《大学计算机基础与计算思维》（第二版） 教学大纲、授课计划、教案全套 赵锋

-3-《大学计算机》课程教学大纲课程名称：大学计算机（CollegeComputer）课程学时：40课程对象：本科一年级课程性质：综合素质课，通识必修课一、课程的性质和任务 《大学计算机》是面向全日制大学本科学生提供计算机知识、能力、素质方面课程的综合素养课，是培养大学生利用新一代信息技术解决本专业领域的应用问题提供基础性支撑的通识必修课程。本课程以教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会印发的《新时代大学计算机基础课程教学基本要求》为指引，主要任务是培养学生理解和掌握新一代信息技术驱动下的计算机科学基本知识和计算思维能力，并结合学校办学定位、专业培养目标和高质量发展需求，引导学生对计算机视觉、色彩和绘图进行原理性认识，了解科技艺术与智能设计的前沿创作方法，掌握图像、视频编辑和交叉融合信息技能，强化计算机伦理、网络道德规范和科学探索精神教育，培养学生科技自信和民族自豪感，提升学生的信息素养和新一代信息技术融合创新能力。二、教学目标大学计算机课程依托计算学科的知识体系和思想方法，为培养学生的计算思维能力、全新的信息素养和新一代信息技术融合应用能力提供全方位目标支撑，因此，本课程的教学目标以充分体现学生计算思维能力的培养和实现数字赋能为主。在新一代信息技术的驱动下，大学计算机教学目标主要有以下几个方面。1.理解和掌握计算机科学基本知识和应用技能，熟悉计算机内部的编码机制和数制转换，对计算机视觉、色彩和绘图有原理性认识，了解科技艺术与智能设计的创作方法和前沿应用，具备初步的计算思维能力。2.熟悉常见的数字媒体技术，理解音频、图像和视频数字化相关标准，能够利用软件平台和数字媒体创作工具制作图像和视频作品。3.了解以计算机技术为核心的新一代信息技术对科技革命和产业变革的推动作用，能够掌握1~2项新一代信息技术赋能的交叉融合专业技能，对计算机新技术有初步的认识。4.掌握计算机与网络高阶应用和专业信息检索技巧，能规范使用互联网和防治计算机病毒，具备健康正确的计算机伦理学、网络道德规范和科学探索精神意识。三、课程思政目标结合教学内容，了解新一代信息技术特别是大数据、物联网、人工智能、虚拟现实等新技术在推动科技创新和产业变革中的作用，理解国家创新驱动的意义，激发学生专业核心技能自主创新热情，强化计算机伦理、网络道德规范和科学探索精神教育，培养学生科技自信和民族自豪感。四、教学方法和要求大学计算机课程采取混合式教学法，主要的两个教学环节是讲授理论和上机实践，二者交叉结合，教练相辅。此外，适当引入网络在线学习资源为学生自主学习提供完备的数字化学习环境，促进学生自主学习习惯的养成。根据我校人才培养的定位和学生基础，结合教学实际，我校大学计算机课程教学从“理论、技能、素质”三个方面做了要求，并从“认知、设计、创新”三个层次构建能力递进的实践教学内容。1.基本理论要求：理解信息和色彩在计算机中的表现形式，理解计算机分析问题、解决问题的基本方法，了解人工智能、大数据、云计算、物联网、区块链和可扩展现实等新一代信息技术及其典型应用场景，具备融合应用新一代信息技术的基本能力。2.基本技能要求：了解前沿科技艺术的技术原理，加强学生平面软件和视频剪辑的操作能力，熟悉数字图像处理、视频制作、AI技术和虚拟现实交互应用，掌握利用互联网平台学习新知识、新技能的能力，适应“互联网+”时代的职业发展模式。3.基本素质要求：具备良好的思想政治素质和完善的科学思维方法，培养创新创业精神和团队合作意识，具有信息安全和隐私保护意识，认识并遵循信息社会的行为与道德规范。五、课程学时安排 根据我校“十四五”本科人才培养方案，面向全校开设计算机类必修课，32学时，2学分。据此文件精神，将《大学计算机》课程知识领域、教学内容和理论、实践学时安排如下。知识领域教学内容理论学时实践学时信息与社会第1部分计算思维与科技艺术22平台与技术第2部分数字音频、图像处理44第3部分视频剪辑与制作22交叉与融合第4部分交叉融合信息技术(AI与XR)44应用与发展第5部分计算机基础应用44第6部分网络应用与网络伦理44总计40学时2020六、教学内容1.理论部分大学计算机课程主要是包括计算思维与科技艺术、数字图像处理、视频剪辑与制作、交叉融合信息技术、计算机应用与网络等知识模块。各模块具体包含的主要教学知识点如下：第1部分计算思维与科技艺术（理论学时2）主要知识点：科学思维、计算思维、科技艺术、数字社会、信息与数据、数制及转换、图像编码、计算机视觉、计算机组成、冯洛伊曼结构、计算机工作原理、系统软件和应用软件。第2部分数字音频、图像处理（理论学时4）主要知识点：色彩原理、色彩模式、图形与图像、图片文件格式、分辨率、绘图与修饰工具、图层、通道、路径、文字、调色、滤镜、动作、海报制作等。第3部分视频剪辑与制作（理论学时2）主要知识点：分辨率、SD和HD、帧速率、码率、视频编码和解码、视频格式、视频合成、格式转换、非线性编辑、蒙太奇概念、视频转场、视频特效、视频字幕、音频处理、视频导出。第4部分下一代信息技术(AI与XR)（理论学时4）主要知识点：科技艺术、数字艺术、数字影像、数字虚拟艺术、数字互动装置艺术、人工智能艺术等交叉融合信息技术应用，AI绘画应用与虚拟现实技术。第5部分计算机基础应用（理论学时4）主要知识点：移动操作系统、文档排版、邮件合并、电子表格、演示文稿。第6部分网络应用与网络伦理（理论学时4）主要知识点：网络协议与域名系统、搜索引擎、文献检索、云平台、网络文明、个人隐私与信息安全、知识产权、数字鸿沟、人工智能与道德。2.实践部分大学计算机课程实践性较强，实践部分以项目和案例为驱动，从“认知、设计、创新”三个层次构建能力递进的大学计算机课程实践内容，采用多样化的技术方法开展实践教学。具体实验类型、实践学时和实验要求如下：第1部分计算思维与科技艺术（认知型实验，实践学时2）实验目标：对“互联网+”有初步认识，能够使用网络公共平台生成二维条形码，开展调查问卷设计、发布和可视化分析，掌握基本搜索引擎平台应用和信息检索技巧。第2部分数字图像处理（设计型实验，实践学时4）实验目标：熟悉设计理念和软件功能，能够熟练使用行业通用软件，全面提高图形和图像处理的基本方法和基本技能，能够以海报等形式结合专业和主题开展创意设计实践。第3部分视频剪辑与制作（设计型实验，实践学时2）实验目标：熟悉视频制作的工作流程，以短视频剪辑思维为切入点，能够对拍摄视频进行切割、组合等剪辑和音频、文字、滤镜、特效等后期制作，具备初步的视频剪辑制作审美能力、协作能力和创新能力。第4部分下一代信息技术(AI与XR)（创新型实验，实践学时2）实验目标：对学科交叉和信息融合技术有初步认识，能够借助AI完成特定类型或个人风格作品，熟悉AI绘画提示词类型和规范化操作，掌握画面生成迭代流程和保存方案。部分专业要求能掌握基本的虚拟场景设计与漫游交互。第5部分计算机基础应用（检验型实验，实践学时4）实验目标：对职业办公软件和网络应用进行高质量提升，能够熟练掌握检测系统进行自我模拟测评和诊断分析。第6部分网络应用与网络检索实验目标：对网络信息资源检索渠道有初步认识，能根据自己所需检索相应学术资源。七、课程考核和成绩评定本课程的考核与评价要坚持总结性评价和过程性评价相结合。在考核与评价过程中，重点考核学生利用计算机解决问题和实践动手能力，重点关注学生学习态度、学习效果、信息素养和科艺融合能力的提升。期末评分由平时成绩和期末考试成绩相结合给出。平时成绩占50%，任课教师应认真记录学生的考勤、课堂表现和实践产出、实践部分完成度以及在线学习情况等，根据学生考勤、课堂表现、实践记录和在线学习记录给定平时成绩。期末考试成绩约占50%，根据学生机考成绩给定。序号成绩类别考核方式考核要素权重总成绩1平时成绩实践记录数量+质量20%50%百分制，60分（含）以上及格考勤表现考勤+课程表现20%在线学习时长+分值10%2期末成绩期末机考机考成绩50%*缺勤学时达到授课总学时1/3以上时直接重修。八、推荐教材及参考书（一）教材赵锋，《大学计算机基础与计算思维》（第二版），清华大学出版社，2024年（二）参考书赵锋，《大学计算机基础与计算思维》（第一版），清华大学出版社，2016年九、教学设备及教具要求建议全过程计算机机房授课。计算机机房需安装Windows操作系统，应用软件包括Office（含Word、Excel、PowerPoint组件）、Photoshop、剪映以及相关AI和Unity软件、多媒体网络教学软件等。十、其他说明由于计算机技术发展迅速，软硬件版本更新较快，以上有关教学内容和学时安排、教材及参考书、教学设备的要求仅针对目前课程教学需求按32学时制定。计算机教研室将紧跟技术发展的步伐，动态更新调整。如遇国家法定假日或其他不可抗因素，将有适当微调。《大学计算机》课程教学进度表课程目标以教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会《新时代大学计算机基础课程教学基本要求》为指引，培养学生理解和掌握新一代信息技术驱动下的计算机科学基本知识和计算思维能力，结合院校特色和高质量发展要求，引导学生对计算机视觉、色彩和绘图进行原理性认识，了解科技艺术与智能设计的前沿创作方法，掌握音频、图像、视频编辑和下一代信息技能，强化计算机伦理、网络道德规范和科学探索精神教育，培养学生科技自信和民族自豪感，提升学生信息素养。课程结构（教学内容）学时内容教学方式2计算思维与科技艺术概论讲授为主、讲练结合4搜索引擎与二维码应用实践教学6计算机基础知识讲授为主、讲练结合8计算机系统操作实践教学10数字图像处理1讲授为主、讲练结合12Photoshop技能实践实践教学14数字图像处理2讲授为主、讲练结合16Photoshop项目实践实践教学18视频剪辑与制作讲授为主、讲练结合20视频合成与剪辑实践实践教学22下一代信息技术之AI讲授为主、讲练结合24AIGC绘画实践（SD）实践教学26下一代信息技术之XR讲授为主、讲练结合28虚拟现实操作实践（Unity）实践教学30计算机基础应用1讲授为主、讲练结合32文档排版实践教学34计算机基础应用2讲授为主、讲练结合36电子表格实践教学38网络应用与网络检索讲授为主、讲练结合40网络检索与模拟测评实践教学作业要求及考评方式作业要求：完成课后实践及课外作业。考试方式:闭卷上机考试。总评成绩=平时成绩*50%+期末成绩*50%。教材指定《大学计算机基础与计算思维》（第二版），赵锋主编，清华大学出版社各教学部分参考资料《大学计算机基础与计算思维》（第一版），清华大学出版社，2016年与上学年度相比课程创新点：强化计算机伦理、网络道德规范和科学探索精神教育。授课题目1计算思维与科技艺术教学时数总4学时，含理论2、实践2授课类型理论课实践课教学目标了解科学思维及其三个基本原则；了解计算思维及其解决问题基本步骤；熟悉科技艺术及常见类型；教学重点计算思维中的分解与抽象；当前科技艺术常见类型；计算机中色彩。教学难点数制转换方法和技巧教学进程一、清点人数二、课程导学（课程目标、学时安排、考核组成）三、教学内容1.问题的提出与解析——科学思维案例2.计算思维（四个基本步骤：分解、模式识别、抽象、算法）3.信息、数据与科技艺术4.计算机中色彩表达四、教学方法1.理论讲授与案例教学法2.启发式教学，问答式交互五、实践部分1.二维码生成与应用；2.搜索引擎与信息检索基础；3.作业提交环境练习作业布置1.网络查阅感兴趣的科技艺术相关知识，将文本制作成二维码图片随堂提交。课后小结认知型课堂教学，以普及知识和吸引兴趣为主，部分理论了解和熟悉即可。参考资料《ComputationalThinking》，周以真

授课题目2计算机基础知识教学时数总4学时，含理论2、实践2授课类型理论课实践课教学目标掌握数制转换与图像编码机制；了解计算机组成与工作原理；了解计算机中色彩表达。教学重点计算思维中的分解与抽象；数制转换与编码。教学难点数制转换方法和技巧教学进程一、教学内容1.常见操作系统及其应用2.计算机发展与应用3.计算机系统组成4.“冯·诺依曼机”核心设计思想（三个方面）5.进制与编码6.计算机组成与工作原理二、教学方法1.理论讲授与案例教学法2.启发式教学，问答式交互三、实践部分1.计算机系统操作实践作业布置1.网络查阅计算机发展历史。课后小结认知型课堂教学，以普及知识和吸引兴趣为主，部分理论了解和熟悉即可。参考资料《大学计算机基础与计算思维》（第一版），赵锋

授课题目3数字音频处理教学时数总4学时，含理论2、实践2授课类型理论课实践课教学目标数字媒体技术声音的物理特征声音的基本知识声音信号的数字化数字音频编辑多音轨混音与数字编曲教学重点声音的基本知识声音信号的数字化数字音频编辑多音轨混音与数字编曲教学难点多音轨混音与数字编曲教学进程一、教学内容1. 数字媒体及其特征2. 数字媒体的分类3. 数字媒体技术与数字媒体艺术4. 声音概述5. 数字音频处理技术6. 常用的音频文件格式7. AdobeAudition音频编辑二、教学方法1.理论讲授与案例教学法2.启发式教学，问答式交互三、实践部分1.计算机系统操作实践作业布置1.网络查阅模拟音频是如何转换成数字音频的。课后小结认知型课堂教学，以普及知识和吸引兴趣为主，部分理论了解和熟悉即可。参考资料《Audition音频编辑》授课题目4数字图像处理（1）教学时数总4学时，含理论2、实践2授课类型理论课实践课教学目标了解人类眼睛产生色彩的原理；熟悉色光三原色和色料三原色；区分图形与图像；掌握不同图像直接的格式转换；掌握初步的图像处理软件知识。教学重点色光三原色和色料三原色；数字图像处理技巧。教学难点色光三原色构成与应用教学进程一、内容导学——色彩二、问题提出与解析——电磁波谱、可见光与人眼感光细胞三、教学内容1.色光三原色和RGB色彩模型2.色料三原色和CMYK色彩模型3.图形与图像4.图片文件格式与转换5.PS图像处理初步知识（选区、工具、图层）四、教学方法：1.理论讲授与案例教学法2.启发式教学、比较法五、实践部分1.图片格式转换；2.选区工具应用；3.绘图与修饰工具；4.图层作业布置1.网络查找PS软件相关课程，完成自学。课后小结从色光的产生原理出发，介绍计算机视觉色彩的应用。参考资料歌德色环理论、伊登十二色环授课题目5数字图像处理（2）教学时数总4学时，含理论2、实践2授课类型理论课实践课教学目标掌握图像处理软件PS基础操作；熟悉PS软件主要功能；掌握利用软件完成主题作品制作；了解数字图像创意设计原则。教学重点图像处理软件功能；主题作品设计过程。教学难点图像处理技巧；作品创意设计与分析。教学进程一、内容导学（案例法）二、数字图像创意设计（创意生成原则：旧元素的新组合——韦伯•扬）三、软件平台——Photoshop简介四、教学内容1.通道2.文字和路径3.调色4.滤镜5.综合作品设计五、教学方法：1.案例演示、实践验证、创意设计六、实践部分1.PS图像处理效果验证；2.创意海报设计？？作业布置1.围绕特定主题，设计创意海报1幅提交。课后小结课内学时有限，须引导学生课外练习。参考资料1./（查找Photoshop教程）2.https://818图怪兽3.Canva可画

授课题目6视频剪辑与制作教学时数总4学时，含理论2、实践2授课类型理论课实践课教学目标了解视频相关概念；掌握视频转码与格式转换；了解视频拍摄要点和基本技巧；了解常用视频编辑软件；掌握移动端与PC端视频剪辑制作软件使用技巧。教学重点视频的拍摄与获取；PC端视频剪辑软件应用。教学难点视频剪辑与制作流程教学进程一、视频相关概念描述（视频分辨率、帧率、码率、转码、压缩、转场、剪辑）二、视频拍摄相关要点与技巧三、移动端视频编辑软件——剪映APP1.剪辑、音频、文本、贴纸、滤镜、特效、比例、背景、调节、美颜2.移动端APP案例视频演示（定格、色彩滤镜、字幕）四、PC端专业版视频剪辑软件——剪映专业版1.PC端剪映专业版界面（功能区、操作区、播放器、时间线）2.PC端案例操作演示：（1）图文成片（文案直接转视频，原创性，抢流，本地保存问题）（2）分屏；（3）光影效果；（4）抠像（抠像、智能抠像）五、教学方法1.案例演示、视频讲解六、实践部分1.PC端视频剪辑功能效果验证；2.创意视频设计构思与制作。作业布置1.围绕特定主题，撰写短剧本完成移动端APP视频剪辑作品并发布。课后小结移动端剪映APP以视频为主，PC端须撰写短剧本并完成视频剪辑作品。参考资料1.《手机摄影及短视频拍摄150例》雷剑编著，清华大学出版社2.《短视频剪辑从入门到精通》新境界编著，中国水利水电出版社

授课题目7下一代信息技术之AI教学时数总4学时，含理论2、实践2授课类型理论课实践课教学目标了解什么是AI；了解不断进化中的AI艺术；理解AI艺术与传统计算机艺术的不同；了解AIGC相关概论内容；熟悉和应用当前主流AI绘画工具。教学重点AI艺术的可能性与分类；AI绘画工具。教学难点AI艺术的生成原理；AI绘画工具应用技巧。教学进程一、课程导学——AI艺术的可能性1.最早的“人工智能艺术”——本·拉波斯基《电子抽象》2.不断进化中的AI艺术二、教学内容1.人工智能艺术2.艺术创作过程的可计算性——计算思维3.人工智能艺术与传统计算机艺术4.AIGC相关概念、提示语及学界不同发声5.当前主流AI绘画工具对比介绍——StableDiffusion和Midjourney三、教学方法：1.理论讲授与案例教学法2.对比分析四、实践部分1.利用AI绘画工具或在线SD平台实现AI绘画生成效果。作业布置1.互联网查阅AIGC相关教程，初步掌握AI绘画生成技巧。课后小结注意提出有关人工智能艺术的不同声音参考资料1.MANA新媒体艺术站2.Midjourney与StableDiffusion全面对比（B站视频）

授课题目8下一代信息技术之XR教学时数总4学时，含理论2、实践2授课类型理论课实践课教学目标了解“元宇宙”概念；了解VR、AR、MR与XR；了解虚拟现实引擎平台及建模工具；熟悉基于Unity的三维全景虚拟现实技术；掌握Unity场景漫游制作流程。教学重点虚拟现实的概念与应用。教学难点Unity虚拟现实引擎平台教学进程一、课程导学——由“元宇宙”到XR二、教学内容：1.虚拟现实2.虚拟现实引擎3.虚拟现实建模工具4.基于Unity的三维全景虚拟现实技巧——演示与实践5.基于Unity的虚拟现实场景漫游应用——演示与实践三、教学方法：1.理论讲授与案例教学法四、实践部分1.基于Unity完成虚拟现实场景漫游与基础交互。作业布置1.基于Unity完成三维全景