计算机与人工智能导论课程标准

深圳职业技术大学本科《计算机与人工智能导论》课程标准KCBZ-0013100303-2023一、课程概要课程名称中文：计算机与人工智能导论英文：IntroductiontoComputingandArtificialIntelligence课程代码0013100303课程学分3课程学时共48学时，理论24学时，实践24学时课程类别专业教育：√基础课程£核心课程£拓展课程课程性质√必修£选修适用专业人工智能工程技术前导课程无后续课程高级语言程序设计、面向对象程序设计开设学期第一学期第二学期第三学期第四学期第五学期第六学期第七学期第八学期√二、课程定位本课程是人工智能工程技术专业的一门专业教育基础课程，旨在培养学生科技强国、文化自信、爱岗敬业、勇于创新的思想政治与职业素养，掌握计算机发展历史、硬件组成、软件系统、计算机网络、程序设计、数据库、软件工程、人工智能等基本理论和工作原理，具备服务器硬件的选型、虚拟机下操作系统的部署、集群网络的配置和通信、算法流程图设计、数据库的简单应用等方面的能力。三、课程目标（一）素质（思政）目标培养学生爱党爱社会主义、担当民族复兴大任的爱国情怀；培养学生对社会主义核心价值观的情感认同和行为习惯；培养学生创新探索的精神、批判性思维和科技报国的信念；培养学生爱岗敬业、艰苦奋斗、勇于创新、热爱劳动的劳动精神；培养学生执着专注、精益求精、一丝不苟、科技强国的工匠精神；培养学生标准意识、规范意识、安全意识、服务质量职业意识；培养学生严谨细致、踏实耐心、团队协作、表达沟通的职业素质；培养学生的团队合作、沟通能力、信息素养和安全意识。（二）知识目标了解计算机的发展历史，掌握计算机系统的软硬件结构组成方式和工作原理；了解计算机操作系统的发展历史，掌握操作系统的分类和基本功能；理解信息在计算机中的二进制表示原理，掌握进位制转换、定点和浮点数表示，以及数字运算方法等知识；掌握计算机系统的组成，掌握计算机硬件系统组成、指令系统以及微机性能指标，理解计算机的基本工作原理；掌握计算机软件系统组成，理解操作系统和应用程序的概念、作用和分类，熟练掌握WPS文字、演示、表格的使用方法；了解程序设计基础及软件工程基本知识，了解算法与数据结构的基本知识，了解数据库基本知识，掌握MySql数据库的基本使用方法；了解计算机网络的概念和发展历史；理解网络协议的概念和作用；理解计算机网络的拓扑结构、性能评价指标；掌握计算机网络的OSI7层、TCP/IP5层互联参考模型，以及常见的协议标准；掌握传输层、网络层的相关知识；理解网络安全的重要性、网络安全保障的基本思路。了解人工智能的发展历史及核心技术；熟悉人工智能在智慧城市、智慧医疗、智慧教育行业的应用；熟悉大模型的工作场景，能熟练应用大模型工具提升学习效率与自主探究能力；了解人工智能应用的开发流程；熟悉人工智能算法与传统算法的区别。（三）能力目标能够基于计算机软硬件系统、程序设计、数据库的基本知识，合理进行服务器硬件或个人计算机的选型、绘制算法流程图设计、进行简单的数据库操作和SQL语句编写。理解计算机基本组成部件的结构、工作原理和内部运行机制，建立硬件/软件协同的整机概念，为人工智能专业的后续课程奠定基础；能够熟练使用常用办公软件WPS的使用和操作技巧，能灵活应用此类软件解决学习和工作中的一些实际问题。理解计算机网络的概念，掌握计算级网络体系结构、局域网、Internet、网络安全等技术，为后续专业课程奠定基础；理解软件工程的开发流程，掌握常用生命周期工具的使用，能够使用UI原型设计工具进行高保真原型图的制作。四、课程设计（一）课程设计理念与思路本课程主要讲述计算机专业课程必要的基础知识，包含计算机的数据存储基础、计算机软硬件知识、程序设计与软件工程基础、算法与数据结构基础、数据库基础、人工智能理论基础、计算机网络应用基础以及办公软件WPS的应用。课程从一台微型计算机的整体结构出发，首先介绍计算机中的数制、微型计算机硬件组成、软件系统以及计算机网络等内容，然后深入到程序设计、算法开发、数据库原理、软件工程等编程相关内容，最后扩展到人工智能。计算机硬件组成介绍中央处理器、存储系统、总线与I/O系统等组件的概念和功能，软件系统介绍常用的系统软件和应用软件；计算机网络研究不同计算机设备之间的信息传递，课程包含计算机网络的分类组成、网络协议等内容；编程相关知识在后续的专业课中都有独立的课程，本门课程让学生对相关知识有初步的、概括性了解，构建完整的知识框架，为今后更好的学习专业知识奠定基础。此外，考虑到计算机相关专业学生后续深造的可能性，本课程重点介绍了计算机组成原理、计算机网络和操作系统等计算机专业核心课程的基础知识。（二）课程设计框架图1计算机导论课程教学内容结构图五、课程内容与要求表1课程内容与要求项目（单元）学习成果任务（节）知识内容与要求技能内容与要求素质（思政）内容与要求参考学时理论实践合计1.计算机基础计算机发展、分类、应用、数值、信息表示1.1计算机初识1、认识什么是计算机2、初步了解计算机的硬件和软件系统组成1、能区分哪些是硬件哪些是软件1、培养学生创新探索、精益求精的工匠精神和科技报国的信念2、通过讲解数值转换失误可能造成的系统问题，培养学生严谨的工作态度1011.2计算机的发展1、计算机的发展阶段及其特征2、计算机的分类及其特点3、计算机的应用领域和发展趋势1、能对计算机进行系统的介绍及分类2、能用思维导图绘制计算机发展趋势（实验）计算机中的信息表示1、进位记数制及数制间的转换2、数值信息在计算机中的表示3、多媒体信息在计算机中的表示1、能够按照标准格式在书面材料中完整呈现进位计数制的转换过程（实验）2、能快速准确识别键盘上的字母和符号3、掌握鼠标、键盘的规范操作，能利用大模型和网络资源编写调研报告（实验）11.52.52.计算机硬件系统计算机硬件系统的组成、运行及指标，拆装计算机2.1计算机硬件概览1、冯·诺依曼体系结构2、计算机硬件组成3、指令系统的执行过程4、微处理器用途、分类、组成和性能指标5、GPU的应用领域，与CPU的区别1、能够阐述并图示冯·诺依曼体系结构的工作流程。2、能识别并说明计算机各硬件部件的功能与连接关系。3、能结合实际应用需求，对比分析CPU与GPU在处理任务上的适用性。4、掌握计算机选配DIY技能（实验）通过介绍CPU的精密工作流程，培养学生热爱科学，愿意深耕技术的意识2242.2服务器硬件服务器的用途、分类和应用服务器硬件的组成掌握在特定场景下如何对服务器硬件进行精准选型（实验）1122.3信创硬件信创产业架构解析信创硬件产品介绍1、能够分析信创产业的技术架构与生态组成，识别关键环节与核心企业。2、能够识别主流信创硬件产品（如国产CPU、存储、外设等），并说明其技术特点与应用场景。1013.计算机软件系统常用的系统软件和应用软件，重装操作系统，WPS办公软件使用3.1计算机软件概述1、什么是计算机软件及其意义2、系统软件分类和作用3、应用软件分类和作用1.熟练掌握计算机软件系统的组成2.了解常用的系统软件和应用软件1、通过对国产操作系统和应用软件的介绍，培养学生的民族自豪感2、通过对办公软件操作的介绍，培养学生精益求精、严谨认真、规范操作的工匠精神1013.2操作系统概述1、操作系统的产生、发展和现状2、操作系统的功能和定义3、操作系统的特征4、操作系统的分类及主要类型5、国产操作系统欧拉和鸿蒙的介绍1、熟练掌握操作系统的概念和功能2、熟练掌握Windows10操作系统的使用方法3、掌握重装操作系统的方法（实验）4、掌握虚拟机的按照以及如何在虚拟机下部署多种操作系统（实验）2353.3办公软件使用1、使用WPS文字制作编辑各种文档2、WPS演示文稿的制作与设置、格式优化3、WPS表进行数据处理、筛选、排序等1、掌握WPS文字的创建、复制与删除，查找替换等常规操作，以及段落、边框、页眉页脚、表格、图文混排等操作（实验）2、掌握幻灯片的创建插入，编辑、动画设置，超链设置，母版编辑，能够制作精美、合理的ppt（实验）3、掌握数据填充，函数公式的使用，工作表及单元格的编辑、图表的创建与编辑，数据的查找排序筛选，分类汇总等（实验）0334.计算机网络技术计算机网络协议、体系结构组成，以及网络信息安全基础，创建私有局域网4.1网络架构的全景解析1.计算机网络的特点、功能和应用2、网络的起源和发展历史，每个阶段网络特点3、局域网、城域网、广域网4、计算机网络拓扑结构网络的传输介质不同网络接入方式计算机网络的硬件、软件组成1、熟悉计算机网络的发展历史2、熟悉常见的网络协议3、熟悉计算机网络结构、不同接入方式，以及网络核心概念，能够绘制简单的网络拓扑图（实验）4、掌握计算机网络的性能指标通过对网络攻击案例的讲解，培养学生在未来开发实践中的规范意识和严谨的态度2134.2网络模型与协议解读1、OSI7层模型2、TCP/IP4层模型3、各层协议标准1、掌握OSI7层、TCP/IP4层模型体系结构2、掌握各层作用和常见的协议标准3、理解TCP，UDP协议的特点4、掌握IP，子网掩码概念，能够划分简单的子网5、掌握IP数据报头部格式6、利用交换机、路由器、无线AP等搭建私有局域网（实验）1235.程序设计基础程序、算法、常用的数据结构5.1程序设计语言概览1、程序设计的基本过程2、程序设计方法3、程序设计语言4、机器语言、汇编语言、高级语言1、掌握程序设计的基本过程2、掌握结构化程序设计和面向对象程序设计的区别3、能够用流程图绘制结构化编程的三种基本结构（实验）3、掌握机器语言和汇编语言的特点及运行原理1、通过对程序和算法设计的介绍，培养学生遵循设计和编程规范的意识2、通过对常用数据结构的介绍，培养学生利用并改造数据结构的综合创新意识1.512.55.2数据结构1、数据结构的核心概念2、数据结构的分类3、线性表、栈、队列的类型和基本操作4、树的结构和分类，以及存储方式5、图的结构1、熟练掌握数据结构的相关概念2、能够用语言和图示的方法描述线性表（30,10,13,5,45）的查询、添加、删除、修改等操作（实验）3、理解和区分栈和队列的基本结构和操作4、能够正确识别二叉树的几种形态1.512.55.3算法解析1、算法的概念2、算法的表示3、算法的设计原则和技术4、常用算法介绍1.理解时间复杂度和空间复杂度2、使用流程图、自然语言、伪代码描述算法“求解1-10位的自幂数的方法”的流程（实验）3、能够用图示的形式说明数组（30,10,13,5,45,8,25）如何进行冒泡排序和选择排序（实验）4、能够进行缺陷检测算法流程的图设计（实验）1346.数据库基本概念、关系型数据库和MySql的应用，搭建招聘大数据系统6.1数据库概述1、数据库的基本概念2、数据管理方式的发展3、数据库系统的体系结构1、熟练掌握数据库的相关概念2、理解数据管理的发展过程3、理解三级模式结构通过介绍国产数据库的现状和挑战，培养学生的民族自尊心和创新意识1016.2数据模型解析数据模型关系模型的基本概念3、关系的特点4、结构化查询语言SQL概述1、掌握关系型数据库的相关知识2、熟悉数据库设计的整体流程3、简单使用SQL语句4、能够绘制招聘大数据数据库系统的ER图，创建数据表，使用MySql数据库进行简单的创建和增删改操作（实验）2247.软件工程基本概念、生命周期、模型、工具介绍，能够对停车管理系统进行需求分析和UI原型设计7.1软件工程概述1、软件工程的起源与发展2、软件工程的要素3、软件开发生命周期4、常用的软件开发方法学5、软件开发生命周期使用的工具6、软件生命周期模型1、了解软件工程的起源和设计原则2、理解软件生存周期，掌握各周期所需的常用工具3、理解结构化方法、面向对象方法、敏捷开发方法、原型法的特点。4、能够对停车管理系统进行需求分析、功能设，并使用思维导图画出APP各模块的功能和业务流转，最终使用原型工具设计出带有交互功能的高保真原型图（实验）通过系统化软件开发流程与方法的学习，培养学生严谨的工程思维、团队协作意识和追求卓越的工匠精神。2248.人工智能8.1人工智能技术概览1、工智能的基本概念和历史发展阶段2、工智能的三个要素：算力、算法和算料3、人工智能与物联网、大数据、云计算之间的关系。4、大模型的概念、原理和应用场景1、能够分析和识别人工智能在不同行业中的应用场景通过介绍人工智能技术的发展与应用，培养学生对前沿科技的认知与探索精神，增强创新意识和跨领域融合的工程思维。1018.2人工智能应用开发1、人工智能应用的开发流程2、人工智能算法与传统算法的区别1、能够比较传统编程与人工智能应用开发在特定任务中的适用性2、能够编写人工智能应用开发的技术方案文档。（实验）112学时总计242448六、实施建议（一）课程团队本课程负责人由具有扎实计算机专业知识、教学经验丰富、学术能力突出的优秀教师担任。教学团队专兼结合，同时拥有专任及企业兼职教师，成员均拥有计算机类硕士及以上学历。企业兼职教师1名以上，具有计算机类专业本科以上学历，两年以上企业行业相关经历，丰富的计算机系统设计和运维经验。（二）教学条件1.教学场地：有多媒体功能的实训室2.硬件设施：计算机（每人一台），Internet网络设备3.软件配置：Pycharm，Python3.6以上版本，操作系统需要Windows10以上版本，软件需要WPS、VMware虚拟机、MySQL数据库等环境。（三）教学方法与手段1.教学方法1）传统课堂教学作为一门理论性强、抽象程度高的专业基础课程，本课程中涉及的基本概念和理论、计算方法等，需要依赖一定量的传统式课堂教学完成。通过对计算机软硬件体系、程序设计、数据库原理、计算机网络等知识的教学和课堂讨论，能够加深学生对问题的系统认识和深刻理解，增强学生的主动学习能力。2）实践教学除课堂教学外，本课程搭建虚拟仿真平台，模拟数据在计算机软硬件系统、计算机网络中的处理、存储、传输过程，让学生能直观的理解相关知识。通过学生动手拆装电脑，重装操作系统，编程实现数制间的转换，搭建局域网等相关的实践操作，将理论联系实际，帮助学生理解理论知识。2.教学手段1）视频教学制作教学视频，让学生在课前观看，以便在课堂上进行深入的讨论和互动。课后对不懂的知识点反复观看视频，加深理解。2）混合式教学使用在线平台线上线下混合式教学，注重培养学生的自主学习能力。课前，教师布置学习任务，学生通过微课自主学习；课中，教师进行重点、难点集中讲授、操作演示、现场编程，学生完成工作任务，教师展示学生成果和点评等手段实施教学；课后教师进行在线答疑，学生完成项目拓展任务等。（四）教学资源开发与利用1.教材[1]杨月江等，《计算机导论》（第3版·微课版·题库版），清华大学出版社，2022.2.参考资料[1][2]王太雷等，《计算机导论》电子工业出版社，2017.[3]董卫军等，计算机导论-面向计算思维（第4版），电子工业出版社，2021.[4]王玉龙，方英兰，王虹芸.计算机导论—基于计算思维视角（第4版），2021.[5]甘勇等，计算机科学导论，电子工业出版社，2016.[6]甘勇等，计算机科学导论实践教程，电子工业出版社，2016.3.资源开发与利用表2教学资源一览表资源类型资源名称数量基本要求及说明基本教学资源教学课件（个）10每个教学任务配备1个以上教学课件教学教案（个）10每个教学任务配备1个以上教案习题库（道）2200每个教学任务均应配备习题，配备的习题数量要能全面支撑检验学生的学习成效。其中，开放式/非标准答案测验题、案例题等综合应用题不少于20%。每个习题均要提供答案及解析。拓展教学资源在线课程1学习通平台案例库3拆装计算机、搭建班级小管家数据库、