前言


专业导论类课程是大学生接受大学教育的第一门专业基础课,能够使大学新生对本专业的内涵特点、知识能力和未来发展有一个初步的认知概念和宏观了解。计算机类专业作为一个专业大类,包括计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全、物联网工程、数字媒体技术等细分专业,这些专业都属于计算机学科,因而有很多共性的思维方式和知识体系。本书作为国家级精品课程和省级一流课程的配套教材,提出并实施了“专业视角,认知学科;计算思维,抽象分层;工程思维,道德指引;始于问题,应用驱动;领会思想,引发思考”的教学思想。
首先梳理好基本的知识架构,再去学习日新月异的计算机技术,会让本书的学习事半功倍。本书由3部分组成,分别是认识篇、系统篇和工程篇,如图0.1所示,该结构体现了如下教学思想。
(1) 专业视角,认知学科: 认识篇从专业的角度认知计算机和计算机学科,认知计算机的工作原理和计算机系统,认知计算机学科的根本问题和思维方式,了解计算机学科的知识体系和能力要求,为学习计算机学科提供正确的方法指导。
(2) 计算思维,抽象分层: 系统篇采用自底向上的方式讨论计算机可以做什么以及是如何做的,使学生了解学科富有智慧的核心思想,以及计算思维在每一个分层的运用,培养学生面向学科的思维能力。
(3) 工程思维,道德指引: 工程篇通过典型案例、工程伦理、法律法规,使学生了解工程与社会的关系,形成团队合作、终身学习等工程素养,明确计算机从业人员的行为规范和职业道德。
图0.1本书的组织结构
在教学设计上,始于问题,应用驱动: 每一章首先在一个较高的抽象层次上、从应用的角度提出本章要讨论的顶层问题,然后由情景问题引出具体内容,每一小节后面附有若干思考题,很多问题没有标准答案甚至没有答案;在教学效果上,领会思想,引发思考: 在认知计算机学科和计算机系统每一个分层的基础上,强调学科的本质与核心思想,启迪思维、引发思考,让学生了解计算机学科的各个主题,并对学科本身充满了兴趣和好奇,同时又产生了太多的不理解和疑问,非常渴望进一步探索其中的科学道理。
本书第1版和第2版在使用过程中得到国内许多高校教师和同学的肯定,也得到了一些很好的建议。本书第3版在保留前两版原有特色的基础上,进行了如下修订:
(1) 重新梳理了知识单元,对第二部分的章节进行了重新编排和修订,使得层次结构更加清晰,知识表述易于理解,更符合学生的认知规律和老师的教学要求;
(2) 增加了新技术专题,以通俗易懂的笔触介绍了人工智能、大数据、云计算、物联网等计算机领域的最新进展,体现教材内容的前沿性和时代性;
(3) 增加了工程思维和工程伦理相关内容,讨论了工程与文化、环境和可持续发展之间的关系,个人与团队、沟通与表达、工程创新和终身学习等工程素养,处理工程伦理问题的基本原则,以解决专业课程对工程认证非技术指标难以支撑的问题。
本书在编写过程中参考了大量的书籍和文章,并从互联网上参考了部分有价值的资料,在此一并表示感谢。由于作者的知识和写作水平有限,书稿虽几经修改,仍难免有缺点和错误。衷心希望能够得到同行专家和读者的批评和指正。作者的邮箱是wanghongmei@ccut.edu.cn。教师读者也可以关注作者的教学公众号“老竹园”与作者交流。

作者
2023年1月