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美國高中計算機科學學習指南

在當前數字化時代,計算機科學已經成為一門不可或缺的學科,它在各個領域都有著廣泛的應用,包括人工智能、機器學習、數據分析、網絡安全等。因此,許多學生在高中階段就開始進行計算機探索,以便更好地準備自己的未來。

學習計算機科學(CS)可以幫助學生提高計算思維問題解決能力增強信息素養培養創新精神提高職業競爭力就業前景,同時也有助於學生了解計算機技術的基本原理和使用方法,以及了解計算機科學的社會影響和責任。

在高中階段,許多知名美高還提供相關課程與實習資源,讓學生有機會進行實踐和創新,加深對計算機科學的理解和認識。

今天Aralia將為大家詳細介紹在美國高中探索計算機科學(CS)的步驟以及想要在未來進行計算機科學學習必備的AP計算機內容詳解

美國高中計算機

美國高中通常會為學生提供以下在計算機學習上的幫助:

  • 計算機科學課程:大多數高中都會提供計算機科學的選修課程,這些課程可以讓學生了解計算機科學的基本原理和編程技術。

  • 計算機科學競賽許多高中會組織學生參加計算機科學競賽,如美國計算機奧林匹克競賽(USACO)美國科學與工程獎(Regeneron Science Talent Search)等,這些競賽可以讓學生鍛煉編程和問題解決能力。

  • 計算機科學俱樂部一些高中會設立計算機科學俱樂部,這些俱樂部可以提供學生進行編程和計算機科學探索的平台,讓學生可以在團隊中合作學習和實踐。

  • 研究和實習項目一些高中會提供研究和實習項目,讓學生有機會進行計算機科學的實踐和創新,加深對計算機科學的理解和認識。

  • 計算機設施和資源許多高中會提供計算機設施和資源,如計算機實驗室、編程軟件、在線學習資源等,讓學生可以更加便捷地進行計算機學習和實踐。

這些幫助可以讓學生更好地掌握計算機科學知識和技能,同時也有助於學生在未來的職業領域中獲得成功。

Differences between AP Computer Science A and AP Computer Science Principles
美高學生CS學習步驟

美國高中學習計算機科學(CS)的過程可以大致分為以下幾個步驟:

探索計算機科學

學生可以通過閱讀相關書籍、參加計算機科學俱樂部、參加編程比賽等方式,了解計算機科學的基礎知識和應用領域。

選修計算機科學課程

大部分高中都提供計算機科學相關的選修課程,如計算機編程、Web開發、數據庫設計等。學生可以根據自己的興趣和學習計劃,選擇適合自己的課程。同時,在進階課程中,學生可以選擇AP計算機課程,為升入大學作準備。

學習編程語言

計算機編程是計算機科學的基礎,學生需要學習至少一種編程語言,如Python、Java、C++等。學生可以通過自學或參加課程等方式掌握編程語言。

參加計算機科學競賽

高中生可以參加各種計算機科學競賽,如ACM/ICPC國際大學生程序設計競賽USACO美國計算機科學奧林匹克競賽等。參加競賽可以提高學生的編程能力和解決問題的能力。

準備大學申請

如果學生打算在大學學習計算機科學專業,需要在高中階段準備相關申請材料。學生可以通過參加計算機科學競賽、編寫計算機科學項目、參加實習等方式增加自己的競爭力。

許多喜愛計算機科學的同學會在11年級或12年級選考AP計算機,接下來Aralia將為大家帶來AP計算機的詳細介紹,幫助同學們更好地了解這門課程與考試!

AP計算機

AP計算機科學涵蓋了計算機科學的基礎知識編程技能,包括數據結構、算法、面向對象編程、軟件設計計算機科學倫理等內容。該課程目的在於為高中學生提供一門高水平的計算機科學課程,使他們能夠掌握計算機科學的基本概念和方法,為他們日後的大學學習和職業發展打下堅實的基礎。

AP計算機考試是由College Board主持的AP考試,高中學生可以通過考試獲得大學水平的計算機科學課程的大學學分。

AP計算機分為兩大考試:

AP計算機科學A(CSA)

AP計算機課程(以下簡稱CSA)涵蓋的主題包括需求解決、設計策略與方法、數據結構、數據處理方式(算法)以及計算機技術對倫理和社會的影響。

計算機科學A偏重於實踐性的編程,注重考查代碼在多態、繼承等在算法上的具體實現,以及數據結構與算法,如鍊式結構、棧、堆等,因此需要專門學習一門計算機語言(Java)。

考試重點是面向對象程序設計和利用Java語言編程解決問題,相當於大學計算機專業第一學期課程難度。

考試結構:

第一部分:1.5小時,40道選擇題,佔50%;

第二部分:1.5小時,4道編程題,佔50%。

考點:

編程基礎(55-75%),數據結構(24-40%),邏輯(5-10%),算法/需求解決(25-45%),面向對象的程序設計(15-25%),迭代(5-15%),軟件工程(2-10%)。

AP計算機科學原理(CSP)

AP計算機科學原理(以下簡稱CSP)是一門很新的課程,在2016年才推出。

它著重於計算機科學更具有創造性的方面,除了編程和算法,還有大數據、互聯網、網絡安全、全球影響等。同時讓學生有機會利用現有技術手段開發軟件,以達到展示自我和解決問題的目的。

這門學科以計算機原理和基礎知識為主,含編程和網絡方面的知識。這個課程算是計算機專業的入門和基礎課程,如果學生想了解並嘗試學習計算機科學及相關領域,該課程可以作為程序設計語言的先導課程學習。

考試結構:

第一部分:2小時,共70道選擇題,佔70%;

第二部分:考生自己創建一個編程作品,提交,佔30%。

考點:

創造力,抽象能力(19%),數據信息(18%),算法(20%),程序設計(20%),網絡(13%),世界影響(10%)。

兩門考試的區別

考察內容不同

AP計算機科學A(CSA)是以Java編程語言為載體涉及面向對象編程、初級數據結構和算法的課程。計算機科學原理(CSP)則偏重於通識理論,即概念性的知識點和基礎性的計算機和網絡知識,比如數據在底層存儲的形態、進制轉換、補碼反碼、網絡協議以及基礎的編程等。

簡而言之,計算機科學原理(CSP)非常適合作為計算機學科的基礎入門級課程,而計算機科學A(CSA)更適合工科方向的學生

考試形式不同

計算機科學A(CSA)可以在學校選修,也可以不在學校選修,而計算機科學原理(CSP)需要在具有AP認證的學校選修。

計算機科學A(CSA)考試分為多項選擇和自由問答,全部閉卷考試,而計算機科學原理(CSP)考試與大學考試類似,由平時作業(Through-Course Performance Tasks,佔總分40%)和期末考試(End-of-Course Exam,佔總分60%)兩部分組成。

計算機科學原理(CSP)平時作業要求學生完成兩個項目,並進行描述和分析,包括研究過程、圖表、PPT等要素,往年一般在四五月份左右(以官方規定的截至時間為準)上傳至指定網站即可,期末考試採用筆試的形式,要求在100分鐘內完成74道選擇題。

深度和廣度不同

打個比方,如果說CSA是一種語言的話,CSP更像是一種文化。也就是說CSA內容相對單一,在編程方面會學習得更加深入。而CSP則傾向於讓學生切實體會到計算機科學在生活中的實際應用和意義。

適用職業不同

CSA適合工程學、軟件開發、網頁設計等;CSP適合經濟學、圖書館學、信息科學等。

大學換分情況不同

超過500所大學承認優秀的AP計算機科學考試成績,對於大多數學校來說,CSA因其較高的技術性會更受青睞。但每所學校的相關政策常有變動,所以要事先諮詢好。

學習資料豐富程度不同

CSP作為一個“年輕”的學科,相關學習資料不如CSA的多。

2022年AP計算機5分率

AP考試的5分和4分率相當重要,大家的目標都是在能力範圍內盡可能拿高分,而5分率就是重要指標。 5分率一定程度上反應了該門科目的考試難度和評分標準,我們可以結合自身的備考時間和能力,選擇更有把握的科目進行選考。

以下為College Board2022年AP計算機的分數分佈數據。可以發現,AP CSP的難度遠大於AP CSA。 2022年AP CSA考試的難度較為適中,但想要在AP CSP考試中取得5分的好成績仍需要付出大量的努力。

主題

5分

4分

3分

2分

1分

AP CSA

25%

22%

20%

12%

21%

AP CSP

13%

22%

32%

20%

13%

以上就是關於計算機科學學科詳細介紹的全部內容,相信同學們看了會有較大收穫。

學習AP計算機科學課程並進行AP計算機考試有許多好處,如有助於提高學生的計算機科學能力、為學生提供更多的大學學習機會、增強學生的就業競爭力等。同時,通過參加AP計算機科學考試,學生還可以獲得大學學分,從而加快完成大學學位的進程。

對AP計算機感興趣並想要進行備考的同學們,需要儘早開始進行練習,這一科目的備考需要花費較多的時間進行準備。

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