清华大学出版社

本书是《计算机科学与计算思维导论》的配套辅导书，分为理论辅导和实验辅导两部分,具体内容包括关联知识、习题解析、知识背景和基础实验，以此强化学生探究能力、判断能力、实践能力和综合应用能力的培养。其中，实验辅导包括构建微机系统、文字录入方法、Windows 7的基本应用、Word 2010的基本应用、Excel 2010的基本应用、PowerPoint 2010的基本应用、Internet的基本应用和信息安全工具软件8个实验单元，并采取基于任务驱动的教学模式，以启迪学生分析问题和解决问题的方法。 　　本书的特点是取材新颖、内容丰富、重点突出、适用性强，注重引导计算思维和自我提升。同时，注意与后续课程的分工与衔接，为后续课程的学习奠定基础。 　　本书可作为高等院校计算机类、电子信息类和电气信息类“计算机（科学）导论”课程辅助教材，也可作为相关专业教师和从事计算机科学与技术工作的工程技术人员的参考书。

前 言 　　计算机学科的最大特点是知识面宽、实践性强、软硬件技术更新换代快，所以既要重视理论学习能力的培养，也要重视实践能力的培养，更要重视自我提高能力的培养。为此，编写了与《计算机科学与计算思维导论》配套的本书，并在探索中形成了构建本书的指导思想：“准确定位、主辅结合、注重理论、兼顾实践”。 　　（1）准确定位，明确教学目标。作为计算机学科综述性引导课程，担负着介绍计算机科学技术基础知识，培养学生运用计算机学科方法和计算思维分析问题、探究问题和解决问题的能力，提高学生综合素质与创新精神的重任。这就要求在知识传授的过程中，注重学科知识的科学性、系统性、完整性、动态性和有效性，为后续课程学习打下良好基础。 　　（2）主辅结合，透视学科体系。由于主教材篇幅的原因，因而将没有被列入主教材的核心课程在辅助教材中进行简要介绍，如社会与职业问题、计算机图形学、可视化计算、人机交互、有限元计算、离散结构等。这些内容的引入，对全面了解计算机学科课程体系是非常必要的。 　　（3）注重理论，引导研究探索。为了便于纵深学习，拓展了主教材所涉及的相关理论知识。例如，对计算机的数据表示，涉及数据处理的溢出与判断、浮点数的规范化与截断误差、数据的压缩与编码等；对数值计算，涉及计算误差分析和稳定性问题等；对网络信息传输，涉及奇偶校验码和差错纠正码等；对人工智能技术，涉及人工神经网络、神经网络专家系统、智能机器人等。这些内容的引入，能为学生日后在专业领域中的研究、探索、发现、创新奠定基础。 　　（4）兼顾实践，强化能力培养。在注重拓展理论知识以及知识的系统性和完整性的同时，兼顾动手能力培养。为此，设计了体现计算机学科知识体系基本操作技术的8个实验单元。 　　为了实现上述教学目标，我们精心设计课程辅导内容，并分为理论辅导和实验辅导两大部分。 　　第一部分理论辅导 教学目标是巩固和拓展主教材的知识内容，并实现自主学习和提高。理论辅导与主教材各章内容一一对应，并且包括如下3方面。 　　（1）关联知识。关联知识是与主教材密切相关的知识点，是课堂理论教学的补充，为学生课后复习、自主学习、总结提高提供支持，更为学生日后研究探索指明方向。关联知识是对主教材教学内容的引申和拓展。例如，仅就对问题求解算法而言，在第7章基础上做了如下拓展。 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　作为计算机学科的学生，了解这些知识对理解“计算机学科是一门计算的学科”是非常重要的。 　　（2）习题解析。各章习题概括了该章的基本概念，通过选择题和问答题解析，加深对基本概念的理解，自我检查学习效果，达到巩固和提高的教学目的。 　　（3）知识背景。主要介绍与计算机科学技术有关的著名科学家的生平事迹，以此拓展计算机科学技术领域的视野，达到三个教学目标：一是了解该章知识领域的形成与发展历程，增强进行科学探索的信心；二是通过科学家们的生平事迹，将人文知识和人文精神有机地结合，激发学生坚韧不拔、锲而不舍、顽强拼搏的钻研精神；三是提高人文素质、传承计算文化、弘扬科学精神。 　　第二部分实验辅导 在探索理论教学改革的同时，也一直在对实践教学进行研究探索。通过实验教学，加深对理论知识的理解和提高实际应用能力，是理工类教学过程中极为重要的一个教学环节，更是计算机类专业教学的典型特征之一。因此，我们要不断更新实验教学理念，不断调整实验教学内容。实验教学的指导思想是引导科学思维、培养创新意识、激发学习兴趣、强化能力培养。实验教学的设计思想是突出实验内容的启发性、趣味性、实用性、综合性。 　　现在，高等学校的计算机基础教育已不再是“零起点”，因而应注重培养学生分析问题和解决问题的能力。考虑到实验设施的可行性并兼顾新生计算机基础参差不齐等因素，本书设计了8个实验单元：构建微机系统、文字录入方法、Windows?7的基本应用、Word?2010的基本应用、Excel?2010的基本应用、PowerPoint?2010的基本应用、Internet的基本应用和信息安全工具软 件，每个单元包含多个实验项目。通过实验教学，既能为日后工作奠定基础，更能为毕业求职奠定基础。 　　本书打破了以计算机基本操作步骤来训练基本操作方法的传统实验模式，采用了基于任务驱动的案例教学模式，即将实验内容以任务（案例）的形式给出，通过实验描述（提出问题）、实验分析（分析问题）、实验实施（解决问题），让学生带着对案例的浓厚兴趣，在实验过程中熟悉基本操作方法、掌握基本操作技能、提高综合应用能力。例如，Office方面的实验，完成一个实验项目，就是完成一项基本创作；完成一个实验单元，就能提交一份优秀的作品（如毕业论文、求职材料、网上应聘等）。实践表明，采用这种教学模式，能激发同学们的学习兴趣和创作热情，从而克服了为熟悉基本操作而实验的枯燥性，体现了案例教学的趣味性，提高了实验教学的有效性，使学生能以一种愉悦的心境学习和提高计算机的应用能力，并在无形中抹平入校时参差不齐的差异。 　　本书是作者多年来对“计算机科学导论”课程教学方法研究和课程教学改革探索的结晶。教学辅导的设计思想是合理规划辅导内容，精心设计实验单元，构建体现学科基础特性、突出计算思维方法、形成涵盖计算机学科主领域的知识体系。将理论知识与实际应用紧密结合，构成一个完整的知识＋应用＋技能的体系，形成一个融“教、学、做”为一体的学习环境，能极大地提高教与学的效果，有效地提高学生分析问题和解决问题的能力。 　　本书由李云峰、李婷和丁红梅编著，李云峰负责统稿，曹守富、姚波等老师参加了课程资源建设。 　　由于计算机科学技术发展迅速，计算机科学导论教材也处在不断探索和变化之中，虽然我们力求使本书尽善尽美，但由于水平有限，加之时间仓促，书中难免存在疏漏、不妥甚至错误之处，敬请专家和广大读者批评指正。 　　 　　作 者? 2023年3月 - II - 计算机科学与计算思维导论学习辅导 - III - 前??言

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