《計(jì)算科學(xué)導(dǎo)論》課程教學(xué)大綱

《計(jì)算科學(xué)導(dǎo)論》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱計(jì)算科學(xué)導(dǎo)論IntroductiontoComputingScience課程編碼CST221511020開課院部計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)專業(yè)通識(shí)學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時(shí)32講授32實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)32適用專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)授課語(yǔ)言中文先修課程課程簡(jiǎn)介（必修）《計(jì)算科學(xué)導(dǎo)論》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一門重要的入門性引導(dǎo)課程，屬于學(xué)科基礎(chǔ)課程。本課程的教學(xué)任務(wù)和目的主要是認(rèn)知與導(dǎo)學(xué)，即如何來(lái)認(rèn)識(shí)計(jì)算科學(xué)和如何來(lái)學(xué)習(xí)計(jì)算科學(xué)。課程教學(xué)的重點(diǎn)是全面貫徹科學(xué)哲學(xué)的思想方法，以科學(xué)的認(rèn)知論和科學(xué)的方法論統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)課程教學(xué)，首先通俗地概要介紹計(jì)算科學(xué)一級(jí)學(xué)科范圍內(nèi)的一些最重要的基本概念。然后，圍繞計(jì)算科學(xué)學(xué)科的定義、特點(diǎn)、歷史淵源、發(fā)展變化、發(fā)展潮流等內(nèi)容，系統(tǒng)闡述學(xué)科范型的內(nèi)容，介紹如何來(lái)認(rèn)識(shí)整個(gè)學(xué)科的思想方法，如何來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)學(xué)科的思想方法和學(xué)習(xí)的方式方法，如何形成創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維結(jié)構(gòu)。第三大部分詳細(xì)介紹專業(yè)人才培養(yǎng)體系，引導(dǎo)學(xué)生如何學(xué)習(xí)計(jì)算科學(xué)，順利完成本專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及能力的培養(yǎng)。第四部分是如何進(jìn)行個(gè)人職業(yè)規(guī)劃的方法介紹。IntroductiontoComputationalscienceisanimportantintroductoryguidingcourseforthemajorofcomputerscienceandtechnology,whichbelongstothebasicsubjectcourse.TheteachingTaskandPurposeofthiscoursearemainlycognitionandguidance,thatis,howtounderstandcomputationalscienceandhowtolearncomputationalscience.Thekeypointofthecourseteachingistofullyimplementthethinkingmethodofphilosophyofscience,toguidethewholecourseteachingwithscientificcognitivetheoryandscientificmethodology,firstofall,itbrieflyintroducessomeofthemostimportantbasicconceptsinthefirst-leveldisciplineofcomputationalscience.Then,focusingonthedefinition,characteristics,historicalorigin,developmentandchange,developmenttrendandothercontentsofthedisciplineofcomputationalscience,thecontentofthedisciplinemodelissystematicallyexpounded,andhowtounderstandthethinkingmethodsofthewholedisciplineisintroduced,howtolearnthethinkingmethodsandlearningmethodsofthissubject,andhowtoforminnovativeconsciousnessandinnovativethinkingstructure.Thethirdpartintroducesthetrainingsystemofprofessionaltalentsindetailtoguidestudentshowtolearncomputationalscienceandsuccessfullycompletethelearningofthisprofessionalcourseandthecultivationoftheirabilities.Thefourthpartishowtointroducethemethodofpersonalcareerplanning.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：了解學(xué)科重要的基本概念和學(xué)科方法論，能夠基于計(jì)算原理，初步發(fā)現(xiàn)或判斷計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，為畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.1的達(dá)成提供一定支持。是2.12.12M2目標(biāo)2：了解常見信息檢索方法，會(huì)運(yùn)用檢索方法調(diào)研領(lǐng)域現(xiàn)狀，分析不同職業(yè)對(duì)技術(shù)的不同需求，為畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.3的達(dá)成提供支持。是2.33M3目標(biāo)3：通過團(tuán)隊(duì)合作的方式完成計(jì)算領(lǐng)域熱點(diǎn)問題的匯報(bào)，理解角色任務(wù)與團(tuán)隊(duì)整體目標(biāo)，協(xié)作完成任務(wù)，為畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)9.1的達(dá)成提供支持。是9.14M4目標(biāo)4：學(xué)會(huì)常見文檔編輯軟件的使用方法，會(huì)選擇合適的編輯方法，撰寫個(gè)人職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，為畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.1的達(dá)成提供支持。是10.15M5目標(biāo)5：了解IT領(lǐng)域目前的最新趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)和前沿知識(shí)，為個(gè)人職業(yè)規(guī)劃提供必要的素材，為畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.2的達(dá)成提供支持。是10.26M6目標(biāo)6：通過學(xué)科發(fā)展方向、趨勢(shì)和前沿的了解及檢索，充分認(rèn)識(shí)到終身學(xué)習(xí)的重要性，樹立起較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)意識(shí)，為畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)12.1的達(dá)成提供支持。是12.1三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第一章第一章科學(xué)哲學(xué)的思想方法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：初步理解和掌握一般的科學(xué)思想方法，理解科學(xué)哲學(xué)與學(xué)科方法論。////21.01.0計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)起源丟番圖方程、費(fèi)馬大定理、無(wú)理數(shù)和超越數(shù)、第三次數(shù)學(xué)危機(jī)、可計(jì)算性問題M12講授2選擇分組演講題目31.11.1計(jì)算科學(xué)一詞的來(lái)歷計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展歷史、核心概念、知識(shí)領(lǐng)域、國(guó)內(nèi)計(jì)算學(xué)科的發(fā)展歷史、本專業(yè)沿革M11講授1自學(xué)教材41.21.2科學(xué)哲學(xué)與學(xué)科方法論簡(jiǎn)介演繹邏輯主義、邏輯經(jīng)驗(yàn)主義、西方哲學(xué)的轉(zhuǎn)變、科學(xué)哲學(xué)、學(xué)科方法論M10.5講授0.5自學(xué)教材51.31.3一般的科學(xué)的思想方法科學(xué)哲學(xué)的思想方法與處理問題方式方法的三步曲M11講授、討論1自學(xué)1.4、1.5節(jié)6第二章第二章計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念和基本知識(shí)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：理解學(xué)科重要的基本概念，了解馮?諾伊曼式計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)，圍繞計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理將概念進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)。////72.12.1計(jì)算模型與二進(jìn)制計(jì)算模型、算法、圖靈機(jī)、二進(jìn)制M1,M60.3講授0.3自學(xué)教材82.22.2存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理馮?諾伊曼式計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)與工作原理M1,M60.2講授0.2自學(xué)教材92.32.3數(shù)字邏輯與集成電路數(shù)字邏輯、布爾代數(shù)、門電路M1,M60.2講授0.2自學(xué)教材102.42.4機(jī)器指令與匯編語(yǔ)言機(jī)器指令、匯編語(yǔ)言M1,M60.2講授0.2自學(xué)教材112.52.5算法、過程與程序算法及輾轉(zhuǎn)相除法舉例、算法復(fù)雜性、過程與程序M1,M61講授1自學(xué)教材122.62.6高級(jí)語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)技術(shù)和方法高級(jí)語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)技術(shù)和方法M1,M60.2講授0.2自學(xué)教材132.72.7系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件M1,M60.1講授0.1自學(xué)教材142.82.8計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理與模式識(shí)別計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺M1,M60.2講授0.2自學(xué)教材152.92.9邏輯與人工智能人工智能的三次浪潮、新一代信息革命的關(guān)系、人工智能的主要應(yīng)用領(lǐng)域M1,M2,M61講授1搜集分組演講資料162.102.10計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、抽象、分層M1,M60.2講授0.2自學(xué)教材172.112.11并行計(jì)算機(jī)、通道與并行計(jì)算串行、并行、并行計(jì)算、并發(fā)、分布式計(jì)算M1,M60.2講授0.2自學(xué)教材182.122.12計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型、細(xì)腰模型M1,M60.5講授0.5自學(xué)教材192.132.13高性能計(jì)算高性能計(jì)算、全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)、E級(jí)超算爭(zhēng)霸賽M1,M60.5講授0.5自學(xué)資料20第三章第三章計(jì)算科學(xué)的意義、內(nèi)容和方法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：如何科學(xué)地認(rèn)知計(jì)算科學(xué)學(xué)科。////213.13.1什么是計(jì)算科學(xué)？科學(xué)、技術(shù)、工程的概念、計(jì)算科學(xué)的一般概括M1,M60.2講授0.2自學(xué)教材223.23.2學(xué)科的基本問題計(jì)算的平臺(tái)與環(huán)境問題、計(jì)算過程的能行操作與效率問題、計(jì)算的正確性問題M1,M60.3講授0.3自學(xué)教材233.33.3計(jì)算科學(xué)發(fā)展主線計(jì)算科學(xué)的知識(shí)組織結(jié)構(gòu)、計(jì)算模型與計(jì)算機(jī)、計(jì)算模型、語(yǔ)言與軟件開發(fā)方法學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用、學(xué)科發(fā)展帶給我們的啟示M1,M4,M63講授3自學(xué)PPT制作243.43.4計(jì)算科學(xué)的分類與分支學(xué)科簡(jiǎn)介構(gòu)造性數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、計(jì)算的數(shù)學(xué)理論、計(jì)算機(jī)組成原理、器件與體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)基本應(yīng)用技術(shù)、軟件基礎(chǔ)、軟件開發(fā)方法學(xué)M1,M3,M62講授2準(zhǔn)備分組演講253.53.5計(jì)算科學(xué)與數(shù)學(xué)和其它相關(guān)學(xué)科的關(guān)系數(shù)理邏輯和代數(shù)是計(jì)算科學(xué)的主要基礎(chǔ)M1,M60.5講授0.5自學(xué)教材263.63.6范型及其科學(xué)意義范型/范式、計(jì)算科學(xué)范式M1,M60.3講授0.3自學(xué)教材273.73.7計(jì)算科學(xué)的學(xué)科形態(tài)與核心概念三種學(xué)科形態(tài)：理論、抽象和設(shè)計(jì)；五組核心概念：計(jì)算模型與能行性、抽象與構(gòu)造性描述、系統(tǒng)特征、計(jì)算方法、實(shí)現(xiàn)技術(shù)M1,M61講授1自學(xué)教材283.83.8計(jì)算科學(xué)的典型方法與典型實(shí)例內(nèi)涵與外延方法、構(gòu)造性方法、公理化方法、快速原型方法、演化方法、展開與歸約方法、哲學(xué)家共餐問題及一組典型實(shí)例M1,M61講授1自學(xué)教材293.93.9學(xué)科基本工作流程方式及其科學(xué)意義計(jì)算學(xué)科的基本工作流程方式及其科學(xué)意義M1,M60.2講授0.2自學(xué)教材303.103.10計(jì)算科學(xué)學(xué)科特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)律、趨勢(shì)及其社會(huì)影響計(jì)算科學(xué)學(xué)科特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)律、趨勢(shì)及其社會(huì)影響M1,M60.3講授0.3自學(xué)教材313.113.11計(jì)算科學(xué)知識(shí)組織結(jié)構(gòu)及其演變計(jì)算科學(xué)知識(shí)組織結(jié)構(gòu)及其演變M1,M60.2講授0.2自學(xué)教材323.123.12計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、中美競(jìng)爭(zhēng)的七條賽道M1,M2,M61講授1自學(xué)資料33第四章第四章計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案本章重點(diǎn)難點(diǎn)：理解人才培養(yǎng)體系的頂層設(shè)計(jì)，能夠在總結(jié)專業(yè)培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)自己的學(xué)習(xí)規(guī)劃。////344.14.1人才培養(yǎng)體系頂層設(shè)計(jì)面向產(chǎn)出的、質(zhì)量可控的人才培養(yǎng)體系；復(fù)雜工程問題的定義和分類、四種頂層能力的含義、能力支撐層次關(guān)系M5,M61講授1自學(xué)資料354.24.2能力培養(yǎng)體系培養(yǎng)目標(biāo)解讀、畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)的支撐關(guān)系、畢業(yè)要求能力層次與流程劃分、畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)分解與支撐矩陣M5,M61講授1自學(xué)資料364.34.3課程知識(shí)體系計(jì)算科學(xué)課程知識(shí)體系的應(yīng)然和實(shí)然、方向課程、課程目標(biāo)舉例、基于三基四性的課程體系M5,M60.5講授0.5自學(xué)資料374.44.4制度保障體系反向設(shè)計(jì)的持續(xù)改進(jìn)閉環(huán)M5,M60.2講授0.2自學(xué)資料38第五章第五章個(gè)人職業(yè)規(guī)劃本章重點(diǎn)難點(diǎn)：如何分析自我及如何定位職業(yè)。////395.15.1自我分析自然條件、性格分析、教育與學(xué)習(xí)經(jīng)歷、工作與社會(huì)閱歷、知識(shí)技能與經(jīng)驗(yàn)、興趣愛好與特長(zhǎng)M4,M50.5講授、討論0.5自學(xué)Word405.25.2環(huán)境分析社會(huì)環(huán)境分析、家庭環(huán)境分析、職業(yè)環(huán)境分析、地域與人際環(huán)境分析M4,M50.5講授、討論0.5自學(xué)Word415.35.3職業(yè)定位行業(yè)領(lǐng)域定位與理由、職業(yè)崗位起點(diǎn)定位與理由、職業(yè)目標(biāo)與可行性分析M4,M50.5講授、討論0.5自學(xué)Latex425.45.4實(shí)施方案實(shí)施方案的考慮因素M4,M50.3講授、討論0.3自學(xué)Latex435.55.5評(píng)估與調(diào)整評(píng)估時(shí)間、評(píng)估內(nèi)容、調(diào)整原則M4,M50.2講授、討論0.2自學(xué)Latex44分組演講分組演講部分每個(gè)分組上臺(tái)演講，根據(jù)演講及回答情況打分M2,M3,M68演講8準(zhǔn)備分組演講四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1分組演講分組演講成績(jī)=小組成績(jī)*個(gè)人權(quán)重小組成績(jī)內(nèi)容：主題明確，觀點(diǎn)正確、鮮明，見解獨(dú)到，內(nèi)容充實(shí)30%表達(dá)：表達(dá)流暢，富有感染力20%回答：回答問題邏輯清晰，準(zhǔn)確30%制作：PPT風(fēng)格大方，制作美觀20%個(gè)人權(quán)重考慮因素：工作量、工作難度、工作完成程度和工作積極性，合計(jì)為130%2課程總結(jié)報(bào)告課程認(rèn)識(shí)深刻30%問題思考深入30%結(jié)構(gòu)完整、格式規(guī)范20%現(xiàn)代IT工具良好運(yùn)用20%30%3個(gè)人職業(yè)規(guī)劃個(gè)人職業(yè)規(guī)劃成績(jī)=分項(xiàng)評(píng)價(jià)60%+整體評(píng)價(jià)40%分項(xiàng)評(píng)價(jià)：自我分析10%環(huán)境分析10%職業(yè)定位15%實(shí)施方案15%評(píng)估與調(diào)整10%整體評(píng)價(jià)：完整性20%可行性20% 40%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1分組演