大学计算机_所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程
大一计算机知识点课
大一计算机知识点课计算机知识点课是大一学生必修的一门课程，旨在介绍和培养学生对计算机的基本了解和操作技能。
通过学习这门课程，学生可以掌握计算机硬件和软件的基本原理，了解常用的计算机应用和编程语言，提高计算机运用能力与实践能力。
下面将按照合适的格式进行介绍和讨论。
一、计算机硬件和软件1. 计算机硬件计算机硬件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显卡等组成部分。
中央处理器是计算机的大脑，负责执行指令和进行计算；内存用于临时存储数据和程序；硬盘是永久性的数据存储介质；显卡则负责处理图像和显示。
2. 计算机软件计算机软件分为系统软件和应用软件。
系统软件是操作系统和相关的管理工具，如Windows、Linux等；应用软件包括常用的办公软件、媒体播放器、网页浏览器等。
二、计算机应用和编程语言1. 计算机应用计算机应用广泛应用于各个领域，包括但不限于办公、娱乐、教育、医疗等。
在大学学习中，我们常常需要用到办公软件进行文档处理、电子表格制作、演示文稿展示等；娱乐方面，我们可以使用计算机进行游戏、音乐、视频等的播放和创作；在教育和医疗领域，计算机也发挥着重要作用。
2. 编程语言计算机编程是对计算机进行指令和算法描述的过程。
常用的编程语言有Python、Java、C++等。
编程语言有不同的用途和特点，选择适合自己的编程语言有助于提高编程效率和实现目标。
三、计算机运用能力与实践能力1. 计算机运用能力计算机运用能力是指学生能够熟练地操作计算机设备和软件，如文件管理、系统设置、应用程序使用等。
学生通过掌握计算机运用能力，可以提高自己的工作和学习效率。
2. 实践能力计算机知识点课还注重学生的实践能力培养，例如学生可以进行一些小项目的实践，如编写一个简单的程序、制作一个网页等。
通过实践，学生可以将所学知识应用到实际问题中，提高自己的问题解决能力和创新能力。
总结：大一计算机知识点课程旨在培养大学生对计算机的基本了解和操作技能，包括计算机硬件和软件的认识、计算机应用和编程语言的学习、以及计算机运用能力和实践能力的提升。
大一计算思维知识点
大一计算思维知识点计算思维是指通过对问题的分析、建模和求解，利用计算机或者人的计算能力来解决问题的一种思维方式。
它是现代社会必备的一种能力，也是大一学生需要掌握的重要知识点。
本文将介绍大一计算思维的三个主要知识点：算法与流程控制、数据结构与算法分析、计算机编程与实现。
一、算法与流程控制1.1 算法概述算法是一种问题求解的方法，它由一系列清晰而有序的步骤组成，可以用来解决特定问题。
算法的设计需要考虑问题的规模、效率和可行性。
1.2 算法的特性算法具有以下几个重要特性：- 输入：算法的输入参数或数据。
- 输出：算法的输出结果。
- 确定性：对于相同的输入，算法必须有相同的输出。
- 可行性：算法的每一步都是可行的，可以通过有限次的操作得到结果。
- 有限性：算法在执行有限的步骤之后终止。
1.3 常用的流程控制结构大一学生需要掌握常见的流程控制结构，包括顺序结构、选择结构和循环结构。
- 顺序结构：按照指定的顺序逐步执行程序。
- 选择结构：根据条件的真假选择不同的执行路径。
- 循环结构：重复执行一段代码，直到满足退出条件。
二、数据结构与算法分析2.1 数据结构概述数据结构是指组织和存储数据的方式，它关注数据的逻辑关系和操作。
常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树等。
2.2 算法分析在实际应用中，我们需要比较不同算法的效率。
算法分析是对算法运行时间和空间复杂度的评估。
常用的算法分析方法有大O表示法、平均情况复杂度和最坏情况复杂度等。
2.3 常见的算法- 排序算法：包括冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等。
- 查找算法：包括线性查找、二分查找等。
- 图算法：包括深度优先搜索、广度优先搜索等。
三、计算机编程与实现3.1 编程语言大一学生通常学习C、C++、Java等编程语言。
通过学习编程语言，学生可以将算法和数据结构转化为具体的代码实现。
3.2 常见的编程任务- 程序的输入和输出：包括标准输入输出、文件输入输出等。
大学计算机基础之计算机思维基础教学课件
准备晚餐
并行处理
替换——留下需要的、丢掉 不用并且占地方的 Hash——按类型分别收纳、 按形状、按材质……
线性搜索、二分查找 任务调度的性能分析
◦ 在银行窗口、超市排队
清理衣柜
◦ 将小孩一天要上的课的课本 放入书包
帮小孩收纳玩具
预取与缓冲 货郎担问题(旅行商问题）
◦ 送小孩去参加各种兴趣班
实验科学
计算科学与计算学科 ◦计算科学 计算科学（Computing Science）是应用高性能计算能 力预测和了解客观世界物质运动或复杂现象演化规律的 科学，它包括数值模拟、过程仿真、高效计算机系统和 应用软件等。 -计算学科 计算学科（Computing Discipline）是对描述和变化信 息的算法过程进行系统的研究，它包括算法过程理论、 分析、设计、效率分析、实现和应用等。计算学科的根 本问题是“什么能被（有效地）自动进行”。
三大思维都是人类科学思维方式中固有的部分。其中，理论思维强调 推理，实验思维强调归纳，计算思维希望能自动求解。他们以不同的方式 推动着科学的发展和人类文明的进步。
几千年前：
科学是以观察或实验为依据的，经验的描述 自然现象
近几百年： 派生出理论的
使用模型进行一般化推理
. 4G c2 a 2 3 a a
大学计算机基础
第八章 计算思维基础
主要内容 8.1 8.2 8.3 8.4 计算科学与计算学科 计算思维的概念 计算思维的内涵 计算思维的应用
思维本身让人沉醉…… 计算思维除了给计算机技术带来变革，它还让人 们在探索的过程中体验和谐、对称、完备、简洁等美学 属性。 科学的美不逊于艺术的美。
大学计算机基础-01-计算机与计算思维
大学计算机基础-01-计算机与计算思维在当今的数字化时代，计算机已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是工作、学习还是娱乐，我们几乎每天都会与计算机打交道。
而要真正理解计算机的运行原理和应用，就必须掌握计算思维。
接下来，让我们一起走进计算机与计算思维的奇妙世界。
计算机，这个看似复杂的设备，实际上是由一系列硬件和软件组成的。
硬件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示器、键盘等组件，它们协同工作，使得计算机能够执行各种任务。
软件则是指安装在计算机上的程序和操作系统，如 Windows、Mac OS、Linux 等。
这些软件为我们提供了与计算机交互的界面和工具，让我们能够轻松地完成文档编辑、图像处理、游戏娱乐等各种活动。
计算机的发展经历了几个重要的阶段。
从最初的大型机到个人电脑的普及，再到如今的智能手机和平板电脑，计算机的体积越来越小，性能却越来越强大。
早期的计算机主要用于科学计算和军事领域，而随着技术的进步，计算机逐渐走进了千家万户，成为了人们日常生活和工作的得力助手。
那么，什么是计算思维呢？简单来说，计算思维是一种运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。
它不仅仅是关于编程和算法，更是一种解决问题的方式和思维模式。
计算思维具有几个重要的特点。
首先是抽象。
在面对复杂的问题时，我们需要将其抽象为简单的模型，以便更好地理解和解决。
例如，在设计一个在线购物系统时，我们可以将用户、商品、订单等元素抽象为数据结构，并通过算法来处理这些数据。
其次是逻辑。
计算思维要求我们遵循严格的逻辑规则，确保我们的解决方案是正确和有效的。
无论是编写程序还是设计系统，逻辑的严密性都是至关重要的。
此外，计算思维还强调分解和组合。
我们可以将一个大问题分解成若干个小问题，分别解决后再将它们组合起来，形成最终的解决方案。
计算思维在各个领域都有着广泛的应用。
在科学研究中，科学家们利用计算思维来模拟自然现象、分析实验数据，从而推动科学的进步。
大学计算机基础
大学计算机基础大学计算机基础是针对计算机科学与技术专业的学生开设的一门基础课程。
在这门课程中，学生将深入了解计算机的组成、计算机操作系统和编程语言等基础知识。
本文将对计算机基础课程的内容进行深入探讨，帮助学生更好地学习和理解计算机基础知识。
1.计算机的组成计算机是由许多不同的硬件、软件组成的。
硬件组成包括中央处理器(CPU)、内存(RAM)、硬盘和输入输出设备等。
软件则可以分为操作系统和应用软件两类。
操作系统是整个计算机系统的核心，它负责管理计算机的硬件资源和控制计算机的运行机制。
而应用软件则是由计算机用户使用的各种工具和程序。
在计算机基础课程中，学生将学习到计算机的硬件和软件组成及其相互作用。
学生将理解每个硬件组件的作用以及计算机整体的结构。
此外，学生还将熟悉各种输入输出设备以及它们的使用方法和原理。
通过学习计算机的组成，在使用计算机时能够更加深入地理解计算机的运行原理和操作流程。
2.计算机操作系统计算机操作系统是计算机硬件和软件之间的接口。
操作系统负责管理计算机的硬件资源并与用户交互。
计算机操作系统有很多种，比如Windows、Linux、IOS等等。
在大学计算机基础课程中，学生将学习一些主要的操作系统，并深入了解其中的一些主要功能，如文件管理、进程管理、内存管理、网络管理等等。
在学习计算机操作系统时，学生将对操作系统的原理和使用方法有更深入的理解。
通过学习操作系统，学生可以更有效地管理计算机的资源，更好地运行各种程序。
3.编程语言编程语言是计算机程序的基础。
计算机可以使用许多不同的编程语言，例如C++、Java、Python等等。
在大学计算机基础课程中，学生将学到各种编程语言的基本语法和编程方法。
此外，学生还将学习各种编程工具和调试工具，如编译器、调试器等等。
在学习编程语言时，学生必须深入了解程序的基本结构，包括变量、函数、控制结构等等。
学生需要学会如何使用编程语言来设计和实现各种程序，如算法、数据结构等等。
_大学计算机_所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程
中国大学教学 2011年第4期15战德臣，哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院教授；聂兰顺，哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院副教授；徐晓飞，哈尔滨工业大学校长助理、计算机科学与技术学院院长、软件学院院长，教授。
“大学计算机”——所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程战德臣 聂兰顺 徐晓飞摘 要：当前，大学非计算机专业计算机课程存在知识型/技能型教学与未来计算能力需求之间的鸿沟，致使计算机教育存在危机。
本文分析了这一危机产生的原因，提出应对危机跨越鸿沟的办法应是开展计算思维基础教育，分析了计算学科中的思维特别是可实现思维与知识、能力之间的关系，提出计算思维与计算能力的培养宜采取“1+X ”模式，界定了作为“1”的“大学计算机”课程中计算思维的特征，据此对“大学计算机”课程进行了面向计算思维教学的内容重构——讲授计算学科的普适思维（计算机的思维和应用计算机的思维）以及计算学科的基本素养，探讨了“大学计算机”课程的思维性教学方法。
最后，简要介绍了上述教学改革在哈尔滨工业大学的实践及效果。
关键词：计算思维；大学计算机；非计算机专业大学非计算机专业本科生的第一门计算机课程，在高校基础教育特别是计算机教育方面的重要性不言而喻。
然而现实中，作为非计算机专业第一门计算机课程的计算机基础课程不仅没有受到重视，反而面临着严重的危机，普遍质疑此课程是否还有存在的必要。
这种质疑不仅来自非计算机专业的学者，也来自计算机专业的学者。
为什么会有这样的质疑？非计算机专业第一门计算机课程的核心价值是什么？非计算机专业第一门计算机课程及教学如何改革，以适应新的形势，应对上述危机？这些问题是每一个从事非计算机专业计算机教育工作者应重新思考的重大问题。
本文基于作者在哈尔滨工业大学非计算机专业第一门计算机课程十多年的教学改革与实践，特别是自2009年课程面向计算思维教学的改革与实践，结合对上述问题的思考，探讨了非计算机专业第一门计算机课程的定位、教学内容重构、思维性教学方法等。
大一计算机课程
大一计算机课程大一计算机课程是计算机专业学生在大一学期所学习的一门基础课程。
这门课程主要涵盖了计算机科学与技术的基本概念、原理和方法，并为学生打下计算机专业的基础。
本文将从计算机基础知识、编程语言、数据结构与算法以及计算机网络等方面介绍大一计算机课程的内容。
1. 计算机基础知识大一计算机课程的第一个重点是计算机基础知识。
学生将学习计算机的发展历史、计算机的组成结构、计算机的工作原理等基本概念。
通过学习计算机基础知识，学生能够了解计算机的基本工作原理，为后续的学习打下坚实的基础。
2. 编程语言大一计算机课程的第二个重点是编程语言。
学生将学习一门具体的编程语言，如C语言或Python语言。
通过学习编程语言，学生能够掌握基本的编程思想和方法，能够编写简单的程序解决实际问题。
编程语言是计算机专业学生必备的技能，也是大学计算机课程的基础。
3. 数据结构与算法大一计算机课程的第三个重点是数据结构与算法。
学生将学习各种常用的数据结构，如数组、链表、栈、队列、树等，以及各种基本的算法，如排序算法、查找算法等。
数据结构与算法是计算机科学的核心内容，对于学生的编程能力和问题解决能力至关重要。
4. 计算机网络大一计算机课程的第四个重点是计算机网络。
学生将学习计算机网络的基本概念、协议和技术。
通过学习计算机网络，学生能够了解计算机之间的通信原理和网络架构，为后续的网络编程和网络安全学习打下基础。
除了以上重点内容，大一计算机课程还会涉及一些其他的内容，如操作系统、数据库等。
学生将学习操作系统的基本原理和功能，了解数据库的基本概念和操作方法。
这些内容是计算机专业学生必备的知识，对于学生的综合能力提升和职业发展具有重要意义。
在大一计算机课程的学习过程中，学生不仅需要掌握理论知识，还需要进行实践操作。
学生将通过编写程序、实现算法、搭建网络等实践项目，锻炼自己的动手能力和解决问题的能力。
实践操作是计算机课程的重要组成部分，能够帮助学生更好地理解和应用所学知识。
面向计算思维的大学计算机课程教学内容体系_战德臣
1.3 程序与 计算系统与程序的关系：什么是程序，程序的基本特征：复合、抽象与构造；什么是复合，什么是抽
递归
象，什么是构造，程序构造的基本方法：迭代与递归；利用递归进行定义；利用递归进行计算；利用
递归进行构造
知识单元 1.1 的目的是使学生理解为什么要 学习计算机，什么是计算，为什么要学习计算思 维，计算学科中经典的计算思维有哪些，以及计 算思维对其未来会产生怎样的影响。
象与计算思维、网络计算思维。下面从必要性和 体问题寻求并设计算法或程序，目的是使机器替
内容构成两个方面来论述，前者说明为什么要讲， 代人进行自动计算并获得计算结果，而程序应是
后者说明讲什么。
一种广义的概念，是实现系统复杂功能的一种重
1.“计算与程序”讲授的必要性和内容构成
要手段，即随使用者使用目的不同而对机器基本 动作的千变万化的组合，计算系统是可以执行任
这里要强调一点，计算学科的“抽象”与我 们平常所表达的“抽象”既有相通的一面又有细 微的差别，计算学科的“抽象”是一种可掌握可 操作的方法，即用名字表达一种组合，而该名字 可以参与新的更为复杂的组合，这是计算学科最 本质的方法[7]。
2.“计算系统”讲授的必要性和内容构成
为什么要讲授“计算系统”？首先，计算系 统和现实中各种系统既有相类似的思维模式，例 如分工-合作与协同思维、并行化分布化提高资源
知识单元 2.3 是在 2.2 的基础上，进一步理 解存储体系即资源的限制和利用问题，并简要理 解存储体系环境下如何通过分工-合作与协同来 执行程序的，同时理解资源管理的作用，在此基 础上进一步理解人们是如何扩充资源数量提高资 源性能、改善资源利用效率的，进而能简要地理 解并行分布计算环境与云计算环境等。本单元的 目的是使学生对计算系统的理解能从硬件过渡到
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中国大学教学 2011年第4期15战德臣，哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院教授；聂兰顺，哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院副教授；徐晓飞，哈尔滨工业大学校长助理、计算机科学与技术学院院长、软件学院院长，教授。
“大学计算机”——所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程战德臣 聂兰顺 徐晓飞摘 要：当前，大学非计算机专业计算机课程存在知识型/技能型教学与未来计算能力需求之间的鸿沟，致使计算机教育存在危机。
本文分析了这一危机产生的原因，提出应对危机跨越鸿沟的办法应是开展计算思维基础教育，分析了计算学科中的思维特别是可实现思维与知识、能力之间的关系，提出计算思维与计算能力的培养宜采取“1+X ”模式，界定了作为“1”的“大学计算机”课程中计算思维的特征，据此对“大学计算机”课程进行了面向计算思维教学的内容重构——讲授计算学科的普适思维（计算机的思维和应用计算机的思维）以及计算学科的基本素养，探讨了“大学计算机”课程的思维性教学方法。
最后，简要介绍了上述教学改革在哈尔滨工业大学的实践及效果。
关键词：计算思维；大学计算机；非计算机专业大学非计算机专业本科生的第一门计算机课程，在高校基础教育特别是计算机教育方面的重要性不言而喻。
然而现实中，作为非计算机专业第一门计算机课程的计算机基础课程不仅没有受到重视，反而面临着严重的危机，普遍质疑此课程是否还有存在的必要。
这种质疑不仅来自非计算机专业的学者，也来自计算机专业的学者。
为什么会有这样的质疑？非计算机专业第一门计算机课程的核心价值是什么？非计算机专业第一门计算机课程及教学如何改革，以适应新的形势，应对上述危机？这些问题是每一个从事非计算机专业计算机教育工作者应重新思考的重大问题。
本文基于作者在哈尔滨工业大学非计算机专业第一门计算机课程十多年的教学改革与实践，特别是自2009年课程面向计算思维教学的改革与实践，结合对上述问题的思考，探讨了非计算机专业第一门计算机课程的定位、教学内容重构、思维性教学方法等。
一、大学非计算机专业第一门计算机课程的发展回顾非计算机专业第一门计算机课程自20世纪90年代中期普遍在大学中开设，被称为“计算机文化基础”，文化一词多少体现了基础性、思维性的内涵。
然而随着执行过程中的偏差，文化的内涵越来越少，基础的内涵越来越大，课程逐渐演变为讲授计算机的基本概念以及常用/流行软件产品的使用。
随后在20世纪90年代末期，很多学校便以“计算机应用基础”取而代之，这种改变不仅是名称的变化，更有以下几个显著的内涵上的变化：一是从计算机学科的多门课程和多种重要软件中提炼出共性知识单元进行教学；二是教学方式以任务驱动的形式开展，比如强调科技文章的排版素养而非排版软件、讲授程序的基本要素与程序设计思想而非流行的程序设计语言等；三是在课堂教学与实验教学之间进行了科学合理的分工，即课堂教学侧重共性知识的讲授，实验教学侧重流行软件产品的应用技能训练。
现在大学非计算机专业第一门计算机课程已发展到新的阶段，应该将其开设成类似于大学数学、大学英语课程的、高等教育中不可缺少的独立课程，本文称其为“大学计算机”课程。
这种改变，也不仅是课程名称上的变化，更在于课程内涵上的变化。
当前，很多学者都强调，计算科学与理论科学和实验科学，并列成为推动人类文明进步和促进科技发展的三大手段。
而作为计算科学基础的计算思维是大学生创新性思维培养的重要组成部分，因此“大学计算机”课程应强调计算思维基础教育，知识讲授与素养培养应贯穿于计算思维的教学中。
二、大学非计算机专业第一门计算机课程面临的危机及其产生原因分析今天，随着计算机、网络的广泛和深度普及以及本科新生计算机技能的不断提高，大学非计算机专业第一门计算机课程面临着严重的危机，受到来自非计算机专业学者和计算机专业学者的普遍质疑，危机和质疑的核心是该计算机课程存在的必要及其核心价值是什么呢？”危机和质疑是现象，而本质是现有教学模式在知识/技能的传授与未来计算思维/能力需求之间存在巨大的鸿沟。
如图1所示。
当前的非计算机专业计算机教学关注点非计算机专业学生的未来计算能力图1 知识/技能型教学与思维/能力需求间的空白当前的教学模式是一种知识型/技能型教学，关注点是计算机及其通用计算手段的应用，如二进制、微机原理、程序设计语言等。
而非计算机专业学生未来对计算能力的需求则是支持各学科研究创新的新型计算手段，以及应用计算手段进行各学科的研究与创新。
例如，开发辅助人们计算与分析的工具，将大量的数据聚集成库，实现信息表示→数据采集→数据输入→计算→分析→可视化输出，人们可以利用这些工具去进行新药物、新材料等的研究和开发等。
1998年的诺贝尔奖便授予一个专业计算手段的开发者：高斯（GAUSSIAN）软件的开发者波普（John Pople）。
现有的教学模式只能让学生获得知识和技能，但却无法跨越通用计算手段到各学科专业计算手段的鸿沟。
而能跨越鸿沟的，作者认为应是基于通用计算手段的计算思维与计算能力。
因此思维性基础教育应是改革的方向。
客观地说，大学第一门计算机课程教学与能力需求间的差距，有教育者自身的原因，但也部分归因于其面临的诸多现实矛盾，下面简要分析之。
一是科学型人才、工程型人才和应用型人才培养的矛盾。
即是否因想要培养10%的优秀学生，而使其他90%的学生也一并加深理论的学习？是否计算思维就等于理论，就等于算法思维呢？是否因想要培养“应用技能”，而强调流行“产品”的应用和操作，认为应用技能不需要“计算思维”呢？作者认为上述问题的答案都应该是否定的。
二是学生入学时计算机基础“较好”和“较差”之间的矛盾。
基础较好的学生期望学得深入，基础较差的期望听懂课程内容。
有必要思考学什么才能使所有的学生受益。
三是“知识膨胀”与“学时数压缩”之间的矛盾。
即计算机相关的新知识、新技术和新软件层出不穷，然而高校教学改革中“少讲多练”、“基础与专业”的平衡结果导致计算机课程的学时被不断压缩。
如何合理地选择课程内容，如何科学、高效地讲解课程内容，值得我们思考。
再进一步分析和探讨大学计算机课程危机产生的原因：（1）新技术、新软件对课程定位的影响。
如果课程长期以讲“软件及应用”为主，软件的时效性等将影响人们对课程的定位和评价。
（2）教师对“学生”接受程度的判断。
讲思维学生是否接受不了，特别是对一些二类或三类本科院校？高考入学分数的差别是否代表着计算机相关知识学习和接受能力的差别？学习某些方面的知识，是否必须有另外一些知识作为基础？作者对上述问题的回答均是否定的。
（3）教师对大学第一门计算机课程核心内容的认知。
这种认知与非计算机专业的专业教师期望的是否一致？所选择的内容是否就是课程应该讲的内容呢？（4）大学第一门计算机课程是否是各门计算机课程的“前沿性”章节。
大学计算机是否是“微机原理”？大学计算机是否是“大学信息技术基础”？大学计算机是否是“计算机科学基础（算法与计算理论）”？作者的回答也是否定的。
（5）如何由知识传授转为基于知识的思维传授。
思维性教学已被提倡了很久，为什么没有很好地落实下去？思维性教学落实与执行的合适手段是怎样的？（6）对“思维”、“知识”的理解影响了课程的定位。
比如，“讲思维等同于讲理论、讲理论不实用，技能与操作才是实用的东西”，这种观点对吗？再比如，注重所讲授内容知识性的教学方法却引发了对知识的有用性质疑——这些“知识”必须讲吗？面对危机和质疑，非计算机专业大学计算机课程教育工作者有必要重新思考课程的定位、方向等重大问题：（1）大学第一门计算机课程的核心价值是什么；（2）面向各个专业的大学计算机教育如何与各专业结合；（3）计算思维是什么？如何培养？计算能力如何培养，并据此开展课程的教学改革与创新。
三、知识与思维、可实现的思维基于对课程面临的矛盾和危机产生的原因分析，作者认为，由“计算机应用基础”提升为“大学计算机”不仅是课程名称的变化，更需要在深层次上改革其教学内容和教学方法。
“大学计算机”课程必须强化思维性教学改革，强调计算思维特别是可实现思维的教授和培养，1617以思维带知识。
下面以例子来说明思维与知识的关系，以及大学计算机课程中的典型思维。
1．典型的思维、可实现的思维以计算机中的二进制和编码为例，如果单纯从知识角度，这些内容可以讲授也可以不讲授。
而换一种角度来看，从“0和1的思维”角度进行讲授是有价值的：现实世界可以表示为0和1→用0和1可进行逻辑与算术运算→0和1可以用电子技术实现→用二极管、三极管等实现基本门电路→组合逻辑电路实现→芯片（复杂组合逻辑电路）。
具体来说，0和1的思维蕴含着：（1）信息表示。
数值信息和非数值信息均可用0和1表示，均能够被计算。
（2）符号化数字化。
物理世界/语义信息→符号化→0和1（进位制与编码）→数字计算（算术运算，逻辑运算）→硬件与软件实现。
即任何事物只要能表示成信息，也就能够表示成0和1，也就能够被计算，也就能够被计算机所处理。
（3）层次化构造化。
硬件系统是“用正确的、低复杂度的电路组合形成高复杂度的芯片，逐渐组合、功能越来越强”。
那么，复杂的软件和复杂的系统是否也可借鉴这种思维呢？从上例中不难看出，大学计算机课程思维性教学的特点是：讲授的是实现的思维而非实现的细节； 讲授可见、可实现的思维而非抽象的思维； 思维的每一个环节都需要知识，基于一定的知识可理解每一个环节，通过贯通进而理解整个思维；知识贯穿于思维的讲解与训练中。
再比如计算机利用键盘输入、利用显示器显示内容作为输出，这一内容作为“知识”因其直观而简单不一定需要学习，然而作为“思维”则值得学习。
以键盘输入与屏幕显示为例可以讲授“信息处理的思维”，即：位置→电信号→编码→存取/ASCII →解码→字形→显示，如图2所示。
学生掌握这一思维之后，可以很容易地推广至其他语言文字的处理，如汉字等。
图2 键盘输入与屏幕显示思维示意更进一步，这一例子蕴含着一种普适的思维——信息处理思维，即：物理对象通过采集设备采集相关信息（物理－信息映射），然后按一定的编码规则使用编码器进行编码及存储，再按编码规则使用解码器进行解码，识别所需信息并进行显示。
如图3所示。
那么，声音、视频等多媒体信息以及各种新型设备如RFID （即射频识别，俗称电子标签）等的处理是否可以利用这种思维进行处理？图3 信息表示与处理思维示意2．大学计算机课程需要思维性教学改革计算机学科中有很多类似于上述思维的普适思维，这些思维不仅反映了计算、计算机的原理，使非计算机专业学生能够深刻地理解，更重要的是体现了基于计算技术/计算机的问题求解思路与方法，从而有助于培养非计算机专业学生的创新能力，为未来应用计算手段进行学科的研究与创新奠定坚实的基础。
如借鉴计算机及相关系统，研制支持生物技术研究的计算平台，研究支持材料技术研究的计算平台等，典型的例子如前所述的高斯（GAUSSIAN ）软件。