AI赋能的大学计算机通识教育的体系化改革探索

近年来,以人工智能(AI)、大数据和元宇宙为代表的新一代信息技术迅速发展,并与各类学科不断交叉融合,引发了一系列的革命性突破。如何与时俱进地培养大学生的数字化、智能化信息素养,大学计算机通识教育面临巨大挑战。提出了一套AI赋能的大学计算机通识教育新体系,从学生的能力目标出发,创建了融合计算与智能的大学计算机通识教育知识体系,设计了面向“四新”专业的“宽、专、融”的大学计算机通识教育课程体系,提出了编程贯通、大模型驱动的“多模式”实践教学方案,构建了包括“认知、设计、创新”的三梯度实践教学体系,重构了贯通计算与智能的大学计算机通识教育基础教材。

“程序设计基础”课程教学实施方案

“程序设计基础”是计算机科学与技术专业的核心课程之一。在教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会统一组织下，作者针对程序设计基础课程的培养目标和教学实施中普遍存在的问题，提出了课程教学实施方案。本文介绍了该实施方案的总体框架，并围绕教学内容组织、重点与难点问题、实践环节等方面的内容分析了课程实施的要点，对在不同类型计算机人才培养中课程实施的不同侧重点进行了说明。

计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养——《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》解读

大学计算机基础教学是高校通识教育的重要组成部分，在学生综合素质、创新能力培养等方面发挥着重要作用。如何正确认识和准确定位计算机基础教学，如何改革计算机基础教学内容以适应形势发展的需要，一直是计算机基础教学目前面临的重要挑战。《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》旗帜鲜明地把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务。本文是从作者所理解的角度，来解读该声明，分析计算思维能力培养作为计算机基础教学核心任务的背景、理由和课程建设的初步思路。

面向新工科的大学计算机基础课程体系及课程建设

新工科建设给大学计算机基础教学带来了新挑战与新机遇。新时期的大学计算机基础教学要围绕通识型课程、技术型课程以及交叉型课程组成有机关联的、具有层次的"宽、专、融"课程体系,并形成对四年专业培养的持续支撑;在课程建设方面,要加强计算机通识课程和交叉课程的建设,加强教学方法改革,注重学生计算思维能力和新技术应用能力的培养。

“C程序设计基础及实验”国家精品课程的建设经验

我国高等教育的规模在短短的几年中取得了快速的发展，实现了历史性的跨越，高等教育进入了国际公认的大众化教育阶段。而现阶段教育发展面临的基本矛盾是不断增长的教育需求与优质教育供给不足的矛盾，而且教育投入严重不足，教育基础设施和教师队伍的水平都远远不能适应教育现代化的要求。

关于软件工程专业核心课程的思考

一、课程设置面临的主要问题 高等学校专业的课程设置受多方面因素的影响。其中，最重要的因素应该是专业的人才培养定位、培养日标和课程实施所需要的各种资源约束，如可支配的学时／学分、可利用的师资力量和教材等。

通过MOOC/SPOC课程推动课程教学方法的根本变革

1 MOOC/SPOC给高等教育带来的变革 随着互联网技术的发展和广泛应用,作为＂互联网＋教育＂的典型代表,MOOC/SPOC课程使得课程的组织、教学、考核等都产生了巨大变化。同时作为一种具有互联网产品特征的教学手段和形式,MOOC/SPOC课程也将进一步推动高等教育的大众化、全球化和个性化,以及教学方法的根本变革,其作用和影响将是长远和深刻的。

计算反射性ICAI模型

智能计算机辅助教学（ＩＣＡＩ）系统是一个综合多领域知识的复杂的知识系统．理想的ＩＣＡＩ应具有强的自适应性以实现个别化教育的目的．计算反射是指能因果关联地对自身进行处理的一种计算行为．本文从计算反射的基本思想出发，讨论了知识系统中计算反射的基本模型，进而推广到ＩＣＡＩ系统的设计中，提出了将教师实体和学生实体作为“自身”的反射性的ＩＣＡＩ系统的初步模型．各知识实体均由对象层和反射层组成，在不同层次上依赖不同的知识源完成不同性质的任务．

“程序设计基础”的实施方案与改革实践

今天我与各位教师交流一门具体课程—“程序设计基础”的教学改革经验和教学实施方案。1教学中存在的问题 李未院士讲到“程序设计”是计算机学科的核心课程，吴文虎教授也谈到“程序设计”课程的教学经验，凡是主管这门课程的教师都知道，这门课程很难上，学生在学习过程中很难理解教学内容，掌握起来也有难度。原因有以下几方面：

利用算符分析的问题求解

将状态空间的问题求解过程变换为逐步缩小与目标状态的差异过程是一种问题的分解方式．求解差异的顺序可通过分析算符对状态的影响而作出规划，规划的原则是最大限度地在不改变最近已实现子目标的条件下实现下一子目标．为此，在问题分解时各层子目标选择的依据是让各算符有最大的可利用率，即以状态对算符最小约束传播的原则选择各层子目标；最后生成一个子目标规划层次集．问题求解过程就表现为从初始状态开始实现层次集中的某一子目标序列，其间可能涉及子目标回溯．

计算思维教学改革宣言

一个古老而又年轻的概念，计算思维的概念，正在科技界和教育界萌发、激荡和蔓延。所到之处，彻底更新和改变了现在被广泛认同的一些理论和认识。一种新的关于计算和计算机科学的观点正迅速荡涤着旧有的传统，焕发出面向新时代和新技术的崭新面貌。从事计算机科学、思维科学、教育科学、社会科学、人文科学等各方面的专家，围绕着不同的要求和目的被吸引到这一领域里来。这种共同的兴趣将酝酿出新的重大的理论革命和技术飞跃，一种全新的对于计算机科学的理解和应用的时代已经展现在我们的面前。

虚拟化云计算平台的能耗管理

数据中心的高能耗是一个亟待解决的问题.近年来,虚拟化技术和云计算模式快速发展起来,因其具有资源利用率高、管理灵活、可扩展性好等优点,未来的数据中心将广泛采用虚拟化技术和云计算技术.将传统的能耗管理技术与虚拟化技术相结合,为云计算数据中心的能耗管理问题提供了新的解决思路,是一个重要的研究方向.文中从能耗测量、能耗建模、能耗管理实现机制、能耗管理优化算法4个方面对虚拟化云计算平台能耗管理的最新研究成果进行了介绍.论文分析了虚拟化云计算平台面临的操作管理和能耗管理两方面的问题,指出了虚拟化云计算平台能耗监控与测量的难点;介绍了能耗监测步骤及能耗轮廓分析方法;提出了虚拟机系统的整体能耗模型及服务器整合和在线迁移两种关键技术本身的能耗模型;从虚拟化层和云平台层两个层次总结了目前能耗管理机制方面取得的进展;并对能耗管理算法进行分类、比较.最后对全文进行总结,提出了未来十个值得进一步研究的方向.

人工智能本科专业课程设置思考:厘清内涵、促进交叉、赋能应用

中国经济社会正致力于实现高质量发展,人工智能将有力提高经济社会发展智能化水平,激活巨大的"人才智能红利",创造出大量以智力竞争为特点的就业新机会。当前人工智能人才紧缺成为制约人工智能发展的瓶颈问题,推动人工智能专业化人才培养是人工智能健康发展的重中之重,只有这样才能在智能经济时代赢得国家发展主动的战略性资源。本文分析了国内外人工智能专业设置的基本现状,并围绕专业定位、课程体系和实践体系提出了"厘清内涵、促进交叉、赋能应用"的人工智能专业课程设置思路。

一个基于范例推理的专家系统ICMIX

蛋鸡饲料配方是一个要求考虑多种制约因素、需要丰富实践经验的问题域．本文介绍的ＩＣＭＩＸ是基于范例推理的蛋鸡饲料配方专家系统，其范例面向规划模型，由日粮类型子范例和营养标准子范例构成．范例库中的基本范例代表了典型情况下的原料组合及营养约束．系统按实际生产环境根据知识库中的规则和模型对范例综合、修正，然后调用线性规划得到最优配方．

基于计算思维的“大学计算机基础”课程教学内容设计

如何将计算思维能力培养作为计算机基础教学的核心任务,已经引起了计算机基础教育界的广泛关注和讨论。作为高校计算机基础教学的入门课程,"大学计算机基础"迫切需要进行基于计算思维的教学内容改革。本文在分析计算思维核心方法和思想的基础上,围绕抽象级、指令级、语言级以及系统级的典型计算环境设计课程教学内容的思想,提出了一个课程教学内容的组织架构,并以"计算机网络"为例分析了以问题为引导的具体教学单元实施方法。

基于超文本结构的智能计算机辅助教学系统

文中参照认知信息处理模型提出建立以超文本结构为基础的ＩＣＡＩ系统的方法．为了增强控制的灵活性，系统建立了教学知识的分层模型（实体级、概念级和单元级）及其在概念级上的三种链接（控制链、浏览链和固定链）．同时定义期望值以表示教学知识的重要程度，使得系统能够自动地确定学习的重点，从而对教学参数进行调整．

Struts分析及其应用研究

介绍了JavaWeb编程模式以及XML和XSLT的优点,分析了Struts的架构及其优缺点。介绍了如何使用Servlet来处理XML的XSLT转换,阐述了如何将Struts+XML+XSLT结合起来取代JSP,以及这种模式的优点。

基于加权边界度的稀有类检测算法

提出了一种快速的稀有类检测算法——CATION(rare category detection algorithm based on weightedboundary degree).通过使用加权边界度(weighted boundary degree,简称WBD)这一新的稀有类检测标准,该算法可利用反向k近邻的特性来寻找稀有类的边界点,并选取加权边界度最高的边界点询问其类别标签.实验结果表明,与现有方法相比,该算法避免了现有方法的局限性,大幅度地提高了发现数据集中各个类的效率,并有效地缩短了算法运行所需要的运行时间.

Pcanel/V2——基于Intel VT-x的VMM架构

个人计算机硬件性能的迅速增强使得通过虚拟化技术建立多个相互隔离的计算域成为未来个人计算机的一种重要发展趋势.为避免传统的IA-32架构在软件虚拟化领域所面临的VMM的设计和实现的困难,作者设计并实现了基于Intel VT-x技术的VMM架构——Pcanel/V2.该架构利用最新的硬件虚拟化技术,通过配置出一个可控制的虚拟运行环境,可以直接虚拟运行多个不修改源代码的客户操作系统.在允许客户操作系统正常运行的同时控制它们对各种硬件资源的访问,并能对客户操作系统运行过程中出现的各种情况进行相应的处理.Pcanel/V2实现了Linux和Vxworks的同时运行,相应的数据测试表明Pcanel/V2架构在简化了VMM设计复杂度的同时总体运行效率比软件虚拟化技术提高了约10%.

应用网络化教学手段促进程序设计课程的教学改革

程序设计是高校重要的计算机基础课程，它以编程语言为平台，介绍程序设计的思想和方法。通过该课程的学习，学生不仅要掌握高级程序设计语言的知识，更重要的是在实践中逐步掌握程序设计的思想和方法，培养问题求解和语言的应用能力。因此，这是一门以培养学生探索创新精神和实践能力为重点，特色鲜明的课程。