搜索
1“大学计算机信息技术”课程解析张福炎南京大学计算机系(2014.06.14)2内容一、为何教？二、教什么？三、怎么教？3一、为何教？——计算机基础教学的重要性4信息技术的属性•基础性•工具性•普适性•时效性变、变、变！•计算机信息技术是一门影响每个领域/每个人/每个方面的学科！•美国总统信息技术咨询委员会报告：21世纪科学上最重要的，经济上最有前途的研究问题都有可能通过熟练地掌握先进的计算技术和运用计算科学得到解决。例1：汽车电子•使用控制器局域网CAN,连接18个微控制器和微计算机，价值已超过总价30~50%。汽车已非传统意义上的机械行业。VOLVOS80•单芯片微电脑控制系统：雨刷、车灯系统、仪表盘、电动门窗等•MCU系统：ABS系统、智慧安全气囊、主动式悬吊系统、发动机管理系统等•SoC系统：混合动力总成、底盘综合控制、汽车定位导航、车辆状态记录与监控等8信息技术太重要了！•对经济发展：–成为增长最快、最活跃的一个产业–改造和带动了几乎所有其他产业•对社会生活：–社会管理和军事国防的重要保障–提高人们工作、学习、生活、娱乐效率和质量•对科技/教育/文化/医卫：–影响了几乎所有学科的研究方法与手段；–形成了大量的新兴学科和交叉学科•对个人发展：–谋求个人发展的必要技能与手段–必须具备的一种文化素养/生存能力美国炒作中国电磁脉冲武器能够使世界倒退200年!例：电磁脉冲炸弹10计算机基础教学的定位•涉及12个门类、71个一级学科、375个专业(二级学科)，3000多万在校大学生–哲学–经济学–法学–文学–教育学–史学–理学–工学–农学–医学–军事学–管理学掌握现代科学技术的重要工具计算机基础教育的作用进入现代社会的必要手段与技能可持续发展(终身学习)的必要保证12教育部(2009)：计算机基础教学的框架设计•3个层次，4个领域知识结构，“1+X”的课程设置–计算机系统与平台；程序设计基础；数据分析与信息处理；应用系统开发程序设计基础数据库技术与应用硬件技术基础网络技术与应用多媒体技术与应用第2层次计算机信息技术基础第1层次面向专业或(与专业相结合)的计算机课程第3层次13第1门课程——《计算机信息技术基础》现状：1）信息技术应用日益普及，学生在信息技术知识和操作能力方面有一定基础2）备受争议，削减课时甚至取消课程做法:1.课堂教学：比较系统、全面、深入地讲解计算机硬件、软件、通信、网络和多媒体的基本概念和原理，使学生掌握100个左右最基本、最重要的概念、原理和知识2.实验课程：通过助学软件和自学的方式，完成7～9个单元的大约15～20个实验14教学目标：•熟练掌握计算机及因特网的基本操作技能•文件管理/系统配置/软件安装•局域网构建/因特网接入•制表/绘图/图像编辑/文档制作•数据统计/分析/管理•信息检索/因特网通信•比特/比特的运算/比特存储•指令/CPU•信息获取/编码/展现•算法/程序/软件•OS/用户界面/文件•数据通信•网络/协议/因特网/浏览器•数据库/信息系统/信息安全•系统了解计算机、网络、软件和多媒体的基础知识和概念•初步培养“计算思维”的能力！•运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动，其本质是抽象和自动化•特征是能行性、构造性和模拟性•着眼于问题求解和系统实现15二、教什么？——关于课程内容16课程内容的组织计算机在不同学科中的应用(结合专业课程)程序设计、数据库技术等①集成电路①数字技术④通信技术(基本知识)计算机软件(OS,程序语言)③计算机网络基础④计算机硬件(组成原理)②(平台层)数字媒体及应用⑤信息系统与数据库⑥(应用层)因特网应用④课程内容力求体现三性•基础性(原理性)；解决“知其然而不知其所以然”•应用性；理论（概念）联系实际、提高学习兴趣•时代性；紧跟技术发展，与时代同步18课程内容的基础性•数字技术–比特的表示、存储与传输，比特的基本运算，进位制及其转换，–数值信息的表示，中西字符的编码–门电路及其应用•计算机组成–CPU基本组成，内存，I/O–指令及其执行过程•操作系统与软件–多任务处理，虚拟存储器，文件管理，用户界面–操作系统内核、中间件与服务–算法与算法分析、程序设计1通用性2完整性3稳定性•计算机网络–调制/解调技术，复用技术，分组交换–局域网原理，无线局域网–TCP/IP协议、因特网的组成与接入–Web技术：URL、HTTP、HTML、浏览器、搜索引擎•信息安全–数据加密、数字签名、身份认证、访问控制、病毒防范•数字媒体&数据管理–媒体(图/文/声/影)的获取、表示（压缩）、处理（编辑）与播放–关系式DBMS与SQL、数据库系统移动终端&智能手机20例：iPhone4的结构基带信号处理器SoCAppleA4SoCWi-Fi和蓝牙收发器射频收发器功率放大功率放大功率放大功率放大电池电源管理USB接口30针插座耳机插口音频编解码GPS512MBDDR内存磁性传感器加速度计NAND闪存NOR闪存DDR内存三轴陀螺仪•系统级芯片SoC•CPU+总线+I/O接口电路•32位ARM处理器，800MHz•带有图形协处理器GPU•功耗仅为1W左右21基带信号处理器SoCAppleA4SoCWi-Fi和蓝牙收发器射频收发器功率放大功率放大功率放大功率放大电池电源管理USB接口30针插座耳机插口音频编解码GPS512MBDDR内存磁性传感器加速度计NAND闪存NOR闪存DDR内存三轴陀螺仪•内存容量：512MB•内存类型：LPDDR2•外存容量：8、16、32GB•外存储器：Flash存储器22基带信号处理器SoCAppleA4SoCWi-Fi和蓝牙收发器射频收发器功率放大功率放大功率放大功率放大电池电源管理USB接口30针插座耳机插口音频编解码GPS512MBDDR内存磁性传感器加速度计NAND闪存NOR闪存DDR内存三轴陀螺仪•SoC：DSP+总线+I/O接口电路•音频信号的A/D和D/A转换，压缩/解压缩等•图像/视频信号的转换、编解码等•调制/解调•频道复用•信号功率放大•固件：音频/视频信号处理软件•射频信号处理软件•工作存储器•Wi-Fi网卡•无线接入点WAP•蓝牙通信•GPS导航•音频控制•摄影/摄像控制•速度/姿态感知23基带信号处理器SoCAppleA4SoCWi-Fi和蓝牙收发器射频收发器功率放大功率放大功率放大功率放大电池电源管理USB接口30针插座耳机插口音频编解码GPS512MBDDR内存磁性传感器加速度计NAND闪存NOR闪存DDR内存三轴陀螺仪内核服务层操作系统内核（Darwin）媒体层触控界面层UIKitCoreGraphicsOpenGLESCoreAnimationCoreDataFoundation24课程内容的应用性•微电子技术——IC卡、SIM卡、RFID/NFC、二代身份证•数字通信技术——卫星通信、GPS、数字电视、3G、4G•计算机分类——平板电脑、智能手机、嵌入式系统•PC硬件组成（主板、芯片组、I/O接口、常用I/O设备）•计算机设备（硬盘、液晶显示器、···）使用注意事项和保健知识•Windows、iOS/Android系统、App商店•局域网组网和因特网的接入技术、WLAN信息安全&上网注意事项•数据加密、数字签名和网上银行&防止金融诈骗•数字媒体的产品及应用（电子书、数码相机、MP3、视频网站）1贴近实际2有实用意义3感兴趣25课程内容的时代性1反映技术进展2紧跟发展趋势3把握社会热点27课程内容的时代性•数据更新–IT企业15强；IC技术发展趋势；常用I/O接口参数•技术进步–SoC；A-GPS；4G；RFID/NFC；云计算；大数据•产品演变–平板电脑；智能手机；Android/iOS；Windows8.1；•应用发展–二维条码；立体显示器；3D打印机；社交网络/微信；互联网金融1反映技术进展2紧跟发展趋势3把握社会热点课程即教材•课程是向学生传递知识的，而知识传递的主要载体是教材。“课程即教材”•教材应以知识体系为基点，其核心内容应具有基础性(原理性)、系统性(完备性)、稳定性，同时还要兼顾应用，并能及时反映本门学科的最新进展。29《大学计算机信息技术教程》修订动因：1技术的发展与变化2使用中的反馈意见3精雕细刻、不断更新2001编写教材2002教材与实验指导试用本2003教材与实验指导第1版2004教材与实验指导第2版2005教材与实验指导第3版2006教材与实验指导第4版2007教材与实验指导第4.1版2008教材与实验指导第4.2版2009教材与实验指导第4.3版2010教材与实验指导第5版2011教材与实验指导第5.1版2012教材与实验指导第5.2版2013教材第6版2014教材第6.1版努力做到：1.知识新颖实用，材料丰富可靠2.概念清晰正确，原理简洁明白3.文字通顺流畅，图表实例丰富4.适应性好，力求满足多院校、多学科的使用要求•第1层次：正文。教材的核心内容，大多属于基本概念和基础知识，基本稳定不变，希望教学中给予重点保证•第2层次：正文中的“细枝末节”部分，教学中粗略提及即可•第3层次：阅读材料中正文内容的“深入”，理工专业在课时富裕时可以选讲•第4层次：阅读材料中的知识性、参考性材料，供课外阅读教材内容的4个层次32三、如何教？——教学方法小议33关于课堂教学•上课作为一种教学手段，具有强制性和不可替代性。上课是传授知识、培养能力、提高素质的最重要的教学手段，是实现人才培养目标的基本途径•上好每一堂课：–把握教学内容、苦练基本功–全心投入，精心设计–要逻辑严密，环环相扣，要引人入胜，有感染力–教学内容要视具体情况而主动变化课时分配建议建议课时分配第1章4第2章6～7第3章5～6第4章8～10第5章5～6第6章2～6合计30～3635关于教材与教学•教材与教学不应该完全等同，教材往往从概念和定义出发，讲究系统完整；而教学最好从问题（实例）出发，层层解剖，引人入胜。•教材面向一般需求，教学应针对特定需求•课堂教学中内容的组织不一定拘泥于教材中的顺序安排，也不必要覆盖教材的所有内容。•教学内容应尽量联系实际–将教材中的“概念”联系“操作、经验、现象、问题···”•一瓢水与一桶水36关于教案与讲稿•教案是教学方案：内容、重点（概念，方法）、如何切入主题、如何讨论（交互）、使用哪些例子和图表、布置哪些作业等•讲稿(PPT)是讲课用的提纲，是电子板书，它是在教材基础上提炼和加工而成的，不应该是教材简单的翻版或剪贴•两者在形式上的区别：–教案以文字描述为主（.doc文档）–讲稿以图、表、例子为主（.ppt文档）37关于PPT与多媒体教学•运用多媒体技术上课的目的：–更好地表达讲课内容，改善教学效果，提高教学效率•当前存在的一些现象：没劲坐而论道、照片宣科乏味一览无余、毫无悬念太累激光乱晃、头昏眼花浪费媒体单一、形同虚设课程结束一无所有(参考冯博琴教授讲稿)关于PPT讲稿•尽量做到：–文字简练–图表丰富（IC制造）（比特）图像&图形–分步展现（系统启动）（应用软件）（电子邮件）（动态网页）–动态演示(指令执行过程）(GPS原理)(RFID)40关于讲课•尽量做到：–相互对比：内存/外存平板/台机客户端/服务器–前后关联：数值/字符/图像/音视频的表示(编码)–联系实际：多任务处理ATM网上购物–多举例子：软件特性–问题驱动：网络诈骗信息安全–及时总结：算法计算机语言42谢谢！