提綱引言大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)的現(xiàn)狀與開展趨勢(shì)計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容體系大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)課程體系教學(xué)質(zhì)量保障體系信息技術(shù)深刻改變著人類的思維、生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)方式移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)計(jì)算思維成為人們認(rèn)識(shí)和解決問題的根本能力之一大規(guī)模開放在線課程對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的挑戰(zhàn)大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)工作面臨難得的歷史開展機(jī)遇大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)有限課時(shí)挑戰(zhàn)教學(xué)內(nèi)容改革教學(xué)方法改革

引言需要梳理根底教學(xué)相關(guān)的計(jì)算思維核心概念,說明計(jì)算機(jī)根底教學(xué)中計(jì)算思維重點(diǎn)是什么計(jì)算思維可通過熟練地掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)的根底概念而得到提高2、課程內(nèi)容與教學(xué)要求理解信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示與存儲(chǔ)方式。計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)掌握選擇數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法；適應(yīng)不同類專業(yè)需求的計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)課程。對(duì)于“大學(xué)計(jì)算機(jī)〞作為通識(shí)型〔根底類〕課程的地位認(rèn)識(shí)缺乏計(jì)算思維成為人們認(rèn)識(shí)和解決問題的根本能力之一了解抽象層次及虛擬機(jī)概念。可靠性、安全性、重用性以計(jì)算思維為核心的大學(xué)計(jì)算機(jī)根底課程教學(xué)改革〔2〕算法根底與程序開發(fā)：涉及知識(shí)內(nèi)容廣，可在原有“大學(xué)計(jì)算機(jī)根底〞內(nèi)容上適當(dāng)裁減和組織，并在案例與教學(xué)方法上有所突破。目前已經(jīng)推動(dòng)高校建立了約30門計(jì)算機(jī)根底類課程，累計(jì)學(xué)習(xí)人數(shù)到達(dá)200多萬人次，對(duì)于課程教學(xué)改革起到了巨大的推動(dòng)作用。大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)課程體系大學(xué)計(jì)算機(jī):4個(gè)案例教學(xué)內(nèi)容將圍繞計(jì)算思維能力培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)展重組根本型、問題求解型、系統(tǒng)型計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)基于寬度優(yōu)先教學(xué)設(shè)計(jì)原那么《基本要求》（白皮書）編寫歷程：計(jì)算機(jī)根底教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)重點(diǎn)是什么?教指委首先組織全體委員開展了大量的調(diào)研與研究工作以教育部高等教育司“大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革工程〞研究為契機(jī)，組織近百所高校圍繞假設(shè)干重要問題展開深入研究?！痘疽蟆罚ò灼┚帉憵v程：?根本要求?〔白皮書〕編寫歷程：2021年7月30日:在哈爾濱召開起草小組成員第1次會(huì)議,組長為何欽銘，成員為郝興偉、黃心淵、李波、盧虹冰、蘇中濱、王浩、楊志強(qiáng)、張龍、張銘。2021年11月3日：在高校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)系列報(bào)告會(huì)期間，起草小組成員第2次會(huì)議，確定課程根本要求內(nèi)容框架2021年11月—2021年6月：開展各專題研究，陸續(xù)匯總形成初稿；2021年7月12日：在北京召開?教學(xué)根本要求?起草小組第3次工作會(huì)議，對(duì)白皮書內(nèi)容構(gòu)造和課程體系做了較大調(diào)整2021年7月29日：在濟(jì)南召開?教學(xué)根本要求?起草小組第4次工作會(huì)議，討論初稿2021年4月24－25日：在北京召開了起草小組第5次工作會(huì)議，進(jìn)一步對(duì)根本要求的內(nèi)容進(jìn)展修改2021年7月28日:起草小組第6次工作會(huì)議,局部反響意見進(jìn)一步討論2021年8月29日：起草小組第7次工作會(huì)議，對(duì)“典型課程實(shí)施案例〞進(jìn)展修改。2021年7月29—30日：在第四屆“計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革研討會(huì)〞，大范圍征求意見。2021年11月28—29日：在高校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)系列報(bào)告會(huì)期間，正式發(fā)布?！痘疽蟆罚ò灼┚帉憵v程：大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)的現(xiàn)狀與開展趨勢(shì)大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)的現(xiàn)狀起步創(chuàng)始〔70、80年代〕：計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)普及階段普及標(biāo)準(zhǔn)〔90年代〕：“文化根底—技術(shù)根底—應(yīng)用根底〞三個(gè)層次的課程體系深化提高〔21世紀(jì)〕科學(xué)、系統(tǒng)地構(gòu)建計(jì)算機(jī)根底教學(xué)的“能力體系—知識(shí)體系—課程體系〞，總體框架確實(shí)立“4個(gè)領(lǐng)域×3個(gè)層次〞的知識(shí)體系系統(tǒng)平臺(tái)與計(jì)算環(huán)境、算法根底與程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)管理與信息處理、系統(tǒng)開發(fā)與行業(yè)應(yīng)用“1+X〞的課程設(shè)置方案教學(xué)體系的標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)體系實(shí)驗(yàn)體系課程實(shí)施方案教學(xué)內(nèi)容的提升以計(jì)算思維為核心的大學(xué)計(jì)算機(jī)根底課程教學(xué)改革教育部立項(xiàng)：大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革工程存在問題對(duì)于“大學(xué)計(jì)算機(jī)〞作為通識(shí)型〔根底類〕課程的地位認(rèn)識(shí)缺乏“大學(xué)計(jì)算機(jī)〞課程內(nèi)容的穩(wěn)定性有待提高計(jì)算機(jī)根底教學(xué)的根底支撐作用表達(dá)得不夠充分計(jì)算機(jī)根底教學(xué)水平的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系有待改進(jìn)開展趨勢(shì)課程定位將在通識(shí)教育的框架下進(jìn)一步明確教學(xué)內(nèi)容將圍繞計(jì)算思維能力培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)展重組實(shí)施方案將結(jié)合不同高校的定位呈現(xiàn)多樣化形態(tài)教學(xué)手段適應(yīng)MOOC〔大規(guī)模開放在線課程〕的挑戰(zhàn)和機(jī)遇教學(xué)成效評(píng)測(cè)將在大數(shù)據(jù)分析的根底上更為準(zhǔn)確與科學(xué)計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)實(shí)證思維、邏輯思維和計(jì)算思維計(jì)算機(jī)根底教學(xué)與計(jì)算思維計(jì)算機(jī)根底教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)重點(diǎn)是什么?需要梳理根底教學(xué)相關(guān)的計(jì)算思維核心概念,說明計(jì)算機(jī)根底教學(xué)中計(jì)算思維重點(diǎn)是什么在課程教學(xué)中如何落地?知識(shí)體系中各模塊的計(jì)算思維掌握重點(diǎn)課程實(shí)施方案中的具體落實(shí)計(jì)算思維核心概念與分類

計(jì)算思維可通過熟練地掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)的根底概念而得到提高計(jì)算的7類原理7類原理：計(jì)算機(jī)理的功能角度Computation：meaningandlimitsofcomputationCommunication：reliabledatatransmissionCoordination：cooperationamongnetworkedentitiesRecollection：storageandretrievalofinformationAutomation：meaningandlimitsofautomationEvaluation：performancepredictionandcapacityplanningDesign：buildingreliablesoftwaresystems計(jì)算機(jī)根底教學(xué)中的42個(gè)核心概念及分類分類（概念個(gè)數(shù)）關(guān)注點(diǎn)計(jì)算（3）可計(jì)算性和計(jì)算復(fù)雜性抽象（4）關(guān)注對(duì)象的本質(zhì)特征自動(dòng)化（7）信息處理的算法設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（6）可靠和可信系統(tǒng)的構(gòu)建評(píng)估（5）復(fù)雜系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)通信（7）不同過程和對(duì)象間的可靠信息傳遞協(xié)調(diào)（5）多個(gè)自主計(jì)算實(shí)體間的有效配合和時(shí)序控制記憶（5）信息的表示、存儲(chǔ)和檢索分類相關(guān)核心概念掌握重點(diǎn)計(jì)算(3)計(jì)算模型、可計(jì)算性、計(jì)算復(fù)雜性了解計(jì)算發(fā)展的歷史；了解圖靈機(jī)、可計(jì)算性、計(jì)算復(fù)雜性等基本概念。抽象(4)抽象、抽象層次、概念模型、實(shí)現(xiàn)模型理解抽象及其過程；了解概念模型與實(shí)現(xiàn)模型；掌握利用概念模型對(duì)問題進(jìn)行分析和建模；了解抽象層次及虛擬機(jī)概念。自動(dòng)化(7)算法、程序；迭代、遞歸；啟發(fā)式策略、隨機(jī)策略；智能理解算法、程序概念；掌握迭代、遞歸等基本方法；了解典型問題算法求解策略。設(shè)計(jì)(6)分解、復(fù)合、折中；可靠性、安全性、重用性了解分解、復(fù)合、試錯(cuò)、折中等設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基本方法；了解信息封裝、接口、原型系統(tǒng)等概念；了解實(shí)現(xiàn)重用性、安全性、可靠性的思想。評(píng)估(5)評(píng)價(jià)指標(biāo)與基準(zhǔn)、瓶頸、冗余、容錯(cuò)、性能仿真了解度量系統(tǒng)性能的指標(biāo)和常見方法；理解瓶頸、冗余、容錯(cuò)的概念；了解可視化建模與仿真通信(7)信息及其表示、信息量（熵）、編碼與解碼、信息壓縮、信息加密、校驗(yàn)與糾錯(cuò)、協(xié)議理解信息編碼思想；理解信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示與存儲(chǔ)方式。掌握基本編碼方法；了解通信可靠性保障基本思想.協(xié)調(diào)(5)同步、并發(fā)、并行、事件、服務(wù)理解并發(fā)、并行、同步、死鎖、事件、服務(wù)的概念；了解常見的協(xié)同策略與機(jī)制。記憶(5)數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)組織、檢索與索引、局部性與緩存理解常用數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念；了解數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法和程序的相互關(guān)系；掌握選擇數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法；了解提高數(shù)據(jù)管理、訪問效率的常用方法。

大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容體系教學(xué)目標(biāo)將計(jì)算思維培養(yǎng)建立在知識(shí)理解和應(yīng)用能力培養(yǎng)根底上，并從中養(yǎng)成較好的計(jì)算思維素質(zhì)認(rèn)知與理解計(jì)算系統(tǒng)和方法應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)分析解決問題的方法正確獲取、評(píng)價(jià)與使用信息的素養(yǎng)基于信息技術(shù)手段的交流與持續(xù)學(xué)習(xí)能力知識(shí)領(lǐng)域：〔1〕系統(tǒng)平臺(tái)與計(jì)算環(huán)境：信息與社會(huì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)〔2〕算法根底與程序開發(fā)：計(jì)算模型算法與程序設(shè)計(jì)軟件開發(fā)〔3〕數(shù)據(jù)管理與信息處理：數(shù)據(jù)組織與管理多媒體信息處理分析與決策考慮分類分層次教學(xué)需求，知識(shí)點(diǎn)分為三種類型核心1〔統(tǒng)一必修〕：絕大局部內(nèi)容為各層次各類型學(xué)生必須要學(xué)習(xí)和掌握的知識(shí)內(nèi)容核心2〔分類必修〕：一般要求每個(gè)學(xué)生必須掌握“核心2〞知識(shí)內(nèi)容的20%以上。擴(kuò)展〔按專業(yè)需求選擇〕：可以作為必修課程的擴(kuò)展內(nèi)容，也可以設(shè)計(jì)成選修課程實(shí)踐能力培養(yǎng)教學(xué)質(zhì)量落腳點(diǎn)和計(jì)算思維能力培養(yǎng)的重要表達(dá)落實(shí)在各個(gè)具體課程的教學(xué)組織過程中應(yīng)重視課程實(shí)踐工程的設(shè)計(jì)多設(shè)置綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)工程學(xué)科穿插型、自主型、開放型實(shí)驗(yàn)大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)課程體系大學(xué)計(jì)算機(jī)根底教學(xué)課程體系的演變〔1〕“三個(gè)層次〞課程體系：計(jì)算機(jī)文化根底:“計(jì)算機(jī)文化根底〞計(jì)算機(jī)技術(shù)根底:“計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)根底〞“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)根底〞計(jì)算機(jī)應(yīng)用根底“計(jì)算機(jī)信息管理根底〞“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)根底〞(2)“1+X〞課程體系：“大學(xué)計(jì)算機(jī)根底〞+假設(shè)干課程理工類：大學(xué)計(jì)算機(jī)根底、程序設(shè)計(jì)根底、微機(jī)原理與接口技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用、多媒體技術(shù)及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用醫(yī)藥類：大學(xué)計(jì)算機(jī)根底、程序設(shè)計(jì)根底、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用、多媒體技術(shù)及其在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用、醫(yī)學(xué)成像及處理技術(shù)、醫(yī)學(xué)信息分析與決策農(nóng)林〔水〕類：大學(xué)計(jì)算機(jī)根底、程序設(shè)計(jì)根底、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用、數(shù)字農(nóng)〔林〕業(yè)技術(shù)根底、農(nóng)〔林〕業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用“寬專融〞課程體系及典型課程課程類型定位典型課程通識(shí)型課程認(rèn)知與理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和基本方法；培養(yǎng)基本信息素養(yǎng)大學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)型課程適應(yīng)不同類專業(yè)需求的計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)課程。深入理解和掌握計(jì)算機(jī)基本方法，培養(yǎng)掌握應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)分析解決問題的能力程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用、多媒體技術(shù)與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用交叉型課程以不同專業(yè)內(nèi)容為背景，直接面向?qū)I(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)服務(wù)電子商務(wù)技術(shù)基礎(chǔ)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)、數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)、生物信息學(xué)等典型課程：大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容：不同學(xué)校會(huì)有不同側(cè)重點(diǎn)和內(nèi)容組織方式計(jì)算機(jī)軟硬件根底知識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)根底操作系統(tǒng)根本知識(shí)程序設(shè)計(jì)與算法根底典型方案：根本型問題求解型系統(tǒng)型〔1〕根本型?；趯挾葍?yōu)先教學(xué)設(shè)計(jì)原那么涉及知識(shí)內(nèi)容廣，可在原有“大學(xué)計(jì)算機(jī)根底〞內(nèi)容上適當(dāng)裁減和組織，并在案例與教學(xué)方法上有所突破?！?〕問題求解型?；谏疃葍?yōu)先教學(xué)設(shè)計(jì)原那么突出培養(yǎng)基于算法和程序設(shè)計(jì)的問題求解根本方法和能力。針對(duì)不同的學(xué)時(shí)需求，又可分“問題求解簡約型〞和“問題求解擴(kuò)展型〞。〔3〕系統(tǒng)型?；趯挾群蜕疃燃骖櫟慕虒W(xué)設(shè)計(jì)原那么從計(jì)算思維培養(yǎng)角度組織和表述教學(xué)內(nèi)容，在計(jì)算系統(tǒng)理解和問題求解方法上同時(shí)表達(dá)廣度和深度的要求。一般課程學(xué)時(shí)要求比較多課程實(shí)施方案〔附錄〕針對(duì)“寬專融〞三種類型，給出14門典型課程的實(shí)施方案案例根本格式1、課程總體描述1.1課程定位與教學(xué)目標(biāo)1.2授課對(duì)象與學(xué)時(shí)2、課程內(nèi)容與教學(xué)要求3、課程實(shí)踐教學(xué)4、課程考核5、計(jì)算思維培養(yǎng)14個(gè)典型課程實(shí)施案例

大學(xué)計(jì)算機(jī):4個(gè)案例根本型、問題求解型、系統(tǒng)型程序設(shè)計(jì)根底〔C語言〕程序設(shè)計(jì)根底〔VisualBasic〕程序設(shè)計(jì)根底〔Python語言〕計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)、群體與市場(chǎng)電子商務(wù)生物信息學(xué)數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)根底教學(xué)質(zhì)量保障體系課程體系圍繞學(xué)校辦學(xué)目標(biāo)和人才培養(yǎng)定位應(yīng)充分考慮學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)開展分類、分層的多樣化教學(xué)教學(xué)環(huán)境與資源建立教學(xué)環(huán)境建立：多媒體教室計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室〔1：10)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境教材建立重視計(jì)算思維培養(yǎng)需求具有一定的先進(jìn)性具有配套建立的數(shù)字化資源實(shí)驗(yàn)教材的配套建立完善推出一批穿插型課程的新型教材教學(xué)資源建立教學(xué)模式與方法以MOOC〔包括SPOC〕為代表的新教學(xué)模式研究其教學(xué)理念、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)規(guī)律和適應(yīng)對(duì)象盡快推出一批反映計(jì)算思維教學(xué)改革成果的在線開放課程資源積極探