南洋理工大学
学期学分课程
计算思维导论
课程名称
计算思维导论
Introduction to Computational Thinking
大学简介
南洋理工大学(英语:Nanyang Technological University,缩写:NTU),简称南大,是新加坡的一所综合类研究型大学,分文、理、工、商四大学院,为3万3千名本科生和研究生提供全方位的跨学科教育。南大也与伦敦大学帝国学院联办李光前医学院,并在2013年录取第一批学生。
南大校园内也设有四所世界级的自主机构。这包括拉惹勒南国际关系研究院、新加坡唯一的专业师资培训学府 —— 国立教育学院、集中研究地球科学自然灾害课题的新加坡地球观测与研究所, 以及研究重点放在生物膜的新加坡环境生物工程中心。
南大也设有许多顶尖的研究中心,包括南洋环境与水源研究院和南洋理工大学能源研究所。
除了着重科研建设,我们还计划借助现有的优势,在可持续发展、新创意媒体、保健医疗体制科技、新丝绸之路和创业创新生态模式五个方面,再攀高峰,致力将南大打造成一所卓越的环球大学。
南大的主要校园被称为“云南园”,位于新加坡的西南部,占地200公顷。南大主校区经常被列入全球十大最美丽的大学校园之列,另外其在新加坡医疗区诺维娜也设有校园。
南大是一所商科和工科并重的综合类大学,其中南洋商学院连续第三年在英国《金融时报》全球MBA排名上升,2018年在世界各大商学院中排名第22位,南大工程学院是世界规模最大的工程学院之一。在2021年QS世界大学排名中,南大名列全球第13名,亚洲第2名;在2021年《美国新闻与世界报道》(U.S. News & World Report)世界大学排名中名列全球第38名,亚洲第3名;在2021年泰晤士高等教育世界大学排名中名列全球第47名。
项目信息
School of Computer Science and Engineering, NTU
南洋理工大学的学分系统(Academic Units,简称AU)
https://www.ntu.edu.sg/Students/Undergraduate/AcademicServices/Pages/AcademicUnitSystem(AUS).aspx
计算思维(Computational Thinking)是借助计算机解决问题的过程,也就是用计算机能够有效执行的方式表述问题与解决方案。计算思维有许多特征,例如将问题分解成小的、重复的、有序的步骤,对数据进行逻辑排序和分析,创建能够有效转化为计算机算法解决方案。因此,计算思维不仅对计算机科学学科至关重要,它还可以用于支持各学科的问题解决。包括数学、科学、工程、商业、金融和人文学科。
因此,本门课程的目的是使没有计算思维的学生能够推导出简单的算法、编写程序代码,以解决自己研究领域的问题。此外,课程内容还涵盖理解处理器的内部操作,并提高对源于计算机技术普及而产生的社会伦理问题的认识。成功学完本课程后,学员将能够:
- 描述基本处理器的内部操作,计算机如何执行程序、计算的趋势;
- 根据课程中使用的编程语言来编写基本程序;
- 以公式构建问题,并以计算机可以有效执行的方式表达解决方案;
- 通过计算思维过程的实操,将计算思维的概念应用于案例分析或基于问题的场景。
课程的考核评估方式如下(包括连续性与总结性评估)
课堂出勤与随堂测验 |
20% |
线上多选题测验 |
30% |
实操练习评估(多选题测验) |
20% |
迷你项目评估 |
30% |
合计 |
100% |
项目日程
课程 | 课程主题 |
---|---|
课程一 |
课程概述与计算思维的概念 使用计算机解决复杂问题-使学生能够准确地算出要告诉计算机做什么。 Course Overview and Concepts of Computational Thinking Solving complex problem using computer - enables the student to work out exactly what to tell the computer to do. |
课程二 |
编程语言概述 图形编程、高级编程语言(Python、C、Java、R、Matlab) Overview of Programming Languages Graphic programming, high level programming languages (Python, C, Java, R, Matlab) |
课程三 |
计算机的基本内部操作 基本的计算机组织(处理器,内存,I / O)以及计算机如何执行程序(机器指令) Basic internal operation of computer Basic computer organization (Processor, Memory, I/O) and how a computer execute a program (Machine instructions) |
课程四 |
基本程序结构:控制结构和数据类型
Basic program structure: control constructs and data types
Sequences, Selection (if/else), iteration (for/while loop); |
课程五 |
计算思维概念‐抽象
Computational Thinking concept ‐ Abstraction
Concept of functions/libraries and data structure |
课程六 |
计算思维概念 - 分解 将复杂问题分解为更小、更易管理的部分/步骤,这样即可逐对每个较小问题进行个别研究。 Computational Thinking concept ‐ Decomposition Break a complex problem into smaller and more manageable parts/steps, such that each of these smaller problems can then be looked at individually |
课程七 |
计算思维概念 - 模式识别 寻找问题之间和内部的相似点,可重用先前类似问题的知识。 Computational Thinking concept – Pattern recognition Looking for similarities among and within problems, which also enable re‐use knowledge of previous similar problems |
课程八 |
计算思维概念 - 算法 本着实现最佳效率及效果的步骤与资源的组合的目标,通过识别、分析和实施可能的解决方案,将问题重新整理为一系列有序的步骤。(一些常见/有用的示例:排序和搜索) Computational Thinking concept – Algorithm Reformulating the problem into series of ordered steps through Identifying, analyzing, and implementing possible solutions with the goal of achieving the most efficient and effective combination of steps and resources. (Some common/useful examples: Sorting and searching) |
课程九 |
计算的局限 为了实现代码优化,对算法的复杂度进行分析,以确定多少需要资源(空间和时间)以执行算法。 Limit of computing Analysis of Algorithm Complexity to determine how much resources (space and time) are needed to execute an Algorithm in order to achieve code optimization. |
课程十 |
计算的趋势 云,边缘及雾计算,量子计算机 Computing Trends Cloud, Edge and Fog computing, Quantum Computers |
课程十一 |
社会伦理问题与计算的后果 公平、隐私、共享、黑客、软件盗版、数据保护、网络欺凌和钓鱼、假新闻、数字鸿沟、知识产权 /版权 Social‐Ethical Issues and Ramifications of Computing Fairness, Privacy, Sharing, Hacking, software Piracy, Data Protection, Cyberbullying and trolling, Fake news, digital divides, IP/Copyright |
授课教师
背景概要:
- 南洋理工大学,计算机科学与工程学院,副教授(学术)
教育背景:
- 澳大利亚莫纳什大学,电气与计算机系统工程系,工程学士一等荣誉学位和工程学硕士学位
- 南洋理工大学,计算机工程学院,博士学位
Nicholas Vun副教授自1991年起加入计算机科学与工程学院。他获得了澳大利亚莫纳什大学电气系电气及计算机系统工程专业的工程学士一等荣誉学位和工程学硕士学位,并获得了南洋理工大学计算机工程学院博士学位。他的主要研究兴趣包括嵌入式信号的转换与处理以及嵌入式系统的设计与应用。他在会议论文集和期刊上发表了50多篇文章。他在1994年获得了南洋理工大学“年度教师”奖。
在加入南洋理工大学之前,他曾在澳大利亚Ausmode Power Systems公司和Exicom Power Systems公司担任高级电子设计工程师,专门从事基于微处理器的高功率高频率开关电源和嵌入式通信设备控制系统的设计。在南洋理工大学任教期间,他一直为马来西亚、新加坡、印度和澳大利亚的企业提供电设计、嵌入式控制系统设计和计算机系统技术相关主题的咨询服务和专业课程。
Nicholas Vun是新加坡专业工程师委员会的注册“专业工程师”,也是IEEE的高级成员。他是新加坡IEEE消费电子协会的创始主席,并担任2011年和1997年IEEE国际消费电子会议的总主席。他参与了国际软件工程会议的各个技术委员会。多年来担任IEEE消费电子新加坡分会的副主席、财务主管和委员会成员,他还担任了IEEE消费电子杂志的副编辑。- 嵌入式信号转换和信号处理
- 社会计算
- 嵌入式系统
在线学分
海外大学开设的在线学分项目。
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课题 | 年份 | 开课日期 | 结课日期 | 时长 | 学分 |
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中国的经济转型与拓展:对全球商业的启示 | 2020 | 07.13 | 07.24 | 2 周 | —— |
娱乐业:KOL和社交媒体营销策略 | 2020 | 07.13 | 07.24 | 2 周 | —— |
金融科技:人工智能,区块链和计算金融 | 2020 | 07.13 | 07.24 | 2 周 | —— |
东亚绿色企业战略与治理管控 | 2020 | 07.13 | 07.24 | 2 周 | —— |
天文学概论 | 2020 | 07.13 | 07.31 | 3 周 | 6 学分 |
数学实验室与建模 | 2020 | 07.13 | 07.31 | 3 周 | 6 学分 |
暑期创业专业课程(TBC*) | 2020 | 07.13 | 07.24 | 2 周 | —— |
亚洲电影:历史,文化与产业 | 2020 | 07.13 | 07.31 | 3 周 | 6 学分 |
大学物理 | 2020 | 07.13 | 07.31 | 3 周 | 6 学分 |
虚拟世界,真实实体(TBC*) | 2020 | 07.20 | 08.07 | 3 周 | 6 学分 |
3D角色建模与可视化 | 2020 | 07.27 | 07.31 | 1 周 | —— |
会计管理与大数据分析 | 2020 | 07.27 | 08.07 | 2 周 | —— |
品牌建立与制作:实用方法 | 2020 | 07.27 | 08.07 | 2 周 | —— |
现代香港 | 2020 | 07.27 | 08.07 | 2 周 | 6 学分 |
创意产业业务发展:实用指南 | 2020 | 07.27 | 08.07 | 2 周 | —— |
Dreamscape设计与互动 | 2020 | 08.03 | 08.07 | 1 周 | ———— |
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主题 | 年份 | 开始日期 | 结束日期 | 时长 | 学分 |
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伦敦与电影 | 2020 | 06.29 | 07.17 | 3 周 | 4 学分 |
童话世界:儿童文学百年 | 2020 | 06.29 | 07.17 | 3 周 | 4 学分 |
全球卫生与社会正义 | 2020 | 06.29 | 07.17 | 3 周 | 4 学分 |
政治与媒体 | 2020 | 06.29 | 07.17 | 3 周 | 4 学分 |
心理学:身体与心灵 | 2020 | 06.29 | 07.17 | 3 周 | 4 学分 |
药物发现 | 2020 | 06.29 | 07.17 | 3 周 | 4 学分 |
健康与社会 | 2020 | 06.29 | 07.17 | 3 周 | 4 学分 |
国际商法 | 2020 | 06.29 | 07.17 | 3 周 | 5 学分 |
国际人权法 | 2020 | 06.29 | 07.17 | 3 周 | 4 学分 |
媒体、性别与文化 | 2020 | 07.20 | 08.07 | 3 周 | 4 学分 |
城市文学 | 2020 | 07.20 | 08.07 | 3 周 | 4 学分 |
国际关系 | 2020 | 07.20 | 08.07 | 3 周 | 4 学分 |
医疗保健与技术 | 2020 | 07.20 | 08.07 | 3 周 | 4 学分 |
商业管理 | 2020 | 07.20 | 08.07 | 3 周 | 4 学分 |
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主题 | 年份 | 开始日期 | 结束日期 | 时长 | 学分 |
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临床试验监测 | 2020 | 07.09 | 08.13 | 6 周 | 1.8 学分 |
安全监测 | 2020 | 07.14 | 08.04 | 4 周 | 1.2 学分 |
临床试验设计 | 2020 | 07.15 | 08.19 | 6 周 | 1.8 学分 |
管理学习系统 | 2020 | 07.17 | 08.07 | 4 周 | 1.2 学分 |
就业法律、法规与合规 | 2020 | 07.09 | 08.30 | 5 周 | 1.4 学分 |
薪酬及员工福利 | 2020 | 07.17 | 08.07 | 4 周 | 1.4 学分 |
虚拟管理:国际团队管理 | 2020 | 07.16 | 08.20 | 6 周 | 1.8 学分 |
项目沟通管理 | 2020 | 07.17 | 08.21 | 6 周 | 1.8 学分 |
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主题 | 年份 | 开始日期 | 结束日期 | 时长 | 学分 |
---|---|---|---|---|---|
在线学分项目 | 2020 | 07.20 | 08.28 | 7 周 | 2 学分 |
项目主题 | 项目年份 | 到达时间 | 返回时间 | 项目天数 |
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秋季学期项目 | 每年 | 09.28 | 12.18 | 约3个月 |
春季学期项目 | 每年 | 01.11 | 03.26 | 约3个月 |
夏季学期项目 | 每年 | 04.26 | 06.11 | 约3个月 |
项目主题 | 项目年份 | 到达时间 | 返回时间 | 项目天数 |
---|---|---|---|---|
秋季学期项目 | 每年 | 09.14 | 12.04 | 约3个月 |
春季学期项目 | 每年 | 02.01 | 06.18 | 约4个月 |
项目主题 | 项目年份 | 到达时间 | 返回时间 | 项目天数 |
---|---|---|---|---|
秋季学期项目 | 每年 | 08.24 | 12.04 | 约4个月 |
春季学期项目 | 每年 | 01.11 | 04.16 | 约3个月 |
项目主题 | 项目年份 | 到达时间 | 返回时间 | 天数 |
---|---|---|---|---|
秋季学期项目 | 每年 | 08.17 | 12.10 | 约4个月 |
项目主题 | 项目年份 | 到达时间 | 返回时间 | 天数 |
---|---|---|---|---|
夏季学期项目 | 每年 | 06.22 | 09.11 | 约3个月 |
秋季学期项目 | 每年 | 09.28 | 12.18 | 约3个月 |
冬季学期项目 | 每年 | 01.04 | 03.19 | 约3个月 |
春季学期项目 | 每年 | 03.24 | 06.11 | 约3个月 |
项目主题 | 项目年份 | 到达时间 | 返回时间 | 天数 |
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秋季学期项目 | 每年 | 09.24 | 12.19 | 约3个月 |
冬季学期项目 | 每年 | 01.14 | 03.20 | 约2个月 |
春季学期项目 | 每年 | 03.24 | 06.11 | 约3个月 |
项目主题 | 项目年份 | 到达时间 | 返回时间 | 天数 |
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秋季学期项目 | 每年 | 08.19 | 12.21 | 约4个月 |
冬季学期项目 | 每年 | 01.27 | 05.22 | 约4个月 |
项目主题 | 项目年份 | 到达时间 | 返回时间 | 天数 |
---|---|---|---|---|
秋季学期项目 | 每年 | 08.21 | 12.15 | 约4个月 |