计算机的科学计数法范文
时间:2023-09-25 18:16:01
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篇1
关键词:离散数学;教学方法;计算机
中图分类号:G642 文献标识码:A
“离散数学”作为计算机科学与技术专业必修的专业基础课,在计算机领域有着广泛的应用。它提供了许多计算机专业课程的数学基础,这些课程包括数据结构、算法与分析、数据库理论、自动化理论和操作系统等。学好离散数学,一方面可以为后续的课程打下基础;另一方面,通过学习离散数学,可以培养学生的抽象思维和逻辑推理能力,提高发现问题、分析问题和解决问题的能力,为今后的学习和工作打下坚实的数学基础。但由于该课程具有概念多、理论性强、高度抽象、枯燥等特点,致使在教学中出现很多问题。比如,学生学习积极性不高,学生单一的把该课程看作是一门与计算机毫无关系的数学课程来学,对该课程在计算机领域的作用认识模糊等,导致教学效果不理想。因此,激发学生对该课程的学习兴趣,改进离散数学的教学方法是十分必要的。
1培养学生的兴趣
在任何一门课程的讲授中,培养学生的学习兴趣都是非常重要的。
为了培养学生学习离散数学的兴趣,在教学中要特别注重前几堂课的教学,尤其是第一堂课,不能直接进入离散数学的理论知识学习,而是要通过一些实例来说明离散数学的用处,如“哥尼斯堡七桥问题”、“四色问题”等。通过前几堂课的教学,让学生充分认识到离散数学与计算机科学其他课程之间的密切关系,从而从思想的高度认识此门课程的关键性。
当然,教师课堂教学的艺术性与感染力也是培养学生对离散数学产生兴趣的重要方面。因为大部分学生对离散数学这门课程的地位和作用认识不足,学习兴趣没有学习与编程语言相关的课程那么高涨,上课容易走神,从而导致最终的考试结果不理想。教师除了对这门课程内容要熟练掌握外,还要提高自己的教学艺术水平,正确运用多种手段来吸引学生的注意力,充分发挥教师的主导作用,驾驭好课堂时间,增强课堂教学的艺术性和感染力,也可适当制作一些动画和图形避免视觉疲劳,达到让学生主动学习这门课程的目的。
2注重离散数学理论与它在计算机中的应用相结合
在“离散数学”课程的教学过程中,我们应该理论联系实际,注重它在计算机学科中的应用,来提高学生学习的兴趣和对该课程的重视。
数理逻辑是所有数学推理的基础,在人工智能、程序理论和数据库理论等的研究中有着实际的应用,如专家系统、机器人等都离不开数理逻辑。集合论在计算机科学中也有广泛的应用,它为数据结构和算法分析奠定了数学基础,如在软件工程和数据库中也会用到。抽象代数是关于运算或计算规则的学科,在计算机科学中也有广泛的应用,如形式语言与自动机、密码学、网络与通信理论、程序理论和形式语义学等方面都要用到代数结构的知识,其中格与布尔代数在通信系统中发挥着重要作用。图论在数据结构、操作系统和计算机网络中都有广泛的应用,如数据结构中的图和树都是以图论为基础,网络中的拓扑结构都是用图来表示。
通过这种关联,并对适当的知识点举例说明来加深学生对知识的理解,还应随时介绍所学知识的应用背景和发展方向,使学生能够感受到学习这门课程的必要性,调动学生的积极性。
3注重课堂教学方法的改进
3.1找到结构,克服“散”
在离散数学中,概念多、理论性强、知识点散,抓不住重、难点,老师讲起来费劲,学生听起来吃力。因此,每节课的内容都要有一条主线,选择本节课要讲的知识点,用一条线将相关的知识点串起来。以命题逻辑为例,可以这样把各知识点串起来,如图1所示:
每个知识单元完成后加以总结,讲出知识点之间的关联结构,达到系统掌握命题逻辑知识的目的。
3.2有取有舍,克服“满”
离散数学的内容太多,若课时有限,那我们要有取有舍,可以选择其中的60%~70%的内容进行讲授,其余留给学生阅读思考或布置作业,这样不仅可以锻炼学生的自学能力,还节省了课堂时间。这就要求我们课堂上一定要把内容讲透,不能蜻蜓点水,除了要讲解基础性知识和本节的重难点外,还要着重培养学生对学科方法的运用以及解决问题的思路,知识点之间的关联也要交代清楚。而对于一些类似的方法或例子、推广的结果、能够自学的知识和某些繁琐的推导要舍得放弃。
例如在讲解代数结构这一部分时,代数系统、群要重点讲授,这是后续内容的基础,环、域和格可以简单讲授,课时少的话可以只把概念讲授清楚,独异点等可以留给学生课下阅读和学习。再如组合数学部分,基本的组合计数、递推方程与生成函数、容斥原理重点讲授,鸽巢原理、Ramsey定理、Polya定理等简单讲授,推广的容斥原理、Ramsey定理的应用、带权的Polya定理留给学生阅读。
掌握好取舍关系,才能让学生把握离散数学的关键点,而不至于偏离方向,不至于丧失学习的信心。
3.3掌握节奏,克服“快”
离散数学概念多,理论性强,学生上课容易走神,开小差,因此课堂上一定要掌握好节奏,给学生喘息和思考的时间,这就要求我们在安排学时时要留有一定的余地。课堂上,对不同内容的讲解要穿行,有张有弛,如概念、定理与应用实例可以结合起来讲解,便于学生理解,也可以适当穿插一些解题方法的分析等,也可以在课堂上通过提出一些思考题来放慢节奏,或者是介绍一些历史背景、相应知识点的新进展等。采用适度“慢”策略,是在强调教师的教学目的和方法的同时,更强调学生的独立思考和综合判断能力,因为学生才是学习的主体,教学活动的中心。
3.4启迪思路,克服“灌”
离散数学的教学中,我们要克服“灌”的教学习惯,采用启发式教学。启发是数学教学的灵魂,因为归根结底数学是人类一种高度的精神活动。美国著名数学家柯朗(R•Courant)在《数学是什么》一书中指出,“数学,作为人类思维的表达形式,反映了人们积极进取的意志,缜密周详的推理以及对完美境界的追求。它的基本要求是:逻辑和直观,分析和构造,一般性与个别性。虽然不同传统可以强调不同的侧面,然而这些互相对立的力量的相互作用以及它们综合起来的努力才构成数学科学的生命、用途和高价值。”因而数学教学决不能只告诉学生现成的数学结论,或让他们死记公式定理法则,然而要在很短的时间内让学生理解某些数学理论及逻辑是非常困难的,必须采用启发式教学,让学生运用自己的智力认真思考,这就对数学教师提出了新的要求,其精髓在于“提出问题讲解方法推广应用”。首先我们通过列举实例提出问题;然后讲解解决此问题的思路,即建模(利用离散数学中学习的方法和理论来求解);再通过典型实例细述此方法和理论在实际中的应用;最后总结此方法和理论适用的条件及一般化推广。
如在讲“有穷集的计数”这一小节中,我们可以通过列举实例来提出问题,例:求1到1000之间(包含1和1000在内)既不能被5和6,也不能被8整除的数有多少个?我们可以利用“文氏图法”和“包含排斥原理”两种方法来解决这个问题,首先可以通过讲解如何利用“文氏图法”来解决此问题的思路,为后面引出“包含排斥原理”做好铺垫;接着可以引出“包含排斥原理”,并讲解用此原理如何解决上面的问题;最后,总结一下“包含排斥原理”的适用条件以及它的推论。
再如在讲解图论时,我们可以模拟哥尼斯堡七桥问题的实景,通过场景描述对比,让学生明白七桥问题跟桥的长短、岛的大小无关,从而抽象到欧拉图问题,这也就是图论知识的起源,同样的方法可以应用到哈密尔顿图等问题的讨论。
通过这种启发式教学,让学生对所学知识有直观的了解,然后再引导学生自己列举类似问题,进一步加深对有关定义、定理以及推论的理解,提高学生学习的兴趣和增强学生分析问题、解决问题能力的双重目的。
3.5适时地给学生总结
离散数学的内容多而杂,课时少。讲课时,授重点解难点,对于易懂的内容可以一带而过或者留作课下自学。除此之外,课堂小结是一项非常重要的教学技巧与授业解惑利器。鉴于离散数学的抽象性与复杂性,学生课上容易走神,如果上堂课没听好则必然会影响下堂课的听课兴趣和听课质量,因此,进行课堂小结是必要的,起着承上启下的作用。
每次课的最后留下5分钟左右,对本次课所讲的内容进行小结,尤其是重点内容。每次课开始时对上次课讲的内容进行回顾;每章讲完后适当进行小结,总结前后各知识点之间的关联,以及应该掌握的知识点,给学生们一个总体印象,这样有助于学生对知识点的掌握及自我能力的提高,更重要的是给学生足够的信心来学习这门课程,而不至于陷于越学越听不懂,越听不懂越不想学的恶性循环。
4结语
由于在计算机科学领域中很多地方都采用了离散数学的概念思想和方法,因此离散数学已经成为计算机科学与技术专业学生必须掌握的理论基础和数学工具。本文从计算机科学与技术专业学生学习离散数学的角度论述怎样激发学生学习的积极性及学习兴趣,注重与计算机学科的结合及注重课堂教学方法的改进等方面探讨了“离散数学”课程教学方法的改进。
为了提高这门课程的教学效果,还可以研究怎样更好地利用多媒体创造良好的学习环境,提高课堂效果,以及如何在该门课程中引入实践课,让学生能将所学的知识应用于实践,提高他们的创新精神。我们还可研究怎样建立该课程的教学网站,补充、整合离散数学的教学资源及网上答疑和讨论,方便学生课外进一步学习。
参考文献:
[1] Rosen K H. 离散数学及其应用[M]. 袁崇义,屈婉玲,译. 北京:机械工业出版社,2002.
[2] 王元元,张桂芸. 离散数学导论[M]. 北京:科学出版社,2002.
[3] 屈婉玲,耿素云,张立昂. 离散数学[M]. 北京:高等教育出版社,2008
Analysis of Computer Science and Technology of “Discrete Mathematics” to Improve Teaching Methods
QIU Li-ke, ZHAO Jing, ZHAO Yang-fan
(Qingdao College, Ocean University of China, Qindao 266300, China)
篇2
【关键词】计算机科学;计算机技术;经济发展
在日益发展的现代经济中,计算机科学及技术所发挥的作用是巨大的。以美国为例,在短短的几百年里发展成为世界上最新先进的发达资本主义国家,其重要的途径就是通过先进的计算机技术来进行技术创新。正是由于计算机科学的发展,全球经济才得以呈现出“一体化”,使得时间和地域的概念愈加变的模糊和经济发展信息化。并且,从研究领域来说,经济学的发展更是需要计算机科学的支持才得以使所研究的问题具体化和量化,从而彻底改变纯定性的非科学研究,使得理论与实证相结合,以得出行之有效的结论。
一、计算机科学发展史
以科学技术为标志,人类历史上发生了三次产业革命。蒸汽机的发明标志着第一次产业革命的兴起:电的发现与应用掀起了第二次产业革命的浪潮;数字电子计算机的诞生则拉开了第三次产业革命的序幕。虽然电子计算机的发展走过了60个春秋,但计算技术和计算工具的发展历史要漫长得多。
1.1 电子计算机史前史
1.1.1 计算技术的萌芽期计算技术的萌芽期计算技术的萌芽期计算技术的萌芽期:使用石子和手指记数的远古时代;春秋战国时代中国人发明的算筹到算盘;耐普尔骨条,圆形计算尺等。凝聚着许许多多科学家和能工巧匠智慧的早期计算工具,在不同的历史阶段发挥过巨大的作用,但也将随着科学技术发展而逐渐消亡,最终完成它们的历史使命。
1.1.2 工业革命中发展起来的机械式计算机工业革命中发展起来的机械式计算机工业革命中发展起来的机械式计算机工业革命中发展起来的机械式计算机:法国科学家帕斯卡1642年发明第一台机械计算机,齿轮式能进行加减法运算的计算器Pascaline;1673年德国的莱布尼茨建造了一台能进行基本四则运算的机械式计算机;1820年真正商品化的机械式计算机正式出现;1822年英国数学家巴尔奇完成第一台差分机
1.1.3 工业时代的机电计算机工业时代的机电计算机工业时代的机电计算机工业时代的机电计算机:1941年德国的楚泽完成世界上第一台真正的通用程序控制的Z-3计算机;艾肯使Make-1计算机与1944年在哈佛大学投入运行;1942年,“阿塔纳索夫―贝利计算机”,简称ABC。
1.2 计算机的发展:1946~1958年,以电子管作为基本逻辑元件,以科学计算为主要应用领域,以IBM系列机为代表的第一代计算机;1958~1964年,以晶体管作为逻辑元件,应用领域为数据处理、过程控制等的第二代计算机;1964~1974年,采用半导体中小规模集成电路作为逻辑元件,应用进入到许多科学技术领域的第三代计算机;1974年至今,采用大规模集成电路作为逻辑元件的第四代计算机,是计算机发展最快、技术成果最多、应用空前普及的时期。
1.3 计算机的发展趋势:从类型上看,计算机正向系统巨型化、体积微型化、资源网络化和功能智能化这几个方向发展。
二、计算机科学技术在经济发展中的作用
全球信息网所引发的涟漪效应已经远达网络的瀚海之外,并且已经冲击到我们的日常生活,引发了一波又一波新的浪潮。这不是媒体业界所受的巨大冲击,也不是人际通讯的新奇工具,而是经济结构的全新变化,以及整个社会结构的变化。
2.1 计算机科学技术在企业管理中的作用
计算机网络技术在企业管理中的作用主要通过企业的计算机网络管理系统来实现,该系统所包含的基础功能模块和工具软件有:通讯软件、文字处理、excel、图形声像的处理、自动排版、安全保密系统等。为保障系统安全,一般通过防火墙进行保障;为实现资料共享,可依据自身的管理方法建立数学模型库和数据资料的检索数据库等。管理的基本职能是计划、组织、人员管理、指导与领导、控制。领导层通过这些管理对企业的各项工作作出决策。这就要求信息资料的准确和完整,企业的计算机网络管理信息系统就充分利用了网络所有的控制和决策职能,将信息系统所保存的目标信息与该系统所获得的当前信息相比,找出差异和问题,然后进行决策并执行。计算机网络科学技术可以实现企业管理全程信息化,提高工作效率。企业可以运用现代化的信息管理技术对企业人、财、物实行计算机管理,有利于分析企业各种物资消耗看,进行人事档案动态管理,财务工作实时监督等,能够完善工作环节,保证工作真实可靠。在企业运营方面,可以在市场分析、经营决策、产品开发、科技创新、生产销售、售后服务以及售后反馈等方面实现网络管理,使企业真正达到一个较高的等级。可以说,从上个世纪八十年代网络大规模应用到生产生活中以来,其发挥的作用正趋于全面化,对提高企业运行效率有着至关重要的作用。计算机科学技术的普及可以提高信息处理和反馈的速度。企业内部的管理信息和外部信息是通过数据的采集、加工、传递和提取实现的。
2.2计算机科学技术在经济结构优化中的作用
产业结构的大调整可以说与网络经济的兴起有着密不可分的关系。而网络经济的兴起并从根本上改变国民经济的结构,使其向高级化、信息化方向发展。由于信息产业本身具备的特点,它在国民经济中已成为与钢铁、能源、汽车相并列的支柱产业和先导产业,其表现为信息产业在发展过程中,通过与传统产业相互融合、渗透、可以改进传统技术并促进传统产业的改造与生机,使经济结构趋于“软化”和高级化、信息产业也是促进其他高技术产业化形成和发展的。基础信息网络化的过程实质是物质和劳务向知识密集型转化、产业结构的重心向附加值较高的信息产业演进的过程。网络经济对经济结构的优化作用主要表现在产业结构的高级化、劳动结构的智力化以及消费结构的服务化等方面。
【参考文献】
[1]刘晓东,赵军,张家.论计算机网络技术与当代经济发展的关系[J].商场现代化,2007(17).
[2]陈孟建.计算机科学对经济发展促进的研究与分析[J].生产力研究,2009(18).
篇3
【关键词】计算机技术 信息化 发展趋势
一、计算机科学与技术的历史步伐
已去的20 世纪,是计算机飞速发展的一个时期。世界上第一台电子计算机“ENIAC”诞生于1946年,至此计算机的发展才不过60年的光阴。现代计算机体系结构的形成及其技术实现的有关发明,主要归功于两位数学家,与四位物理学家,由于他们的不懈努力奠定了计算机科学与技术发展的基石。
英国数学家布里顿.艾伦.图灵和美国数学家冯.诺依曼在计算机体系结构方面做出了巨大的贡献。1935 年到1936年间由图灵设计的抽象计算机“图灵机”成为计算机发展历史中的里程碑,因此,图灵被人们公认为计算机科学之父。冯.诺依曼在1945年总结了ENIAC计算机的优缺点, 提出了基于存储程序的通用电子计算机EDVAC逻辑设计方案,1952年成功设计建造,它在体系结构设计中实现了数字化的计算过程、存储程序控制并按电子学原理工作,这三点奠定了现代计算机体系结构的基础,因此,人们又把现代计算机称之为“冯.诺依曼计算机”。
1947美国贝尔实验室的物理学家威廉.肖克莱、约翰.巴丁和沃尔特.布莱顿共同发明了晶体管,他们一起成为了晶体管之父。11年之后,美国物理学家杰克.基尔比研制出第一块集成电路(IC),从此,以晶体管为基础的芯片按照摩尔预言的速度发展,带来了今天计算机的普及,基尔也成为了电子学革命之父。
大规模集成电路的发展和微处理器的出现,其直接成果就是带来了计算机的高性能和快速小型化,1971年,世界上第一款微处理器—Intel4004问世,1978年,英特尔公司开发出了8086,首次用于IBM PC机中,电脑走入家庭。一个全新的概念“个人电脑(PC)”取代了“微电脑”的概念,
二、计算机科学与技术得到发展的原因
(一)日新月异的时代需求
起初对计算机的时代需求为“二战”时期,有着对各种信息进行处理加工的欲求,这样促使进算计的研发运用。随后信息化时代的快速发展,计算机的运算速度也在不断的提高,存储功能不断强大,使其在教育、经济等领域迅速发展普及。市场激烈的竞争之下,计算机要顺应社会需求,不断的研发变化着,无形的竞争很大程度上促进了计算机科学技术的发展进步。
(二)稳定的选择机制基于计算机技术
对于相互竞争的技术价值做出一个共识性判断之前需要一段时间,这种不确定因素可能最后影响选择机制。大多数,同时发挥作用的围绕计算机技术的若干选择判据和机制及其影响要素,选择的环境常常是非常敏锐和稳定的,这是计算机技术迅速发展的一个重要原因。
在实践中,最强的技术性创新,把经济之间的激烈竞争转化为了技术性的较量。其计算机的发展在工程学科和应用学科也给我们许多启发。这使计算机的选择机制判断更加稳定明显,这样就更容易解决计算机在生产生活的运用中所存在的各种问题。同时,计算机选择机制的发展与计算机的发展是一种双向促进的关系,一种技术的发展可以促进另一种技术的进步。
(三)科学技术的发展离不开计算机技术的支持
新一代的技术与其他领域结合,又为了满足其需求不断的研发更新,慢慢计算机技术成为生活生产中的重要工具,并成为其他行业生产中重要的工具,直接与间接的促进了各个行业科学技术的发展,最终提高了社会的经济水平。
三、计算机科学与技术的发展趋势
计算机的具体发展趋势主要分为两大部分:
(一)智能化
智能化计算机是指设计结构独特并采用平行的处理技术,对计算机中的多个数据及多种指令可进行同时处理和分析的一种超级计算机。超级计算机相对于普通的计算机来说有着更高的运算速度。这些更智能化的计算机跟接近与人类大脑的性能,可以为人们生活和工作提供方便。更可以在某些高端行业,帮忙处理大量繁杂数据,提高工作效率,节省时间与成本。这也就是计算机发展的趋势是更人性化,更智能化。
(二)新型计算机
计算机的发展是基于硅芯片技术的不断更新,但由于需求的不断加强,硅芯片的研发潜力已近极限。所以很多新型计算机就成为了计算机技术的发展趋势。
(1)纳米计算机。计算机技术与纳米技术相结合,便有了纳米计算机。纳米元件与电子元件相比,其体积较小,质地优良且导电性能较高,完全可以取代传统的硅芯片。纳米技术兴起于20世纪80年代初,纳米作为一种计量单位,它的目标是使人类可以自由的操作原子。使用纳米级芯片组成的纳米计算机的能耗非常小,几乎可以忽略不计,性能上远远高于现有的计算机,所以纳米计算会是计算机技术的发展趋势之一。
(2)量子计算机。量子力学的原理来对大量数据进行运算以及存储和分析处理的源自可逆计算机的一种物理装置,而量子计算机就是基于这个。量子效应是量子计算机研发的基础,这种计算机中,开与关的状态是通过激光脉冲来改变一种链状分子聚合物的特性来决定的。由于量子的叠加效应,与传统计算机对比而言,量子计算机存储的数据量要大得多,还有就是,其运算速度是传统计算机的十亿倍。除了其存储性能及运算速度方面的优势外,其在安全性及安保体系等方面的优良性能也远远高于传统计算机。这也成为了计算机发展的另一趋势。
(3)光子计算机。光子计算机是利用光子进行计算,用光子代替传统的计算机通过电子进行数据计算、传输和储存。并把传统计算机的导线互联转变成了光互联。传统的计算机硬件结构复杂,多数为电子硬件,而光子计算机则为光子硬件,并为光运算,不同的数据是由光的不同波长表现出来的,对于复杂的任务可以进行快速处理。成为新型计算机一员。
四、总结
以上为对计算机科学与技术发展趋势的探究,从其发展趋势到发展其必要原因到未来计算机从智能化到新型化的发展态势的必然进行了探究阐述。
篇4
关键词:计算机科学与技术;发展趋势;高速计算机;超微技术
中图分类号:TP3
1 现阶段计算机科学与技术的发展状况分析
1.1 计算机科学与技术对现阶段社会发展的贡献
现阶段计算机科学与技术参与了社会的生产和生活的众多领域,极大地提升了现代社会人们的生活质量和工作效率,为现代社会的发展起到了重要的促进作用。科学技术的不断创新与发展,计算机科学技术不断地为人们的生产、生活、文化娱乐等提供帮助,计算机科学技术在社会发展中的普遍运用,有效地提升了现代社会的文明水平。
在先进的科学技术发展背景下,计算机科学技术也在不断地提升与进步。计算机不断朝向更加人性化的方向发展,极大丰富了人们的生活。同时,计算机技术的发展还具有更新快、小体积等特点。世界上第一台计算机诞生于1946年,起初计算机技术是基于1904年的电子管技术,经过42年的科研而成,当时的计算机体积巨大。在这之后,半导体技术发明以后,在短短十年时间内半导体计算机又随之诞生,这时计算机技术已经相对成熟,其系统性和综合性也更加全面。总而言之,计算机科学技术的发展,为人类文明的进步提供了有效的帮助,同时也在一定程度上带动了社会经济的发展。
1.2 计算机科学技术发展引发的问题
任何事物的发展都具有一定的双面性,计算机在给人们带来众多效益的同时也增加一定的隐性安全问题。譬如,轰动一时的“千年虫”事件,对人类社会的生产生活带来了巨大的威胁,众多行业都遭受了“千年虫”的严重影响,这一事件让人们充分认识了计算机科学技术在发展过程中存在的问题。因此,如何能够让计算机在健康、稳定的状态下发展,减少计算机科学与技术发展对社会发展的威胁,最大限度地发挥计算机技术的“服务职能”,成为了当前计算机科学技术发展过程中热门的研究课题。
1.3 科学规划计算机科学技术的发展
任何事物的发展必须在实践中才能真正得到检验,计算机科学技术的发展也不例外。众所周知,计算机科学技术的发展起初是为了科学研究的需要,发展至今,计算机科学技术已经深入到社会发展的各个方面,包括军事、经济、生产、管理等。但是,在实际运用过程中,计算机所承担的任务主要是数据和信息的处理,而参与这一工作的主要是计算机的软硬件设备,因此,要想更好地发挥计算机的效用,在今后的发展中,必须要加大对计算机软硬件的开发,从而有效提升计算机科学技术向生产力转化的效率。
2 计算机科学与技术未来的发展
从当前国际上在计算机科学与技术领域的发展状况来分析,未来计算机科学与技术的发展主要呈现以下几个方面的趋势。
2.1 运行极速化
最近一段时间,美国科学家将空气绝缘性技术运用到计算机当中,这种技术在计算机中运用,极大地提升了计算机的运行速度,是当前计算机科学技术的一大突破。例如,美国纽约保利公司的科研人员,设计一种新型的电路,并将其运用到计算机当中,科研人员在电路中运用“胶滞体包裹的导线”技术将需要的芯片进行连接。由于这种“胶滞体包裹的导线”的包裹五---“胶滞体”当中含有大量的空气,空气是一种具有很强绝缘性的气体。传统的芯片是通过“硅二氧化物导线”实现相互之间的连接的。但是,信号在传输过程中会因为导线、芯片等对信号的吸收作用而减弱,直接影响了计算机的运行速度。而利用这种新型的导线技术就科研有效地解决这个问题,大幅减少了信号的损失,从而实现了提升计算机运行速度的目的。
2.2 生物计算机伴随着超微技术的发展而诞生
上世纪末,基于超微技术的快速发展,计算机研发人员将超微技术运用到计算机当中,并取得了巨大的成功,在当时产生了很大的影响。生物计算机很其他计算机显著的区别,这种类型的计算机通过将生物工程技术应用到计算机芯片当中,使之构成一种生物分子形式的计算机“蛋白质分子”。
二十世纪九十年代,美国科学家首次向全世界公布了生物计算机,在当时引起世界范围的巨大轰动。与此同时,美国科学家也公布了一种全新的逻辑运算方式,这种逻辑运算方式是基于电子计算机的模仿技术为技术基础,并以电子计算机模仿技术为基础,针对“虚拟”的城市路径设计问题进行了最佳方案的设计。从当前生物计算机的应用于发展状况来分析,生物计算机研发人员今后的研究方向主要集中在新型分子元件的研发,借助生物的化学反应和物理反应,实现以一种全新的方式对数据进行处理和分析等工作。现今的超微技术已经其取得了较大的进步,一些基于计算机技术的超微机器人已经面世。
2.3 以光为传输媒介的计算机科学技术发展迅猛
所谓的光学计算机就是利用光为传输介质,实现信号传播的一种计算机技术。光学计算机的优点十分显著:首先,光的传输速度是其他介质无法超越的,因此,利用光作为计算机的信号传输媒介其传输的速度是惊人的;其次,光具有偏振和频率特性,基于光的这些特性,计算机的信息传输能力得到了更好地优化;再次,光在传输过程中,不需要借组其他的介质就可以实现信号的传输,是以一种独立的形式进行传输的,具有极强的独立性。光在传输过程中不需要其他依靠体,同时不会出现相互交会的情况。
二十世纪九十年代,世界上掀起了一阵“光脑技术”科研风。世界各国不断加大对“光脑技术”的科研力度,并进行了大量的投资,并取得了不同领域上的成功。其中。以德、意、法、日为首的六十多各国家共同组建的科研队伍,在这一领域取得了巨大的进展。该队伍研发出的新型计算机,在以下几个方面进步显著:(1)计算机运行的速度更快。光学计算机的运行速度比普通计算机的运行速度提升了将近千倍以上。(2)计算机的准确性更高。在快速运行的状态下,光学计算机的准确性得到了有效地提升。(3)散热性能更优良。普通计算机在高速运行的状态下,会产生一定的热量。而在计算机运行时产生的热量无法及时排出,会对计算机的正常运行产生不良影响,甚至直接无法运行。而光学计算机突破了散热这一难题,即使在高速的状态下运行,也不会受温度的影响。
2.4 纳米计算机伴随着纳米技术的进步而诞生
伴随着纳米技术在生产生活中的运用,纳米技术不断走向成熟。纳米技术在计算机中应用,带来了纳米计算机。纳米技术在计算机中应用,主要集中在芯片上。纳米芯片技术,使得计算机芯片的体积大幅减小的同时,计算机芯片的稳定性也有所提升。美国作为纳米计算机技术研发的领军者,在纳米计算机各方面的技术都取得了令人瞩目的进展。尤其是,美国正在突破的一种纳米管连接技术,该技术一旦研发成功,就可以将芯片的作用大幅提升,从而可以实现,将计算机的内存芯片直接作为计算机的晶体管使用,从而使得计算机的功能可以得到最大化地优化。
3 小结
综上所述,计算机科学与技术的发展,将不断朝向一个更具全面性、系统性、人性化、个性化的方向进军。在当前的状态下,计算机技术的创新与发展,已经给人们的生活带来了极大便利,先进的科学技术转化为生产力的作用已经十分明显。因此,我们坚信,未来计算机科学与技术的发展,在不断努力之下,计算机发展的预期目标指日可待,计算机科学技术也将会在未来人类和社会经济发展的进程中贡献更大的力量。
参考文献:
[1]潘增欣.浅谈计算机科学与技术的发展趋势[J].才智,2013,2.
[2]谢彬.解析计算机科学与技术的现代化运用[J].计算机光盘软件与应用,2013,9.
[3]李思远.浅析计算机科学技术的发展[J].电子技术与软件工程,2012,11.
篇5
白洁
(浙江财经学院 浙江 杭州310018)
摘要:21世纪被称为计算机时代,自计算机技术诞生以来,计算机科学技术不断飞速发展,网络技术日新月异,在方便了人类工作、生活之余,也给人类带来了更加广阔的事业。随着计算机应用技术及互联网技术的不断普及发展,其先进的信息处理、传播、应用等高端技术已经广泛的应用到经济发展领域,这些关键技术的应用给社会经济结构、国际经济形势以及贸易的发展都带来了一定的冲击和挑战,反之经济的快速发展也给计算机科学技术的发展提出了更多的要求,双方互为影响因素,共同发展。
关键字:计算机科学技术 经济发展 电子信息产业
一、计算机科学技术给经济发展带来的促进影响
(一)计算机电子信息产业的发展促进了经济增长
目前人们越来越多的认识到计算机技术已经深入的融入到了经济发展中,而通过计算机电子信息产业来研究经济问题也成为学术界关注的焦点问题。
在经济信息化发展的情况下,越来越多的人认识到计算机技术在经济发展中的巨大应用。上世纪五十年代,美国学者索罗教授通过实验证明了技术进步是经济增长的主要源泉,由此创立了经济学著名的新古典增长理论。二十世纪八十年代开始,知识经济不断蓬勃发展,经济学中的增长理论开始复兴。当时著名经济学家罗摩、格鲁斯曼等都开始尝试试图用新的理论对经济的增长做出解释,由此发展成为新增长理论。这一时期的新增长理论认为,信息的发展和知识的增加可以提高投资的回报,反之还可以增进知识和信息的进一步累积。人类可以通过完善或发展生产组织方式,或创造新产品或服务的方式来实现信息和知识的累积。通常而言,信息和知识可以通过溢出效应,在没有额外投资介入的情况下是可以反复利用的,并且可以缓解由于资金短缺而给经济增长带来的压力。
(二)计算机技术的发展改变了传统企业信息和经营环境
传统理论认为,企业的内部控制模式将会直接影响到企业管理水平、企业业绩,也就是说企业内部控制的效果将会影响到企业执行力的大小。在企业执行力大的企业,信息在其内部各组织部门将会实现快速传播,保证信息准确传达;反之亦然。在传统企业中,信息指令都是通过口头形式下达的,在这一过程中,信息传播速度较慢、信息传递质量难以保证,因此最高领导层领导的指令经过内部的一系列传递后,难以保证信息的正确传达,不能在员工中达成统一的认识。同时,从市场的反应来看,在传统信息传递结构下,由市场收集到的信息也难以准确、高效的传递到领导层,领导层的决策信息错误也就会导致错误决策。
在引入计算机技术后,通过高速的信息处理及传播渠道,可以实现信息高质、快速的传递,保证了信息传递的准确性,同时也能保证领导层决策可以在下级部门正确的实施,并将下级信息直接反馈给领导层。
计算机科学技术的不断快速发展,给传统的生产经营环境、目标等问题带来了巨大的冲击。同时企业在生产资源、组织文化等多角度的传统观念也都面临着改变。计算机网络时代的到来,先进技术大量涌现。而新的生产技术、生产工艺的发展提高了效率,保证了质量,大波了原有传统制造工艺过程中,技术汇众与工厂之间的界限,也能够保证满足更多的市场需求。企业通过对新技术、新工艺的应用,并通过生产过程组织监控的信息传递、使用、管理等内容在原有工程系统重新进行建设,而这种以先进生产技术、工艺,并以计算机科学技术为核心的信息等现代管理工程制造工业也是不断发展高技术体系的结果,是在不断发展理论、方法、加强制造、企业、营销、信息共享等技术发展的中和体。由此,信息时代的信息技术对企业生产经营决策的影响是十分巨大的。
(三)计算机技术实现了生产商与客户的直接对话,提高了产业集中度
计算机科学技术的发展和应用,给信息传播提供了多样化的选择。目前,网络环境下,生产商与之间可以实现直接对话,避免了在传统模式下难以保持沟通畅通的难题,同时也就避免了生产商与客户之间容易出现的由于信息传递不当所造成的诸多问题。在计算机科学技术广泛应用的今天,计算机技术调价下的信息方式实现了网络经济的模式,生产商与客户之间实现直接对话,由此将会节省巨额的中间成本。通过直观的饿沟通,企业会更加了解客户的需求,同样客户同归企业这种直接的信息传递模式也给客户提供了更深入了解具体产品信息的机会,由此企业获得了更多的市场信息,在市场竞争中将会占据主导地位,并逐步发挥市场竞争机制应有的功能。此外,计算机科学技术的发展导致同类企业间的竞争加剧,在激励的市场竞争环境下,企业优胜劣汰更加快速,若企业不能够快速的适应市场需求势必会在激烈的市场竞争中遭到淘汰。而行业内部企业的优胜劣汰机制的形成,也会达到提高产业集中度的目的,并以此发挥产业集群效应及规模经济效应。
(四)网络技术的应用使商业活动变得更加安全
传统商业活动中,双方的交易契约大多是通过面谈或电话交流形式继续拧的,而在这种条件下,双方很难凭借第一印象判断对方的信誉,因此商业风险较大。此外,传统商业活动中的商业契约大多是通过书面或以实物形态来完成签订的,这种商业交流方式极易泄露个人隐私,同时商业机密也容易遭到窃取,存在巨大的安全隐患,势必将造成财产损失。
而随着计算机科学技术以及网络信息技术在全世界各领域经济活动中的广泛应用,在目前所形成的网络经济条件下,电子商务已经获得了巨大的发展空间,并且发展潜力巨大。网络商业活动与传统商业活动相比安全性更有保障。网络安全问题对电子商务的发展也尤为重要,因此必须要加大对网络商业交易的安全处理,尽快建立起全方位的网络安全体系,通过对网络数据进行加密处理,来保证网络系统安全,保证网上商业活动的安全顺利进行。
(五)计算机技术让企业更加强大
1、计算机科学技术的快速发展给企业带来了多方面的影响,而对信息处理的效率也成为21世纪企业竞争发展的关键因素。在日益激烈的市场竞争中,企业必须要加强对计算机技术的应用,提高企业信息处理、应用效率,以此充分利用信息技术来真正为企业服务,并跟随历史信息化发展的洪流,在应用的过程中积极研究和探索能够适用于未来信息化发展趋势的新思路和新方法。在激烈的市场竞争中,企业面对网络信息技术带来的挑战和机遇决不能无动于衷,否则将被历史无情地淘汰。
二、保障计算机技术对经济发展促进和在经济研究中的良好运用的建议
(一)实现企业内部生产、学习、研究的一体化
企业社会经济运行的重要组成,在利用科学技术创造经济价值的社会部门中,不应该存在拿来主义的做法,企业对计算机科学技术的应用也要根据自身情况进行筛选和总结,探寻最适合本企业的计算机技术。通知,企业还应该重视加强对企业内部领导及员工的计算机专业技能及知识的教育和培训,定期组织培训,不断强化员工业务技能,提高计算机技术在企业发展中的应用效率。此外,企业还可以保持与高校、科研机构之间的紧密交流与合作,企业给高校提供资金支持,高效给企业提供技术支持,企业积极的吸收先进的计算机科学研究成果,实现企业内部生产、学习和研究的一体化发展。
(二)提高企业内部计算机技术应用平均水平
从企业的自身应用来讲,在一些较为成熟的企业中,已经积累了大量的丰富经验,同时还通过企业内部的计算机技能培训及学习培养了大量的专业计算机人才,这些人能够接受新思想、新技术,从而在计算机技术发生升级后,会第一时间做出反应,提高企业信息化的效率。而在大多数企业中,对计算机的使用还只是处在初级阶段,计算机技术并没有真正的应用到企业的生产实践过程中,领导对计算机技术的重视还不足,限制对其资金的投入,在企业体制内和外部环境都受到恶劣影响的情况下,企业内部信息化水平难以提高。
企业要提高内部计算机技术应用的平均水平应做到以下两点:
1、统一性。企业要提高内部计算机技术应用的平津水平,必须要具有统一性。这是指企业客户端应用软件以及应用软件管理系统的统一性,只有在这些条件都达成统一的条件下,才能够保证应用服务真正的服务到企业全体工作人员中,并保证全体工作人员能够从中得到能力提升;
2、保证客户端简单化。任何系统在使用过程中,只有在最简单的条件下才能够保证不同程度的全体参与人能够正确的立即和使用。
(三)企业积极应对网络时代
21 世纪是知识和信息决定国际竞争力的时代,信息化、网络化不是一个选择的问题,而是决定国家和企业兴衰存亡的根本大计。现代企业在面临多重市场机遇的条件下,也面临着许多挑战。在原有经济体制下的改良和升级情况下,企业的发展已经不可避免的与计算机科学技术的发展结合在了一起。发达国家的许多经验已经告诉我们,其经济兴衰与信息技术的领先程度有着密切的联系。在国际化、信息化不断深入的条件下,原有的信息复制、传递与使用技术已经不能够满足现有跨地区、跨国家的要求,信息技术程序也成为了一种跨地域的交互式交流与合作。网络不仅仅能用于单纯的信息,还可以帮助企业打破地理、时间的限制,实现在线交易。
(四)社会应当引起足够的重视,加强人才的培养
知识经济时代的到来带来了更丰富的世界,而同时也将人与电子技术之间的联系变得更为紧密。在知识经济时代,社会的建设也包括计算机科学技术在内的信息基础设施建设、数据标准化建设及处理,以及多个行业。而所有这些工作的实施都需要建立包括制定目标、组织、规划的过程,在每一个过程中都不能够缺少专业人才,才能够保证知识经济的运行。因此,为了提高计算机科学技术对经济发展的促进作用,建立一支适合经济时展要求的专业人才队伍是十分重要的。
(五)在高校等计算机人才培训机构中,着重加强硬件和软件的配套设置建设
在全社会共同是认识到计算机科学技术人才培养的重要性后,大家也必然将这一重任落在了高等学校及培训机构的身上。在培养计算机科学人才的过程中,必要的硬件和软件配套设施是教学的基础。而高等学校在进行计算机人才培养过程中,应重视对硬件设施如计算机试验机房、网络设备、专业教师配备等问题,不能够在教学中片面的以理论为基础,计算机学科与其他学科不同,纯理论化的教学是不科学的,必须要辅之以响应的实践操作才能够使学生真正学以致用。而与经济学专业教学关联来看,经济学专业学生一般计算机基础较差,弱不鞥能够接收到系统的计算机授课,对一些经济类计算机分析软件的应用是有很大难度的。因此,在我国的经济学授课中,也应该要避免纯理论的教学,应该让学生通过实际操作认识到经济问题分析的过程以及对结果的合理解释是如何得来的。此外,高效计算机科学教育也必须要重视软件的配套设施建设,如赔本正版的经济分析软件。因此,我国国内高效应该投入足够的资金保障硬件和软件的供应,使培养高技术人才的途径得以畅通。
参考文献:
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[2] 荣威.计算机信息技术在人类社会经济发展过程中的应用[J].林业科
技情报,2001,(4).
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关键词:计算机信息技术 学习兴趣 创新
计算机信息技术课对学生有很强的吸引力,开始时学生都会带着满腔热情投入学习。可随着学习的深入,知识点越来越多,学生在操作时会变得无所适从,学习热情也会逐渐消失。
在课堂教学中,教师要充分关注学生的学习心理和学习需求,采取生动有趣、符合学生心理的多种教学方法,引导学生“消化”重、难点,学会学习,提高学生的操作能力,形成一定的信息素养。
一、巧用妙语,激发兴趣
学生具有天生的学习潜能,而教师的作用在于激发这种潜能。课堂中,讲解示范是不可缺少的教学环节。每节课中都会出现一些新名词、新概念,它们没有操作那么直观生动,教师如果能恰当地运用比喻和贴近生活的实例进行讲解,学生会记忆深刻。例如在计算机基础教学中,讲解“内存”的作用时,笔者用“黑板”来打比方。开机时,内存可存储信息,正如上课开始时黑板是空的,可以写很多信息;断电时,内存信息消失,正如下课后黑板内容被擦干净,可为下一次课使用。贴切的实例让学生很快记忆所学理论知识。
二、巧用实例,化抽象为具体
在课堂教学中,教师要借助身边的实例、教具和图示,让学生更好地掌握知识,热爱学习。在讲解计算机中的“信息存储单位”时,笔者利用学生爱上网的特点,设置问题:最初家里接入2M带宽时,为何下载的速度只有256KB/秒左右?身边的实例引发学生对“信息存储单位”的思考。原来“宽带”就是传输速率,指每秒传输的最大比特数(bps),即每秒处理多少比特。而我们常说的2M带宽,就是2Mbps,下载速度256KB/秒中的B是“字节”,信息存储单位中,1B=8bit。当知识与生活联系起来时,学生的学习热情被充分调动,抽象的概念也得到很好的理解。
在AutoCAD中绘制“长方体”时(如左图,长36mm,宽16mm,高4mm),笔者介绍两种方法。方法一:长度法,利用“长方体”工具输入长、宽、高的数值。方法二:两点法,即输入长方体的角点坐标。两点法学生不易理解,这时借助示意图例,能帮助学生轻松掌握知识。
三、创设情境,设置分层任务
教师必须尊重学生之间的差异,教学目标既要满足大纲的要求,可以让所有学生掌握知识,又要让有能力的学生有“跳一跳摘到果子”的喜悦。教师通过在课堂上设置多元学习目标,让教学活动以自动、自主方式朝着教学目标进行,让学生通过互助、请求教师帮助、网络查询等方式,加深对重点知识点的理解。在Photoshop平面设计剪贴蒙版一节中,笔者给所有学生设计了基本任务:模仿老师所教蒙版的用法,完成书本案例;对有能力的学生设计提高任务:利用素材和网络资料大胆想象,灵活设计制作“拼图”;对有兴趣进行课外活动的学生设计拓展提高任务:用所学知识拼合出有趣的图片。在校级运动会上,学生用所学Photoshop技术和美术知识设计运动会徽标,将所学应用于实际生活中,提高了自己的创造力和想象力。教师通过不同的任务让各层次的学生学有所得,学有所乐。
四、打破常规,丰富作业形式
教师在每节课上要让学生学会一定的理论知识,还要让学生具备动手能力。长时间单一地做书面作业,学生会失去兴趣,要使作业形式多样化。
课堂中设置实践作业,采取小组合作方式完成。对学生的作品要进行客观、公开、公正的评价,让自评与他评相结合,培养学生的批判性思维、创造性思维和科学评价等能力。
课外设置适当的书面作业,比如在Photoshop、AutoCAD等课程中,书面作业是在课后写出课堂上完成典型案例时的操作步骤,并写出操作中遇到的问题及思考过程,通过“写”培养学生思考分析能力。鼓励学生在课外利用工具、网络查资料等方法,大胆设计,这样既能提高学生的创造能力,又便于教师及时反思教学效果,不断完善教学。
五、超越传统,创新考试形式
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一、引言
在目前的高职高专教育中,《计算机网络与组网技术》课程是计算机专业的基础课程。该课程具有概念复杂、理论和实践性强、技术更新迅速等特点。计算机网络是结合了计算机与通信两大技术的一门综合学科,涉及到两种技术的大量概念,同时该课程是一门实践性很强的学科,而传统教学枯燥乏味,与实际脱离,教学质量及效果很不好。国内各高职院校对于该课程都在进行课程改革等方面的工作,并取得了一定的进展,但取得突破性进展的基本没有。长期以来,计算机网络课程教学存在着一些突出的问题。主要表现为:教与学之间缺乏良性互动;实验条件不充分;理论与实践不能统一;对于高职高专教学,教材编写中不合理处较多。
二、工学结合的课程开发与教学设计
1.课程在课程体系中的地位。《计算机网络与组网技术》是高等教育计算机科学与技术、网络工程、通信工程、软件工程等电子信息类专业的一门专业课,目的是使学生将计算机网络理论知识与工程实践相结合,掌握计算机网络的组建、配置、管理与维护的理论与方法,拥有网络组建与综合管理能力,着重培养学生的动手能力,分析问题、解决问题的能力,使学生成为合格的工程人才。
2.课程的教学目标。学完本课程学生应该掌握的主要内容有:计算机网络基础知识、局计算机网络设备原理与使用方法、交换技术及配置方法、路由技术及配置方法、网络布线技术、网络服务搭建、工作站配置与管理、网络互连方法与技术、网络安全与管理技术、网络维护与常见故障的分析与排除等,并通过网络系统集成案例综合分析,提高学生的综合工程能力。
3.课程教学内容选择。《计算机网络与组网技术》课程的主要内容包括计算机网络知识概述,局域网设计与构建,计算机网络设备,交换技术及配置,路由技术及配置,网络布线技术,搭建网络服务,服务器的配置与管理,网络互联,网络安全与管理技术,网络维护与常见故障的分析与排除,网络系统集成案例分析。
4.基于行动导向的系统化教学设计。解决思路:重视教学模式的设计与创新,以实际工作岗位的工作任务为教学内容,有针对性地采取工学交替、任务驱动、项目导向等教学模式,并探索不同教学内容应用不同的教学模式组合搭配,提高学生的学习效率。重视学生学习与实际工作的一致性,以实际工作任务设计学习任务,以实际工作过程设计教学过程,突出学习任务的职业情景,保证学生学习与实际工作的一致性。此外,利用一个网络工程项目案例作为教学内容,完整剖析一个网络工程项目的各个环节,让学生对网络工程项目有完整的认识。
解决办法:由于该课程实践性很强,一是授课时要与目前流行网络的实际相结合,学生才能透彻地理解。二是强化课程实验,从技术运用这个角度,针对某一重点的内容,完成一个设计性、应用性或综合性的课题,提高对计算机网络技术的理解及运用。三是充分利用网络平台等资源加强与学生的交流互动,及时发现问题,解决问题。四是工学结合,适应社会。
三、工学结合的课程教学实施
学院本着工学结合的原则,建立了网络实验室、网络综合布线实验室,较好地满足了《计算机网络与组网技术》及相关课程实验及实践环节教学需要,使学生得到了真实工程环境的综合训练。并且教学团队中的成员均具有企业一线工作的经历,部分教师还在学院信息技术中心兼职管理学院网络,具有极强的实践工程能力。
1.精选教学内容。现阶段《计算机网络与组网技术》课程的相关教材都是理论知识多实践内容少,内容相对陈旧,结合高职高专学生的特点和就业需求就需要对教学内容做适当调整,精选教学内容,特别是实验内容的选取,突出高职高专特色。教学内容方面,理论教学要适度,做到少而精,以够用为度,着眼于理论在实际中的应用,重点介绍理论知识的应用范围、典型应用案例,减少高职高专学生对于接收大量理论知识的厌恶感。
2.改革教学方法。课堂教学借助多媒体技术传授计算机网络内容。针对不同知识点设置问题,通过提问启发,小组或集体讨论,案例分析等多种方法组织课堂教学,同时引入现阶段较为流行的如碎片化教学、翻转式课堂等教学新技术。引导学生主动思考、探索、发现问题,鼓励学生大胆提出问题,激发学生的学习积极性与主动性。实践教学则采用项目化的方式,从实际需求问题出发,通过分析问题、设定方案、动手实施及解决问题一系列的完整过程,强化学生理论与实践的结合,增强学生动手能力。
3.改变考核方式。改变传统的单一理论考试方式,通过理论考试加实践考核的方式对学生知识掌握情况进行考查,可以进一步提高学生实践应用的能力。传统的理论考试方式单一,不利于实践操作的考核。而实践操作考核是实践教学的一个重要环节,不仅能够使学生对实践教学加以重视,而且能够真实的反映学生的实践动手能力。为了提高学生的实践能力,发挥学生的主观能动性,结合高职高专学生动手能力强的特点,就必须引入实践考核的方式,加入了实践考核成绩的最终成绩才能够更全面、更客观的展现学生最终的知识掌握程度及学习效果。
四、结束语
通过对《计算机网络与组网技术》课程的教学模式改革探讨,进行工学结合的课程开发与教学设计,不管是从学生的实际应用能力来看,还是从学生网上评教、督导组听课、教师评课等情况来看,本教学团队的课程教学已起到了较好的教学效果。
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【关键词】案例教学法 计算机主板芯片级维修技术 课程教学 应用
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)04C-0152-02
在专业电子设备维修领域,分为板卡级维修(也称为一级维修)和芯片级维修(也称为二级维修)。专业电脑维修中一级维修指的是不涉及芯片更换,只是配件(主板、显卡、硬盘、外设和软件等等)的更换维护服务。芯片级的维修,则需要级别更高的技术服务,如电脑主板上各部分工作电路,包括开机芯片、I/O芯片、声卡芯片、南北桥芯片的更换和电容、电阻等电子元件的替换。其涉及的技术都非常实用,但技术含量也很高。在常规的计算机维修课程教学中,教师往往按照教程章节,将理论知识单向地传授给学生,如果遇到难度较大的知识点,学生往往难以理解,直接影响下一环节内容的掌握,导致课堂教学效果不佳。本文针对计算机芯片级维修教学中“填鸭式”和“满堂灌”的缺点,提出案例教学法,使学生更为轻松地学好计算机主板维修技术的专业课程。
案例教学法是一种以案例为基础的教学法(case-based teaching),案例本质上是提出一种没有特定的解决之道,而教师于教学中扮演着设计者和激励者的角色,鼓励学生积极参与讨论,不像是传统的教学方法,教师只是扮演着传授知识者角色。
一、案例的选取
主板故障分类繁多,选取案例应先对市场情况进行调查,本着与用户主板实际发生故障概率大、实施取材较为便捷的原则。本文选取“USB接口电路故障”、“CMOS电路故障”为例进行说明,其他故障设计可依例类推。
案例1 雷击导致计算机接口故障
计算机接口故障属于计算机芯片级维修遇到最多的情形之一,导致故障的原因很多,如接口虚焊、外部撞击、雷击、潮湿短路等,都是造成计算机接口电路故障的原因。而且从接口分类来看,又包括USB接口故障、PS口故障、并口故障、串口故障以及其他各种不同类型接口故障。在教学过程中,教师若按照各种类型逐一讲解排查过程,既费时又费力,而且教学效果难以理想。各高校计算机课程多大设有专门计算机实验室或计算机实训中心,由于使用率较高,每天均会出现各种不同原因的计算机故障,因此,在选取案例时候,可针对芯片级维修课程中常见的故障类型进行选取,例如初夏常出现的雷雨天气,常常导致计算机出现接口方面的故障。可以此作为案例,对课程中计算机接口故障的内容进行案例式教学实施。USB的中文含义是“通用串行总线”。目前USB接口是计算机中应用最为广泛的一种主流接口,使用该接口的设备非常多,使用频率也非常高,因此因为雷雨天气导致该接口出现损坏的情况也较为多见。而PS接口、并口、串口等其他故障,因为其电路设计及使用情况来看,出现概率已经逐年减少,因此在教学过程中,可以选取雷击导致USB接口故障作为一个案例进行教学。
案例2 潮湿天气导致芯片电路故障
由于南方天气的特点,每年开春以后,一些地区会有室内返潮出水现象,这就是常说的“回南天”,这种天气在我国长江以南地区的春夏季节时常出现,这也是导致计算机设备损坏的重要原因之一,其中主板CMOS电路中,往往受到这种天气的影响,由于机房管理与防潮措施不到位等原因,而导致CMOS芯片电路的损坏。
CMOS电路的故障点从理论上分析,可能存在八个故障点,分别是CMOS跳线、电池及电池插座、二极管、三端稳压二极管、低压差三端稳压器、低压差三端稳压器输出端连接的滤波电容、谐波电容、晶振。而事实上最易出现故障的器件主要为二极管、三端稳压二极管、低压差三端稳压器输出端连接的滤波电容。而潮湿天气往往导致其中4~5种元件出现故障,因此,选取CMOS芯片电路作为案例进行学习潮湿天气导致芯片电路故障非常合适。
二、案例教学法的实施
(一)展示案例,启发思考
教师将计算机实验室维护过程中发现的部分故障主板作为案例留存,在课程开始时展示给学生,这种案例教学方式比起常规讲授教学方式对学生更有吸引力,让学生带着案例问题去寻找课本中的理论知识,避免枯燥乏味的单一教学模式。
1.教师应做好前期准备工作,要研究透案例与理论知识点的联系,设计好案例的展示方式,确定案例的重点或关键点,方便在分析案例时重点分析故障的关键维修环节。
2.教师课前要处理好案例和教材内容之间关系,设置能体现教学重点和难点的案例,所设置的案例既要接近实际又不脱离教材内容,让学生带着案例问题去探索课本理论知识,尝试运用理论知识去解决实际案例问题。
3.设置的问题要符合学生的理论基础水平和操作实际能力。设置问题由浅入深,由易到难,由课内到课外,由案例到教材内容,难度适中,有针对性。
(二)探究讨论案例,解决问题
组织学生对案例进行讨论是案例教学法的关键。这种方法就在新课前教师精选一些典型案例,然后根据教学目的,提出若干问题,激发学生的探究兴趣,让学生运用教材中刚学的或是以前学过的理论知识、概念或其他的课外知识对案例展开自主探究、分析、讨论。具体的操作方式可以灵活多样,如小组讨论、分组比拼等。然后学生或教师对案例讨论作总结,针对学生讨论中不能解决的问题在全班讨论或辩论,教师加以引导启发,使学生在自主探究与讨论中互相启迪,从中得到启发教育或产生新的知识,培养能力,达到以“例”明“理”,以“理”释“例”的目的。
如案例1中,雷击导致计算机接口故障这一典型故障,学生可先分组对故障的原因进行各自的猜想、预判,根据电路图进行跑线,弄清接口电路的走线,然后通过之前掌握的计算机维修工具使用方法,对所怀疑的故障点进行检测,在实际工作环境对保险电阻、滤波电容、贴片电感进行逐一检测,更换元件。案例2中,潮湿天气导致芯片电路故障,学生可首先思考导致故障的原因,利用测量工具对可能出现短路的元件进行排查,找到故障点所在位置,灵活利用之前所学的知识,独立找到故障点进行排除。
通过这两个案例,让学生对雷击的危害、潮湿天气对计算机工作的影响、主板电路图识别、走线的方法、元器件的检测等知识进一步深入。同时,教师还要引导学生讨论案例中所隐含的如何防止雷击与潮湿天气导致故障的问题进行探讨。
(三)总结点评
案例式教学进行到最后一步,是由教师对每个小组的解决方案进行点评。作为教师应该仔细分析各小组的解决方案,讲解该案例中涉及的故障切入点,对准确或接近判断故障关键点的小组给以肯定和表扬。对分析错误的小组中暴露出的问题有针对性地点拨,教师要教会学生从不同视角、用不同方法来探究解决案例问题,和学生一起总结出排除故障的最佳方案,教会学生有效地运用书本中所学的理论知识来解决案例中涉及的实际问题。教师在总结点评中要有目的地指导学生对理论知识的运用,让学生能够运用所学的知识锻炼发现问题解决问题的方法,从而达到维修操作技能提升的目的。
三、案例教学法实施的效果
根据以上案例进行教学,可实现以下教学效果:
(一)激发学生独立思考
传统的计算机芯片级维修教学只按照章节顺序逐一讲解维修流程,而且其内容在实践中常常不具备典型性,有些故障出现几率极低,且讲解过程枯燥乏味,在一定程度上损害了学生的学习积极性,学习效果往往不佳。但案例教学法体现并不是一味逐个章节讲解,而是利用已有典型案例,通过学生自己去思考、去尝试,使枯燥乏味的教学活动变得生动活泼。如案例1中如果教师不采用事先设计好的案例,而是花大量时间分析电路图,课堂教学将难以达到良好效果。而采用案例教学法,各个小组的学生都要就自己本小组方案发表见解,与其他小组的方案进行辩论,通过这样的经验交流,一来可取长补短、促进每个学生能力的共同提高;二来起到激励的效果,营造出互相比拼,人人争先,不甘落后的良好教学氛围。
(二)引导学生更注重实践能力
目前许多用人单位都强调实际操作技能。计算机维修行业的本身是重实践重效益的,学生一味地通过学习书本的死知识而忽视实际能力的培养,不仅对自身的发展有着巨大的障碍,其所在的企业也不会直接受益。案例教学正是为此而生,为此而发展的。
(三)实现双向互动
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摘要:在研究生的计算机仿真技术课程教学中,针对机械工程类研究生的专业方向、课程体系的设置以及工科研究生自身特点,为培养研究生的自主学习能力、创新能力以及增强其工程应用意识,通过在计算机仿真技术课程教学的经验积累,逐步探索出以项目驱动为主要教学方法,通过实践应用,取得良好的教学效果。
关键词:项目教学法;计算机仿真;创新;实践
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)24-0144-02
一、前言
研究生教学有其突出的特点,他们中多数人理论基础扎实,获取书本知识能力强。但同时也存在创新意识和创新能力不足、工程应用背景不够的缺点。本人通过十多年研究生教学的实践,结合本学院研究生专业方向、课程内容针对性强等特点,对如何在研究生教学改革中突出培养学生的自学能力、创新能力,增强学生的创新意识与工程应用能力等问题进行了一些改革创新。
二、课程定位及课程特点
随着现代工业的发展,科学研究的深入与计算机软、硬件的发展,计算机仿真技术已成为分析、综合各类系统,特别是大系统的一种有效研究方法和有力的研究工具,计算机仿真技术已经广泛应用在各技术领域、各学科内容和各工程部门。仿真技术已经在国防军事、国民经济、社会生活的众多领域发挥了重要的作用,国内外众多学者认为,仿真技术“正在成为与理论、实验并列的第三种认识和改造客观世界以及科学研究的手段”,因此仿真技术
被认为是“使能”技术。计算机仿真技术是仿真科学与技术涉及到的有关具体仿真技术中最为基础的部分,具有综合性、多学科交叉等特点。
为了拓宽机械工程专业基础,提高培养对象的整体素质,更好地适应社会对机械工程专业人才的需求,高校工科专业的研究生应掌握一定的计算机仿真知识与技能。计算机仿真技术课程是我校机械工程学院面向所有研究生各专业方向的研究生开设的一门专业基础课程,考虑专业应用需求并结合教学实践情况,课程目的是通过本课程的学习,要求学生掌握计算机仿真技术方面的基本理论,基本知识和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,为今后分析、综合各类工程系统或非工程系统提供一种有力的工具,以便能灵活应用所学的计算机仿真技术为本专业工作服务。
一方面,基于仿真技术课程的内容方法较多,实践性强的特点;另一方面,授课对象专业方向较多、授课学时有限等特点,如何解决在有限的教学课时内讲授内容繁多的仿真内容、对计算机仿真技术课程进行教学方法和手段的改革探索和实践,以达到计算机仿真技术教学目标。
三、教学内容的设置和教学方法的选择
课程开设初期,由于只是机械电子工程专业方向的同学选修,所以所讲内容基本针对该专业方向进行设置。随着选修人数的不断增加,以及选修学生所属专业方向的扩大,专业方向包括:机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、机械工程(专业学位)等,基本涵盖了机械工程学院的所有专业方向。
计算机仿真技术课程涉及多个交叉学科,紧密相关的课程包括数值计算方法、计算机编程、计算机图形学、高等数学、自动控制原理、现代控制理论、优化设计等课程。如何讲出本课程的特点,并充分结合相关课程内容,必须在教学内容的选排上下功夫。
项目教学法是一种以任务驱动、以项目为基本教学单元,将理论教学和实践教学有机融合在一起,强调综合能力的培养在研究生教育中的重要性,突出学生在整个教学过程中的主体地位。因此,为了满足各个专业方向学生的要求,使他们能够掌握一门工程分析技术,为后续的学术论文和硕士学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段,本人在讲授该门课程的过程中,逐年对教学内容、教学手段和教学考核方法等不断进行调整和完善。
1.采取项目专题方式进行教学内容的讲授,调整授课内容,采用专题教学方法使课程主题内容分明,有利于将仿真方法讲深、讲透。
2.扩展所授课程内容涵盖的范围,包括数值计算、优化设计、图形可视化、控制系统特性仿真、控制系统设计以及与外部软件的接口等内容,以满足各专业方向学生的需求。
3.增加与课程相结合的实验教学内容。计算机仿真技术本来是实践性很强的综合性技术,仿真技术本身是在对控制系统分析的过程中不断完善和发展起来的。因此并结合各个专业研究生的不同研究方向,灵活设计若干个专题实验,使学生学以致用,培养学生将该门课程应用于实际工程的能力。
4.采用多个工程应用实例进行教学,从系统应用、数学建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等,使学生从生产实际认知的研究对象,提升到理论高度的学习,应用所学的各科理论知识和技术手段,进行数学建模、仿真建模的建立,并对模型求解以及特性进行分析,获得直观结果,提高学生学习兴趣,最终解决实际工程问题,培养学生解决工程实例问题的能力。
5.结合学科前沿,进行课堂讨论。研究生在初步掌握了对系统的模型、仿真算法设计、仿真及结果分析这一流程后,为强化计算机仿真在实际工程的应用概念,在此基础上,以项目形式,开展课程学科前沿以及⒏妹趴纬逃胂执技术融合等专题讨论。
6.增加实验环节,培养研究生工程实际应用能力。利用各种平台,扩充计算机仿真技术资料,提供最新的仿真案例,结合教学团队的科研课题,设计实验项目,培养研究生工程实际应用能力。
四、项目教学法的教学效果
基于项目教学法计算机仿真技术课程的教学方法改革与实践,满足机械工程学院各个专业方向研究生的需求,教学方法和手段的完善,使研究生自主学习能力、创新能力和工程应用能力等得到了进一步的提高。
计算机仿真技术作为工科研究生的必备研究手段和技术,使学生掌握一门工程分析技术,为后续的课题研究、学术论文和学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段。
近五年的每年30―40人研究生选课,工程硕士每年20人左右选课,课程得到了各专业方向研究生的普遍认同。本人指导的研究生,发表与该课程相关的学术论文近20篇,撰写的硕士论文均用到计算机仿真技术。
篇10
【中图分类号】 G623.5 【文献标识码】 A
【文章编号】 1004―0463(2016)06―0123―01
教学内容:
义务教育教科书四年级上册《数学》第73页例1、例2及相关内容。
教材与学情分析:
“除数是整十数的笔算除法”是四年级上册的内容,它属于数与代数的领域。除数是两位数的除法,是小学生学习整数除法的最后阶段。对于除数是两位数的除法的内容,本单元按照商一位数、商两位数、商的变化规律三个内容一共安排了十个例题,商是一位数的内容又分为除数是整十数、除数接近整十数、除数不接近整十数,它是在学生学习了多位数乘一位数、除数是一位数的除法和除数是整十数的口算除法的基础上进行教学的。学生在学数是一位数的笔算除法时,已经掌握了除法的基本方法。除数是两位数除法的计算原理与除数是一位数的除法相同,只是试商的难度在加大。所以用一位数除的经验,是本课学生自主探索的基础。
基本设计理念:
1. 重视算理,概括算法
除法竖式算理的理解,是学生理解除法运算核心含义的一个重要过程,对学生后续除法内容的学习有重要的价值。所以,算理的理解,仍然是本课的重要内容之一。教材用文本框的形式呈现不完整的计算法则。所以,适时地组织学生讨论、交流,结合具体问题逐步感受、初步概括计算的方法,是本课的主要任务之一。
2. 迁移旧知,自主探究
除数是一位数的除法的计算方法,是学生的已有经验,本课要充分利用学生的这些经验,为学生创设自主探索、合作交流的空间,让学生通过旧知的迁移,找到解决新问题的办法,发展学生的自主学习、自主探究能力。
3. 尊重教材,用好教材
教材的例题和情境通过多轮的修改,指向性非常明确,设计比较合理,所以本课没有对教材的例题做出改动和调整,直指要研究的典型问题,把设计重点放在用好教材、增加学生思维深度上。
教学目标:
1. 通过数形结合,理解除数是整十数、商一位数的笔算除法的算理;
2. 能用竖式正确计算;
3. 知道如何确定商的位置;
4. 会用估算等方法进行试商。
教学重点:
理解算理,能用竖式正确进行计算。
教学难点:
在正确理解算理的基础上确定商的位置。
教学过程:
1. 复习引入
先口算,然后列竖式计算,回顾算法,最后揭示课题:除数是整十数的笔算除法。
设计意图:除数是一位数的算法是本课学习的基础,也是学生迁移经验的基础,口算除法是学生试商的基础,所以复习安排了这两项内容。
2. 探究新知
(1)出示例1: 92本连环画,如果每班分30本,可以分给几个班?
1) 找题中的数学信息;
2) 结合小棒图准确理解数学信息,理解题意;
3) 列式,说明:为什么用除法?
设计意图:例题属于除法中的包含除法,对于部分学生来说是理解的难点,所以在解决问题的过程中要求学生准确理解信息和题意,并明确算式的合理性,这也是培养学生良好思考习惯的一种措施。
4) 估算
5) 自主探究
活动要求:
①在小棒图上圈一圈,看看能分给几个班。
②试着把你分的过程用竖式表示出来。
③对照小棒图,想想竖式中的每个数表示什么意思?
设计意图:除法竖式是除法算理的数学化、符号化表示,学生在长期计算中容易忘记竖式的本质含义,所以通过小棒图的对照加深学生对竖式算理的理解。
6)汇报展示,对照小棒图理解竖式的含义。
预设一:商的位置有错的,让错的先讲,对的再讲。通过讨论明确商的位置。
预设二:商的位置没有错的。通过师生质疑明确商的位置为什么在个位上,加深学生的理解。
7)做一做(略)
(2)出示例2.178÷30
1) 比较异同,明确类型。这个算式和刚才题目相比,有什么相同?又有什么不同?
2) 学生试做,板演讲解。
重点质疑:被除数的十位上不够商1时怎么办?
预设讨论:商应该写在哪一位上?
设计意图:例2重点解决被除数前两位不够商1的问题,在以往的教学中,发现有近50%学生在这里还是容易出现商的位置的模糊,所以对这个问题再次进行质疑。