《计算思维导论》教学大纲

课程编号：CS006024

课程名称：计算思维导论           英文名称：Introduction to Computational Thinking

学分/学时：1/16                 课程性质：通识教育选修

适用专业：所有专业               建议开设学期：第一学期                 

先修课程：无                     开课单位：计算机学院                        

一、课程的教学目标与任务

计算思维是借助计算机解决问题的过程，用计算机的方式解决问题并表达其解决方案，有效地贯彻执行。它包括许多特征，比如把问题分解成小而重复的有序步骤，逻辑排列和分析数据并创建解决方案，这样可以使算法在计算机上有效地运行。计算思维不仅对计算机科学是必不可少的，它还可以解决跨学科的问题，包括数学、科学、工程学、商业、金融以及人文学科。

本课程面向大学一年级学生开设，培养学生的科学与工程思维――计算思维，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。

本课程的目标：让学生从计算问题开始，找到解决实际问题的简单算法以及计算的应用问题方法，并能较为熟练地应用这些方法和技能有效的解决其他问题，为今后设计、构造和应用各种计算系统求解学科问题奠定思维基础，培养学生解决复杂工程问题的能力。

本课程的任务: 理解计算思维的概念，掌握计算思维的方法；培养主动运用“计算思维”去思考问题的能力；利用计算思维构造问题求解框架、对问题进行抽象和建模、并转换为能自动执行的模型。本课程构建在计算学科认知模型的基础上，并以计算机科学的内容为背景，从学科思想与方法层面对计算学科进行导引，让学生了解学科的本质和思维方式，为学生后继大学专业课程的学习提供必要的帮助。

二、课程具体内容及基本要求

（一）计算与计算思维（2学时）

计算的本质和计算思维的提出。

1.基本要求

（1）了解计算与计算思维的基本概念。

（2）了解计算机的起源、发展、分类、用途。 

（3）了解程序设计语言。

2.重点、难点

重点：计算与计算思维的基本概念

3.  作业及课外学习要求：

通过互联网阅读计算及计算思维报告、介绍性文章，了解各个领域的最新技术

（二）计算理论基础与方法（6学时）

1.基本要求

（1）掌握数字信息化方法。 

（2）理解信息存储方式。

（3）了解非数值信息编码。

（4）了解图灵机与解题方法

（5）理解计算体系和计算机系统

2.重点、难点

重点：计算工作原理

3.作业及课外学习要求：

练习不同数据编码表示方法，转换方法和运算规则。

（三）计算的灵魂——算法（4学时）

1.  基本要求

（1）了解问题求解与算法。 

（2）了解程序与程序设计的基本概念。

（3）掌握常见问题的算法描述（伪代码和流程图）。 

（4）熟悉常用的算法（排序和搜索）

（5）了解评价算法的方法——算法复杂度

2.重点、难点

重点：算法的描述以及常用的算法

3.作业及课外学习要求：

练习对同一问题建立不同的算法，并描述出来。

（四）计算趋势及发展（4学时）

1.基本要求

（1）云计算，边缘计算，量子计算。

（2）计算的社会问题，数据隐私，共享，数据保护等问题。

2.重点、难点

重点：通过讨论研讨等形式了解云计算等当前计算发展情况与趋势

3.作业及课外学习要求：

通过网络阅读学习计算发展的最新趋势、介绍性文章，了解最新技术及应用

三、教学安排及方式

总学时16  学时，其中：讲授 12  学时，实验    学时，上机    学时，实践    学时，研讨  4  学时，线上   学时。

注：教学方式包括面授和线上，其中面授包括： 讲授、实验、上机、实践、研讨五种。

四、考核及成绩评定方式

最终成绩由平时作业成绩和大论文成绩等组合而成。各部分所占比例如下：

平时作业成绩：40%。主要考核对每堂课知识点的复习、理解和掌握程度。

课程论文成绩：60%。主要考核发现、分析和解决问题的能力，以及语言及文字表达能力。学生可自拟题目或根据任课教师提出的题目撰写课程学习小论文，并在一定形式下进行宣讲、答辩，最后评定课程论文成绩。

过程成绩提交时间和总评成绩计算说明表

教材：

《大学计算机：计算与计算思维（第3版）》，韩宪忠，苑迎春，王克俭，王希望 著，高等教育出版社

参考书目：

1.  《计算机导论——计算思维和应用技术》（第2版）易建勋 著，清华大学出版社

2.  《计算机科学概论》（第12版），[美] J.格伦·布鲁克希尔，丹尼斯·布里罗 著，刘艺 吴英 毛倩倩 译，人民邮电出版社

3.  《计算思维的结构》，董荣胜，人民邮电出版社