本书内容组织分为四部分。第一部分导论首先回顾了三十年来大学计算机基础教育发展的历程和取得的历史经验，第二部分大学计算机基础教育教学改革的理论研究，第三部分大学计算机基础教育教学资源建设与课程设计实践，第四部分大学计算机基础教育课程体系构建。

大学计算机基础教育已经发展了三十多年，已成为我国高等教育教学的重要组成
部分。它以培养学生应用计算机技术解决实际问题的能力为目标，使之成为在各自专
业领域熟练掌握计算机应用能力的专门人才。大学计算机基础教育对实现我国信息化
战略目标和提升全国人民信息素养起着举足轻重的作用。伴随着大学计算机基础教育
教学改革的继续深化，高校计算机基础教育正在进入一个新的阶段，迫切需要有新的
突破。在这样的背景下，由教育部高教司和教指委共同提出和推动，以计算思维为切
入点的新一轮大学计算机基础教育教学改革在2012年正式启动。
面临这一发展的关键时期，需要对过去三十多年的经验进行全面、深入的总结，
同时认真研究当前形势、未来趋势和主要任务，进一步明确大学计算机基础教育的指
导思想，并开拓计算机基础教育新的发展之路。为此，2012年，教育部高等学校计算
机基础课程教学指导委员会（简称“教指委”）与教育部高等学校文科计算机基础教学
指导委员会（简称“文科教指委”）启动大学计算机课程改革项目。同年，全国高等院
校计算机基础教育研究会（简称“研究会”）也启动了大学计算机课程改革项目。在中
国铁道出版社的支持下，以教指委和研究会立项的六个项目组基础上，邀请多位全国
知名的教授和具有丰富教学经验的一线教师，共同建立了大学计算机基础教育各个理
论研究与课程方案项目课题组和编委会。这六个项目具体如下 ：
清华大学吴文虎教授主持的“以计算思维能力培养为主线的理工类专业大学计算
机课程改革研究”；
中南大学杨长兴教授主持的“医药类大学生计算机应用能力培养优化研究及医药
类大学计算机基础系列课程建设与改革”；
北京联合大学高林教授主持的“以计算思维为主线、应用能力为目标的大学计算
机课程改革研究”；
北京师范大学沈复兴教授主持的“基于‘计算思维’的师范类院校大学计算机课程
改革”；
北京大学郭永清教授主持的“基于‘计算思维’的医药信息技术课程体系构建”；
广东药学院周怡教授主持的“‘医学信息分析与决策’课程对医药学生计算思维能
力培养的研究”。
课题组以计算思维为切入点，从理论和实践两方面对大学计算机基础教育教学进
行了深入的研究。逐步接触到大学计算机基础教育教学改革的核心，发现很多问题尚
未厘清。课题组认为只有从理论和实践两个层面深入研究，科学地回答这些问题，才
能正确把握这次大学计算机基础教育教学改革的大方向，也才能取得积极有效的成
果。面临的主要问题如下 ：
一、关于计算思维
1．计算思维概念的表述很容易与计算学科的知识点混淆，如抽象、自动化、建模、
并行等，如何才能使人们将其理解为科学思维领域中的思维要素，并运用这些概念？
2．计算思维要求人们要像计算机科学家那样思维，即在思考处理日常工作和生活
中的各类问题时，首先将其抽象并建构数字化模型，然后由计算机进行处理。这无疑
是信息时代处理问题的一种重要方式。但计算思维是否只有这一种处理问题的思考方
式？如逻辑思维来自数学，但用其思考问题时则可能与数学无关，计算思维也能如此
吗？计算思维真正成为人类思维领域的一种思维方式了吗？
3．信息技术发展使人类从农业社会、工业社会步入信息社会，这不仅意味着经济
社会的发展，而且使人类思维形式发生了巨大变化。除计算思维外，还提出了网络思
维、互联网思维、移动互联网思维、数据思维、大数据思维等新的思维形式。它们属
于计算思维吗？它们需要大学计算机基础教育培养吗？
二、关于计算思维能力培养
1．如何进行计算思维能力培养，有观点认为要从计算学科入手，逐步建立计算
思维的概念，设置计算思维导论课程或在课程中单独开设计算思维单元 ；也有认为不
能单独开设计算思维课程，而要将计算思维融入其他大学计算机课程中。无论哪种认
识，问题的关键应该是如何使人们建立起新的思维形式，故此计算思维的科学培养方
式是什么？
2．计算思维能力培养对大学计算机基础教育教学改革的意义与启示不仅在计算思
维能力培养本身，更在于要求大学计算机基础教育要突破以往能力培养范畴，提升包
括计算思维能力在内的普适性能力，从更高层面为专业服务。以计算思维为切入点，
对大学计算机基础教育能力培养的深层启示究竟是什么？
三、关于大学计算机基础教育能力目标
1．有观点认为在大学计算机基础教育能力培养中，将计算思维作为计算机文化、
计算机应用能力之上的第三个层次。这将会进一步引出问题 ：计算思维与其他计算机
应用能力之间是层次关系吗？



2．大学计算机基础教育历史上曾提出过多种知识-能力培养的层次模型。计算思
维是能力吗？大学计算机基础教育要培养的能力有哪些？它们与计算思维能力的关系
如何？与计算机理论知识的关系如何？应如何建立新的能力模型？
四、关于大学计算机基础教育教学改革
1．计算思维能力培养在大学计算机基础教育教学改革中的定位、作用和意义，是
导向、核心、指导吗？计算思维能力培养的最终目的是什么？
2．大学计算机基础教育这一概念的提出具有中国特色，国际上很多国家高等教育
中并无此概念，但都存在非计算机专业的计算机课程。在新一轮大学计算机基础教育
教学改革中，有提出取消“基础”两字，称为“大学计算机教育”，这必然引发对“大
学计算机教育、大学计算机基础教育、大学计算机专业教育等概念内涵界定”这一老
问题的重新讨论。我们应怎样认识？
3．最后，大学计算机基础教育需要传承什么？改革什么？新一轮大学计算机基础
教育教学改革的目标是什么？
课题组经一年多的理论与实践研究，对上述问题取得了一致认识，形成了系统性
的研究成果，在此基础上，提出了新的大学计算机基础教育教学改革指导思想和课程
开发方法，并开发了若干典型课程。现将这些研究成果汇总，形成《大学计算机基础
教育改革理论研究与课程方案》（以下简称《方案》）一书，并予以发表。
《方案》分5部分，结构见图1。第1部分大学计算机基础教育教学改革导论（包括
第1章）为大学计算机基础教学第三次改革的背景报告，回顾了我国大学计算机基础教
育三十多年的发展历程，总结了这三十多年的基本经验，并阐述了新一轮大学计算机
基础教育教学改革的背景和目标，体现了编者以传承与创新相结合的态度，推动新一
轮大学计算机基础教育教学改革的精神。第2部分大学计算机基础教育教学改革的理论
研究（包括第2、3、4、5、6章）为本方案的理论支持，秉承本次教育教学改革要以理
论为指导的指导思想，通过对非IT类岗位对计算机技术的应用需求及大学新生掌握计
算机基本操作的状况的调查分析，确定了课题研究的基础（第2章），阐述了作为教学
改革理论基础的能力模型与能力培养理论（第3章） 阐述了计算思维完整性概念内涵；
与培养方式（第4章） 在此基础上给出以能力培养为主导的大学计算机基础教育课程；
设计理念与方法（第5章），以及基于计算机应用能力体系框架的《大学生计算机基本
应用能力标准》简介（第6章）。第3部分大学计算机基础教育教学资源建设（包括第
7、8章）主要介绍了支持课程设计框架的资源、技术及主要应用领域（第7章），并详
细介绍了基于计算机应用四类技术的基础级课程资源（第8章）。第4部分大学计算机基
础教育课程设计（包括第9、10、11章）为课程体系的详细说明，介绍了课程体系的构
建原则和层次结构（第9章），以及符合该体系的计算机基础层次（第10章）和计算机
技术层次（第11章）的课程案例。第5部分附录，包括《大学生计算机基本应用能力标
准》“非IT类工作岗位对计算机知识与应用能力需求”的调查问卷以及《非计算机专业、
大学新生计算机基本技能与基础知识掌握现状的调研报告》。
图1
本书结构
在课题研究和本书的编写过程中，先后参加讨论的专家、教师有（按姓氏笔画排
列） 马燕林、王小玲、王兴玲、王建国、邓俊辉、毕卫红、朱鸣华、全渝娟、刘萍：
萍、李俊山、杨怀卿、沈军、施荣华、秦军、秦绪好、柴欣、高岩、郭松涛、黄勤、
黄晓涛、董鸿晔、景红、戴仕明等。
先后给予配合与支持的院校有（排名不分先后） 清华大学、北京联合大学、北：
京语言大学、南京大学、吉林大学、北京工业大学、北京理工大学、重庆大学、北京
林业大学、河南理工大学、郑州轻工业学院、河北农业大学、东北石油大学、苏州大
学、湖北第二师范学院、河北民族师范学院、石家庄铁道大学、河北北方学院、南京
艺术学院、北京印刷学院、南京体育学院、杭州师范大学、西安财经学院、西安工业
大学、北京第二外国语学院、四川警察学院、河北经贸大学、河北医科大学、天津外

国语大学、邵阳学院、北方工业大学、北京服装学院、河北建筑工程学院、广西师范
大学漓江学院、上海电机学院、湖南理工学院、湖北工程学院、烟台大学、甘肃政法
学院、兰州理工大学、湖北医药学院、杂志社、常熟理工学院、石家庄学院、廊坊师
范学院、深圳职业技术学院等。
在项目研究和本书编写过程中，我国著名计算机教育专家谭浩强教授，对于研究
的内容及方向，在从理论到实践的研究过程中，给予了大力支持和指导。全国高等学
校计算机教育研究会理事长蒋宗礼教授对本书的一些重要观点提出了重要补充及相关
修改意见。刘瑞挺教授、武马群教授、杨长兴教授、戴建耘（台湾）教授提出了极具
建设性的修改意见。吴文虎教授主持了专家委员会的工作。高林教授主持了编写委员
会的工作。全书由袁玫教授统稿，高林教授审定。
在建立课题组及后续的研究工作中，中国铁道出版社不仅支持、组织、协调了课题组
的数十次大小型会议，而且安排人员直接参与了项目研究和《方案》编写工作，并结合国
际化教学资源，为研究工作提供了丰富的素材，拓宽了研究思路，保障了研究工作的顺利
进行。
在此对参与、支持、关注本项目研究和本书编写的上述专家、学者表示衷心的
感谢。
由于计算机科学和信息技术发展的日新月异，教育行业的理念和方式也在不断变
化，各专业和院校的具体情况也不能同一而论，因此《方案》不可能完全满足各类学
校的所有需求。对于其中存在的问题和不足，以及意见和建议，恳请读者及时提出，
以便我们组织有关专家对本书作进一步修改，以使其日臻完善。
大学计算机基础教育改革理论研究与课程方案项目课题组
2014年7月

第1部分
大学计算机基础教育教学改革导论
第 1 章　传承与创新……………………………………………………………………… 2
1.1　大学计算机基础教育三十年 …………………………………………… 2
1.1.1　历史回顾 ………………………………………………………… 2
1.1.2　现状 ……………………………………………………………… 6
1.1.3　未来趋势 ………………………………………………………… 8
1.2　大学计算机基础教育的基本经验 ……………………………………… 9
1.3
新一轮大学计算机基础教育教学改革 ………………………………… 12
1.3.1
1.3.2
改革的背景 ……………………………………………………… 12
改革的目标 ……………………………………………………… 13
第2部分
大学计算机基础教育教学改革的理论研究
第 2 章　需求与现状的实证调研分析…………………………………………………… 16
2.1
调研方案设计 …………………………………………………………… 16
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.3
调查对象基本情况 ……………………………………………… 17
非IT类工作岗位上计算机知识与应用能力需求的分项（类）
内容调查 ………………………………………………………… 21
非IT类工作岗位上计算机知识与应用能力需求的整体
内容调查 ………………………………………………………… 23
基本结论 ………………………………………………………… 25
大学新生计算机基本技能与基础知识掌握现状的调研 ……………… 27
2.2 “非IT类工作岗位对计算机知识与应用能力需求”的调查 …………… 17
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II
大学计算机基础教育改革理论研究与课程方案
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.4
样本数据说明 …………………………………………………… 27
对学生的计算机基本知识与基本操作能力的评价 …………… 27
计算机的操作能力不等于计算机的应用能力 ………………… 30
基本结论 ………………………………………………………… 30
文献资料调研分析 ……………………………………………………… 31
第 3 章　能力模型………………………………………………………………………… 33
3.1　能力 ……………………………………………………………………… 33
3.1.1　能力的基本概念与定义 ………………………………………… 33
3.1.2　不同学科视角的能力定义 ……………………………………… 34
3.1.3　能力的哲学思考 ………………………………………………… 35
3.2　能力模型简介 …………………………………………………………… 36
3.2.1　能力模型的概念与应用 ………………………………………… 36
3.2.2　思维能力与行动能力 …………………………………………… 39
3.2.3　解决问题的能力 ………………………………………………… 40
3.3　能力培养 ………………………………………………………………… 41
3.3.1
3.3.2
3.4
解决问题能力的培养 …………………………………………… 41
基于能力培养的能力描述 ……………………………………… 41
计算机应用能力体系框架 ……………………………………………… 42
第 4 章　计算思维………………………………………………………………………… 44
4.1　计算思维的定义与内涵 ………………………………………………… 44
4.1.1　计算思维的提出 ………………………………………………… 44
4.1.2　计算思维的概念性定义 ………………………………………… 45
4.1.3　计算思维的操作性定义 ………………………………………… 47
4.1.4　计算思维的完整定义 …………………………………………… 49
4.2　计算思维能力的培养 …………………………………………………… 50
4.2.1　培养计算思维能力要遵循操作性定义的指导 ………………… 51
4.2.2　计算思维能力培养要从娃娃抓起 ……………………………… 51
4.2.3　大学要重视运用计算思维解决问题的能力 …………………… 53
4.2.4　计算思维能力的培养方式 ……………………………………… 55
4.3　计算机基础教育改革中的计算思维及其能力培养 …………………… 56
第 5 章　大学计算机课程设计框架……………………………………………………… 58
5.1　课程设计理念 …………………………………………………………… 58
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目  录
III
5.2　课程设计方法 …………………………………………………………… 59
5.2.1　面向应用、需求导向的基础级课程资源设计与开发 ………… 60
5.2.2　课程设计与开发 ………………………………………………… 62
5.2.3　课程体系设计 …………………………………………………… 62
5.2.4　教学环境保障 …………………………………………………… 63
第 6 章　《大学生计算机基本应用能力标准》简介…………………………………… 64
6.1　背景与意义 ……………………………………………………………… 64
6.2　作用 ……………………………………………………………………… 65
6.3　依据与指导思想 ………………………………………………………… 66
6.4　体系与特点分析 ………………………………………………………… 66
第3部分
大学计算机基础教育教学资源建设
第 7 章　基础级课程资源设计概述……………………………………………………… 70
7.1　大学计算机基础教育的主要应用领域 ………………………………… 70
7.2　大学计算机基础教育应用领域的支持技术 …………………………… 72
7.3　基础级课程资源设计 …………………………………………………… 73
第 8 章　基于计算机应用技术的基础级课程资源设计………………………………… 75
8.1　基于“计算”的基础级课程资源 ……………………………………… 75
8.1.1　基于“计算”的应用领域 ……………………………………… 75
8.1.2　基于“计算”的支持技术 ……………………………………… 79
8.1.3　基于“计算”的基础级课程资源体系 ………………………… 80
8.1.4　基于“计算”可开设的课程 …………………………………… 81
8.2　基于“数据”的基础级课程资源 ……………………………………… 82
8.2.1　基于“数据”的应用领域 ……………………………………… 82
8.2.2
8.2.3
8.2.4
基于“数据”的支持技术 ……………………………………… 83
基于“数据”的基础级课程资源体系 ………………………… 83
基于“数据”可开设的课程 …………………………………… 84
8.3　基于“网络”的基础级课程资源 ……………………………………… 85
8.3.1　基于“网络”的应用领域 ……………………………………… 85
8.3.2　基于“网络”的支持技术 ……………………………………… 87
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IV
大学计算机基础教育改革理论研究与课程方案
8.3.3　基于“网络”的基础级课程资源体系 ………………………… 88
8.3.4　基于“网络”可开设的课程 …………………………………… 90
8.4　基于“多媒体”的基础级课程资源 …………………………………… 91
8.4.1　基于“多媒体”的应用领域 …………………………………… 91
8.4.2　基于“多媒体”的支持技术 …………………………………… 94
8.4.3　基于“多媒体”的基础级课程资源体系 ……………………… 94
8.4.4　基于“多媒体”可开设的课程 ………………………………… 96
第4部分
大学计算机基础教育课程设计
第 9 章　大学计算机基础教育课程体系改革与创新………………………………… 100
9.1　大学计算机基础教育课程体系改革的指导思想 …………………… 100
9.2　大学计算机基础教育课程体系构建的原则 ………………………… 102
9.3　大学计算机基础教育课程体系框架 ………………………………… 103
9.4　构建大学计算机基础教育课程体系的指导意见 …………………… 104
第 10 章　基于基础层次的大学计算机课程 ………………………………………… 106
10.1　“大学计算机”课程方案 …………………………………………… 106
10.1.1　关于大学计算机课程体系基础层次的课程 ………………… 106
10.1.2　“大学计算机”课程方案的具体内容 ……………………… 107
10.2　“大学计算机基础”课程案例 ……………………………………… 109
10.2.1　课程描述 ……………………………………………………… 109
10.2.2　“大学计算机基础”课程案例I ……………………………… 110
10.2.3　“大学计算机基础”课程案例II……………………………… 113
10.3　“大学计算机”课程案例 …………………………………………… 116
10.3.1　课程描述 ……………………………………………………… 116
10.3.2　课程教学内容 ………………………………………………… 118
10.3.3　课程特色与创新 ……………………………………………… 119
第 11 章 计算机技术层次课程与案例 ……………………………………………… 121
11.1
面向应用技术的课程概述 …………………………………………… 121
11.2.1
课程描述 ……………………………………………………… 122
11.2 “C 语言程序设计”课程案例 ……………………………………… 122
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目  录
V
11.2.2
11.2.3
11.2.4
11.3.1
11.3.2
11.3.3
11.3.4
11.4.1
11.4.2
11.4.3
11.4.4
11.5.1
11.5.2
11.5.3
11.5.4
11.6.1
11.6.2
11.6.3
11.6.4
课程教学内容 ………………………………………………… 123
课程教学实施方案 …………………………………………… 126
特色与创新 …………………………………………………… 127
课程描述 ……………………………………………………… 128
课程教学内容 ………………………………………………… 130
课程教学实施方案 …………………………………………… 132
特色与创新 ………………………………………………… 133
课程描述 ……………………………………………………… 134
课程教学内容 ………………………………………………… 135
课程教学实施方案 …………………………………………… 137
特色与创新 …………………………………………………… 137
课程描述 ……………………………………………………… 138
课程教学内容 ………………………………………………… 139
课程教学实施方案 …………………………………………… 141
特色与创新 …………………………………………………… 142
课程描述 ……………………………………………………… 143
课程教学内容 ………………………………………………… 144
课程教学实施方案 …………………………………………… 147
特色与创新 ………………………………………………… 148
11.3 “Visual Basic程序设计”课程案例 ………………………………… 128
11.4 “数据科学与大数据技术”课程案例 ……………………………… 134
11.5 “计算机网络技术”课程案例 ……………………………………… 138
11.6 “艺术与多媒体技术”课程案例 …………………………………… 143
第5部分
附录 A
附录 B
附录 C
附录
《大学生计算机基本应用能力标准》 ……………………………………… 150
“非 IT 类工作岗位对计算机知识与应用能力需求”的调查问卷 ………… 162
《非计算机专业大学新生计算机基本技能与基础知识掌握现状的
调研报告》 ………………………………………………………………… 169
参考文献………………………………………………………………………………… 182
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主要著译者顺序姓名学历职称学科专长通讯地址1 工作单位 邮政编码 电话 2 工作单位 邮政编码 电话 3 工作单位 邮政编码 电话 审校者（主审者） 学历 工作单位 邮政编码 电话 职称 工作单位 邮政编码 电话 “大学计算机基础教育改革理论研究与课程方案项目课题组”，主要从事计算机教育和研究工作。该研究组以高林（北京联合大学副校长，教授，教育部《计算机科学与技术》课程指导委员会委员，中国高等教育学会理事）为课题组组长，带领多位老师共同努力，取得了诸多计算机方面的研究成果。