置情況。

    1.1UIUC計算機工程專業(yè)本科課程設置

    UIUC計算機工程專業(yè)學生需要修滿128個學分,這些課程分為如下7大類:1)科學基礎與數(shù)學課程(31學分),包括數(shù)學、物理、化學在內的10門課程。2)計算機工程核心課程(34學分),這些課程重點介紹計算機工程領域的基本概念、基本原理、基本實驗方法和技術,共有10門課程。3)專業(yè)基礎數(shù)學課程(6學分),包括離散數(shù)學和概率、工程應用兩門數(shù)學課程。4)寫作課程(4學分),1門寫作原理課程,主要講授研究報告的寫作方法。5)專業(yè)技術選修課(23學分),其中1門必須選自計算機工程和計算機科學專業(yè)技術選修課程之外的課程,其他必須均選自計算機工程和計算機科學專業(yè)技術選修課程。這些課程強調計算機工程實踐中用到的主要分析方法和設計原則。6)社會科學與人文科學課程(18學分),這些課程被工學院認可并滿足學校對學生社會科學與人文科學課程通識教育的要求。7)自由選修課程(12學分),這些幾乎沒有限制的選修課可以讓學生學習任何領域的知識。學生可以在計算機工程專業(yè)深入學習課程,也可以學習生物工程、技術管理或語言等課程。

    1.2普度大學計算機工程專業(yè)本科課程設置

    普度大學計算機工程專業(yè)學生需要修滿125個學分,這些課程分為如下6大類:1)通識教育課程(24~25學分),包括6~7學分的兩門交流技巧課程和18個學分的社會與人文學科選修課程。2)數(shù)學課程(21~22學分),數(shù)學課程有兩種套餐,各6門課,學生可以根據(jù)自己的情況任選一種。3)科學基礎課程(18~19學分),包括物理、化學、生物及面向對象編程等5門課程。4)工程基礎課程(7學分),包括工程導論兩門課程及計算機工程和計算機科學以外學科的工程學科選修課1門。5)計算機工程專業(yè)課程(49學分),包括32~33學分的13門計算機工程專業(yè)核心課程;兩門共計1學分的研討課程;2門3~4學分的高級設計課程;2門8學分的研究生課程;1~2門計算機專業(yè)選修課程,使計算機工程專業(yè)課程總學分達到49學分。6)任選課程(4~6學分),根據(jù)輔修要求或個人興趣,任選課程可以從理學院或文理學院中適合工科學生的數(shù)學、科學課程中選擇,目的是使總學分達到125學分。

    1.3伊利諾伊理工學院計算機工程專業(yè)本科課程設置

    IIT計算機工程專業(yè)學生需要修滿130~134個學分,這些課程分為如下3大類:1)限選課程(109學分),學分分配如下:計算機工程專業(yè)限選課程47學分,包括計算機工程和計算機科學兩類課程;數(shù)學限選課程24學分;物理限選課程11學分;化學限選課程3學分;工程科學限選課程3學分;社會科學與人文學科限選課程21學分。2)選修課程(15~19學分),包括專業(yè)選修課程9~12學分,其中含1門硬件設計選修課;科學選修課程3學分。3)跨專業(yè)實踐項目課程(6學分),包括IPROI跨專業(yè)實踐項目I和IPROII跨專業(yè)實踐項目II兩門課程。

    1.4西北大學計算機工程專業(yè)本科課程設置

    西北大學計算機工程專業(yè)學生需要修48門課程,這些課程分為如下7類:1)通用工程方法、數(shù)學、科學基礎課程(15門),必修計算方法與線性代數(shù)GenEng205-1、線性代數(shù)與力學GenEng205-2、動態(tài)系統(tǒng)建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4門通用工程方法課程;必修微積分(I)MATH220,微積分(II)MATH224,微積分(III)MATH230及多元積分與矢量微積分MATH234四門數(shù)學課程;必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3兩門科學基礎課程;從McCormick工學院科學基礎課程中任選其他2門課程;另外必修IDEA106-1工程設計與交流(I)、IIDEA106-2工程設計與交流(II)兩門工程設計和交流課程。2)工程基礎課程(5門),必修4門,包括EECS202電氣工程導論、EECS203計算機工程導論、EECS211編程基礎(C++)、EECS302概率系統(tǒng)與隨機信號,并從McCormick工學院工程基礎課程熱電力學、系統(tǒng)工程與分析、材料科學和流體與固體中任選1門。3)交流與社科人文學科課程(8門),選修GenCmn102演講或GenCmn103課程的其中1門,另外選修7門滿足McCormick工學院要求的社科人文學科課程。4)專業(yè)核心課程(5門),必修EECS205計算機系統(tǒng)軟件基礎、EECS303高級數(shù)字邏輯設計、EECS361計算機體系結構、EECS311數(shù)據(jù)結構與數(shù)據(jù)管理和EECS343電路基礎這5門課程。5)技術選修課程(10門),西北大學計算機工程專業(yè)分高性能計算、VLSI與CAD、嵌入式系統(tǒng)和算法設計與軟件系統(tǒng)4個方向,每個方向開設若干門技術課程,每個學生必須在這4個方向中選修5門課;從專業(yè)基礎課程EECS213計算機系統(tǒng)導論、EECS222信號與系統(tǒng)基礎、EECS223固態(tài)工程基礎、EECS224電磁場與光學基礎、EECS225電子學基礎5門課中根據(jù)學習方向選修2門;剩下3門從計算機科學、計算機工程、數(shù)學、科學基礎等課程中選修,如可以是生物學BIOL210-1,2,3和化學原理CHEM210-1,2,3課程,也可以經(jīng)申請同意選修相關計算機工程研究生課程。6)自由選修課程(5門),共修5門,學生可以根據(jù)自身情況和興趣愛好自由選修。若從未學習過任何計算機編程語言,建議其中1門選修編程入門(Python)EECS110課程。7)高級項目課程(1門),至少在微處理器系統(tǒng)項目EECS347-1、計算機體系結構項目EECS362和VLSI設計項目EECS3923門課中選修1門。

    24所大學計算機工程課程設置特色

    4所大學計算機工程本科專業(yè)的課程設置都通過美國工程教育認證機構ABET的EC2000指標體系認證,有如下特點:

    1)注重基礎知識的學習,在貫徹通識教育中培養(yǎng)學生的各種能力?；A知識直接決定學生未來的發(fā)展?jié)摿7-8],而基礎知識的掌握通常是通過通識教育實現(xiàn)的。與我國高校通識教育不同的是,這4所美國大學按照各種完整的項目組織基礎知識,讓學生在基于項目的學習中形成各種能力。他們還特別重視人際溝通能力的培養(yǎng)和學生對廣泛深入的人文社科知識的理解,使所有工科學生在數(shù)學、物理、信息、物質、生命、技術和能源科學方面及人文社科方面打下廣泛的基礎。這種比知識更重要的能力是學生取之不盡、用之不竭的資源。普度大學第一年的工程基礎培養(yǎng)及UIUC第一年的計算機工程訓練從一開始就圍繞能力培養(yǎng),使學生能更好地理解和應用所學的基礎科學和數(shù)學知識。

計算機導論學習報告范文第4篇

關鍵詞：人工智能；教學內容；教學方法

中圖分類號：G642　文獻標識碼：A

1　引言

人工智能(AI)是二十世紀五十年代后期興起的利用計算機模擬人類智能活動去求解問題的學科，與空間技術、原子能技術一起被譽為二十世紀三大科學技術成就，目前廣泛應用于專家系統(tǒng)、機器翻譯、語音識別、文字識別、計算機視覺、機器人、電子游戲等方面，已經(jīng)成為計算機技術發(fā)展以及許多高新技術產品中的核心技術。

為了適應人工智能技術日益廣泛的需要，國內外高校普遍開設了“人工智能”方面的課程，特別是作為計算機方面專業(yè)的核心課程之一。我校自從1993年開始為自動化專業(yè)本科生開設“智能控制”選修課，1996年為自動化、計算機、機械等專業(yè)本科生開設“人工智能導論”、“人工智能及其應用”課程。目前，我校軟件學院、信息學院、機電學院都開設了“人工智能導論”課程，已經(jīng)成為計算機科學與技術、軟件工程、數(shù)字媒體技術、自動化、機械制造與自動化等許多專業(yè)本科生的一門重要的技術基礎課程，也是面向包括人文社科等全校所有專業(yè)的公選課之一，其目的是使學生了解人工智能的基本概念和基本原理，初步學習和掌握人工智能的基本技術和前沿內容，拓寬知識面，啟發(fā)思路，為學生提供最基本的人工智能技術和有關問題的入門性知識，提高學生應用開發(fā)軟件的能力和水平，為今后在相關領域的研究和應用奠定更為堅實的基礎。因此，建設好“人工智能導論”課程具有重要意義和很廣的受益面。

由于人工智能是交叉學科，涉及面廣、內容抽象、不易理解，學生往往有望而生畏的感覺，在教學過程中，老師教、學生學都比較吃力。為了更好地實現(xiàn)上述教學目標，提高本課程的教學質量，協(xié)調好教與學的雙邊關系，使學生由望而生畏的感覺，變?yōu)橛杏糜腥さ母杏X，根據(jù)已有人工智能課程在教學與實踐方面的經(jīng)驗和方法，結合“人工智能導論”課程的近幾年教學實踐，對課程的教學體系、教學內容、教學方法、教學手段、考核方式等方面進行了探索總結。

2　調整與優(yōu)化教學體系和教學內容

“人工智能導論”是計算機科學與技術、軟件工程、數(shù)字媒體技術、自動化、機械制造與自動化等許多專業(yè)本科生的一門重要的技術基礎課程，也是面向包括人文社科等全校所有專業(yè)的公選課之一，其研究領域及內容十分豐富，涉及的基礎面廣。因此如何選好教學內容，既能使學生了解本領域的概貌，又能適合學生的基礎，便于他們在有限的時間完成學習任務，是一件重要而又困難的事情。

進入21世紀以來，人工智能學科又有了新的發(fā)展。為了及時反映人工智能研究和學科的最新進展，我們修訂了“人工智能導論”的教學大綱，對教學內容進一步優(yōu)化和更新，極大充實了各個系統(tǒng)的內容。我們確定的教學內容主要分為三部分：第1部分為概論，介紹人工智能的基本概念、基本內容、主要研究領域及發(fā)展過程；第2部分是知識表示，推理和搜索技術，討論幾種常用的知識表示方法、推理技術(包括確定性推理方法和不確定推理方法)和搜索求解策略；第3部分是人工智能應用研究領域，包括專家系統(tǒng)、自然語言理解、機器學習、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法等的基本概念和方法等。其中第2部分是基礎理論，是人工智能的重要基礎，應該循序學習。第3部分是人工智能的應用，由于每個研究內容都相對獨立、自成體系且有其專門的學術著作研究、熱點，因此針對高等院校的本?？粕鷣碚f，不必循序學習，而且結合專業(yè)特點可以選擇其中幾個研究領域。例如對自動化專業(yè)的學生來說，可以選擇專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法等，同時可增加在自動控制領域的應用，包括專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制和進化控制等熱點：而對計算機科學與技術專業(yè)來說，可以選擇專家系統(tǒng)、自然語言理解、機器學習等，并輔以動物識別系統(tǒng)、語音識別系統(tǒng)、智能機器人等實例?？傊褪且盐照n程性質和教學目的，調整本課程教學體系，優(yōu)化教學內容，讓學生以有限的時間學到人工智能的基礎知識和基本方法。

另外，在選擇和確定教學內容時必須兼顧基礎知識和新興技術，注意與相關課程(如離散數(shù)學、數(shù)據(jù)結構、概率論、自動控制原理、Matlab系統(tǒng)仿真、面向對象的編程技術等)的鏈接，密切理論與實際的關系，通過課堂講授和課外訓練，注意學生能力培養(yǎng)，提高他們的學習效果和整體素質。

3　加強課程立體化建設和系列教材研究

在課程的立體化建設中，教材充當了地基的角色，所有的課程內容安排，無不體現(xiàn)出以教材為基本，以教材為模板。所以本著基礎、實用的原則，我們先后編著出版了《人工智能及其應用》課程教材導論部分概括性強，引人入勝；基礎部分系統(tǒng)全面，敘述深入淺出，循序漸進；應用部分密切理論與實際關系，典型形象。其中第二版在第一版的基礎上，增加了證據(jù)理論、模糊推理、神經(jīng)網(wǎng)絡等理論的一些典型應用，使學生能夠更深入地理解和應用這些理論；另一方面，又新增了自然語言理解及其應用內容，以適應目前計算機翻譯、人機自然語言交互等技術日益廣泛應用的需要。系列教材適應了人工智能導論新課程開設的需要，反映了人工智能學科的發(fā)展，為人工智能課程確立了基本框架，發(fā)揮了重要作用。系列教材的問世不僅解決了本校“人工智能導論”課程教學用書的問題，而且也被各兄弟院校普遍采用，促進了該課程的普遍開設，推動人工智能學科的發(fā)展。

為了配合教材第二版的教學和自學，在已有教學經(jīng)驗和教學成果積累的基礎上，制作了高質量的教學課件和完整的教學視頻錄像，并刻錄成光盤隨書供讀者使用；同時又研究與開發(fā)了網(wǎng)絡課程(http：//)，以更好地調動學生的學習興趣和主動性，促進本課程的教學改革。

包括主教材、電子教案、教學視頻錄像、網(wǎng)絡課程及教學資料庫等在內的課程立體化建設符合二十一世紀高校教學的要求，支持教師提高教學手段現(xiàn)代化的水平，更貼合學生的學習需求。

4　改革與創(chuàng)新教學模式和教學方法

在“人工智能導論”課程教學的過程中，我們積極探索教學新路，經(jīng)過數(shù)年辛勤試驗，結合蔡自興教授等對人工智能課程的建設經(jīng)驗，對課程的教學模式和教學方法進行了如下一些的改革與創(chuàng)新。

(1)通過多種途徑激發(fā)學生的學習興趣

“興趣是最好的老師”，“人工智能導論”課程的學習效果，直接受到學生興趣和參與意識的影響。由于這是一門導論性前沿課程，一般來說，學生開始學習興趣很大。但是，當一些學生開始接觸到抽象概念和算法時，往往感到不易接受。我們通過各種途徑和方法，激發(fā)和培養(yǎng)學生的學習興趣。例如，鼓勵學生參與課堂討 論、布置讀書報告和課外實驗、以問題為導向的啟發(fā)式教學、專題討論／辯論等形式。特別，我們精心組織和準備了模糊控制技術及其應用、智能機器人技術與應用、智能交通、BCI(腦機交互接口)等專題，以及智能調度軟件、語音識別系統(tǒng)、動物識別系統(tǒng)、足球機器人比賽、機器人軌跡跟蹤、倒立擺的智能控制等課內演示，使學生擴大了眼界，增加了感性知識，達到提高學生學習興趣的目的與效果。

(2)面向問題的啟發(fā)式教學

人工智能中的許多問題，有的似是而非，有的引人入勝。在教學中，有意識的提出相關問題，提請學生思考，鼓勵學生提出自己的猜想和解決方案。然后逐步進入教材中的解決方案，啟發(fā)學生求解這些問題，并進行分析和比較，從而強化了學生學習的主動意識和參與意識，提高了學生的學習積極性。例如，在講到比較抽象的“遺傳算法”時，提出“遺傳算法如何用于優(yōu)化計算?”這一問題。針對該問題，先從“達爾文的生物進化論”入手，討論“遺傳”、“變異”和“選擇”作用；然后通過一個簡單的例子，從特殊到一般地啟發(fā)學生思考“遺傳”、“變異”和“選擇”的實現(xiàn)，最終讓學生與教師一起導出遺傳算法用于優(yōu)化計算的基本步驟。這樣，學生不但從中學習了遺傳算法，而且得到一次邏輯思維的訓練，取得很好的教學效果。

(3)課堂辯論與交互式教學

組織課堂辯論，討論的議題包括人工智能的應用前景和其他比較等有爭議的問題。學生對這些問題展開了激烈的爭論，激發(fā)了學習潛能，明確了學習目標。例如，為了加深學生對智能機器人內涵的理解，我們組織了“機器智能能否超過人類智能”的辯論會。會前正反雙方結合本課程內容及其相關知識，認真進行準備；辯論會上正反雙方唇槍舌戰(zhàn)，激烈爭辯，氣氛熱烈。辯論后，學生余意未盡，討論熱情不減。無論是哪一方獲勝，都達到了預期的效果。教學中我們還注意采用了多種交互式策略，如課堂上教師提問可鼓勵或指定學生提問，也可由學生自由地就某個知識點進行主題發(fā)言后老師點評等。

(4)個性化學習與因材施教

在本課程教學過程中注意對學生因材施教和個性化教學。例如，通過組織學生進行讀書報告的形式，鼓勵學生從多方面、多角度考慮問題，多提新穎思想，有意識地鼓勵優(yōu)秀學生探討比較深層的內容，并輔導優(yōu)秀學生將其成果以科技論文和發(fā)表文章的形式轉化為成果。又如，在教學設計和實驗設計中，注意要求學習有余力和興趣的學生選作部分探索性、創(chuàng)新性的功課和實驗(選學內容，如模糊控制器的設計、進化控制等)，從而引導學生發(fā)揮個性優(yōu)勢，達到因材施教的目的。同時注意分析學習較差的學生的具體困難，進行有針對性的指導。

(5)多媒體與網(wǎng)絡教學的使用

本課程在PPT演示文稿和網(wǎng)絡課程上，采用了大量的多媒體表現(xiàn)形式，如視頻、動畫、聲音和圖像等。目的在于使得人工智能抽象的知識形象化，便于學生理解。例如，課內讓學生在線觀看涂曉媛博士的計算機動畫“人工魚”的錄像片段、人工生命Floy中生命智能體在環(huán)境中不斷的適應進化構成演示等，有助于加深學生對所學知識的理解，促進教學水平的提高，激發(fā)了學生對課程的興趣，使學生創(chuàng)新意識得到增強。此外，隨教材附贈的教學光盤和開發(fā)的網(wǎng)絡課程(http：//)提供了學生課外自學用的高質量的電子課件、完整的教學視頻錄像、豐富的實驗和案例資料等，以更好地調動學生的學習興趣和主動性。

(7)理論與實踐結合

在教學內容安排上，注意理論聯(lián)系實際，適時布置一些人工智能實驗給學生進行課外練習。設計的課外實驗包括產生式系統(tǒng)實驗，歸結反演實驗，主觀Bayes推理網(wǎng)絡實驗，A搜索實驗，以及基于Maltab工具箱的模糊控制位置跟蹤系統(tǒng)、兩車追趕模糊控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡模式識別仿真、遺傳算法優(yōu)化計算等實驗。通過實踐和參與，保持學習興趣，有助于學生對人工智能基本概念和難點的理解，掌握基本方法和技術，為從事智能系統(tǒng)應用開發(fā)打下基礎，從而達到教學目的。例如，我們組織學生參觀我們的研究生綜合自動化實驗室，觀看機器人臂取物、倒立擺控制、語音識別軟件、指紋識別軟件、智能調度軟件等演示，密切理論與實際的關系。

我們在教學改革實踐中探索的這些教學方法，有利于充分激勵學生的學習積極性和主動性，有利于鼓勵學生發(fā)揮獨立思考和創(chuàng)新思維，有利于多方位培養(yǎng)學生學習發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

5　運用多樣化的教學手段和考核方式

5.1　多樣化的教學手段

采用現(xiàn)代信息技術進行教學，構筑“人工智能導論”課程的現(xiàn)代教學模式，是本課程的主要特點之一。教學過程中采用了多媒體教學課件和網(wǎng)絡課程相結合的方法，充分利用多媒體的豐富表現(xiàn)形式，利用網(wǎng)絡課程的交互性、情景化等，進行教學。采用的方法包括：

(1)抽象知識內容的多媒體表示

通過動畫和視頻來演示抽象的概念、算法和過程，包括機器人軌跡跟蹤、機器人臂取物、足球機器人比賽、倒立擺控制、“人工魚”等錄像片段，以及智能調度軟件、語音識別系統(tǒng)、指紋識別系統(tǒng)、動物識別系統(tǒng)等軟件演示。

(2)通過PPT撰寫教案

精心編制PPT，組織好課件內容，做到圖文并茂，提綱挈領，便于學生理解，便于教師講授。

(3)開發(fā)與應用網(wǎng)絡課程

“人工智能導論”網(wǎng)絡課程較好的實現(xiàn)了交互性、在一定程度上實現(xiàn)了學習過程的情景化。在交互性方面，通過網(wǎng)絡課程的課堂練習和章節(jié)練習，評價學生的學習情況，并給學生提出學習建議。在情景化方面，采用了在線答疑形式，使得學習過程豐富有趣。

(4)先進實驗系統(tǒng)的觀摩與演示

利用我們的研究成果等有利條件，有針對性地對學生進行成果演示(包括智能調度軟件、語音識別系統(tǒng)、指紋識別系統(tǒng)、動物識別系統(tǒng)等軟件)，使學生知道學了有用，而且很有用，很有趣，很有意義，從而進一步誘導學生的學習興趣，鞏固了課堂所學知識，提高了教學質量。

教學效果通過上述先進的現(xiàn)代信息技術的應用，不僅極大地提高了學生的學習興趣和主動性，而且也取得很好的實際教學效果，提高教學質量。

5.2　作業(yè)、考試等教改舉措

(1)改革作業(yè)方式與方法

改變過去那種單純的書面習題作業(yè)，發(fā)展成為必須交給教師評閱的書面家庭作業(yè)、不必交給教師的課外思考題目、口頭布置的思考題或閱讀材料以及大型作業(yè)等。其中上交作業(yè)通過網(wǎng)絡進行，教師批閱后的作業(yè)也通過網(wǎng)絡返回給學生，實現(xiàn)了作業(yè)呈交和返回的網(wǎng)絡化。

(2)改革考試方式與方法

如何對本課程的考試方式進行改革一直是我們探索的問題。我們綜合考慮課堂出勤情況(10％)、平時正式作業(yè)成績(20％)和期末課程考試(70％)，進行綜合評分。期末考試有時采用綜合試題考試，出幾個大題目讓學生選擇其中幾個進行開卷筆試，當面交卷后評分；有時采用課外開卷論文結合或口試面試。最近，我們還對部分學生結合實驗或實際問題提問等進行考核。我們正進一步改革、試驗和探索，使考試成為衡量與培養(yǎng)創(chuàng)新能力，促進學生學習主動性和提高課程教學質量的重要環(huán)節(jié)。

計算機導論學習報告范文第5篇

關鍵詞：計算思維;通識教育;計算機基礎教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）40-0276-03

一、計算思維提出的意義

計算思維和計算問題關系密切，美國在2005年6月，通過一份報告《計算科學：確保美國競爭力》中明確闡述了計算科學的重要性，提出計算科學中的先進技術可以在經(jīng)濟以及其他的前沿研究中發(fā)揮重要作用[1]，21世紀科學研究中的難題可以通過計算找到相應的解決辦法。2007年美國科學基金會啟動了“大學計算教育振興的途徑”計劃，投入巨資進行美國計算教育的改革。美國政府開始實行CPATH計劃進一步宣傳了計算思維在社會生活各領域以及人才培養(yǎng)中的重要作用，在高等教育中提出了具體的以計算思維能力培養(yǎng)為核心的課程改革[2，3]。2008年，美國麻省理工學院還向全球開放公開課程《計算科學與編程導論》，重點講解計算思維訓練，讓全球的讀者都可以自由免費學習計算思維的本質。

在我國近幾年也有越來越多的學者和機構開始認識到計算思維的重要性，并開展了相關的研究。全國高等教育學校2008年中國計算機教育研究會在召開了“計算思維與計算機導論”專題學術研討會，探討了在中國高等學校中開展計算思維能力培養(yǎng)的研究。2010年7月，中國的“常青藤”學校發(fā)表了《九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎教學發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》，提出計算機基礎課程應該以計算思維為核心[4]。

新生的事物出現(xiàn)還是需要一個普及的過程，目前多數(shù)高校教師對于計算思維價值的認識和重視程度還遠遠不夠，因此培養(yǎng)計算思維的實踐也甚少。針對這個問題本文探討計算思維在科學研究、哲學方法論以及人才培養(yǎng)等方面的價值，提出在計算機通識教育中培養(yǎng)學生計算思維能力的教學改革措施，使非計算機專業(yè)學生像具備讀、寫、算能力一樣，具備計算思維的普適能力。

二、計算思維的定義及解讀

2006年周以真教授的《Computational Thinking》給出了計算思維系統(tǒng)定義，在國際上被廣泛認同。計算思維涉及運用計算機科學的基礎概念去解問題、設計系統(tǒng)并理解人類行為。計算思維涵蓋反映了計算機科學之廣泛性的一系列思維活動。強調計算思維是所有人必需具備的基本技能，在閱讀、寫作及算術之外，應將計算思維添加到每個孩子解析能力之中。周以真從多個角度給出了計算思維的細致描述[5]。具備計算思維能力，是在信息化社會中創(chuàng)新的需要。各領域中的科學研究都需要有高效思維的正確引導，要培養(yǎng)出具有創(chuàng)造性的人才，我們在思想方法上就必須重視思維能力的培養(yǎng)，讓學習者運用高效的思維去思考。

三、計算思維對于科技創(chuàng)新的價值

對應于自然科學領域的理論、實驗和計算三大科學的方法，同樣有三大科學的思維：理論思維、計算思維和實驗思維。計算創(chuàng)新在人類科技發(fā)展史上占有異常重要的地位，歷史上有多位科學家因為在計算方面的成就而獲得了諾貝爾獎。1982年的物理學獎和化學獎都是計算技術在相關領域的應用，證明科學計算在科學方法論中的重要地位。1985年得主豪普曼就憑借X光晶體結構分析的方法摘得當年的諾貝爾化學獎，同樣，1998年科恩與波普爾也是因為將計算量子化學方法獲得了大獎。

人類歷史上的許多重大科學發(fā)現(xiàn)也與計算思維有關。19世紀海王星的發(fā)現(xiàn)就是通過計算得來的，在20世紀愛因斯坦的廣義相對論開創(chuàng)物理學的新紀元，充分體現(xiàn)計算思維對于科學史的貢獻。前人未能證明的“四色定理”也通過計算機的數(shù)值計算得到了證明。

中國著名的“華―王方法”，有限元方法，及“吳方法”，也都是和計算相關的重大的科學創(chuàng)新[6]。

很多科學發(fā)現(xiàn)的過程充分說明了計算思維在科技創(chuàng)新中的重要價值。

四、計算思維的哲學價值

計算機科學家、圖靈獎獲得者Edsger Dijkstra曾說：我們使用的工具影響著我們的思維方式及習慣，從而也將影響我們的思維力。思維的方式、方法是人類認識論研究的一項重要內容，恩格斯說過：每一時代的理論思維，包括我們時代的理論思維，都是一種歷史的產物，在不同的時代具有不同的形式，并因而具有不同的內容。所以，有關于思維的科學，和其他的任何科學是一樣，是一種歷史科學，是關于人的思維的歷史發(fā)展的科學[7]。

五、計算機的計算思維對于人才的培養(yǎng)價值

人才對于國家和企業(yè)的重要性是不言而喻的，高等學校的首要任務就是為國家培養(yǎng)合格的人才。衡量人才質量的標準有多種多樣，最重要的是解決實際問題的創(chuàng)新能力，而在計算機普及的現(xiàn)代社會中，利用計算機科學的基礎概念去求解問題和設計系統(tǒng)的計算思維能力就顯得非常重要了?，F(xiàn)代的合格人才應該是能充分利用計算機的優(yōu)越性能高效地解決實際問題，能根據(jù)實際問題的規(guī)模選擇合適的計算環(huán)境和算法，這就是計算思維能力的具體體現(xiàn)了?，F(xiàn)實社會中的問題用人工解決還是計算機輔助解決，即不同的計算環(huán)境采取的思路是有很大不同的;同樣用計算機輔助求解問題，問題的復雜程度不同，采用的算法也是截然不同的。因此面對問題解決的思路和效果就和決策人的計算思維相關了。計算思維不是獨立存在的，是融合在一個人的整體素質中的，但是在高校的培養(yǎng)方案和課程設置中卻可以特別強調計算思維能力的培養(yǎng)，確保提高學生的創(chuàng)新能力，而計算機基礎教學對此責無旁貸。

六、計算機通識教育課程中培養(yǎng)計算思維

計算思維本質上是一種利用計算機去解決問題的思維方式，是基于不同計算環(huán)境的問題求解，而這和計算機基礎教學的教學目標相吻合。計算機基礎課程作為各高校的通識教育課程，面向廣大的非計算機專業(yè)的學生，不僅要擴展學生的計算機方面的知識面，更重要的是展示計算機科學的思維方式。其核心目標就是培養(yǎng)學生應用計算機解決專業(yè)問題的能力，因此，在計算機基礎教學中培養(yǎng)學生的計算思維能力是很順理成章的，也應該作為計算機基礎教學的核心任務，特別可以在大學的第一門計算機課程――《大學計算機基礎》課中著力培養(yǎng)計算思維。

目前由于對于《大學計算機基礎》課程的錯誤認識，出現(xiàn)了“狹義工具論”的說法，甚至有人質疑《大學計算機基礎》課程開設的必要性。問題的產生可能是因為多數(shù)《大學計算機基礎》課程的教學內容偏重知識的介紹和流行軟件的使用方法，僅注重實用而沒有提升到計算機科學的思維方式，即教學過程中僅將計算機作為一個普通的工具使用，而并沒有重視計算機科學本身自有的思想方法、方式，導致學生感覺不到新知識而失去學習的興趣。因此，在《大學計算機基礎》以及其他計算機通識課程教學課程中加強計算思維能力的培養(yǎng)不僅關系到學生的綜合素質和能力，也關系到《大學計算機基礎》課程本身的出路，重新審視計算機基礎教學的定位，將計算思維能力培養(yǎng)作為計算機基礎教學的核心任務，是一個明智的選擇。

計算機基礎課程群一般包括《大學計算機基礎》、《程序設計》、《計算機硬件技術基礎》和《計算方法》等，可以從多方面培養(yǎng)學生的計算思維，包括涉及計算機基本原理的思維、應用計算機的思維以及計算機和專業(yè)結合的思維等。從《大學計算機基礎》中計算機系統(tǒng)的構成和存儲程序的思想讓學生了解二進制的存儲、0和1的思維、程序代碼和機器指令的思維、程序設計語言的思維和計算機系統(tǒng)的思維等。從《程序設計》語言中可以培養(yǎng)學生關于問題求解的算法的思維，例如問題約簡、細化和仿真的思維，遞歸和并行的思維、預防、保護和啟發(fā)式推理的思維，在時間和空間之間、處理能力和存儲能力之間尋求平衡的思維等。讓學生為解決問題而主動學習駕馭計算機硬件和軟件的方法，而不是為考試而被動學習。計算思維是人類求解問題的一條途徑，使人類更好地借助計算機發(fā)揮強大的計算能力去解決各種需要大量計算的問題。

計算思維的培養(yǎng)可以貫穿于教學活動的過程中，《大學計算機基礎》課程的基本教學內容大部分可以保留，思維方式的培養(yǎng)可以滲透到每一教學環(huán)節(jié)中，例如課程實施中通過講解案例分析，讓學生感受思維方式對問題有效解決的影響，再通過實踐環(huán)節(jié)中問題的有效解決讓學生體驗計算的愉悅，培養(yǎng)學生將現(xiàn)實問題轉化為可計算問題的思維習慣，訓練學生針對問題規(guī)模選擇或發(fā)掘計算工具和算法的敏銳性，在教學過程和實踐過程培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

計算機基礎課程作為通識教育課程在培養(yǎng)學生綜合素質和能力方面應該承擔更多的責任，特別應充分發(fā)揮學科優(yōu)勢在培養(yǎng)學生綜合能力方面有所作為，更好地體現(xiàn)楊玉良所說的通識教育的特征：通識教育要同時傳遞科學精神和人文精神;要展現(xiàn)不同文化、不同學科的思維方式;要充分展示學術的魅力[8]。通識教育課程受眾面大，影響廣泛，認真研究通識教育規(guī)律將對人才培養(yǎng)質量有深入的影響?，F(xiàn)在已有幾所高校針對計算思維能力做了對應的培養(yǎng)，將大學生入學的第一門計算機基礎課《大學計算機基礎》課程改名為《計算思維導論》，從內容到形式都聚焦在計算思維上，明確的為基礎課程的改革做了示范。希望更多的高校能認識到計算思維對于人才培養(yǎng)的價值，繼而在計算機基礎教學及計算機通識教育中開展計算思維能力培養(yǎng)的實踐。

參考文獻：

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[8]楊玉良.實施通識教育，培養(yǎng)未來社會中堅[Z].教育部直屬高校工作咨詢委員第二十次全體會議大會交流發(fā)言材料，2010.