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计算机基础教学

1.目前状况和基础数据

(1)计算思维导论  24学时,目前主要针对全校理工科学生(每一届约3200人)。主要内容:

①什么是计算、计算机科学与计算科学、来自计算机发展的启示;

②计算系统的基本思维;

③问题求解框架;

④典型的计算思维(算法与复杂性);

⑤典型的计算思维(数据抽象、设计与挖掘);

⑥典型的计算思维(互联网与网络化思维)。

(2)计算思维导论实验课,32学时。是计算思维导论的配套实验课程,目前主要针对全校理工科学生(每一届约3200人)。主要是基于可视化的编程工具,最大限度地隐藏语法细节,开展面向问题求解的实验教学,培养学生的(基础性的)计算思维能力和问题求解能力。

(3)C语言程序设计,32学时课堂教学,50上机学时,主要针对全校理工科学生

(4)C语言程序设计课程设计,16学时课程设计(即实验教学),主要针对全校理工科学生

(5)C++语言程序设计,48学时课堂教学,60上机学时,16学时课程设计(即实验教学),主要针对全校理工科学生

(6)C++语言程序设计课程设计,16学时课程设计(即实验教学),主要针对全校理工科学生

(7)信息技术基础,24学时课堂教学,30学时实验教学,主要针对理工科。已经不再开设,由计算思维导论替代

(8)计算机应用基础,主要针对文科(人文和外语等)

2.信息化处对我校大学计算机教学的发展思路和特色

(1)面向培养大学生计算思维能力的教学改革

(2)与学校其他专业相结合,持续推进教学改革。

(3)充分利用现代教育信息化技术和现代教育理念,提升课程教学质量(例如:计算思维导论和实验基于MOOC+SPOC+翻转课堂的教学等)


以下是对近几年的教学改革总结和对未来体系架构的设计:

近十年来,随着计算机相关知识的普及,原有的大学计算机基础等课程被指为目的不明,用处不大的课程,受到“有无必要上”的质疑,但是随着计算(机)技术不断与其他专业融合,大学生的创新能力培养却越来越离不开计算(机)科学与技术。在这一现实矛盾的触动下,南京航空航天大学自2010年开始整体考虑对大学计算机的教学内容、课程体系和教学方法及其手段进行全面改革。

首先,我们认识到,计算思维能力是当代大学生创新能力的重要组成部分,面向非计算机专业的大学计算机教学是培养大学生综合素质和创新能力不可或缺的重要环节,是培养复合型创新人才的重要组成部分,其核心任务就是培养大学生的计算思维能力。由此,我们建立我们全新的教学理念:“升华教学内涵,培养计算思维,融合专业学习,提升创新能力”。通过升华大学计算机教学内涵、凝练大学计算机教学内容、重构大学计算机课程知识结构和课程体系、转变传统大学计算机教学方法和手段、开创与专业融合的教学创新平台等系列教学改革措施,对我校理工类专业的大学计算机教学进行了全面的革新。

具体实施过程中以培养大学生计算思维能力为目标,把原信息技术基础课程转变为《计算思维导论》课程,完成计算思维导引,并加入以问题描述和初步求解为思维训练的实践课程,在初步实践中体会计算思维;把程序设计课程提升为计算机问题求解为中心的课程,衔接计算思维导论课,把计算思维能力具体到计算机问题求解能力,以支撑各专业学生对后续专业课程的学习,进一步规划了大学计算机课程改革方向——不断地与各个专业融合;开展以算法和程序设计能力为代表的计算能力训练和评测,使得大学四年学生是计算思维能力培养不断线;最后,搭建多专业联合创新实践平台,使得计算思维能力对各专业的教学和学习提供有力支撑。构建的全新大学计算机课程体系如下图所示。

图1.大学计算机课程体系

这是一个具有“一个中心,两个支柱,多重屋顶”的架构体系。这里一个中心就是“面向计算思维能力和计算机问题求解能力培养为中心”;两个支柱则是计算思维能力和计算机问题求解能力,为了构建这两个支柱,则又需要得到课程和实践平台的支撑,包括两个奠基性的课程,即计算思维导导论及其实践课程以及计算机问题求解课程;两个实践平台,分别是以算法和程序设计能力为核心的训练与评测平台,以及基于MBSE的开放创新实践平台;多重屋顶则是各个专业的教学和学习需求。

在这一体系中,我们以计算思维导论课程讲解计算思维,计算思维贯穿计算相关的知识;以大学计算机实践课程为学生建立起计算机问题求解的一般思路和初步问题描述和求解的能力;以数据结构、算法和程序设计内容为核心的计算机问题求解课程为学生打造实战能力强的计算机问题求解能力;以计算能力训练和评测平台为学生提供一个可以持续计算能力实训和水平评测环境;以航空计算系统为领域对象,以基于模型的系统工程(MBSE)为方法论的开放创新实践平台融合专业教学,让计算思维能力的培养和专业教学进行衔接和融合,为不同专业学生的计算能力提供一个多专业紧密结合的实验环境,从而达到以计算思维能力支撑各专业领域问题求解能力培养的目的。



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