《計算之美:計算思維實訓教程》立足通識教育,按照“通俗易懂、趣味性強、可操作”的思路組織實驗教學內容,旨在向學生展示計算機領域的豐富和華美,以提高學生的計算機實踐能力,激發(fā)學生學習計算機、投身計算機領域的熱情和動力。
《計算之美:計算思維實訓教程》全書共11個實驗,分4個專題。Python專題實驗:旨在深化學生對Python的認識,通過搭建Python環(huán)境運行程序使學生對Python的基本語法和運行過程加深了解,為后續(xù)的人工智能專題實驗打下編程基礎。物聯(lián)網專題實驗:旨在深化學生對物聯(lián)網的認識,通過具體物聯(lián)網應用感知物聯(lián)網技術發(fā)展的潮流和方向,加深學生對硬件和軟件之間的聯(lián)系的理解,熟悉解決問題的思想,為實際工作打下良好基礎。人工智能與大數據專題實驗:利用阿里云天池AI實訓平臺讓學生體驗人工智能和大數據的相關內容,旨在讓學生進一步體會人工智能的內涵,為后續(xù)進一步學習打下基礎。擴展提升實驗:旨在讓學生了解RPA的基本原理,并嘗試學會使用UiBot進行簡單的機器人流程自動化設計,并通過演示如何利用以太坊來實現一個去中心化金融系統(tǒng)DeFi,讓學生直觀地感受到區(qū)塊鏈的魅力。
《計算之美:計算思維實訓教程》是《計算之美——計算思維啟迪教程》的配套實訓教程,也適合其他計算機基礎類教材配套使用,還可作為計算機愛好者的參考用書。
進入21世紀以來,社會信息化不斷向縱深發(fā)展,各行各業(yè)的信息化進程不斷加速,我國的高等教育進入了一個新的歷史發(fā)展時期。從2006年提出“計算思維”,到2017年“新工科”建設的推進,都對高校的計算機基礎教育提出了新的挑戰(zhàn)。
近兩年來,以“云物移大智”(即云計算、物聯(lián)網、移動互聯(lián)網、大數據、智慧城市)為代表的應用席卷全球,滲透到了人類生活的每一個角落,越來越多的學生對計算機知識產生了濃厚的興趣。但是,大學的教學不能局限于基本知識傳授,更要培養(yǎng)學生的科學思維能力、鍥而不舍的科研精神及高尚的道德品格。很高興見到由西安交通大學計算機教學實驗中心(國家級實驗教學示范中心)的老師們編寫的這本書稿,我對他們在教學研究上的不懈努力和開拓精神感到非常欣慰。
這本書立足通識教育,以培養(yǎng)學生的計算思維,幫助學生認知計算學科為目的,內容分為信息與社會、計算機基礎、虛擬現實、云計算與物聯(lián)網、區(qū)塊鏈、人工智能和大數據等多個專題,并配有相應的實訓教材,試圖通過對計算機領域中基礎知識和前沿技術通俗易懂并富有趣味性的講授,向學生展示計算機領域的豐富和華美,激發(fā)學生學習計算機、投身計算機領域的熱情和動力,提高學生的計算科學素養(yǎng)和計算機應用能力。
我感到欣慰的是,本書作者是一支以青年教師為主的教學團隊,他們對教學充滿了熱情,一直在大學計算機課程改革的道路上不斷探索、創(chuàng)新,致力于提供更完美的教學模式和內容。
我樂意把本書推薦給對計算機科學有興趣的大學生,它也可作為計算機愛好者的參考書。希望讀者能夠把握學科發(fā)展趨勢,培養(yǎng)計算思維,像計算機科學家一樣思考,走進計算機的世界,享受計算之美。
序(馮博琴國家級教學名師)
前言
Python專題實驗
實驗1 Python環(huán)境搭建
1.1 實驗目的
1.2 實驗設備
1.3 實驗原理
1.4 實驗步驟
實驗2 Python語言基礎
2.1 實驗目的
2.2 實驗設備
2.3 實驗原理
2.4 實驗內容
實驗3 Python綜合實踐
3.1 實驗目的
3.2 實驗設備
3.3 實驗原理
3.4 實驗內容
物聯(lián)網專題實驗
實驗4 認識Arduino
4.1 實驗目的
4.2 實驗設備
4.3 實驗原理
4.4 實驗步驟
實驗5 LED燈實驗
5.1 實驗目的
5.2 實驗設備
5.3 實驗原理
5.4 實驗步驟
實驗6 物聯(lián)網感知實驗
6.1 實驗目的
6.2 實驗設備
6.3 實驗原理
6.4 實驗步驟
人工智能與大數據專題實驗
實驗7 認識阿里云天池AI實訓平臺
7.1 實驗目的
7.2 實驗設備
7.3 實驗原理
7.4 實驗步驟
實驗8 手寫數字識別
8.1 實驗目的
8.2 實驗設備
8.3 實驗原理
8.4 實驗步驟
實驗9 購物籃實驗
9.1 實驗目的
9.2 實驗設備
9.3 實驗原理
9.4 實驗步驟
擴展提升實驗
實驗10 機器人流程自動化
10.1 實驗目的
10.2 實驗設備
10.3 實驗原理
10.4 實驗步驟
實驗11 區(qū)塊鏈演示實驗
11.1 實驗目的
11.2 實驗設備
11.3 實驗步驟
參考文獻