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《面向計算思維的大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育教學(xué)改革》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、面向計算思維的大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育教學(xué)改革0引言隨著計算機技術(shù)、互聯(lián)X技術(shù)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)在人才培養(yǎng)中發(fā)揮著越來越突出的作用。美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真（JeanteM.aster圍棋X測又取得了60場全勝的戰(zhàn)績，隨后，卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的Libratus在德州撲克比賽中輪流擊敗了4名頂尖人類高手，人工智能再次引發(fā)了世界范圍內(nèi)的研究與開發(fā)熱潮。目前很多學(xué)者認為：人類社會正在從“互聯(lián)X+”向更高階的“人工智能+”躍遷，智能科學(xué)與技術(shù)已經(jīng)成為促進所有學(xué)科發(fā)展的重要因素，計算機博弈是人工智能領(lǐng)域的重
2、要研究方向[7]。計算機博弈項目涉及的方法主要包括：博弈問題的提出、棋盤的數(shù)據(jù)描述、棋面的評估模型、搜索算法的選擇、算法的實現(xiàn)與優(yōu)化、人機交互處理等方面，這些內(nèi)容剛好與計算思維的思想相一致，非常適合培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。一段時間以來，學(xué)生X游上癮困惑著家長和教育工，以何種方式引導(dǎo)青年學(xué)生遠離X游以及X游的魅力一直是不解之謎。而多個高校的實踐證明，計算機博弈項目能迎合青年學(xué)生的愉悅、冒險、好奇和高對抗需求，讓他們在快樂中分析、編程、斗智，既長知識，也長能力，既培養(yǎng)了計算機實踐與創(chuàng)新能力，也培養(yǎng)了計算思維、科研思維和團
3、隊合作精神。學(xué)會將人的思維過程用計算機來實現(xiàn)，學(xué)會處理相關(guān)的問題，學(xué)會做好最優(yōu)決策，這對于所有學(xué)生來說都是有助益的。計算機博弈項目是培養(yǎng)學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力的應(yīng)用型項目，更是培養(yǎng)大學(xué)生計算思維的重要載體。2新課程體系與課程內(nèi)容改革現(xiàn)有的計算機基礎(chǔ)課程體系沒有充分考慮計算思維和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，也沒有突出寬、專、融的教學(xué)特點，并且課程內(nèi)容陳舊。2015年教指委推出了新版的《大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》（以下簡稱基本要求）[8]，指出了新的歷史時期計算思維能力的培養(yǎng)將成為大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的新常態(tài)，對課程體系、教學(xué)目
4、標和內(nèi)容進行了全面闡述。依據(jù)基本要求和部分學(xué)校的改革實踐[9-10]，提出了適合沈陽航空航天大學(xué)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的寬、專、融相結(jié)合的大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程新體系（見表1）。新的課程體系以計算思維為主線，以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維意識、計算思維方法和計算思維能力為目標，分為3個層次，每個層次設(shè)置不同的課程。隨著課程體系的重新構(gòu)建，各類課程的教學(xué)內(nèi)容也重新進行了調(diào)整，例如：在第1層次，減少了Office方面的內(nèi)容，增加了動手實驗和Python內(nèi)容；在第2層次，取消了VF內(nèi)容，增加了C#內(nèi)容；在第3層次增加了基于計算機博弈的科技創(chuàng)新平
5、臺的內(nèi)容。2.1大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程內(nèi)容改革在大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程中，主要設(shè)置了4個模塊：①計算機系統(tǒng)、X絡(luò)與操作系統(tǒng)；②信息編碼與信息處理技術(shù)；③數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)；④計算思維、算法與程序設(shè)計初步。在第4部分中，加入了排序算法、黎曼積分、機器博弈、旅行商、哥尼斯堡七橋等常用問題的算法。還特別增加了Python語言部分[11]，通過求解三角形面積，引出了順序、選擇和循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本用法；通過求解π的值，引出了蒙特卡羅方法和公式方法；通過蟒蛇的繪制，引出了Turtle庫的使用方法。通過以上內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以對程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識和利
6、用計算思維解決問題的方法有一個初步的了解，初步培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計的基本能力和計算思維意識。以全面開放的形式設(shè)置了3個專項實驗：計算機拆裝、操作系統(tǒng)安裝和計算機組X，通過學(xué)生親自動手實驗，提高學(xué)生對計算機硬件的認知能力和計算機維護能力。2.2計算機程序設(shè)計課程內(nèi)容改革在計算機程序設(shè)計課程中，本著為專業(yè)服務(wù)、與時俱進的思想，將課程設(shè)置成3個模塊：C#語言主要面向航空類專業(yè)和創(chuàng)新實驗班學(xué)生；VB語言主要面向文管類和安全類專業(yè)學(xué)生；C語言主要面向電子、自動化、材料、機械類專業(yè)學(xué)生。在開課過程中允許學(xué)生跨專業(yè)選課，學(xué)生可以選擇更
7、適合自己的語言或多種語言同時學(xué)習(xí)。為了突出實踐能力的培養(yǎng)，課程內(nèi)容中增加了8個實驗學(xué)時，專門用于綜合性程序設(shè)計實驗，該實驗由3～4人組成的小組共同完成。在期初的時候進行動員，在期中的時候布置實驗題目，在期末的時候進行答辯驗收。通過綜合實驗，學(xué)生初步具備了利用所學(xué)知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生計算思維方法和團隊協(xié)作精神。2.3將計算機博弈案例與教學(xué)內(nèi)容深度融合為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，將學(xué)生喜歡的計算機博弈項目作為案例融入教學(xué)中[12-13]，使學(xué)生在興趣與主動學(xué)習(xí)中領(lǐng)悟計算思維。在大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程中，講授了計算
8、機博弈的發(fā)展與競賽概況、計算機博弈的空間復(fù)雜度與搜索復(fù)雜度、蒙特卡羅方法等。在計算機程序設(shè)計課程中，以具體項目的形式為學(xué)生講授了計算機博弈的評估方法、搜索算法、棋盤的數(shù)據(jù)表示與可視化制作等內(nèi)容。在計算機綜合訓(xùn)練課程中，我們設(shè)計了與計算機博弈問題相關(guān)的課設(shè)題目，例如：愛恩斯坦棋的人人對弈平臺設(shè)計、幻影圍棋的開局設(shè)計、局面評估的建模方法等。通過博弈
