1、大学计算机基础大学计算机基础与计算思维与计算思维大学计算机基础大学计算机基础课程性质课程性质 本课程是大学计算机基础教育课本课程是大学计算机基础教育课 课程以课程以计算思维计算思维为核心，引导大家认识以计算机操作、为核心，引导大家认识以计算机操作、办公软件、多媒体技术和网络应用为核心的信息技术办公软件、多媒体技术和网络应用为核心的信息技术在现代信息社会中的重要地位和作用，提高大家的信在现代信息社会中的重要地位和作用，提高大家的信息素养和计算思维能力，使大家能在将来利用计算机息素养和计算思维能力，使大家能在将来利用计算机解决专业问题和进行艺术创作中长期受益。解决专业问题和进行艺术创作中长期受益。
2、课程内容课程内容 计算思维概论计算思维概论 计算机基础知识计算机基础知识 操作系统操作系统 多媒体技术与应用多媒体技术与应用 计算机应用基础计算机应用基础 计算机网络应用计算机网络应用 网页设计与制作网页设计与制作大学计算机基础大学计算机基础课前知识课前知识 课程安排课程安排 教材说明教材说明 平台教学平台教学 教学形式教学形式 考核安排考核安排 笔试（笔试（50%）+机考（机考（20%）+平时（平时（30%）大学计算机基础大学计算机基础第一章第一章 计算思维概论计算思维概论“科学与艺术是把握世界和生活的不同支点科学与艺术是把握世界和生活的不同支点”教学内容教学内容 1.1 思维与科学思维思维
3、与科学思维 1.2 计算思维概念计算思维概念 1.3 计算思维应用领域计算思维应用领域 1.4 艺术思维与计算思维艺术思维与计算思维 1.5 艺术创作中的计算思想艺术创作中的计算思想大学计算机基础大学计算机基础1.1 思维与科学思维思维与科学思维 思维思维 农民如何判断作物成熟收割时间？农民如何判断作物成熟收割时间？医生如何判断病因并做出治疗方案？医生如何判断病因并做出治疗方案？艺术家如何设计艺术形象传达情感？艺术家如何设计艺术形象传达情感？通过迂回、间接的途径去寻找问题的答案的认识活动，就通过迂回、间接的途径去寻找问题的答案的认识活动，就是是思维活动思维活动 思维是对客观事物本质和规律的抽象
4、和高级认知思维是对客观事物本质和规律的抽象和高级认知 思维以思维以感知感知为基础又超越感知的界限为基础又超越感知的界限 思维的两个重要特征：思维的两个重要特征：间接性间接性、概括性概括性大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础1.1 思维与科学思维思维与科学思维 思维的能动性思维的能动性 思维借助感知材料经过加工处理改造客观世界思维借助感知材料经过加工处理改造客观世界 思维形式思维形式 形象思维（形象思维（艺术思维艺术思维）抽象思维（抽象思维（逻辑思维逻辑思维）灵感思维（灵感思维（直觉思维直觉思维）大学计算机基础大学计算机基础1.1 思维与科学思维思维与科学思维 科学思维科学思
5、维 科学抽象是科学认识科学抽象是科学认识从感性认识阶段上升到理性阶段的从感性认识阶段上升到理性阶段的飞跃的决定性环节飞跃的决定性环节 科学思维通常是指理性认知及其过程科学思维通常是指理性认知及其过程 两种基本类型：逻辑思维、非逻辑思维（形象、直觉）两种基本类型：逻辑思维、非逻辑思维（形象、直觉）大学计算机基础大学计算机基础1.1 思维与科学思维思维与科学思维 科学思维科学思维 目前真正具备系统和完善表达体系的思维模式有三：目前真正具备系统和完善表达体系的思维模式有三：理论思维理论思维、实验思维实验思维、计算思维、计算思维 分别对应：分别对应：理论科学理论科学、实验科学实验科学、计算科学、计算科
6、学 学科交叉是创新的源泉，重构方法：学科交叉是创新的源泉，重构方法：XComputer!Computer-based+X 这也回答了我们为什么要开设计算机课程的问题这也回答了我们为什么要开设计算机课程的问题大学计算机基础大学计算机基础1.1 思维与科学思维思维与科学思维 科学思维方法科学思维方法 分逻辑方法和非逻辑方法两种分逻辑方法和非逻辑方法两种 逻辑方法：逻辑方法：比较与分类、归纳与比较与分类、归纳与演绎演绎 分析与综合、论证与反驳分析与综合、论证与反驳 抽象抽象与具体与具体 非逻辑方法：非逻辑方法：联想与类比、灵感与直觉联想与类比、灵感与直觉 想象（意境）想象（意境）大学计算机基础大学计
7、算机基础1.2 计算思维计算思维 计算思维概念计算思维概念 运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为的理解人类行为的思维活动思维活动 观察右图观察右图 人类自身自然抽象能力的体现人类自身自然抽象能力的体现 计算思维的本质：计算思维的本质：抽象、自动执行抽象、自动执行 计算思维是一个概念，不是编程计算思维是一个概念，不是编程 计算思维是人的思维不是计算机思维计算思维是人的思维不是计算机思维 是数学与其他学科的交叉和融合是数学与其他学科的交叉和融合大学计算机基础大学计算机基础1.2 计算思维计算思维 计算机科学与计算思维计算机科学与计
8、算思维 南京大学陈道蓄教授的南京大学陈道蓄教授的“菜刀科学菜刀科学”问题问题 以色列学者哈雷尔在算法学：计算的本质一书中以色列学者哈雷尔在算法学：计算的本质一书中提出这样的问题：论技术的影响，电话也很大，为什提出这样的问题：论技术的影响，电话也很大，为什么没有电话科学？论技术复杂性，人造卫星很复杂，么没有电话科学？论技术复杂性，人造卫星很复杂，为什么没有被广泛接受的人造卫星科学。为什么没有被广泛接受的人造卫星科学。计算机是计算的工具，用计算机给这门科学命名，就计算机是计算的工具，用计算机给这门科学命名，就像用像用“手术刀科学手术刀科学”给外科学命名一样地不合适。给外科学命名一样地不合适。我们所
9、使用的工具影响着我们的思维我们所使用的工具影响着我们的思维，类似有天文学，类似有天文学（望远镜）、生物学（显微镜）、音乐（麦克风）。（望远镜）、生物学（显微镜）、音乐（麦克风）。大学计算机基础大学计算机基础1.3 计算思维应用领域计算思维应用领域 计算生物学计算生物学 计算化学计算化学 计算机艺术计算机艺术 生理系统仿真生理系统仿真 分形艺术分形艺术 德罗斯特效应德罗斯特效应 3D喷绘机器人喷绘机器人三叶草上的玫瑰线三叶草上的玫瑰线 药物化学分子药物化学分子大学计算机基础大学计算机基础1.4 艺术思维与计算思维艺术思维与计算思维 内涵与发展内涵与发展 艺术思维的主体元素是情感和形象艺术思维的主
10、体元素是情感和形象，本质是探讨情感本质是探讨情感和形象的关系问题和形象的关系问题，其方式有三：，其方式有三：一是对形象的直觉一是对形象的直觉 二是对形象情感的想象二是对形象情感的想象 三是对形象的灵感的领悟三是对形象的灵感的领悟 计算思维是人的思维，本质是计算思维是人的思维，本质是对现实世界进行信息抽对现实世界进行信息抽象并利用工具实现信息转换的一种思维方式象并利用工具实现信息转换的一种思维方式大学计算机基础大学计算机基础1.4 艺术思维与计算思维艺术思维与计算思维 特征与方法特征与方法 艺术思维是对现象和本质两方面进行双重加工艺术思维是对现象和本质两方面进行双重加工 计算思维的典型特征是概念
11、化和抽象化计算思维的典型特征是概念化和抽象化 交叉与融合交叉与融合 科学和艺术活动的创作过程一般都分为准备期、酝酿科学和艺术活动的创作过程一般都分为准备期、酝酿期、顿悟期和验证期四个阶段期、顿悟期和验证期四个阶段 艺术创作与科学创造过程艺术创作与科学创造过程均均经历形象分解、简化变形经历形象分解、简化变形和抽象定型等多个阶段和抽象定型等多个阶段 科学是思想，艺术是感情，二者如车之两轮、鸟之两科学是思想，艺术是感情，二者如车之两轮、鸟之两翼，即相互独立又相互联系，密不可分。翼，即相互独立又相互联系，密不可分。大学计算机基础大学计算机基础1.4 艺术思维与计算思维艺术思维与计算思维 交叉与融合交叉
12、与融合 艺术反哺科学创作艺术反哺科学创作 艺术化简与抽象不谋而合艺术化简与抽象不谋而合 分形是计算机编程艺术典范分形是计算机编程艺术典范莫比乌斯带莫比乌斯带齐白石齐白石虾虾分形艺术分形艺术大学计算机基础大学计算机基础1.5 艺术创作中的计算思想艺术创作中的计算思想 黄金比例与黄金数黄金比例与黄金数=0.618033618和和=1.618033618表示两个黄金数表示两个黄金数大学计算机基础大学计算机基础1.5 艺术创作中的计算思想艺术创作中的计算思想 图形艺术与分形图形艺术与分形 图形可以分为两类：一类是仿真的；一类是示意的。图形可以分为两类：一类是仿真的；一类是示意的。流光：吴冠中流光：吴冠中无尽无极：吴作人无尽无极：吴作人巴特农神殿巴特农神殿大学计算机基础大学计算机基础1.5 艺术创作中的计算思想艺术创作中的计算思想 算法设计算法设计 算法是对特定问题求解步骤的一种描述，由有限个操算法是对特定问题求解步骤的一种描述，由有限个操作组成作组成，以典型的递归算法和语义符号为例，以典型的递归算法和语义符号为例 盗梦空间盗梦空间的递归的递归 德罗斯特效应德罗斯特效应 伏羲八卦伏羲八卦德罗斯特效应德罗斯特效应伏羲八卦伏羲八卦编码编码大学计算机基础大学计算机基础谢谢谢谢！请完成课后习题请完成课后习题1、2
