時間：2023-03-20 16:23:26
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論文摘要：計算科學主要講述了一種科學的思想方法，計算科學的基本概念、基本知識它的發展主線、學科分支、還有計算科學的特點、發展規律和趨勢。
引言：隨著存儲程序式通用電子計算機在上世紀40年代的誕生，和計算科學的快速發展以及取得的大量成果。計算科學這一學科也也應運而生。《計算科學導論》 正如此書的名字，此書很好的詮釋了計算科學這一學科，并且指導了我們應如何去學好這一學科。使得我們收獲頗多。并且讓我深深的反思了我的大學生活。正如趙老師書中所講的：“計算科學是年輕人的科學，一旦你選擇了計算科學作為你為之奮斗的專業類領域，就等于你選擇了一條布滿荊棘的道路。一個有志于從事計算科學研究與開發的學生，必須在大學幾年的學習中，打下堅實的基礎，才有可能在將來學科的高速發展中，或在計算機產品的開發和快速更新換代中有所作為。
什么是計算科學和它的來歷
計算科學主要是對描述和變換信息的算法過程，包括其理論、分析、設計、效率分析、實現和應用的系統研究。全部計算科學的基本問題是，什么能（有效的）自動運行，什么不能（有效的）自動運行。本科學來源于對數理邏輯、計算模型、算法理論、自動計算機器的研究，形成于20世紀30年代的后期。
隨著存儲程序式通用電子計算機在上世紀40年代的誕生，人類使用自動計算裝置代替人的人工計算和手工勞動的夢想成為現實。計算科學的快速發展以也取得大量成果，計算科學這一學科也也應運而生。
計算科學的發展
a、首先先介紹圖靈機
圖靈機的發明打開了現代計算機的大門和發展之路。圖靈機通過一條兩端可無限延長的袋子，一個讀寫頭和一組控制讀寫頭的（控制器）組成它有一個狀態集和符號集，而此符號集一般只使用0和1兩個符號。而就是這個簡潔的結構和運行原理隱含了存儲程序的原始思想，深刻的揭示了現代通用電子數字計算機的核心內容。現在通用的計算機是電子數字計算機，而電子數字計算機的發展是建立在圖靈機的基礎之上。他的二進制思想使計算機的制作的簡化成只需兩個穩定態的元器件。這在今后的計算機制作上無論是二極管或集成電路上都顯示了明顯的優越性。
b、計算機帶動的計算學科
1946年隨著現代意義上的電子數字計算機ENIAC的誕生。掀起了社會快速發展的嶄新一頁。計算機工作和運行就擺在了人們的面前。
1、計算機語言
我們要用計算機求解一個問題，必須事先編好程序。因此就出現了最早的機器指令和匯編語言。20世紀50年代后，計算機的發展步入了實用化的階段。然而，在最初的應用中，人們普遍感到使用機器指令編制程序不僅效率低下，而且十分別扭，也不利于交流和軟件維護，復雜程序查找錯誤尤其困難，因此，軟件開發急需一種高級的類似于自然語言那樣的程序設計語言。1952年，第一個程序設計語言Short Code出現。兩年后，Fortran問世。作為一種面向科學計算的高級程序設計語言，Fortran的最大功績在于牢固地樹立了高級語言的地位，并使之成為世界通用的程序設計語言。Algol60的誕生是計算機語言的研究成為一門科學的標志。該語言的文本中提出了一整套的新概念，如變量的類型說明和作用域規則、過程的遞歸性及參數傳遞機制等。而且，它是第一個用嚴格的語法規則——巴科斯范式（BNF）定義語言文法的高級語言。還有用于支持結構化程序設計的PASCAL語言，適合于軍隊各方面應用的大型通用程序設計語言ADA，支持并發程序設計的MODULA-2，支持邏輯程序設計的PROLOG語言，支持人工智能程序設計的LISP語言，支持面積對象程序變換的SMALLTALK、C等。
2、計算機系統和軟件開發方法
現代意義上的計算機絕不是一個簡單的計算機了而也包括了軟件（系統軟件、應用軟件）。各種各樣的軟件使得計算機的用途大大增強。而軟件開發也成為了一個重要課題和發展方向。軟件開發的理論基礎即是計算模型。隨著計算機網絡、分布式處理和多媒體的發展。在各種高級程序設計語言中增加并發機構以支持分布式程序設計，在語言中通過擴展繪圖子程序以支持計算機圖形學程序設計在程序設計語言中已非常的流行。之后，在模數/數模轉換等接口技術和數據庫技術的支持下，通過擴展高級語言的程序庫又實現了多媒體程序設計的構想。進入20世紀90年代之后，并行計算機和分布式大規模異質計算機網絡的發展又將并行程序設計語言、并行編譯程序、并行操作系統、并行與分布式數據庫系統等試行軟件的開發的關鍵技術依然與高級語言和計算模型密切相關，如各種并行、并發程序設計語言，進程代數，PETRI網等，它們正是軟件開發方法和技術的研究中支持不同階段軟件開發的程序設計語言和支持這些軟件開發方法和技術的理論基礎----計算模型
3、計算機圖形學
在計算機的硬件的迅速發展中。隨著它的存儲容量的增大，也掀起了計算機的巨大改革。計算機圖形學、圖像處理技術的發展，促使圖形化界面的出現。計算機圖形學是使用計算機輔助產生圖形并對圖形進行處理的科學。并由此推動了計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助教學（CAI）、計算機輔助信息處理、計算機輔助測試（CAT）等方向的發展。圖形化界面的出現，徹底改變了在一個黑色的DOS窗口前敲代碼輸入控制命令的時代。同時也成就了一個偉大的公司Microsoft 。
4、計算機網絡
隨著用戶迫切需要實現不同計算機上的軟硬件和信息資源共享。網絡就在我們的需求中誕生了。網絡的發展和信息資源的交換使每臺計算都變成了網絡計算機。這也促進計算機的發展和廣泛應用。
計算機學科的主線及發展方向
圍繞著學科基本問題而展開的大量具體研究，形成學科發展的主流方向與學科發展主線和學科自身的知識組織結構。計算學科內容按照基礎理論、基本開發技術、應用以及他們與硬件設備聯系的緊密程度分成三個層面：
1、計算科學應用層
它包括人工智能應用與系統，信息、管理與決策系統，移動計算，計劃可視化，科學計算機等計算機應用的各個方向。
2、計算科學的專業基礎層
它是為應用層提供技術和環境的一個層面，包括軟件開發方法學，計算機網絡與通信技術，程序設計科學，計算機體系結構、電子計算機系統基礎。
3、計算科學的基礎層
它包括計算科學的數學理論，高等邏輯等內容。其中計算的數學理論涵蓋可計算性與計算復雜性理論形式語言與計算機理論等。
計算機的網絡的發展及網絡安全
(1)計算機網絡與病毒
一個現代計算機被定義為包含存儲器、處理器、功能部件、互聯網絡、匯編程序、 編譯程序、操作系統、外部設備、通信通道等內容的系統。
通過上面定義，我們發現互聯網絡也被加入到計算機當中。說明了網絡的重要以及普及性。21世紀是信息時代。信息已成為一種重要的戰略資。信息科學成為最活躍的領域之一，信息技術改變著人們的生活方式。現在互聯網絡已經廣泛應用于科研、教育、企業生產、與經營管理、信息服務等各個方面。全世界的互聯網Internet 正在爆炸性的擴大，已經成為覆蓋全球的信息基礎設施之一。
因為互聯網的快速發展與應用，我們各行各業都在使用計算機。信息安全也顯得格外重要。而隨著計算機網絡的發展，計算機網絡系統的安全受到嚴重的挑戰，來自計算機病毒和黑客的攻擊及其他方面的威脅也越來越大。其中計算機病毒更是很難根治的主要威脅之一。計算機病毒給我們帶來的負面影響和損失是刻骨銘心的，譬如1999年爆發的CIH病毒以及2003年元月的蠕蟲王病毒等都給廣大用戶帶來巨大的損失。
我們想更好的讓計算機為我們服務，我們就必須很好的利用它，利用網絡。同時我們也應該建立起自己的防護措施，以抵抗外來信息的侵入，保護我們的信息不受攻擊和破壞。
( 2 )計算機病毒及它的防范措施：
計算機病毒是一組通過復制自身來感染其它軟件的程序。當程序運行時，嵌入的病毒也隨之運行并感染其它程序。一些病毒不帶有惡意攻擊性編碼，但更多的病毒攜帶毒碼，一旦被事先設定好的環境激發，即可感染和破壞。
、病毒的入侵方式
1．無線電方式。主要是通過無線電把病毒碼發射到對方電子系統中。此方式是計算機病毒注入的最佳方式，同時技術難度也最大。可能的途徑有：①直接向對方電子系統的無線電接收器或設備發射，使接收器對其進行處理并把病毒傳染到目標機上。②冒充合法無線傳輸數據。根據得到的或使用標準的無線電傳輸協議和數據格式，發射病毒碼，使之能夠混在合法傳輸信號中，進入接收器，進而進人信息網絡。③尋找對方信息系統保護最差的地方進行病毒注放。通過對方未保護的數據鏈路，將病毒傳染到被保護的鏈路或目標中。
2．“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件（如芯片）和軟件中，然后把此硬件和軟件直接或間接交付給對方，使病毒直接傳染給對方電子系統，在需要時將其激活，達到攻擊目的。這種攻擊方法十分隱蔽，即使芯片或組件被徹底檢查，也很難保證其沒有其他特殊功能。目前，我國很多計算機組件依賴進口，困此，很容易受到芯片的攻擊。
3．后門攻擊方式。后門，是計算機安全系統中的一個小洞，由軟件設計師或維護人發明，允許知道其存在的人繞過正常安全防護措施進入系統。攻擊后門的形式有許多種，如控制電磁脈沖可將病毒注入目標系統。計算機入侵者就常通過后門進行攻擊，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在這樣的后門。
4．數據控制鏈侵入方式。隨著因特網技術的廣泛應用，使計算機病毒通過計算機系統的數據控制鏈侵入成為可能。使用遠程修改技術，可以很容易地改變數據控制鏈的正常路徑。
病毒攻擊的防范的對策
1．建立有效的計算機病毒防護體系。有效的計算機病毒防護體系應包括多個防護層。一是訪問控制層；二是病毒檢測層；三是病毒遏制層；四是病毒清除層；五是系統恢復層；六是應急計劃層。上述六層計算機防護體系，須有有效的硬件和軟件技術的支持，如安全設計及規范操作。
2．嚴把收硬件安全關。國家的機密信息系統所用設備和系列產品，應建立自己的生產企業，實現計算機的國產化、系列化；對引進的計算機系統要在進行安全性檢查后才能啟用，以預防和限制計算機病毒伺機入侵。
3．防止電磁輻射和電磁泄露。采取電磁屏蔽的方法，阻斷電磁波輻射，這樣，不僅可以達到防止計算機信息泄露的目的，而且可以防止“電磁輻射式”病毒的攻擊。
4．加強計算機應急反應分隊建設。應成立自動化系統安全支援分隊，以解決計算機防御性的有關問題。
很多公司都有因為電腦被入侵而遭受嚴重經濟損失的慘痛經歷，不少普通用戶也未能避免電腦被破壞的厄運，造成如此大損失的并不一定都是技術高超的入侵者所為，小小的字符串帶給我們的損失已經太多。因此，如果你是數據庫程序開發人員、如果你是系統級應用程序開發人員、如果你是高級計算機用戶、如果你是論壇管理人員......請密切注意有關字符漏洞以及其他各類漏洞的最新消息及其補丁，及時在你的程序中寫入防范最新字符漏洞攻擊的安全檢查代碼并為你的系統安裝最新的補丁會讓你遠離字符帶來的危險。經常殺毒，注意外來設備在計算機上的使用和計算機對外網的鏈接。也可以大大有效的避免計算機被攻擊。
總結
在學了計算科學導論之后，讓我更深入的了解了我將來要從事的學科。計算科學導論指導著我們該怎么學習計算機。讓我更清楚的知道我們信息安全專業的方向。正如計算科學這座大樓一樣，在不斷的成長。信息安全也必將隨著網絡的進一步發展而更多的被人們重視。總之學習了這門課之后讓我受益匪淺，也知道自己應該好好努力，爭取在自己的專業領域上有所成就。
參考文獻
1、《計算科學導論》（第三版），趙志琢著 ，科學出版社2004版
2、《計算機病毒分析與對抗》 傅建明 彭國軍 張煥國編著武漢大學出版社2004版
3、《計算機應用于基礎》（第三版） 丁愛萍 著 西安電子科技大學出版社 2006版
4、《軟件工程》 薩莫維爾 著 機械工業出版社
1.1調動了學生的積極性
微課程以其時間短、靈活性強、情景模式強、現實性強等特點，滿足了不同學生的個性化的差異和需求，使學生能夠有選擇性的進行學習，調動了學生學習的積極性，有效的促進了計算機學習的順利進行。
1.2加強了學生自主學習的能力
微課程資源就是學生自主學習的最優資源。微課將現有的課程拆分成一個個的視頻片段，學生可以根據自己的學習情況，在資源庫中自主搜尋自己需要的視頻資源。因為微課的短時間、情景化的特點，學生也可以利用自己的空閑時間來進行知識的復習和預習，在學習的過程中也不乏樂趣，不累身心。讓每一個學生跟著自己的心情走，形成自主學習的能力。
1.3有助于構建學生的學習支架
微課是以學生自身為中心，學生才是決定著學習的進展的主角。微課能夠在學生主導和教師輔導之間找到一個平衡點。微課為學生創建可持續不斷發展的學習內容，幫助學生建立自己的興趣區。學生可以根據自己的需求選擇不同的學習內容，構建屬于自己的學習支架。
1.4有利于提高教學資源利用率
微課把傳統教學和教研方式進行革命，突破教師原始的講授形式，把教師課前準備的教學資源能夠充分的毫無保留的奉獻給學生。微課資源全部是教師的最優質教育資源，教師都全部共享，有助于計算機教學資源利用率的提高。
2微課應用存在的問題分析
微課雖然在教學手段和教學效果上取得了不錯的成績，但是微課在現實中還是存在著一定的問題和不足：
（1）微課雖說相對于傳統的面授來講，提高了學生的學習興趣和積極性，但是這是針對學習自主能力強的學生來說的，對于不愛學習，沒有學習自主性的同學就完全沒有效果。
（2）計算機知識往往是隨著相關內容的發展呈現幾何級數的增長，不同需求的學生可能得不到想要的內容，就需要對內容進行專人看管及時更新。
（3）微課進行的是知識點的分解，如果學生沒有良好的消化吸收能力，知識點的零散化使得學生很難形成完整的知識構架同樣也達不到預期的效果。
3微課在計算機教學中具體應用
計算機課程就是一門直接面對計算的操作性課程，在課堂中學生大部分時間都用來自己練習和研究。微課應用在計算機的教學中，能夠很好的提升學生的學習效果，提高學生的計算機的操作能力。為了使師生能夠更好的利用微課資源，學校可以在校園網上構建微課公共共享平臺，教師在課前講教學內容制作成一個個微課教學視頻上傳到微信公共賬號上，供廣大師生交流學習。為此構建計算機微課教育教學新模式：
3.1微課的制作
進行微課的視頻錄制首先要選擇適合計算機教學的微課類型進行錄制。微課可以錄制多種類型，多數要錄制適合在家學習的類型。從教學的進程來分類，微課可以分為課前復習類、新課導入類、知識理解類、課后鞏固類、課后拓展類、知識探究類等。綜合起來微課的教學新模式主要分為三大模塊：課前、課中、課后。
3.1.1課前。首先，教師要深刻了解課程要求學生掌握的內容和能力，根據實際需要制作微課視頻及一些課件。制作完畢后，教師負責將課程內容上傳至群共享，供學生結合自己的學習計劃和目的自由學習。并且在學習交流群上，師生可以互相聯系，互相交流，甚至可以建立語音甚至視頻討論組進行對話或面對面的交流和解惑，從而能夠更好的完成課前應該完成的自學的項目。
3.1.2課中。在課堂上是學生直接面對面接觸老師的最直接的途徑。課堂教學這一過程理所應當得到充分重視和利用。在課前，教師做好充分的教學準備，對課上必須了解學習的內容了如指掌，做好充分的教學設計，及時了解學生的自學情況，并對課前預習存在的問題集中解決，再以微課的形式給予重點分析，進行多層次的深入教學，從而提高學生的掌握程度。
3.1.3課后。教學效果真正的實現主要分為兩個過程：一是知識教學，二是知識消化吸收。知識教學已經在前兩個階段得到了實現，但是真正實現學生實際能力的轉化，還需要學生在課后的練習，反思以及鞏固提高。課后這一過程不認真對待，前面的一切都可能半途而廢。課后鞏固提高微課視頻的制作和共享也需要教師認真對待，不遺余力。
3.2微課的實施
校園微課平臺的實施要在校園網上建立監督機制，微課課堂占相應部分學分，要求每一個學生必須完成相當時間的微課教學。校園網維護更新技術人員要時刻準備接受教師的更新課件和微課視頻做到及時更新知識點，讓學生能夠及時接受到最新的觀點和方法。每一節微課結束之后還要設置相應知識點的課后思考題和練習題以備教師檢查學生的學習效果。微課在計算機教學中的應用實施還需要教師和同學們的共同努力，望大家都能夠多多提意見與建議不斷完善微課教育新模式。
4結語
數據結構課程是通過研究計算機程序設計中非數值計算數據的關系、存儲和操作等問題來培養學生的抽象思維和創造能力，使學生能夠設計出結構清晰、高效率、魯棒性強的算法來解決實際問題。因此數據結構這門課程具有很強的理論和實踐背景。在我校，數據結構課程是計算機科學與技術(師范)、計算機科學與技術(信息安全)、計算機科學與技術(物聯網)、軟件工程、信息管理與信息系統、信息管理與信息系統(金融方向)、信息與計算科學等6個專業(方向)的專業基礎課，同時也是電氣教育技術、數學與應用數學等專業的專業任意選修課。尤其對于計算機科學與技術和軟件工程等一級學科的課程設置而言，數據結構課程更是一門核心的綜合性專業課，在專業課程設置中有著不可替代的地位。美國ACM/IEEECC－2005教程將算法與數據結構類課程列為核心課程之首。由于數據結構課程的重要性和特殊地位，相關的教學改革一直不斷，總的來說大致有以下3個方面:
(1)教學方法的改革;
(2)教材體系的改革;
(3)網絡共享資源的建設。
基于以上對應用型本科學生培養目標的討論，我們設計了如下的教學模式。
(1)對數據結構課程的理論知識進行細化，降低學生對理論的要求，但注重基本概念和基礎算法在實際工作中的應用。
(2)將專業基礎課的教學分為課堂教學和課外學習兩部分。在課外的學習中，教師可以利用足夠豐富的網絡學習資源，引導學生進行自主學習，使他們盡可能掌握概念性及一般性知識。另外，我們開展了基礎知識點的題庫建設，并通過測試平臺對學生自主學習的效果進行測評。
(3)在課堂教學結束后，要求學生在在線測試平成教師制定的練習和測試，鞏固學習效果，這對教師來說也是了解學生學習情況、調整教學進度和難度、完善教學資源和題庫的重要依據。值得注意的是，過去我國大學本科生的培養模式一直是以研究型為主，教材中存在著大量比較艱深的理論知識。
我們從應用型本科的培養目標出發，對理論知識的內容和要求作了相應的降低和調整。教學過程中為專業基礎課設置了最低要求。應該指出，由于不同的應用型人才對專業基礎課的要求不同，我們設定的要求可能不能滿足學生某種職業規劃的要求。對于將自己的興趣、愛好或者職業規劃設定為多媒體制作的學生來說，可以降低數據結構課程的學習要求;但對于選擇程序設計、游戲設計等方向的學生而言，數據結構課程卻是重要的專業課程。為了滿足部分學生對某些專業基礎課的較高要求，在降低理論要求的同時，我們將一些專業競賽或者專業活動小組建設納入到課程教學體系中來，鼓勵在算法及算法分析設計等方面感興趣或者在職業規劃中有需要的學生通過競賽前的專門訓練提高相應的能力。例如，針對應用型本科數據結構課程的教學模式，可將ACM的競賽納入到教學體系中來。ACM/ICPC由美國計算機協會(ACM)主辦，是世界上公認的規模最大、水平最高的大學生程序競賽，其目的在使大學生運用計算機程序設計理論來充分展示學生分析問題和解決問題的能力，培養學生的創造力和團隊合作精神，也培養學生在壓力下進行創新思維和理性實踐的能力。同時也為那些將算法分析和設計與自己的職業規劃一致的學生提供學習、交流的平臺，提高他們的專業素養。在考核方面，單一的理論考核方式削弱了數據結構課程的實踐性，而增加上機操作的考核能夠有效提高學生對動手能力的重視。學生的考核方式由傳統的紙質考試、上機操作和平時表現組成。考慮到不同專業對數據結構課程的要求不盡相同，學生的總評分數計算公式為:總評分數=理論考核成績×α+上機操作成績×β+平時成績×γ，其中α，β，γ為權重因子，且α+β+γ=1。理論考核方式為閉卷考試，總分仍為100分，在計算總評分數的時候進行折算，但理論考核不再包含有關編程的具體問題。上機操作考核時間為120分鐘，要求學生獨立完成若干題目，考核在無網絡環境下開卷考試，允許攜帶非電子版本資料和書籍。具體的考核環境嚴格按照ACM進行，只是不再分成小組，由學生獨立完成。上機操作考核共設8份不同試題，學生隨機抽取試題并按照一定順序間隔坐好，保證學生前后左右試題不同。我校對2013級軟件工程專業、2012級信息管理系統專業和2012級計算機科學與技術(師范)專業等進行了教學實踐。在題庫建設方面，目前已經對教學內容按照知識點進行了分類，并組織學生根據知識點進行了主觀題目的錄入。題庫包括選擇題、判斷題和填空題共約1500道題目，所有題目已經讓修過這門課的學生根據難度分別標記為預習和復習類型，并且開通了基于題庫的在線測試，要求學生完成必要的測試，作為平時成績的重要參考。考核中權重的設置主要從不同專業對理論和實踐的要求進行考慮。軟件工程專業對學生動手能力的要求最高，信息管理與信息系統次之，而師范專業學生的培養目標是中等教育的師資，因此要求他們掌握比較扎實的理論功底以滿足以后的教學需要即可。
二結語
關鍵詞:計算科學計算工具圖靈模型量子計算
1計算的本質
抽象地說,所謂計算,就是從一個符號串f變換成另一個符號串g。比如說,從符號串12+3變換成15就是一個加法計算。如果符號串f是x2,而符號串g是2x,從f到g的計算就是微分。定理證明也是如此,令f表示一組公理和推導規則,令g是一個定理,那么從f到g的一系列變換就是定理g的證明。從這個角度看,文字翻譯也是計算,如f代表一個英文句子,而g為含意相同的中文句子,那么從f到g就是把英文翻譯成中文。這些變換間有什么共同點？為什么把它們都叫做計算？因為它們都是從己知符號(串)開始,一步一步地改變符號(串),經過有限步驟,最后得到一個滿足預先規定的符號(串)的變換過程。
從類型上講,計算主要有兩大類:數值計算和符號推導。數值計算包括實數和函數的加減乘除、冪運算、開方運算、方程的求解等。符號推導包括代數與各種函數的恒等式、不等式的證明,幾何命題的證明等。但無論是數值計算還是符號推導,它們在本質上是等價的、一致的,即二者是密切關聯的,可以相互轉化,具有共同的計算本質。隨著數學的不斷發展,還可能出現新的計算類型。
2遠古的計算工具
人們從開始產生計算之日,便不斷尋求能方便進行和加速計算的工具。因此,計算和計算工具是息息相關的。
早在公元前5世紀,中國人已開始用算籌作為計算工具,并在公元前3世紀得到普遍的采用,一直沿用了二千年。后來,人們發明了算盤,并在15世紀得到普遍采用,取代了算籌。它是在算籌基礎上發明的,比算籌更加方便實用,同時還把算法口訣化,從而加快了計算速度。
3近代計算系統
近代的科學發展促進了計算工具的發展:在1614年,對數被發明以后,乘除運算可以化為加減運算,對數計算尺便是依據這一特點來設計。1620年,岡特最先利用對數計算尺來計算乘除。1850年,曼南在計算尺上裝上光標,因此而受到當時科學工作者,特別是工程技術人員廣泛采用。機械式計算器是與計算尺同時出現的,是計算工具上的一大發明。帕斯卡于1642年發明了帕斯卡加法器。在1671年,萊布尼茨發明了一種能作四則運算的手搖計算器,是長1米的大盒子。自此以后,經過人們在這方面多年的研究,特別是經過托馬斯、奧德內爾等人的改良后,出現了多種多樣的手搖計算器,并風行全世界。
4電動計算機
英國的巴貝奇于1834年,設計了一部完全程序控制的分析機,可惜礙于當時的機械技術限制而沒有制成,但已包含了現代計算的基本思想和主要的組成部分了。此后,由于電力技術有了很大的發展,電動式計算器便慢慢取代以人工為動力的計算器。1941年,德國的楚澤采用了繼電器,制成了第一部過程控制計算器,實現了100多年前巴貝奇的理想。
5電子計算機
20世紀初,電子管的出現,使計算器的改革有了新的發展,美國賓夕法尼亞大學和有關單位在1946年制成了第一臺電子計算機。電子計算機的出現和發展,使人類進入了一個全新的時代。它是20世紀最偉大的發明之一,也當之無愧地被認為是迄今為止由科學和技術所創造的最具影響力的現代工具。
在電子計算機和信息技術高速發展過程中,因特爾公司的創始人之一戈登·摩爾(GodonMoore)對電子計算機產業所依賴的半導體技術的發展作出預言:半導體芯片的集成度將每兩年翻一番。事實證明,自20世紀60年代以后的數十年內,芯片的集成度和電子計算機的計算速度實際是每十八個月就翻一番,而價格卻隨之降低一倍。這種奇跡般的發展速度被公認為“摩爾定律”。
6“摩爾定律”與“計算的極限”
人類是否可以將電子計算機的運算速度永無止境地提升?傳統計算機計算能力的提高有沒有極限?對此問題,學者們在進行嚴密論證后給出了否定的答案。如果電子計算機的計算能力無限提高,最終地球上所有的能量將轉換為計算的結果——造成熵的降低,這種向低熵方向無限發展的運動被哲學界認為是禁止的,因此,傳統電子計算機的計算能力必有上限。
而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)為代表的理論科學家認為到21世紀30年代,芯片內導線的寬度將窄到納米尺度(1納米=10-9米),此時,導線內運動的電子將不再遵循經典物理規律——牛頓力學沿導線運行,而是按照量子力學的規律表現出奇特的“電子亂竄”的現象,從而導致芯片無法正常工作;同樣,芯片中晶體管的體積小到一定臨界尺寸(約5納米)后,晶體管也將受到量子效應干擾而呈現出奇特的反常效應。
哲學家和科學家對此問題的看法十分一致:摩爾定律不久將不再適用。也就是說,電子計算機計算能力飛速發展的可喜景象很可能在21世紀前30年內終止。著名科學家,哈佛大學終身教授威爾遜(EdwardO.Wilson)指出:“科學代表著一個時代最為大膽的猜想(形而上學)。它純粹是人為的。但我們相信,通過追尋“夢想—發現—解釋—夢想”的不斷循環,我們可以開拓一個個新領域,世界最終會變得越來越清晰,我們最終會了解宇宙的奧妙。所有的美妙都是彼此聯系和有意義的7量子計算系統
量子計算最初思想的提出可以追溯到20世紀80年代。物理學家費曼RichardP.Feynman曾試圖用傳統的電子計算機模擬量子力學對象的行為。他遇到一個問題:量子力學系統的行為通常是難以理解同時也是難以求解的。以光的干涉現象為例,在干涉過程中,相互作用的光子每增加一個,有可能發生的情況就會多出一倍,也就是問題的規模呈指數級增加。模擬這樣的實驗所需的計算量實在太大了,不過,在費曼眼里,這卻恰恰提供一個契機。因為另一方面,量子力學系統的行為也具有良好的可預測性:在干涉實驗中,只要給定初始條件,就可以推測出屏幕上影子的形狀。費曼推斷認為如果算出干涉實驗中發生的現象需要大量的計算,那么搭建這樣一個實驗,測量其結果,就恰好相當于完成了一個復雜的計算。因此,只要在計算機運行的過程中,允許它在真實的量子力學對象上完成實驗,并把實驗結果整合到計算中去,就可以獲得遠遠超出傳統計算機的運算速度。
在費曼設想的啟發下,1985年英國牛津大學教授多伊奇DavidDeutsch提出是否可以用物理學定律推導出一種超越傳統的計算概念的方法即推導出更強的丘奇——圖靈論題。費曼指出使用量子計算機時,不需要考慮計算是如何實現的,即把計算看作由“神諭”來實現的:這類計算在量子計算中被稱為“神諭”(Oracle)。種種跡象表明:量子計算在一些特定的計算領域內確實比傳統計算更強,例如,現代信息安全技術的安全性在很大程度上依賴于把一個大整數(如1024位的十進制數)分解為兩個質數的乘積的難度。這個問題是一個典型的“困難問題”,困難的原因是目前在傳統電子計算機上還沒有找到一種有效的辦法將這種計算快速地進行。目前,就是將全世界的所有大大小小的電子計算機全部利用起來來計算上面的這個1024位整數的質因子分解問題,大約需要28萬年,這已經遠遠超過了人類所能夠等待的時間。而且,分解的難度隨著整數位數的增多指數級增大,也就是說如果要分解2046位的整數,所需要的時間已經遠遠超過宇宙現有的年齡。而利用一臺量子計算機,我們只需要大約40分鐘的時間就可以分解1024位的整數了。
計算機技術應用在教學過程中的具體方面是非常多并且涉及面非常廣泛，從計算機技術的作用來講主其在教學中的應用主要體現在以下幾個方面：很多教師將計算機技術作為輔助教學的工具，能夠幫助教師完成一些教學管理以及教學的過程。在很多高校學生都將計算機作為一種學習的工具。通過讓學生參與一定的項目并用計算機輔助完成，這使得學生學習的速度和學習的能力大大提高了，使得學習的過程中更加簡短和有針對性。另外還有的老師將計算機用于自己教學成果的檢驗和對自己教學思想的檢驗，也就是這種教學軟件工具對于計算機教學具有非常重要的意義。
二、計算機科學技術在教學中的應用
2.1多媒體教學工作中交互式的計算機技術應用
將多媒體應用于教學過程中增強與學生之間的交互性是計算機技術在教學中的一個最為典型的應用。隨著我國高等教育的不斷發展，關于一門課的教學資源也是越來越豐富，通過精品課程網站的建設，使得網上的教學資源進一步得到了極大的豐富，在這些教學資源中不乏精品的課件、視頻或者是圖片這些對于教師本身教學水平的提高增強學生學習的興趣具有非常重要的作用。絕大多數的教學資源都是以計算機技術為基礎的，為了提高自身的教學水平以及增強學生學習的興趣，作為教師可以將這些多媒體技術巧妙的應用于自身課堂的教學過程中。通過在教學過程中穿插多媒體能夠幫助學生進一步加深對于所學知識的理解，同時在教學的過程中通過有效的利用計算機技術可以增強學生和老師之間的互動，使得學生對于教師上課的或者是教學過程存在的一些意見和看法及時的反饋到教師這里，對于教師教學方式的調整以及教學水平的提高具有非常重要的現實意義。
2.2遠程通信、網絡技術在教育中的作用
在高等院校的教學工作中，網絡技術以及遠程通信技術的應用在教育的過程中發揮著越來越重要的作用。該技術是網絡技術以及通信技術的一個結合，另外還有多媒體技術作為教育的基礎，利用計算機技術的網絡交互性，使得遠程教育得到實現。這種遠程教育的方式已經在很多著名的高校流傳開來比如網易公開課，在遠程教育實現的過程中計算機網絡技術、通信技術以及多媒體技術都得到了充分的體現。目前在我國，已經有越來越多的教育工作者和研究者將經歷放在遠程教育的研究上。在傳統的教學模式中雖然也存在師生之間的交流，但是二者之間的交流大多是以語言為載體，并且很多學生礙于面子不愿意和老師進行過多的交流，這個時候計算機技術中的交互性優勢就得到了充分的體現。
三、計算機在教學中對學生創新能力的作用
3.1營造良好的創新教育教學環境是培養學生創新能力的關鍵
通過教育的環境的創新，在一定程度上能夠激發學生的創新能力，這種教學環境的創新包括教學心理上的創新以及計算機教學環境上的創新，如果在學生討論的過程超出了教學設計的范疇，作為教師來講不應該強行的將學生的思路拉回到課堂當中來，而是應該對學生的質疑給予鼓勵，講出心中的疑惑，這是培養學生創新能力的關鍵。再利用計算機實現教學的過程中如果學生對于老師的講述提出了質疑，作為教師不能給學生一味的否定，應當通過適當的方法引導自身想法所出現的問題，讓學生通過教師的引導自己否定自身不正確的想法。通過這樣的教學方式能夠在很大程度上提高學生的學習積極性，能夠幫助其樹立信心，使得學生在課堂當中時刻保持活躍的思路。但是在這種教育創新環境的營造過程中，要將這種做法的起始點和落腳點都放在對于學生創新能力的培養上，計算機教學具有開放性的特點，再利用計算機進行教學的過程中，要時刻了解計算機技術的發展，并將可以利用的計算機技術應用在教學當中。要通過計算機技術和網絡技術的應用使得教學的過程中從課內延伸到課外，從學校內延伸到學校外，要不斷的將計算機中的有利于教學的新技術應用在教學過程當中，將計算機應用在各個學科和各個專業領域的教學實踐當中，通過計算機使得學生對于學科知識綜合運用的能力得到增強，使得學生面對實際問題解決實際問題的能力得到了質的提升。
3.2激發創新思維是培養學生創新能力的重要手段
3.2.1激發學生的學習興趣
只有學生在學習的過程中有了學習的興趣和學習的動機才能實現較好的教學效果，學習興趣對于學生學習具有非常重要的作用，唯有這樣才能夠使得學生在學習的過程中具有學習的主動性和積極性，也才會對課堂教師所講授的知識感興趣，在課堂中才能夠保持注意力。教學方式對于學生學習興趣的提高有非常大的幫助，通過計算機多媒體的形式進行教學能夠在很大程度上提高學生學習興趣，進而提高學校的效果。
3.2.2靈活結合教材，激發學生的創新思維
通過計算機與相應課程的結合來開展教學，按照教學大綱與相應的教育理念來進行教學設計，能夠使得學生的創新能力得到極大的提升。在進行教學課程設計的過程中，教師應當結合學科知識與計算機知識的結合，來出相應的題目，這些題目不僅要難度適中而且還能夠提高學習創新學習的能力。
四、計算機科學技術在教育中應用的展望
要想使得計算機技術在教學中得到更為廣泛的應用，加強計算機應用的范圍以及應用的深度，那么就要對學生的教學方式進行積極的創新。目前很多很多方面的應用創新都是在實踐的過程中發現的思路。在教學的過程中不斷的利用計算機技術實現對于知識的深入理解與應用創新，才能夠對傳統的教學方式進行徹底的變革，在一定程度加深學生對于知識的理解與應用。在對知識進行學習和探索的過程中，在對某個領域中的模型或者是知識進行驗證理解的過程中，一般都會建立相應的推測方法，或者是數學模型來解決相應的問題，在這個過程中很多學生利用計算機來建立實際問題數學模型并利用計算機編程來求解模型的結果最終對于數學知識以及其應用有了更深層次的理解，對于知識的理解以及能夠靈活運用在很大程度上又推進了學生對于知識的理解，這使得學生學習能力得到了培養使得學習利用計算機技術來解決實際問題的能力得到了提升，這使得學生學習知識的能力、理解知識以及運用知識的能力得到了質的提升。
五、結語
關鍵詞：計算機基礎；教學
中職學生，是一群特殊的群體。這些學生一般來說都年齡比較小，學習水平也參差不齊，有的學習特別好，因為家庭條件差，選擇這類學校，還有相當一部分，是因為學習不好，來中職拿一個文憑。這些學生經過簡單的學習，就要走上工作的崗位，可以說學習緊，任務重。而現在的社會是信息的高速發展的時代，計算機的應用在我們的生活中已經相當普遍。因此我們教學，一定要整體分析學生的特點，有效的安排教學任務，課堂要多結合工作中的實例，和生活中的實例來講，從教學內容，教學形式和教學評價幾方面一同改進，使學生在更快的時間內學好計算機基礎課程。
一．計算機基礎課教學目前存在的問題
（一）生源差距過大。一般本科院校都是全國招生，學生有來自于城市、縣城、農村、偏遠山區。通過筆者了解，有的學生來自于偏遠山區，幾乎沒有使用過計算機，基本的漢字或者英文字母的輸入都沒有掌握，對于他們來說，理論課還基本能聽懂一些，上機實習課就被遠遠甩在后面，考試成績幾乎都是不及格。有的學生來自于中小城市，這些城市追求高考升學率，所以在校期間應該開設的計算機課都被高考課程占去了，所謂的計算機成績都由校方統一處理，學生都是通過去網吧或者在家對計算機的操作有一些初淺的了解，計算機基礎課所需要的前導知識掌握量不夠。
（二）教材選擇不甚合理。很多院校開課的同時也在給學生參加國家計算機二級考試做準備，由于國家計算機考試涉獵的范圍比較廣，而非計算機專業的學生在校期間學習計算機知識的學時有限，因此選擇一種大雜燴的教材。（三） 注重教材內容，忽略拓展知識。 教材通常是經過系統地調研而編寫的，其不僅是知識的講授，也包含豐富的思想和方法。但教材是針對比較廣泛的地區或比較大的學生群體而編寫的，里面的內容往往會與學生的實際情況有所沖突。例如計算機應用基礎這門課，不同的學校或專業可能用同一本教材，如果過于依賴教材，就容易形成教學“一刀切”和知識面太窄的局面，畢竟教學脫離了教學自身的實際情況。
二．計算機基礎課程的教學應對對策
（一）分層次教學。打破原有的按自然班教學的模式，校方在大一新生剛入校時就進行統一的計算機能力和基礎知識的測試，按照考試成績，將學生分為二到三個層次，然后做不同的課程設置，對于成績較差的學生盡可能增加課時量尤其是實驗課的課時量，對于成績較好的學生，一方面引導他們把知識學精學透，一方面要求他們利用不同的軟件制作相應的作品，做到學以致用，這樣做會極大地提高教學效果。
（二）突出應用能力，豐富教學內容依據教學大綱，在內容上選擇在企事業單位和日常生活中的具體應用實例來作為教學，以任務帶動知識點貫穿整個教學過程。由于不同專業學生需要的計算機知識深度不同，在要求學生掌握通用的計算機技能的同時，也與專業結合，確定各專業計算機應用的具體特點，在教學中的案例和所布置作業中予以體現。針對非計算機專業的學生，在學習完“計算機應用基礎”課程的基礎上，結合大多數同學的興趣愛好，本著學以致用，重在應用的理念，我們選擇開設了“圖形圖像處理Photoshop”、“計算機組裝和維護”、“網頁制作”等公共選修課程，受到學生的普遍歡迎。
（三） 合理選擇教材。目前市面上的計算機基礎教材種類繁多，各種版本，看上去大同小異，具有個性的教材很少。既然我們的學生是分層次教學，那么教材的選擇就要慎重，難易程度要有區別，內容可以有所不同。對于能力較差的同學，教材選擇上一定要有配套的而且內容詳盡的實驗教材，最好要有光盤，主講教材要側重計算機的基本操作和常見的實用軟件為主，盡量不選擇帶有抽象的復雜的計算機理論，這樣會排出他們學習上的為難心里，滿懷興趣和信心地把基礎知識學好，也便達到了我們的教學目的。對于成績較好的學生，可以選擇一些提高版的教材，最好是有案例的教材，還可以有針對性地對一些特殊專業（比如財會專業）選擇一些帶有專業案例的教材，這樣學生會在接下來幾年的大學學習中甚至畢業論文集答辯中利用自己計算機的優勢。
（四）以學生為中心，改變教學模式和方法教學模式是教學活動的基本結構，教學模式的研究和改革是計算機基礎課程要探索的重要內容。教學模式可有：“以教師為中心”的教學模式和“以學生為中心”的教學模式。現代教育模式的發展趨勢更重視教學活動中學生的主體性，重視學生對教學的參與，教師必須根據教學的需要合理設計“教”與“學”的活動。由于計算機基礎課程是一門實踐性很強的課程，應把大部分時間給學生進行實踐學習，并在實踐中學習理論。（五）注重學習過程的考核，改進教學評價評價在教學過程中起著重要作用，也是學生學習的動力。為了更好的評價學生，我們注重對實際操作能力以及實際解決問題能力的考核，采用期末機考和平時學習過程8∶2的比例評價結合的綜合方式。期末的上機考試是以證代考，側重于考察學生基本的操作技能；平時的評價是對學生的學習過程進行監督的評價，兩者有機結合就能比較全面的評價一個學生。
總之，計算機網絡需要的獲取信息、分析信息、傳輸信息的能力，都是需要計算機基礎知識做奠基的。因此在計算機基礎知識包括計算機基礎知識和Word 和Excel 的教授中，學生的思路要拓寬，要積極的促進學生之間的互動，讓學生的學習效果進一步提高。職業學校在教授計算機知識時更要注重培養他們主動參與的意識、方法和習慣，使學生的學習能力提高，技術水平提高。從而適應信息時代的需要。
參考文獻：
1.1學生背景知識少，學習態度不夠端正
由于大學現在授課計劃制定的總學時是有限的，因此對于非計算機專業的學生來說，其開設的計算機相關的課程很少，大部分就是計算機基礎以及計算機網絡，而且，這些課程所占學時通常都比較少，造成學生的重視程度不夠，學習態度不夠端正，影響了學生學習的積極性和主動性。
1.2教學內容理論性太強，與實際應用脫節
在傳統教學活動中，計算機網絡課程往往以OSI參考模型為基礎講述網絡層次結構、協議和計算機網絡原理。這對于缺乏相關背景知識的非計算機專業學生而言，更加會感到課程枯燥、抽象，很難將學到的理論與實際網絡聯系起來，從而導致學生學習目的不明確；而教師則深感要在有限的時間內結合實際把計算機網絡的概念、原理講清楚絕非易事。
1.3實踐教學環境缺乏，難以進一步鞏固知識
目前高等院校中，由于專業設置和經費的原因，非計算機專業一般沒有相關的網絡實驗平臺，大部分就是一個的計算機網絡實驗平臺非常簡單，基本上是將利用簡單的網絡設備(如交換機、路由器等)等將計算機連接成小型網絡，不能隨意更改，學生無法通過自己動手組建網絡，達到更好地理解和掌握計算機網絡基本原理網絡通信技術、鍛煉網絡工程應用能力的目的。
2課程教學探索與實踐
2.1優化教學內容，提高學習動力
因為教學的對象發生了變化，因此，不能像對計算機專業的學生一樣進行授課。我們首先要明確教學目的：是使學生掌握一些計算機網絡的基本知識和基本技能，突出培養學生結合本專業知識、熟練網絡應用的能力，并更加注重理解和掌握基本概念和具體的實際應用。其次，非計算機專業開設的計算機網絡課程學時普遍偏少，在很短的時間內向學生解釋所有的計算機網絡的內容是不現實的，必須根據不同的專業進行有選擇的內容上的選取。再次，要刻畫整個培養計劃中其他專業課程與網絡課程之間的關系，讓學生知道為什么學習，學習有什么作用，從而提高學生學習的目的性。結合以上幾點，本課程內容的選取必須注重網絡技術實際應用教學，注重理論聯系實際，把計算機網絡理論與實踐有效地結合到一起，要盡量避免傳統教學中理論脫離實際應用的弊端。可以將教學的內容大體劃分為3個主要模塊，其主要內容涵蓋了以下內容：
（1）計算機網絡基礎：主要包含網絡技術基礎、數據通信基本技術、Internet技術與應用；涵蓋了計算機網絡的基本概念、數據通信的基本原理、網絡體系結構、OSI七層參考模型、TCP/IP四層參考模型、Internet的基礎知識、常用服務與應用技術、IP地址、TCP/IP及主要參數等網絡技術應用的基礎知識。
（2）計算機網絡實現：主要包含組建局域網與接入Internet、局域網的設備管理、管理網絡的軟件系統。涵蓋了網絡中從物理層到網絡層的主要部件與設備、以太網、最新高速交換式網絡、虛擬局域網、無線局域網、不同規模用戶的Internet接入技術與方案、微軟的工作組網絡的組建、管理與安全使用網絡資源等方面的基本知識與實用組網技術。
（3）計算機網絡應用：主要包含計算機網絡應用系統模式、網頁制作與編程基礎、基于瀏覽器/服務器的網絡應用。涵蓋了應用系統的計算模式中的對等網、C/S和B/S網絡應用模式的結構與特點，Web體系結構工作原理；網頁的基本構成、HTML、高級網頁編輯工具Dreamweaver的安裝與使用以及制作網頁的基礎知識；基于瀏覽器/服務器（B/S）網絡應用系統的實現與開發技術等網絡應用系統的實現技術。其中，在第2、3模塊的教學中，可以結合具體的專業應用來進行內容的組織，對上述內容作適當調整，讓學生對計算機網絡課程產生專業認同感，從而提高學生的學習動力和興趣，端正學習態度，實現教學相長，達到更好的教學效果。
2.2改進教學方法，改善教學效果
2.2.1“自頂向下”教學法
目前計算機網絡理論知識的講解主要是采用“自底向上”的方式進行，由于直接從底層講起，與實際網絡應用難以一下子聯系起來，學生學習的時候就會覺得無用，從而失去興趣。因此，在實際授課中應采用從“自頂向下”的方式進行，即從當前使用廣泛的網絡應用開始講起，讓學生知其然，知其所以然，保存求知的興趣，能針對性的理解網絡現象，從而提高教學效果。
2.2.2案例教學法
在授課中針對一些比較重要的知識點，可以根據學生專業的特點選取學生將來可能從事的工作里面的典型網絡應用實例來進行分析，一來進一步讓學生對課程的專業認同感提高；再者由于是運用實例，學生學習起來就會有成就感，能極大的提高學生的學習興趣和動力。
2.2.3類比教學法
網絡課程中涉及很多不好理解的知識點，這些知識點是學生必須要掌握且掌握不好的地方，在實際的教學中，通常用生活中的例子來進行類比，讓學生輕松的理解，例如：介紹分組交換和電路交換的時候，可以將分組交換的過程類比為寫寄紙質信件，不需要建立連接就可以通信類比為不需要和別人溝通就直接可以寫信給別人等；電路交換類比成打電話，電路交換有建立連接、通信和釋放連接三個階段，打電話同樣有撥號，通信，掛機三個階段等；然后將相同點進行總結，就能讓學生很容易的掌握這個關鍵知識點，提高了教學的效率和效果。
2.3加強實踐教學，鞏固所學知識
首先需要解決的問題是實驗環境的構建。一般對于非計算機專業來說，新增網絡設備不太現實，可以采用網絡模擬器來模擬各種網絡設備，例如:Cisco公司的PacketTracer可以為學習網絡課程的初學者去設計、配置、排除網絡故障提供了網絡模擬環境。用戶可以在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網絡拓撲，并可提供數據包在網絡中行進的詳細處理過程，觀察網絡實時運行情況。可以學習IOS的配置、鍛煉故障排查能力。其次就是實踐教學的內容和組織方式，實踐教學分為驗證性實驗和設計應用性實驗，由于課程學時少，實踐學時只能完成一部分重要的設計應用性實驗，還有很多實驗則需要學生課下自己完成，對于課下自己完成的實驗，教師要給出相應的指導手冊，要求學生完成實驗報告并給以一定的成績評定，這樣才能督促學生完成實驗，加深對所學知識的理解，提高實際動手能力。
3結束語
計算機學科是一門應用性與理論性緊密結合且對應用性要求非常高的學科。在教學內容方面，大學計算機課程的開設需要根據不同專業方向有針對性地設置，例如，人文社科類專業側重于培養學生文字信息的綜合處理能力，考慮到畢業生從事文字編輯、圖形圖像和音頻視頻處理等工作，可重點開設高級辦公自動化和多媒體技術課程；經濟管理類專業側重于培養學生數據庫應用系統能力，畢業生未來從事數據分析和處理等工作，可重點開設數據庫技術的實驗課程；藝術類專業側重于培養學生多媒體信息處理能力，畢業生將來從事數字媒體處理等工作，可重點開設多媒體和硬件技術課程。這些課程內容的設置，一方面要參考行業實際需求，另一方面需要了解學生對相關課程的興趣程度，因此，不定時地設置課程調查問題，引導學生參與回答問卷，收集學生對課程的反饋意見，可以指導教師有針對性地開展教學。在教學進度方面，由于短學期制的限制，每個學期的教學周縮短為10周，這必然需要課程壓縮學時。在如此短的時間內授課，合理安排教學進度就顯得至關重要，教師要圍繞基礎知識，突出重點，有針對性地解決難點，同時增加課外實驗與上機練習要求，培養學生計算機應用操作能力。課程調查和反饋機制通過設置合理的調查問卷，采取數據挖掘和統計分析等方法最大化了解學生的理解程度和學習興趣點，方便教師有效掌握教學進度。
2課程調查和反饋系統的可行性
教學過程中，教師以學生為中心，通過教學過程影響學生，學生通過學習過程反過來影響教師。大學計算機基礎教學講什么、怎么講是一個復雜的、循環的教改話題，最直接的反饋形式來自于學生。一方面，教師在教學實踐中應該充分重視學生的反饋意見；另一方面，通過課程調查反饋系統，能夠及時掌握學生對教學內容的理解程度，了解學生的偏好，使其及時轉換為教師個人的教學信息，從而調整或加強課程內容的講解和答疑。尤其是在調控教學內容時，教師能在知識的深度和廣度上分層次教學，循序漸進地采用多樣化的教學方法和學習指導策略。最終，大學計算機基礎教學的每一環節都力求與學生的需求相吻合，以提高教學質量。例如，面向美術學院的學生授課時，教師應采用問題引導式教學方法將一些藝術素材引入到課堂上，往往會收到意想不到的效果。移動終端在大學生中已非常普及，因此課程調查與反饋系統在應用實施方面是可行的，但隨之帶來了一些負面影響，尤其是教師授課時，大批學生低頭玩手機現象十分嚴重。究其原因是學生對教學內容不感興趣或者已經掌握了相關知識點。教師如果能提供一個移動終端可訪問的課程調查與反饋系統，會吸引學生的注意力并激發學習興趣，顯著優化教學過程，提高教學質量。在教學互動環節，由于性格等原因，不少學生不善于表達自己的想法，而移動終端和無線接入點的普及改變了師生之間的溝通方式，允許學生點點手指頭表達自己的想法。教師可根據教學內容當堂設置課程調查問卷，允許學生通過智能終端實現師生互動，為教師及時了解課堂教學效果提供了方便。因此，智能移動終端和基于網絡的課程調查與反饋系統的有機結合，將成為教學質量監控的主流方式。
3課程調查與反饋系統設計
3.1總體設計
系統主要包括用戶管理、課程與班級管理、問卷管理、數據統計與分析四大功能。用戶管理部分包括用戶信息導入、用戶賬戶維護、用戶與班級關系綁定功能。課程與班級管理部分包括課程信息導入、課程與班級關系、課程與任課教師關系綁定功能。問卷管理包括問卷命題、問卷維護和修改、問卷復制與有效時間設置等功能。數據統計與分析部分主要以多維度呈現定量和定性統計結果，并以圖形化和表格化輸出方式展示統計結果，包括按問卷模式統計、按學生模式統計、打印以及文檔輸出等功能。系統包括4種角色，即超級管理員、管理員、教師和學生。其中超級管理員擁有初始化數據庫權限，管理員擁有系統配置、修改個人信息、導入用戶數據、出問卷、修改問卷、統計與分析問卷、修改有效時間等權限；教師則具有修改個人信息、導入用戶數據、出問卷、修改問卷、查詢與統計問卷、修改有效時間等權限；學生能修改個人信息，并有根據問卷回答問題等權限。為了實現靈活多樣的課程調查，系統將課程、班級、教師與學生存在邏輯關系的數據結構進行第三范式的設計，從而降低偶然性。教師和課程是一對多的關系，課程與班級是一對多的關系，班級和學生是多對多的關系，這樣設計的好處是任課教師可以有針對性地對某個班級學生開展調查問卷進行調研，同時通過問卷復制功能可以將問卷快速復制給另外一個班級，提高問卷出題的效率。
3.2系統功能介紹
3.2.1批量導入數據
為了方便數據的維護和管理，系統允許管理員和教師采用電子表格XLS的形式導入用戶人員數據。導入用戶信息時，可先設置學(工)號作為用戶名和默認密碼，允許用戶登入后自行修改。在管理員角色下，可以對用戶重新分配一個角色，但系統中的每一個用戶只允許綁定一種角色。
3.2.2課程管理與維護
系統會自動分頁，每頁20條記錄。管理員可對課程進行維護，其中每個課程編號對應一個課程名稱，允許根據查詢條件和關鍵字查詢相應的課程，同時提供全選、反選等按鈕便于刪除操作。
3.2.3添加班級與問卷
將課程綁定到某個教師的操作后，每個教師可針對自己的授課班級定制調查問卷。添加新問卷時，需要選擇班級、教師，并填寫調查問卷名稱；同時，設置問卷開始和結束時間，確保問卷的有效性。問卷形式包括單選、多選和問答3種。在出題過程中，管理員或教師可以隨時瀏覽和修改問卷。
3.2.4問卷與結果導出
在結束調查統計之后，系統允許管理員導出問卷結果并以電子表格XLS形式保存輸出，問卷內容則以文檔Word形式保存輸出。系統提供了匯總模式、題目模式和學生模式查詢統計輸出，此外，還提供了歷年數據的分析和比較功能，使教師能更加直觀地了解歷屆學生的反饋信息和教學效果。
4結語
為了更好地針對不同層次的學生做到因材施教,該校在新生入學后,組織學生統一參加學校的“計算機操作水平測試”,根據測試成績將學生劃分為免修和必修兩個層次(分數介于80至100分之間為免修,80分以下為必修)。其中,必修的學生按照學校的教學計劃進行大學計算機基礎課程的正常學習。免修的學生可以直接進入教學體系中第二層次課程即計算機公選課階段的學習,通過選修一門或以上其他計算機類課程來保證計算機學習的連續性。但是,免修的學生不能免考,期末要和必修學生一同參加大學計算機基礎的考核,通過考核才能修得該門課程的學分,目的是督促這部分學生能夠對基礎課程中自己的薄弱環節進行自主學習。為了保證免修學生的自學效果,為這部分學生配備了一名指導教師,制定了一套自主學習指導方案,并依托于網絡教學平臺,以“實踐教學”為核心,為學生構建了集教學資源管理、網絡教學、教學資料庫等多種服務的開放、共享優質教學資源的教學平臺。引導學生自主的、有目的學習,同時,根據學生反饋的信息及時更新和拓展學習內容。
2文科院校大學計算機基礎課程考核方式改革
為了科學、客觀、公正地考查學生的計算機實際應用能力,制定出更加符合計算機基礎教學規律、迎合計算機技術不斷發展和社會需求的考試形式與內容,該校將“全國大學生計算機辦公自動化水平測試(吉林省考區)”與該校的大學計算機基礎課程考試改革相結合,為學生提供一個統一、科學、準確的評價標準,搭建一個通用的計算機應用能力檢驗的平臺。具體考核方式如下。
(1)大學計算機基礎課程總評成績=期末考核成績50%+全國大學生計算機辦公自動化水平測試(吉林省考區)成績50%。
(2)所有學生將統一參加學期末學校組織的“大學計算機基礎課程期末考核”,期末考核成績=平時成績30%+期末成績70%。
(3)所有學生將統一參加本學年教育廳組織的“全國大學生計算機辦公自動化水平測試(吉林省考區)”,成績按實際得分計算。
(4)文科院校大學計算機基礎課程總評成績“大于或等于60分”,且兩項單科成績同時“大于或等于60分”,為“合格”,否則為“不合格”。
(5)兩項或其中一項單科成績不合格者(保留已經合格的單科成績),按學校有關規定進行補考或重修。
3結語
