美国高中计算机科学学习指南

在当前数字化时代,计算机科学已经成为一门不可或缺的学科,它在各个领域都有着广泛的应用,包括人工智能、机器学习、数据分析、网络安全等。因此,许多学生在高中阶段就开始进行计算机探索,以便更好地准备自己的未来。

学习计算机科学(CS)可以帮助学生提高计算思维问题解决能力增强信息素养培养创新精神提高职业竞争力就业前景,同时也有助于学生了解计算机技术的基本原理和使用方法,以及了解计算机科学的社会影响和责任。

在高中阶段,许多知名美高还提供相关课程与实习资源,让学生有机会进行实践和创新,加深对计算机科学的理解和认识。

今天Aralia将为大家详细介绍在美国高中探索计算机科学(CS)的步骤以及想要在未来进行计算机科学学习必备的AP计算机内容详解

美国高中计算机

美国高中通常会为学生提供以下在计算机学习上的帮助:

  • 计算机科学课程:大多数高中都会提供计算机科学的选修课程,这些课程可以让学生了解计算机科学的基本原理和编程技术。

  • 计算机科学竞赛许多高中会组织学生参加计算机科学竞赛,如美国计算机奥林匹克竞赛(USACO)美国科学与工程奖(Regeneron Science Talent Search)等,这些竞赛可以让学生锻炼编程和问题解决能力。

  • 计算机科学俱乐部一些高中会设立计算机科学俱乐部,这些俱乐部可以提供学生进行编程和计算机科学探索的平台,让学生可以在团队中合作学习和实践。

  • 研究和实习项目一些高中会提供研究和实习项目,让学生有机会进行计算机科学的实践和创新,加深对计算机科学的理解和认识。

  • 计算机设施和资源许多高中会提供计算机设施和资源,如计算机实验室、编程软件、在线学习资源等,让学生可以更加便捷地进行计算机学习和实践。

这些帮助可以让学生更好地掌握计算机科学知识和技能,同时也有助于学生在未来的职业领域中获得成功。

Differences between AP Computer Science A and AP Computer Science Principles
美高学生CS学习步骤

美国高中学习计算机科学(CS)的过程可以大致分为以下几个步骤:

探索计算机科学

学生可以通过阅读相关书籍、参加计算机科学俱乐部、参加编程比赛等方式,了解计算机科学的基础知识和应用领域。

选修计算机科学课程

大部分高中都提供计算机科学相关的选修课程,如计算机编程、Web开发、数据库设计等。学生可以根据自己的兴趣和学习计划,选择适合自己的课程。同时,在进阶课程中,学生可以选择AP计算机课程,为升入大学作准备。

学习编程语言

计算机编程是计算机科学的基础,学生需要学习至少一种编程语言,如Python、Java、C++等。学生可以通过自学或参加课程等方式掌握编程语言。

参加计算机科学竞赛

高中生可以参加各种计算机科学竞赛,如ACM/ICPC国际大学生程序设计竞赛USACO美国计算机科学奥林匹克竞赛等。参加竞赛可以提高学生的编程能力和解决问题的能力。

准备大学申请

如果学生打算在大学学习计算机科学专业,需要在高中阶段准备相关申请材料。学生可以通过参加计算机科学竞赛、编写计算机科学项目、参加实习等方式增加自己的竞争力。

许多喜爱计算机科学的同学会在11年级或12年级选考AP计算机,接下来Aralia将为大家带来AP计算机的详细介绍,帮助同学们更好地了解这门课程与考试!

AP计算机

AP计算机科学涵盖了计算机科学的基础知识编程技能,包括数据结构、算法、面向对象编程、软件设计计算机科学伦理等内容。该课程目的在于为高中学生提供一门高水平的计算机科学课程,使他们能够掌握计算机科学的基本概念和方法,为他们日后的大学学习和职业发展打下坚实的基础。

AP计算机考试是由College Board主持的AP考试,高中学生可以通过考试获得大学水平的计算机科学课程的大学学分。

AP计算机分为两大考试:

AP计算机科学A(CSA)

AP计算机课程(以下简称CSA)涵盖的主题包括需求解决、设计策略与方法、数据结构、数据处理方式(算法)以及计算机技术对伦理和社会的影响。

计算机科学A偏重于实践性的编程,注重考查代码在多态、继承等在算法上的具体实现,以及数据结构与算法,如链式结构、栈、堆等,因此需要专门学习一门计算机语言(Java)。

考试重点是面向对象程序设计和利用Java语言编程解决问题,相当于大学计算机专业第一学期课程难度。

考试结构:

第一部分:1.5小时,40道选择题,占50%;

第二部分:1.5小时,4道编程题,占50%。

考点:

编程基础(55-75%),数据结构(24-40%),逻辑(5-10%),算法/需求解决(25-45%),面向对象的程序设计(15-25%),迭代(5-15%),软件工程(2-10%)。

AP计算机科学原理(CSP)

AP计算机科学原理(以下简称CSP)是一门很新的课程,在2016年才推出。

它着重于计算机科学更具有创造性的方面,除了编程和算法,还有大数据、互联网、网络安全、全球影响等。同时让学生有机会利用现有技术手段开发软件,以达到展示自我和解决问题的目的。

这门学科以计算机原理和基础知识为主,含编程和网络方面的知识。这个课程算是计算机专业的入门和基础课程,如果学生想了解并尝试学习计算机科学及相关领域,该课程可以作为程序设计语言的先导课程学习。

考试结构:

第一部分:2小时,共70道选择题,占70%;

第二部分:考生自己创建一个编程作品,提交,占30%。

考点:

创造力,抽象能力(19%),数据信息(18%),算法(20%),程序设计(20%),网络(13%),世界影响(10%)。

两门考试的区别

考察内容不同

AP计算机科学A(CSA)是以Java编程语言为载体涉及面向对象编程、初级数据结构和算法的课程。计算机科学原理(CSP)则偏重于通识理论,即概念性的知识点和基础性的计算机和网络知识,比如数据在底层存储的形态、进制转换、补码反码、网络协议以及基础的编程等。

简而言之,计算机科学原理(CSP)非常适合作为计算机学科的基础入门级课程,而计算机科学A(CSA)更适合工科方向的学生

考试形式不同

计算机科学A(CSA)可以在学校选修,也可以不在学校选修,而计算机科学原理(CSP)需要在具有AP认证的学校选修。

计算机科学A(CSA)考试分为多项选择和自由问答,全部闭卷考试,而计算机科学原理(CSP)考试与大学考试类似,由平时作业(Through-Course Performance Tasks,占总分40%)和期末考试(End-of-Course Exam,占总分60%)两部分组成。

计算机科学原理(CSP)平时作业要求学生完成两个项目,并进行描述和分析,包括研究过程、图表、PPT等要素,往年一般在四五月份左右(以官方规定的截至时间为准)上传至指定网站即可,期末考试采用笔试的形式,要求在100分钟内完成74道选择题。

深度和广度不同

打个比方,如果说CSA是一种语言的话,CSP更像是一种文化。也就是说CSA内容相对单一,在编程方面会学习得更加深入。而CSP则倾向于让学生切实体会到计算机科学在生活中的实际应用和意义。

适用职业不同

CSA适合工程学、软件开发、网页设计等;CSP适合经济学、图书馆学、信息科学等。

大学换分情况不同

超过500所大学承认优秀的AP计算机科学考试成绩,对于大多数学校来说,CSA因其较高的技术性会更受青睐。但每所学校的相关政策常有变动,所以要事先咨询好。

学习资料丰富程度不同

CSP作为一个“年轻”的学科,相关学习资料不如CSA的多。

2022年AP计算机5分率

AP考试的5分和4分率相当重要,大家的目标都是在能力范围内尽可能拿高分,而5分率就是重要指标。5分率一定程度上反应了该门科目的考试难度和评分标准,我们可以结合自身的备考时间和能力,选择更有把握的科目进行选考。

以下为College Board2022年AP计算机的分数分布数据。可以发现,AP CSP的难度远大于AP CSA。2022年AP CSA考试的难度较为适中,但想要在AP CSP考试中取得5分的好成绩仍需要付出大量的努力。

科目

5分

4分

3分

2分

1分

AP CSA

25%

22%

20%

12%

21%

AP CSP

13%

22%

32%

20%

13%

以上就是关于计算机科学学科详细介绍的全部内容,相信同学们看了会有较大收获。

学习AP计算机科学课程并进行AP计算机考试有许多好处,如有助于提高学生的计算机科学能力、为学生提供更多的大学学习机会、增强学生的就业竞争力等。同时,通过参加AP计算机科学考试,学生还可以获得大学学分,从而加快完成大学学位的进程。

对AP计算机感兴趣并想要进行备考的同学们,需要尽早开始进行练习,这一科目的备考需要花费较多的时间进行准备。

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