哈佛大学计算机基础课CS50及其启示

哈佛大学计算机基础课及其启示CS50作者唐大仕来源《教育教学论坛》年第期201939表1CS50教学大纲周次内容Ve«k0Scratch|fwkl_J■•Arrays9融蛹MosoryDntn StrueturesaHTTP_________________改为Mich hl.earnin|HTMLPython雌］JavaScriptThs EiuLL表的大思想2CSP7创造性L Creativity

2.Abstractica欣M信息J

3.Data andInfcnuation里法

4.Algur1Uimb编程SL Prograiiming________互联网6The Internet全球影响万

7.Global Tmjvictkkk-k1101c-e9e87*65te4€3VVV-Vkekekeekee1,表讲解的知识点3周次知识点二选制，网,算优代码、海代码、/

二、标代用安川.表达式.分支、油环•嫉热.组.ASCII LU18«Pfl.Veek0线程Veek1Linux、Ci百官,给译、小、类型、阵、类型、摊准输111ffwk2苍啊M控,川L小匕叼力M门力.明小而蚕Veek3命令行搜索.井多.汽扑痒.选择排序,「入井序.归并井庠.递归.大表示桎、调试、文件、$

8.H0Veek4字符串、指计.动态内存分配、触、旗冲沿出.Veek5触表、哈希麦、M・eek6网络协设,TCP/IP.、HTTPVeek1网页.HBtL CSSVeek8Py thonWVC.据库.Veek9SQLleek10Jd/aSciiptWrrk11卜「科能,J机科学展集表给学生出的练习题目4实题目内容使用语言EJPrabloi Set0Scratch scratchiScratchProblea Set1CProh!cn Set2Crypt n（加空）；ProbleB Set3Gaae ofFifteen（15点浙戊,CProblem Set4Forensics文木处理CProblea Set6Hisspellings（拼写样套）CProblea Set6Sent iaental（11然解/t用»1\lionProblen Set€$50Finance（金鞋系统模拟》Pyrhoii,SQLPrnh Inn$et囚Krehup前；编集成J«vnSrr ipt摘要哈佛大学计算机基础课是一门很有影响力的课程文章介绍该课程的教学内容、CS5教学组织及课程推广情况，并介绍其对国内计算基础教育的启示，包括重视基础、突出计算思维、生动的课堂、丰富的工具以及对品牌的重视等关键词计算机基础课程;计算思维CS50;中图分类号文献标志码文章编号G

642.0;;;A;;;1674-9324201939-0005-03是哈佛大学一门计算机科学的导论性的课程川，内容包括基本CS50Computer Science50的计算机知识、基础算法、编程应用等，还探讨人工智能等最新的计算机科学领域的应用该课程是哈佛大学本科学生的一门选修人数最多、最受欢迎的课程之一，在美国及全球都有较大的影响力笔者曾参加在哈佛大学举办的与该课程的领导者进行了交流，Workshop,David J.Malan感受了该课程的教学方式及其影响力本文就的相关情况进行介绍，并且谈谈对我国国CS50内计算机基础教育的启示

一、的教学内容CS

50.教学大纲的教学内容，包括了较广泛的内容，从基础的算法、数据结构、语言1CS5C到网络、机器学习、、数据库、等课程大纲如表所示Python JavaScript1课程中主要体现的思想是计算的中心思想，是计算思维，并且包含了（美The CollegeBoard国大学理事会）提出的计算机科学基础原则（）其中包含了CSP,computer-science-principles7o大思想（）如表所示7big ideas,

2.知识点从其具体讲解的知识点（表所示）来看，主要在语言、数据结构方面进行了23C详细的讲解，这与国内的“计算概论”相似而在课程后半部增加了网络、前端、后端、Web Web数据库等内容，使得计算机的知识讲解得更全面在人工智能、机器学习等方面有所涉及，使得学生可以对计算机的最新发展有一个全面的认识

二、的教学组织CS

50.教学时间与教学形式的课程时长在周，每周有次课，每次课小时1CS5011—1322—3课程中还包括次测验、次考试、个实习编程、个期末大作业采用大班级教学、1181CS5小班级辅导在哈佛大学的课程每次上课有人，在哈佛剧院上课老师讲课后录制800—1000成视频，放到网上，可供校内学生及校外学生进行观看除了上课，还安排了辅导时间学生课下完成练习，主要是编程题目，课程中给学生出的练习题目（）如表所示，可见Problem Set4大部分题目是开放性的，学生可以较自由地发挥.教学工具课程内容较多，讲课速度也较快，这对学生的掌握内容还是有一定挑战2CS50的，所以教学团队提供了较多的教学工具及线上线下支持用于学生的工具包括（在CS50IDE线的集成开发环境）、（帮助文档）、（程序检查及建议）、（调试工help50check50debug50具）、（格式检查）、（作业提交工具）等甚至还有语言与语言相style50submit50C Scratch转化的工具用于教师的工具包括（程序检查及建议）、（格式检查）、check50style50render50（在线语法加亮）等还提供了一个平台用于教师批改作业、添加评语以及师生之间cs

50.me,的互动.教学资源由教师团队及助教对课堂录像及教学素材进行编辑整理，并提供给学生丰富的3教学资源和素材在教学视频方面，包括课堂录像（提供多机位及全景视频）、字幕、笔记、程序代码、幻灯片等还由助教录制了一些补充讲解的视频（称为）shorts对于练习题目，除了给出问题外，还给出规范、指导等还给教师团队提供题目的解决方案以及详细的评分规则、打分量表等.教学活动除了常规的上课、练习、答疑等常规教学活动外，每学期还举办事件性的活动4包括（）类似于“面对面选课、每学期前进行，会发一些宣传材1CS50Puzzle Day,料，提供一些问题和解决方案等（）编程马拉松，每学期中后期举办，将有2CS50Hackathon,较高热情的学生组织起来针对一定的任务进行项目编程活动一般会从头天晚上延续到第二天早上（）编程集市，每学期期末举办，学生可以展示他们的程序作品并交流，还会3CS50Fair,请一些外面的公司（如微软等）来参与（）校际的编程比赛4CS50Coding Contest,从以上活动来看，这门课的内容是十分丰富和多样的

三、的推广CS50在美国国内及全球产生了广泛的影响力除了在哈佛大学内部、联合耶鲁大学开CS50CS50设外，还通过以下方式进行推广一是即在知名的慕课平台上开设专门的课程该课程可以被其他大学采用，也CS50x,edx

[2],可以供社会学习者自学，其作业提交期限是个月，以方便自定进度该课程注册的学习者人12数已超过万100二是即大学先修课主要针对各个中学进行开设课程是在大学课程的基础CS50AP,

[3],AP上进行了精简和一定程度的改造，分为章，内容包括个重要思想、个理解知识点、个972444学习小目标、个关键知识语句、个计算思雉实践、数字创新活动以及个考试采用了该31261课程的中学超过所AP150该团队还欢迎其他学校使用该课程使用方式有两种——（直接采用）或（修改adopt adapt后采用）在北美和欧洲有较多的学校采用了该课程，其他地区也有学校正在或将要采用每

[4]0年还在哈佛大学及其他地方举办研讨班，来自美国及其他国家的中学教师、大学教师参加研讨，扩大了其影响力

四、的启示CS50作卷哈佛大学本科学生的计算机基础课程，不仅在本校成为最受欢迎的课程，而且在CS50校外也具有广泛的影响力这对于我们国内的计算机基础教育来说，有较大的启发意义教学内容基础全面、突出计算思维在教学内容方面，可以看出其基础性，突出计算思维，L突出计算基本原理（）和计算机科学的最重要的个思想（Computer SciencePrinciples7seven big）在内容组织上，将计算机基本概念、程序设计语言、数据结构与算法、网络、前端ideas,Web与后端、人工智能等融合在一起，注重让学习者对计算机科学有全面和整体的把握，真正将计算思维落到实处另外，值得学习的是，其教学内容也是随时代在更新，如在讲应用系统时，将的前后Web端开发放到突出的位置，编程语言之一改成了人工智能的内容近来增加了机器学习php python,的内容.课堂教学灵活生动、教师富有激情在课堂教学方面，主讲教师在讲课时富2DavidJ.Malan有激情，讲课语速很快，课堂互动热烈如讲解二进制时使用实际的电灯的点亮与熄灭，讲解二分法时手撕电话簿，讲解算法时让学生参与食品的制作过程，讲解排序时让学生直接参与排序，在讲解人工智能时还请来了机器人，这样生动的教学方式，让学生印象深刻.丰富的教学工具、全程的教学支持教师团队制作了丰富的教学工具，如上文提到的集成3开发环境、格式检查工具、调试工具、帮助文档、作业提交平台等还给学生提供了丰富的教学过程支持，如答疑、辅导、作业点评等组织的面对面选课、编程马拉松、编程集市、编程竞赛等，丰富了教学过程，也给学有余力者以更好的发挥这对国内的计算机设计大赛也有借鉴意义，即如何将比赛与课程教学活动较好地结合起来.极大的教学投入、强烈的品牌打造这门课的教学团队有多人，其中有全职教师人，48012还有很多助教教师安心教学、专心教学，投入全部精力研究教学内容、教学方法，制作教学视频，研发教学支持工具，使得课程不断积累和进步还有一点特别值得国内的同行们借鉴，就是课程团队十分注重品牌的树立，其教学过程、教学支持工具、网站群中都注重名称的统

一、内容的精细，在慕课和大学先修课程的推广、研讨会等各种场合都体现了浓浓的、独特的品牌特色CS50参考文献[l]CS50at Harvard,https.

[2]CS50x Introductionto Computer Science,https.

[3]This isCS50AP,https.〃

[4]Bring CS50to yourschool,http:cs

50.org/.Introduction andReflection ofHarvard UniversityComputer ScienceCourse CS50TANG Da-shiSchool ofElectronics Engineeringand ComputerScience,Peking University,Beijing100871,ChinaAbstract:Harvard UniversityComputerScienceCourse CS50is awell-known course.This courseteachesstudents howto thinkalgorithmically andsolve problemsefficiently.This paperintroduces theoutlineand syllabusof thecourse,and howit ispromoted toall overthe word.Comparing withthecourses onfundamental computerscience inChina,we shouldimprove teachingand learning,such asconcentratingon teachingthe basicknowledge,emphasizing computational thinking,making learninginteresting,providing bunchof learningtools,and bindingbrand aswell.Key wordsCS50;fundamental computerscience course;computationalthinking。