大學計算機——計算文化與計算思維基礎

圖書簡介

本教材的編寫按照教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會2016年編制的《大學計算機基礎課程教學基本要求》，特別關注學生信息素養和計算思維能力的培養，將課程內容中的相關知識進行提煉，建立從知識認識到計算思維意識構建的橋樑，既強調教材的基礎性和系統性，又注重內容寬度和知識深度的結合，並通過把科學思維的要素、方法融入問題和案例，從問題分析著手，強調面向計算思維和信息素養的培養，從而提高學生主動使用計算機解決問題的意識和計算思維的能力。

本教材共8章，主要介紹計算文化與計算思維、0和1的思維、系統思維、算法思維、程式思維、數據思維、網路化思維、倫理思維，圍繞現代工程師應具備的素質要求，每章後還有基本知識練習和能力拓展與訓練題，從多方位、多角度培養學生的工程能力。附錄給出了《弟子規》原文，旨在使讀者感悟中華傳統文化的真諦。

此外，為便於讀者學習，對於一些重點、難點和抽象的知識點，提供了動畫短片，可以通過二維碼進行線上學習；編寫並出版了與本教材配套的教輔《大學計算機——計算文化與計算思維基礎實驗實訓》；配備了相應的教學課件。而且，訪問中國大學視頻公開課官方網站“愛課程”網的河北工程大學“心連‘芯’的思維之旅”課程，也可以線上學習本教材的相關視頻。

本教材既可作為大中專院校和相關計算機技術培訓的教材，也可作為辦公自動化從業人員的參考用書。

前言

大學計算機——計算文化與計算思維基礎近年來，以美國麻省理工學院為首的世界幾十所大學展開了CDIO（Conceiving，Design，Implement，Operate，構思設計實施操作/運營）工程教育模式的改革。CDIO大綱的第二部分為個人和職業技能和特質。該大綱指出，工程師應該具備的三種思維模式是工程思維、科學思維、系統思維。其中科學思維包括三種:以觀察和歸納自然規律為特徵的實證思維，以推理和演繹為特徵的邏輯思維，以抽象化和自動化為特徵的計算思維。因此，計算思維的培養將大大利於提高工程師的科學思維能力，符合CDIO理念的要求。

計算思維概念，最早是2006年3月由美國卡內基·梅隆大學周以真（JeannetteM.Wing）教授在CommunicationoftheACM上給出並定義的。她指出，計算思維是每個人的基本技能，不僅僅屬於計算機科學家。我們應當使每個孩子在培養解析能力時不僅掌握閱讀、寫作和算術，還要學會計算思維。

以往的計算機文化基礎課程採用以操作和技能講解為主線的教學模式，淡化了計算機科學的精髓。信息素養的培養，要求學生能夠對於獲取的各種信息通過自己的思維進行深層次的加工和處理，從而產生新的信息。

無論是計算機教育工作者，還是計算機普通用戶，在學習和使用計算機的過程中，應該著眼於“悟”和“融”:感悟和提煉計算機科學思維模式，並將其融入可持續發展的計算機套用中，這是作為工程人才不可或缺的基於信息技術的行動能力。大學生學習計算機基礎課程，不僅要了解計算機是什麼、能夠做什麼、如何做，更重要的是要了解這個學科領域解決問題的基本方法與特點。因此，在非計算機專業第一門計算機課程中引入計算思維能力的培養，是提高大學生信息素養和工程能力的有效途徑，是CDIO教學模式改革中極其重要的環節。

大學計算機——計算文化與計算思維基礎

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