时间：2023-03-20 16:23:26
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论文摘要：计算科学主要讲述了一种科学的思想方法，计算科学的基本概念、基本知识它的发展主线、学科分支、还有计算科学的特点、发展规律和趋势。
引言：随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，和计算科学的快速发展以及取得的大量成果。计算科学这一学科也也应运而生。《计算科学导论》 正如此书的名字，此书很好的诠释了计算科学这一学科，并且指导了我们应如何去学好这一学科。使得我们收获颇多。并且让我深深的反思了我的大学生活。正如赵老师书中所讲的：“计算科学是年轻人的科学，一旦你选择了计算科学作为你为之奋斗的专业类领域，就等于你选择了一条布满荆棘的道路。一个有志于从事计算科学研究与开发的学生，必须在大学几年的学习中，打下坚实的基础，才有可能在将来学科的高速发展中，或在计算机产品的开发和快速更新换代中有所作为。
什么是计算科学和它的来历
计算科学主要是对描述和变换信息的算法过程，包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用的系统研究。全部计算科学的基本问题是，什么能（有效的）自动运行，什么不能（有效的）自动运行。本科学来源于对数理逻辑、计算模型、算法理论、自动计算机器的研究，形成于20世纪30年代的后期。
随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，人类使用自动计算装置代替人的人工计算和手工劳动的梦想成为现实。计算科学的快速发展以也取得大量成果，计算科学这一学科也也应运而生。
计算科学的发展
a、首先先介绍图灵机
图灵机的发明打开了现代计算机的大门和发展之路。图灵机通过一条两端可无限延长的袋子，一个读写头和一组控制读写头的（控制器）组成它有一个状态集和符号集，而此符号集一般只使用0和1两个符号。而就是这个简洁的结构和运行原理隐含了存储程序的原始思想，深刻的揭示了现代通用电子数字计算机的核心内容。现在通用的计算机是电子数字计算机，而电子数字计算机的发展是建立在图灵机的基础之上。他的二进制思想使计算机的制作的简化成只需两个稳定态的元器件。这在今后的计算机制作上无论是二极管或集成电路上都显示了明显的优越性。
b、计算机带动的计算学科
1946年随着现代意义上的电子数字计算机ENIAC的诞生。掀起了社会快速发展的崭新一页。计算机工作和运行就摆在了人们的面前。
1、计算机语言
我们要用计算机求解一个问题，必须事先编好程序。因此就出现了最早的机器指令和汇编语言。20世纪50年代后，计算机的发展步入了实用化的阶段。然而，在最初的应用中，人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下，而且十分别扭，也不利于交流和软件维护，复杂程序查找错误尤其困难，因此，软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年，第一个程序设计语言Short Code出现。两年后，Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言，Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位，并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念，如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且，它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式（BNF）定义语言文法的高级语言。还有用于支持结构化程序设计的PASCAL语言，适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA，支持并发程序设计的MODULA-2，支持逻辑程序设计的PROLOG语言，支持人工智能程序设计的LISP语言，支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。
2、计算机系统和软件开发方法
现代意义上的计算机绝不是一个简单的计算机了而也包括了软件（系统软件、应用软件）。各种各样的软件使得计算机的用途大大增强。而软件开发也成为了一个重要课题和发展方向。软件开发的理论基础即是计算模型。随着计算机网络、分布式处理和多媒体的发展。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计，在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计在程序设计语言中已非常的流行。之后，在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下，通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后，并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关，如各种并行、并发程序设计语言，进程代数，PETRI网等，它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础----计算模型
3、计算机图形学
在计算机的硬件的迅速发展中。随着它的存储容量的增大，也掀起了计算机的巨大改革。计算机图形学、图像处理技术的发展，促使图形化界面的出现。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试（CAT）等方向的发展。图形化界面的出现，彻底改变了在一个黑色的DOS窗口前敲代码输入控制命令的时代。同时也成就了一个伟大的公司Microsoft 。
4、计算机网络
随着用户迫切需要实现不同计算机上的软硬件和信息资源共享。网络就在我们的需求中诞生了。网络的发展和信息资源的交换使每台计算都变成了网络计算机。这也促进计算机的发展和广泛应用。
计算机学科的主线及发展方向
围绕着学科基本问题而展开的大量具体研究，形成学科发展的主流方向与学科发展主线和学科自身的知识组织结构。计算学科内容按照基础理论、基本开发技术、应用以及他们与硬件设备联系的紧密程度分成三个层面：
1、计算科学应用层
它包括人工智能应用与系统，信息、管理与决策系统，移动计算，计划可视化，科学计算机等计算机应用的各个方向。
2、计算科学的专业基础层
它是为应用层提供技术和环境的一个层面，包括软件开发方法学，计算机网络与通信技术，程序设计科学，计算机体系结构、电子计算机系统基础。
3、计算科学的基础层
它包括计算科学的数学理论，高等逻辑等内容。其中计算的数学理论涵盖可计算性与计算复杂性理论形式语言与计算机理论等。
计算机的网络的发展及网络安全
(1)计算机网络与病毒
一个现代计算机被定义为包含存储器、处理器、功能部件、互联网络、汇编程序、 编译程序、操作系统、外部设备、通信通道等内容的系统。
通过上面定义，我们发现互联网络也被加入到计算机当中。说明了网络的重要以及普及性。21世纪是信息时代。信息已成为一种重要的战略资。信息科学成为最活跃的领域之一，信息技术改变着人们的生活方式。现在互联网络已经广泛应用于科研、教育、企业生产、与经营管理、信息服务等各个方面。全世界的互联网Internet 正在爆炸性的扩大，已经成为覆盖全球的信息基础设施之一。
因为互联网的快速发展与应用，我们各行各业都在使用计算机。信息安全也显得格外重要。而随着计算机网络的发展，计算机网络系统的安全受到严重的挑战，来自计算机病毒和黑客的攻击及其他方面的威胁也越来越大。其中计算机病毒更是很难根治的主要威胁之一。计算机病毒给我们带来的负面影响和损失是刻骨铭心的，譬如1999年爆发的CIH病毒以及2003年元月的蠕虫王病毒等都给广大用户带来巨大的损失。
我们想更好的让计算机为我们服务，我们就必须很好的利用它，利用网络。同时我们也应该建立起自己的防护措施，以抵抗外来信息的侵入，保护我们的信息不受攻击和破坏。
( 2 )计算机病毒及它的防范措施：
计算机病毒是一组通过复制自身来感染其它软件的程序。当程序运行时，嵌入的病毒也随之运行并感染其它程序。一些病毒不带有恶意攻击性编码，但更多的病毒携带毒码，一旦被事先设定好的环境激发，即可感染和破坏。
、病毒的入侵方式
1．无线电方式。主要是通过无线电把病毒码发射到对方电子系统中。此方式是计算机病毒注入的最佳方式，同时技术难度也最大。可能的途径有：①直接向对方电子系统的无线电接收器或设备发射，使接收器对其进行处理并把病毒传染到目标机上。②冒充合法无线传输数据。根据得到的或使用标准的无线电传输协议和数据格式，发射病毒码，使之能够混在合法传输信号中，进入接收器，进而进人信息网络。③寻找对方信息系统保护最差的地方进行病毒注放。通过对方未保护的数据链路，将病毒传染到被保护的链路或目标中。
2．“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件（如芯片）和软件中，然后把此硬件和软件直接或间接交付给对方，使病毒直接传染给对方电子系统，在需要时将其激活，达到攻击目的。这种攻击方法十分隐蔽，即使芯片或组件被彻底检查，也很难保证其没有其他特殊功能。目前，我国很多计算机组件依赖进口，困此，很容易受到芯片的攻击。
3．后门攻击方式。后门，是计算机安全系统中的一个小洞，由软件设计师或维护人发明，允许知道其存在的人绕过正常安全防护措施进入系统。攻击后门的形式有许多种，如控制电磁脉冲可将病毒注入目标系统。计算机入侵者就常通过后门进行攻击，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在这样的后门。
4．数据控制链侵入方式。随着因特网技术的广泛应用，使计算机病毒通过计算机系统的数据控制链侵入成为可能。使用远程修改技术，可以很容易地改变数据控制链的正常路径。
病毒攻击的防范的对策
1．建立有效的计算机病毒防护体系。有效的计算机病毒防护体系应包括多个防护层。一是访问控制层；二是病毒检测层；三是病毒遏制层；四是病毒清除层；五是系统恢复层；六是应急计划层。上述六层计算机防护体系，须有有效的硬件和软件技术的支持，如安全设计及规范操作。
2．严把收硬件安全关。国家的机密信息系统所用设备和系列产品，应建立自己的生产企业，实现计算机的国产化、系列化；对引进的计算机系统要在进行安全性检查后才能启用，以预防和限制计算机病毒伺机入侵。
3．防止电磁辐射和电磁泄露。采取电磁屏蔽的方法，阻断电磁波辐射，这样，不仅可以达到防止计算机信息泄露的目的，而且可以防止“电磁辐射式”病毒的攻击。
4．加强计算机应急反应分队建设。应成立自动化系统安全支援分队，以解决计算机防御性的有关问题。
很多公司都有因为电脑被入侵而遭受严重经济损失的惨痛经历，不少普通用户也未能避免电脑被破坏的厄运，造成如此大损失的并不一定都是技术高超的入侵者所为，小小的字符串带给我们的损失已经太多。因此，如果你是数据库程序开发人员、如果你是系统级应用程序开发人员、如果你是高级计算机用户、如果你是论坛管理人员......请密切注意有关字符漏洞以及其他各类漏洞的最新消息及其补丁，及时在你的程序中写入防范最新字符漏洞攻击的安全检查代码并为你的系统安装最新的补丁会让你远离字符带来的危险。经常杀毒，注意外来设备在计算机上的使用和计算机对外网的链接。也可以大大有效的避免计算机被攻击。
总结
在学了计算科学导论之后，让我更深入的了解了我将来要从事的学科。计算科学导论指导着我们该怎么学习计算机。让我更清楚的知道我们信息安全专业的方向。正如计算科学这座大楼一样，在不断的成长。信息安全也必将随着网络的进一步发展而更多的被人们重视。总之学习了这门课之后让我受益匪浅，也知道自己应该好好努力，争取在自己的专业领域上有所成就。
参考文献
1、《计算科学导论》（第三版），赵志琢著 ，科学出版社2004版
2、《计算机病毒分析与对抗》 傅建明 彭国军 张焕国编著武汉大学出版社2004版
3、《计算机应用于基础》（第三版） 丁爱萍 著 西安电子科技大学出版社 2006版
4、《软件工程》 萨莫维尔 著 机械工业出版社
1.1调动了学生的积极性
微课程以其时间短、灵活性强、情景模式強、现实性強等特点，满足了不同学生的个性化的差异和需求，使学生能够有选择性的进行学习，调动了学生学习的积极性，有效的促进了计算机学习的顺利进行。
1.2加强了学生自主学习的能力
微课程资源就是学生自主学习的最优资源。微课将现有的课程拆分成一个个的视频片段，学生可以根据自己的学习情况，在资源库中自主搜寻自己需要的视频资源。因为微课的短时间、情景化的特点，学生也可以利用自己的空闲时间来进行知识的复习和预习，在学习的过程中也不乏乐趣，不累身心。让每一个学生跟着自己的心情走，形成自主学习的能力。
1.3有助于构建学生的学习支架
微课是以学生自身为中心，学生才是决定着学习的进展的主角。微课能够在学生主导和教师辅导之间找到一个平衡点。微课为学生创建可持续不断发展的学习内容，帮助学生建立自己的兴趣区。学生可以根据自己的需求选择不同的学习内容，构建属于自己的学习支架。
1.4有利于提高教学资源利用率
微课把传统教学和教研方式进行革命，突破教师原始的讲授形式，把教师课前准备的教学资源能够充分的毫无保留的奉献给学生。微课资源全部是教师的最优质教育资源，教师都全部共享，有助于计算机教学资源利用率的提高。
2微课应用存在的问题分析
微课虽然在教学手段和教学效果上取得了不错的成绩，但是微课在现实中还是存在着一定的问题和不足：
（1）微课虽说相对于传统的面授来讲，提高了学生的学习兴趣和积极性，但是这是针对学习自主能力强的学生来说的，对于不爱学习，没有学习自主性的同学就完全没有效果。
（2）计算机知识往往是随着相关内容的发展呈现几何级数的增长，不同需求的学生可能得不到想要的内容，就需要对内容进行专人看管及时更新。
（3）微课进行的是知识点的分解，如果学生没有良好的消化吸收能力，知识点的零散化使得学生很难形成完整的知识构架同样也达不到预期的效果。
3微课在计算机教学中具体应用
计算机课程就是一门直接面对计算的操作性课程，在课堂中学生大部分时间都用来自己练习和研究。微课应用在计算机的教学中，能够很好的提升学生的学习效果，提高学生的计算机的操作能力。为了使师生能够更好的利用微课资源，学校可以在校园网上构建微课公共共享平台，教师在课前讲教学内容制作成一个个微课教学视频上传到微信公共账号上，供广大师生交流学习。为此构建计算机微课教育教学新模式：
3.1微课的制作
进行微课的视频录制首先要选择适合计算机教学的微课类型进行录制。微课可以录制多种类型，多数要录制适合在家学习的类型。从教学的进程来分类，微课可以分为课前复习类、新课导入类、知识理解类、课后巩固类、课后拓展类、知识探究类等。综合起来微课的教学新模式主要分为三大模块：课前、课中、课后。
3.1.1课前。首先，教师要深刻了解课程要求学生掌握的内容和能力，根据实际需要制作微课视频及一些课件。制作完毕后，教师负责将课程内容上传至群共享，供学生结合自己的学习计划和目的自由学习。并且在学习交流群上，师生可以互相联系，互相交流，甚至可以建立语音甚至视频讨论组进行对话或面对面的交流和解惑，从而能够更好的完成课前应该完成的自学的项目。
3.1.2课中。在课堂上是学生直接面对面接触老师的最直接的途径。课堂教学这一过程理所应当得到充分重视和利用。在课前，教师做好充分的教学准备，对课上必须了解学习的内容了如指掌，做好充分的教学设计，及时了解学生的自学情况，并对课前预习存在的问题集中解决，再以微课的形式给予重点分析，进行多层次的深入教学，从而提高学生的掌握程度。
3.1.3课后。教学效果真正的实现主要分为两个过程：一是知识教学，二是知识消化吸收。知识教学已经在前两个阶段得到了实现，但是真正实现学生实际能力的转化，还需要学生在课后的练习，反思以及巩固提高。课后这一过程不认真对待，前面的一切都可能半途而废。课后巩固提高微课视频的制作和共享也需要教师认真对待，不遗余力。
3.2微课的实施
校园微课平台的实施要在校园网上建立监督机制，微课课堂占相应部分学分，要求每一个学生必须完成相当时间的微课教学。校园网维护更新技术人员要时刻准备接受教师的更新课件和微课视频做到及时更新知识点，让学生能够及时接受到最新的观点和方法。每一节微课结束之后还要设置相应知识点的课后思考题和练习题以备教师检查学生的学习效果。微课在计算机教学中的应用实施还需要教师和同学们的共同努力，望大家都能够多多提意见与建议不断完善微课教育新模式。
4结语
数据结构课程是通过研究计算机程序设计中非数值计算数据的关系、存储和操作等问题来培养学生的抽象思维和创造能力，使学生能够设计出结构清晰、高效率、鲁棒性强的算法来解决实际问题。因此数据结构这门课程具有很强的理论和实践背景。在我校，数据结构课程是计算机科学与技术(师范)、计算机科学与技术(信息安全)、计算机科学与技术(物联网)、软件工程、信息管理与信息系统、信息管理与信息系统(金融方向)、信息与计算科学等6个专业(方向)的专业基础课，同时也是电气教育技术、数学与应用数学等专业的专业任意选修课。尤其对于计算机科学与技术和软件工程等一级学科的课程设置而言，数据结构课程更是一门核心的综合性专业课，在专业课程设置中有着不可替代的地位。美国ACM/IEEECC－2005教程将算法与数据结构类课程列为核心课程之首。由于数据结构课程的重要性和特殊地位，相关的教学改革一直不断，总的来说大致有以下3个方面:
(1)教学方法的改革;
(2)教材体系的改革;
(3)网络共享资源的建设。
基于以上对应用型本科学生培养目标的讨论，我们设计了如下的教学模式。
(1)对数据结构课程的理论知识进行细化，降低学生对理论的要求，但注重基本概念和基础算法在实际工作中的应用。
(2)将专业基础课的教学分为课堂教学和课外学习两部分。在课外的学习中，教师可以利用足够丰富的网络学习资源，引导学生进行自主学习，使他们尽可能掌握概念性及一般性知识。另外，我们开展了基础知识点的题库建设，并通过测试平台对学生自主学习的效果进行测评。
(3)在课堂教学结束后，要求学生在在线测试平成教师制定的练习和测试，巩固学习效果，这对教师来说也是了解学生学习情况、调整教学进度和难度、完善教学资源和题库的重要依据。值得注意的是，过去我国大学本科生的培养模式一直是以研究型为主，教材中存在着大量比较艰深的理论知识。
我们从应用型本科的培养目标出发，对理论知识的内容和要求作了相应的降低和调整。教学过程中为专业基础课设置了最低要求。应该指出，由于不同的应用型人才对专业基础课的要求不同，我们设定的要求可能不能满足学生某种职业规划的要求。对于将自己的兴趣、爱好或者职业规划设定为多媒体制作的学生来说，可以降低数据结构课程的学习要求;但对于选择程序设计、游戏设计等方向的学生而言，数据结构课程却是重要的专业课程。为了满足部分学生对某些专业基础课的较高要求，在降低理论要求的同时，我们将一些专业竞赛或者专业活动小组建设纳入到课程教学体系中来，鼓励在算法及算法分析设计等方面感兴趣或者在职业规划中有需要的学生通过竞赛前的专门训练提高相应的能力。例如，针对应用型本科数据结构课程的教学模式，可将ACM的竞赛纳入到教学体系中来。ACM/ICPC由美国计算机协会(ACM)主办，是世界上公认的规模最大、水平最高的大学生程序竞赛，其目的在使大学生运用计算机程序设计理论来充分展示学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创造力和团队合作精神，也培养学生在压力下进行创新思维和理性实践的能力。同时也为那些将算法分析和设计与自己的职业规划一致的学生提供学习、交流的平台，提高他们的专业素养。在考核方面，单一的理论考核方式削弱了数据结构课程的实践性，而增加上机操作的考核能够有效提高学生对动手能力的重视。学生的考核方式由传统的纸质考试、上机操作和平时表现组成。考虑到不同专业对数据结构课程的要求不尽相同，学生的总评分数计算公式为:总评分数=理论考核成绩×α+上机操作成绩×β+平时成绩×γ，其中α，β，γ为权重因子，且α+β+γ=1。理论考核方式为闭卷考试，总分仍为100分，在计算总评分数的时候进行折算，但理论考核不再包含有关编程的具体问题。上机操作考核时间为120分钟，要求学生独立完成若干题目，考核在无网络环境下开卷考试，允许携带非电子版本资料和书籍。具体的考核环境严格按照ACM进行，只是不再分成小组，由学生独立完成。上机操作考核共设8份不同试题，学生随机抽取试题并按照一定顺序间隔坐好，保证学生前后左右试题不同。我校对2013级软件工程专业、2012级信息管理系统专业和2012级计算机科学与技术(师范)专业等进行了教学实践。在题库建设方面，目前已经对教学内容按照知识点进行了分类，并组织学生根据知识点进行了主观题目的录入。题库包括选择题、判断题和填空题共约1500道题目，所有题目已经让修过这门课的学生根据难度分别标记为预习和复习类型，并且开通了基于题库的在线测试，要求学生完成必要的测试，作为平时成绩的重要参考。考核中权重的设置主要从不同专业对理论和实践的要求进行考虑。软件工程专业对学生动手能力的要求最高，信息管理与信息系统次之，而师范专业学生的培养目标是中等教育的师资，因此要求他们掌握比较扎实的理论功底以满足以后的教学需要即可。
二结语
关键词:计算科学计算工具图灵模型量子计算
1计算的本质
抽象地说,所谓计算,就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说,从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2,而符号串g是2x,从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此,令f表示一组公理和推导规则,令g是一个定理,那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看,文字翻译也是计算,如f代表一个英文句子,而g为含意相同的中文句子,那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点？为什么把它们都叫做计算？因为它们都是从己知符号(串)开始,一步一步地改变符号(串),经过有限步骤,最后得到一个满足预先规定的符号(串)的变换过程。
从类型上讲,计算主要有两大类:数值计算和符号推导。数值计算包括实数和函数的加减乘除、幂运算、开方运算、方程的求解等。符号推导包括代数与各种函数的恒等式、不等式的证明,几何命题的证明等。但无论是数值计算还是符号推导,它们在本质上是等价的、一致的,即二者是密切关联的,可以相互转化,具有共同的计算本质。随着数学的不断发展,还可能出现新的计算类型。
2远古的计算工具
人们从开始产生计算之日,便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此,计算和计算工具是息息相关的。
早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具,并在公元前3世纪得到普遍的采用,一直沿用了二千年。后来,人们发明了算盘,并在15世纪得到普遍采用,取代了算筹。它是在算筹基础上发明的,比算筹更加方便实用,同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。
3近代计算系统
近代的科学发展促进了计算工具的发展:在1614年,对数被发明以后,乘除运算可以化为加减运算,对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年,冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年,曼南在计算尺上装上光标,因此而受到当时科学工作者,特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的,是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器,是长1米的大盒子。自此以后,经过人们在这方面多年的研究,特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后,出现了多种多样的手摇计算器,并风行全世界。
4电动计算机
英国的巴贝奇于1834年,设计了一部完全程序控制的分析机,可惜碍于当时的机械技术限制而没有制成,但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。此后,由于电力技术有了很大的发展,电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。1941年,德国的楚泽采用了继电器,制成了第一部过程控制计算器,实现了100多年前巴贝奇的理想。
5电子计算机
20世纪初,电子管的出现,使计算器的改革有了新的发展,美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展,使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一,也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。
在电子计算机和信息技术高速发展过程中,因特尔公司的创始人之一戈登·摩尔(GodonMoore)对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出预言:半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明,自20世纪60年代以后的数十年内,芯片的集成度和电子计算机的计算速度实际是每十八个月就翻一番,而价格却随之降低一倍。这种奇迹般的发展速度被公认为“摩尔定律”。
6“摩尔定律”与“计算的极限”
人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题,学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高,最终地球上所有的能量将转换为计算的结果——造成熵的降低,这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的,因此,传统电子计算机的计算能力必有上限。
而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到21世纪30年代,芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1纳米=10-9米),此时,导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律——牛顿力学沿导线运行,而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象,从而导致芯片无法正常工作;同样,芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米)后,晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。
哲学家和科学家对此问题的看法十分一致:摩尔定律不久将不再适用。也就是说,电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在21世纪前30年内终止。著名科学家,哈佛大学终身教授威尔逊(EdwardO.Wilson)指出:“科学代表着一个时代最为大胆的猜想(形而上学)。它纯粹是人为的。但我们相信,通过追寻“梦想—发现—解释—梦想”的不断循环,我们可以开拓一个个新领域,世界最终会变得越来越清晰,我们最终会了解宇宙的奥妙。所有的美妙都是彼此联系和有意义的7量子计算系统
量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中,相互作用的光子每增加一个,有可能发生的情况就会多出一倍,也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了,不过,在费曼眼里,这却恰恰提供一个契机。因为另一方面,量子力学系统的行为也具有良好的可预测性:在干涉实验中,只要给定初始条件,就可以推测出屏幕上影子的形状。费曼推断认为如果算出干涉实验中发生的现象需要大量的计算,那么搭建这样一个实验,测量其结果,就恰好相当于完成了一个复杂的计算。因此,只要在计算机运行的过程中,允许它在真实的量子力学对象上完成实验,并把实验结果整合到计算中去,就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。
在费曼设想的启发下,1985年英国牛津大学教授多伊奇DavidDeutsch提出是否可以用物理学定律推导出一种超越传统的计算概念的方法即推导出更强的丘奇——图灵论题。费曼指出使用量子计算机时,不需要考虑计算是如何实现的,即把计算看作由“神谕”来实现的:这类计算在量子计算中被称为“神谕”(Oracle)。种种迹象表明:量子计算在一些特定的计算领域内确实比传统计算更强,例如,现代信息安全技术的安全性在很大程度上依赖于把一个大整数(如1024位的十进制数)分解为两个质数的乘积的难度。这个问题是一个典型的“困难问题”,困难的原因是目前在传统电子计算机上还没有找到一种有效的办法将这种计算快速地进行。目前,就是将全世界的所有大大小小的电子计算机全部利用起来来计算上面的这个1024位整数的质因子分解问题,大约需要28万年,这已经远远超过了人类所能够等待的时间。而且,分解的难度随着整数位数的增多指数级增大,也就是说如果要分解2046位的整数,所需要的时间已经远远超过宇宙现有的年龄。而利用一台量子计算机,我们只需要大约40分钟的时间就可以分解1024位的整数了。
计算机技术应用在教学过程中的具体方面是非常多并且涉及面非常广泛，从计算机技术的作用来讲主其在教学中的应用主要体现在以下几个方面：很多教师将计算机技术作为辅助教学的工具，能够帮助教师完成一些教学管理以及教学的过程。在很多高校学生都将计算机作为一种学习的工具。通过让学生参与一定的项目并用计算机辅助完成，这使得学生学习的速度和学习的能力大大提高了，使得学习的过程中更加简短和有针对性。另外还有的老师将计算机用于自己教学成果的检验和对自己教学思想的检验，也就是这种教学软件工具对于计算机教学具有非常重要的意义。
二、计算机科学技术在教学中的应用
2.1多媒体教学工作中交互式的计算机技术应用
将多媒体应用于教学过程中增强与学生之间的交互性是计算机技术在教学中的一个最为典型的应用。随着我国高等教育的不断发展，关于一门课的教学资源也是越来越丰富，通过精品课程网站的建设，使得网上的教学资源进一步得到了极大的丰富，在这些教学资源中不乏精品的课件、视频或者是图片这些对于教师本身教学水平的提高增强学生学习的兴趣具有非常重要的作用。绝大多数的教学资源都是以计算机技术为基础的，为了提高自身的教学水平以及增强学生学习的兴趣，作为教师可以将这些多媒体技术巧妙的应用于自身课堂的教学过程中。通过在教学过程中穿插多媒体能够帮助学生进一步加深对于所学知识的理解，同时在教学的过程中通过有效的利用计算机技术可以增强学生和老师之间的互动，使得学生对于教师上课的或者是教学过程存在的一些意见和看法及时的反馈到教师这里，对于教师教学方式的调整以及教学水平的提高具有非常重要的现实意义。
2.2远程通信、网络技术在教育中的作用
在高等院校的教学工作中，网络技术以及远程通信技术的应用在教育的过程中发挥着越来越重要的作用。该技术是网络技术以及通信技术的一个结合，另外还有多媒体技术作为教育的基础，利用计算机技术的网络交互性，使得远程教育得到实现。这种远程教育的方式已经在很多著名的高校流传开来比如网易公开课，在远程教育实现的过程中计算机网络技术、通信技术以及多媒体技术都得到了充分的体现。目前在我国，已经有越来越多的教育工作者和研究者将经历放在远程教育的研究上。在传统的教学模式中虽然也存在师生之间的交流，但是二者之间的交流大多是以语言为载体，并且很多学生碍于面子不愿意和老师进行过多的交流，这个时候计算机技术中的交互性优势就得到了充分的体现。
三、计算机在教学中对学生创新能力的作用
3.1营造良好的创新教育教学环境是培养学生创新能力的关键
通过教育的环境的创新，在一定程度上能够激发学生的创新能力，这种教学环境的创新包括教学心理上的创新以及计算机教学环境上的创新，如果在学生讨论的过程超出了教学设计的范畴，作为教师来讲不应该强行的将学生的思路拉回到课堂当中来，而是应该对学生的质疑给予鼓励，讲出心中的疑惑，这是培养学生创新能力的关键。再利用计算机实现教学的过程中如果学生对于老师的讲述提出了质疑，作为教师不能给学生一味的否定，应当通过适当的方法引导自身想法所出现的问题，让学生通过教师的引导自己否定自身不正确的想法。通过这样的教学方式能够在很大程度上提高学生的学习积极性，能够帮助其树立信心，使得学生在课堂当中时刻保持活跃的思路。但是在这种教育创新环境的营造过程中，要将这种做法的起始点和落脚点都放在对于学生创新能力的培养上，计算机教学具有开放性的特点，再利用计算机进行教学的过程中，要时刻了解计算机技术的发展，并将可以利用的计算机技术应用在教学当中。要通过计算机技术和网络技术的应用使得教学的过程中从课内延伸到课外，从学校内延伸到学校外，要不断的将计算机中的有利于教学的新技术应用在教学过程当中，将计算机应用在各个学科和各个专业领域的教学实践当中，通过计算机使得学生对于学科知识综合运用的能力得到增强，使得学生面对实际问题解决实际问题的能力得到了质的提升。
3.2激发创新思维是培养学生创新能力的重要手段
3.2.1激发学生的学习兴趣
只有学生在学习的过程中有了学习的兴趣和学习的动机才能实现较好的教学效果，学习兴趣对于学生学习具有非常重要的作用，唯有这样才能够使得学生在学习的过程中具有学习的主动性和积极性，也才会对课堂教师所讲授的知识感兴趣，在课堂中才能够保持注意力。教学方式对于学生学习兴趣的提高有非常大的帮助，通过计算机多媒体的形式进行教学能够在很大程度上提高学生学习兴趣，进而提高学校的效果。
3.2.2灵活结合教材，激发学生的创新思维
通过计算机与相应课程的结合来开展教学，按照教学大纲与相应的教育理念来进行教学设计，能够使得学生的创新能力得到极大的提升。在进行教学课程设计的过程中，教师应当结合学科知识与计算机知识的结合，来出相应的题目，这些题目不仅要难度适中而且还能够提高学习创新学习的能力。
四、计算机科学技术在教育中应用的展望
要想使得计算机技术在教学中得到更为广泛的应用，加强计算机应用的范围以及应用的深度，那么就要对学生的教学方式进行积极的创新。目前很多很多方面的应用创新都是在实践的过程中发现的思路。在教学的过程中不断的利用计算机技术实现对于知识的深入理解与应用创新，才能够对传统的教学方式进行彻底的变革，在一定程度加深学生对于知识的理解与应用。在对知识进行学习和探索的过程中，在对某个领域中的模型或者是知识进行验证理解的过程中，一般都会建立相应的推测方法，或者是数学模型来解决相应的问题，在这个过程中很多学生利用计算机来建立实际问题数学模型并利用计算机编程来求解模型的结果最终对于数学知识以及其应用有了更深层次的理解，对于知识的理解以及能够灵活运用在很大程度上又推进了学生对于知识的理解，这使得学生学习能力得到了培养使得学习利用计算机技术来解决实际问题的能力得到了提升，这使得学生学习知识的能力、理解知识以及运用知识的能力得到了质的提升。
五、结语
【论文摘要】随着信息技术迅猛发展和计算机技术日益普及，大学计算机基础课教学面临着新的挑战。针对学生学习起点不一的状况，对计算机基础课实施分级教学改革能加强学生自主学习能力的培养，加强创新能力和实践能力的培养，使不同水平的学生计算机能力得到相应的提高。
一、目前大学计算机基础课教学的现状分析
随着信息技术迅猛发展和计算机技术日益普及，学生计算机应用水平和计算机文化意识有了明显的提高。从近几年的教学状况和教学效果来看，出现的新情况和新问题，主要表现为以下几个方面：
1、学生学习的起点不一
许多城市的中学已普遍开设了计算机基础课，而日益增加的家庭计算机又为部分学生提供了良好的计算机学习环境，使相当多的学生在入学前就具备了一定的计算机基本知识和应用能力，部分学生对计算机非常精通。来自城市和经济发达地区的学生，计算机基本知识和应用水平普遍高于来自农村和贫困地区的学生。入学前计算机水平较高的学生上课感到内容太浅，而入学前程度低的学生又感到听不懂、跟不上，课后难以消化。学生学习起点不一，给教学实施带来了很大的困难。
2、教学内容过于系统
由于非计算机专业的学生学习计算机技术是为了将计算机作为工具来使用，他们今后是计算机的应用者，因此，他们所需的计算机知识应注重应用性和实用性。而目前教学使用的教材和计算机等级考试的要求过于完整和系统，从二进制的转换、操作系统发展到网络体系结构，使理论授课内容非常庞杂，难以突出重点。另外，在授课的安排上，因学生首先接触到的内容不是面向应用的，而是一大堆的概念和术语，使学生原本认为非常有趣的得十分枯燥乏味，影响了学生应有的学习热情。
3、教学模式陈旧，学生学习个性无法发挥
计算机基础课虽然改进了教学手段，使教学内容表达趋于直观，增大了课堂信息量，提高了教学效率。但是，教与学的关系还是“你教我学”，所不同的是将教材的内容搬上了计算机投影的大屏幕，学生始终处于被动学习的地位，仍是以教师为中心的教学模式，学生获取的知识和信息的渠道只能来自于课堂上的教师讲授。事实上，学生缺乏的是学会如何学习，如何通过多种渠道获取与学习内容相关的信息。另外，由于同一学习起点的学生也存在着学习上的差异，采取单一的教学组织形式，难以适应不同学习能力的学生，不利于因材施教。因而，学生学习的主动性被忽视，甚至被压抑，直接影响了教学效果。
二、分级教学的改革思路
以上这些问题的出现，迫使我们必须对现行的计算机基础课程的教学组织和教学模式进行改革。根据学生计算机水平的高低实施分级教学，分级教学体现了因材施教、循序渐进的教学原则，是改革计算机教学的一项十分有效的措施。在学生计算机水平大致相等的班级，教师比较容易地为学生提供合理的输入，不论是基础好的学生还是基础差的学生，都能从中受益。
1、根据学生不同的学习起点，进行分级教学
新生入学伊始，对学生的计算机水平进行摸底，设计一些基础理论和操作题进行水平测试，达到合格成绩的学生可允许免修本门课程，并取得本课程相应的学分；同时，对合格分数以下的同学根据考试成绩分快班和正常班。根据现有的教学资源，针对不同学习起点的学生开展因材施教。对于进入快班课程学习的学生，一方面缩短上课学时，另一方面多提供上机和上网学习的机会，使这些学生主要通过自主学习和网络化学习的方式，在较短的时间里通过本门课程的学习。对正常班学生，加大学习内容的辅导和学习方法上的指导。当入学新生的计算机水平达到基本上的均衡，这门课的教学目标与课程学习内容还要进行实质性的调整，教学形式逐渐过渡到以自学为主，学生完成相应的作业，学校组织考核。
2、采用以学生为主体、教师为指导相结合的模式
教学模式改革传统的教学模式，采用以学生为主体、教师为指导相结合的教学模式，即：班级授课与学生自主网上学习相合的教学模式。将计算机基础多媒体课件和相关知识、链接放在校园网上，并提供学生自由上网学习的环境，改变学生单渠道从教师那里获得学习信息的状况。同时精减正常班理论授课学时，鼓励学生在课后通过上网进一步对课程自主学习，留给学生更多的学习时间和学习内容的选择权。
3、教学内容和专业知识结合
可以结合学生的专业，设计一些练习和作业，而不必采用教材中的例子或作业。如财会专业的学生可以让学生做一些财务报表、账单；管理专业的学生可以做一些文字处理和表格处理；网络专业的学生可以做一个简单数据库网页；这样既提高了学生的学习兴趣，又加深了学生对所学专业的认识与理解；同时培养了学生的专业意识。三、分级教学实施中应注意的问题
1、加强学生对分级教学的正确认识
经过分级后，被分到慢班低层次的学生或许会产生自卑心理，再加上同班同学的层次较近，缺乏一种互相激励的环境，他们中有些人可能会自暴自弃。因此，课前加强学生对于分级教学的正确认识，解决他们的心理困惑是非常必要的。同时，教师需要让学生意识到分级教学是为了他们的学习，也要让他们明确经过努力学习后，低层次进入高层次学习的机会绝对是有的，分级教学对于每个学生是公平的。
2、加强学生自主学习能力的培养
在分级教学中，应重视学生的主体作用，强调以学习者为中心，教师要起到引导的作用，学习的任务只能靠学习者自己去完成。只有学生充分了解到自主学习的重要性，他们在学习中才能充分发挥自己的主动性和积极性，从而把教师的教学目的转化成学生的学习目的，同时在此基础上制订适合自己的学习计划，将学习策略与自主学习有机结合起来。
3、加强学生创新能力和实践能力的培养
学生在基于网络的学习环境中，不但可以学习已框定的课程内容，也可以通过网上查询，链接到相关网站，获取相关的学习信息，完全打破了单向获取知识的渠道。在这里，学习的过程和学习的结果完全由学生自己实践和寻求，不必按教材系统去学。它将包含两种能力的锻炼：一是信息的获取；二是信息的运用。另外，学生在学习课程的同时，还使自己计算机应用能力得到了不同程度的提高。
4、把握因材施教原则
“因材施教”是指教师要从学生的实际情况出发，充分考虑学生之间的个别差异，有的放矢地进行教育。教师要针对学习者不同的语言能力、认知风格、动机、态度和性格等个体差异来施行不同的教学要求、教学方法和教学模式，以此激励，使得每个学生都能在学习中得到“满足”。当然，要做到因材施教也不是一件容易的事情，必须经过多年的教学经验积累和不断地学习。教学要与科学技术以及社会经济发展相结合，尤其是计算机基础教学，更应与当前计算机应用技术的发展相适应。今后我们将面临许多的新情况和新问题，计算机基础的分级教学改革还需要进一步的探索和实践。
【参考文献】
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［2］刘涛新编计算机基础案例教程［J］天津科学技术出版社2008（8）：978-7-5308-4545-5.
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［4］关心.关于高等学校计算机基础教学存在问题的探讨.黑龙江教育.，2006，3：44-45.
1.1学生背景知识少，学习态度不够端正
由于大学现在授课计划制定的总学时是有限的，因此对于非计算机专业的学生来说，其开设的计算机相关的课程很少，大部分就是计算机基础以及计算机网络，而且，这些课程所占学时通常都比较少，造成学生的重视程度不够，学习态度不够端正，影响了学生学习的积极性和主动性。
1.2教学内容理论性太强，与实际应用脱节
在传统教学活动中，计算机网络课程往往以OSI参考模型为基础讲述网络层次结构、协议和计算机网络原理。这对于缺乏相关背景知识的非计算机专业学生而言，更加会感到课程枯燥、抽象，很难将学到的理论与实际网络联系起来，从而导致学生学习目的不明确；而教师则深感要在有限的时间内结合实际把计算机网络的概念、原理讲清楚绝非易事。
1.3实践教学环境缺乏，难以进一步巩固知识
目前高等院校中，由于专业设置和经费的原因，非计算机专业一般没有相关的网络实验平台，大部分就是一个的计算机网络实验平台非常简单，基本上是将利用简单的网络设备(如交换机、路由器等)等将计算机连接成小型网络，不能随意更改，学生无法通过自己动手组建网络，达到更好地理解和掌握计算机网络基本原理网络通信技术、锻炼网络工程应用能力的目的。
2课程教学探索与实践
2.1优化教学内容，提高学习动力
因为教学的对象发生了变化，因此，不能像对计算机专业的学生一样进行授课。我们首先要明确教学目的：是使学生掌握一些计算机网络的基本知识和基本技能，突出培养学生结合本专业知识、熟练网络应用的能力，并更加注重理解和掌握基本概念和具体的实际应用。其次，非计算机专业开设的计算机网络课程学时普遍偏少，在很短的时间内向学生解释所有的计算机网络的内容是不现实的，必须根据不同的专业进行有选择的内容上的选取。再次，要刻画整个培养计划中其他专业课程与网络课程之间的关系，让学生知道为什么学习，学习有什么作用，从而提高学生学习的目的性。结合以上几点，本课程内容的选取必须注重网络技术实际应用教学，注重理论联系实际，把计算机网络理论与实践有效地结合到一起，要尽量避免传统教学中理论脱离实际应用的弊端。可以将教学的内容大体划分为3个主要模块，其主要内容涵盖了以下内容：
（1）计算机网络基础：主要包含网络技术基础、数据通信基本技术、Internet技术与应用；涵盖了计算机网络的基本概念、数据通信的基本原理、网络体系结构、OSI七层参考模型、TCP/IP四层参考模型、Internet的基础知识、常用服务与应用技术、IP地址、TCP/IP及主要参数等网络技术应用的基础知识。
（2）计算机网络实现：主要包含组建局域网与接入Internet、局域网的设备管理、管理网络的软件系统。涵盖了网络中从物理层到网络层的主要部件与设备、以太网、最新高速交换式网络、虚拟局域网、无线局域网、不同规模用户的Internet接入技术与方案、微软的工作组网络的组建、管理与安全使用网络资源等方面的基本知识与实用组网技术。
（3）计算机网络应用：主要包含计算机网络应用系统模式、网页制作与编程基础、基于浏览器/服务器的网络应用。涵盖了应用系统的计算模式中的对等网、C/S和B/S网络应用模式的结构与特点，Web体系结构工作原理；网页的基本构成、HTML、高级网页编辑工具Dreamweaver的安装与使用以及制作网页的基础知识；基于浏览器/服务器（B/S）网络应用系统的实现与开发技术等网络应用系统的实现技术。其中，在第2、3模块的教学中，可以结合具体的专业应用来进行内容的组织，对上述内容作适当调整，让学生对计算机网络课程产生专业认同感，从而提高学生的学习动力和兴趣，端正学习态度，实现教学相长，达到更好的教学效果。
2.2改进教学方法，改善教学效果
2.2.1“自顶向下”教学法
目前计算机网络理论知识的讲解主要是采用“自底向上”的方式进行，由于直接从底层讲起，与实际网络应用难以一下子联系起来，学生学习的时候就会觉得无用，从而失去兴趣。因此，在实际授课中应采用从“自顶向下”的方式进行，即从当前使用广泛的网络应用开始讲起，让学生知其然，知其所以然，保存求知的兴趣，能针对性的理解网络现象，从而提高教学效果。
2.2.2案例教学法
在授课中针对一些比较重要的知识点，可以根据学生专业的特点选取学生将来可能从事的工作里面的典型网络应用实例来进行分析，一来进一步让学生对课程的专业认同感提高；再者由于是运用实例，学生学习起来就会有成就感，能极大的提高学生的学习兴趣和动力。
2.2.3类比教学法
网络课程中涉及很多不好理解的知识点，这些知识点是学生必须要掌握且掌握不好的地方，在实际的教学中，通常用生活中的例子来进行类比，让学生轻松的理解，例如：介绍分组交换和电路交换的时候，可以将分组交换的过程类比为写寄纸质信件，不需要建立连接就可以通信类比为不需要和别人沟通就直接可以写信给别人等；电路交换类比成打电话，电路交换有建立连接、通信和释放连接三个阶段，打电话同样有拨号，通信，挂机三个阶段等；然后将相同点进行总结，就能让学生很容易的掌握这个关键知识点，提高了教学的效率和效果。
2.3加强实践教学，巩固所学知识
首先需要解决的问题是实验环境的构建。一般对于非计算机专业来说，新增网络设备不太现实，可以采用网络模拟器来模拟各种网络设备，例如:Cisco公司的PacketTracer可以为学习网络课程的初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。可以学习IOS的配置、锻炼故障排查能力。其次就是实践教学的内容和组织方式，实践教学分为验证性实验和设计应用性实验，由于课程学时少，实践学时只能完成一部分重要的设计应用性实验，还有很多实验则需要学生课下自己完成，对于课下自己完成的实验，教师要给出相应的指导手册，要求学生完成实验报告并给以一定的成绩评定，这样才能督促学生完成实验，加深对所学知识的理解，提高实际动手能力。
3结束语
计算机学科是一门应用性与理论性紧密结合且对应用性要求非常高的学科。在教学内容方面，大学计算机课程的开设需要根据不同专业方向有针对性地设置，例如，人文社科类专业侧重于培养学生文字信息的综合处理能力，考虑到毕业生从事文字编辑、图形图像和音频视频处理等工作，可重点开设高级办公自动化和多媒体技术课程；经济管理类专业侧重于培养学生数据库应用系统能力，毕业生未来从事数据分析和处理等工作，可重点开设数据库技术的实验课程；艺术类专业侧重于培养学生多媒体信息处理能力，毕业生将来从事数字媒体处理等工作，可重点开设多媒体和硬件技术课程。这些课程内容的设置，一方面要参考行业实际需求，另一方面需要了解学生对相关课程的兴趣程度，因此，不定时地设置课程调查问题，引导学生参与回答问卷，收集学生对课程的反馈意见，可以指导教师有针对性地开展教学。在教学进度方面，由于短学期制的限制，每个学期的教学周缩短为10周，这必然需要课程压缩学时。在如此短的时间内授课，合理安排教学进度就显得至关重要，教师要围绕基础知识，突出重点，有针对性地解决难点，同时增加课外实验与上机练习要求，培养学生计算机应用操作能力。课程调查和反馈机制通过设置合理的调查问卷，采取数据挖掘和统计分析等方法最大化了解学生的理解程度和学习兴趣点，方便教师有效掌握教学进度。
2课程调查和反馈系统的可行性
教学过程中，教师以学生为中心，通过教学过程影响学生，学生通过学习过程反过来影响教师。大学计算机基础教学讲什么、怎么讲是一个复杂的、循环的教改话题，最直接的反馈形式来自于学生。一方面，教师在教学实践中应该充分重视学生的反馈意见；另一方面，通过课程调查反馈系统，能够及时掌握学生对教学内容的理解程度，了解学生的偏好，使其及时转换为教师个人的教学信息，从而调整或加强课程内容的讲解和答疑。尤其是在调控教学内容时，教师能在知识的深度和广度上分层次教学，循序渐进地采用多样化的教学方法和学习指导策略。最终，大学计算机基础教学的每一环节都力求与学生的需求相吻合，以提高教学质量。例如，面向美术学院的学生授课时，教师应采用问题引导式教学方法将一些艺术素材引入到课堂上，往往会收到意想不到的效果。移动终端在大学生中已非常普及，因此课程调查与反馈系统在应用实施方面是可行的，但随之带来了一些负面影响，尤其是教师授课时，大批学生低头玩手机现象十分严重。究其原因是学生对教学内容不感兴趣或者已经掌握了相关知识点。教师如果能提供一个移动终端可访问的课程调查与反馈系统，会吸引学生的注意力并激发学习兴趣，显著优化教学过程，提高教学质量。在教学互动环节，由于性格等原因，不少学生不善于表达自己的想法，而移动终端和无线接入点的普及改变了师生之间的沟通方式，允许学生点点手指头表达自己的想法。教师可根据教学内容当堂设置课程调查问卷，允许学生通过智能终端实现师生互动，为教师及时了解课堂教学效果提供了方便。因此，智能移动终端和基于网络的课程调查与反馈系统的有机结合，将成为教学质量监控的主流方式。
3课程调查与反馈系统设计
3.1总体设计
系统主要包括用户管理、课程与班级管理、问卷管理、数据统计与分析四大功能。用户管理部分包括用户信息导入、用户账户维护、用户与班级关系绑定功能。课程与班级管理部分包括课程信息导入、课程与班级关系、课程与任课教师关系绑定功能。问卷管理包括问卷命题、问卷维护和修改、问卷复制与有效时间设置等功能。数据统计与分析部分主要以多维度呈现定量和定性统计结果，并以图形化和表格化输出方式展示统计结果，包括按问卷模式统计、按学生模式统计、打印以及文档输出等功能。系统包括4种角色，即超级管理员、管理员、教师和学生。其中超级管理员拥有初始化数据库权限，管理员拥有系统配置、修改个人信息、导入用户数据、出问卷、修改问卷、统计与分析问卷、修改有效时间等权限；教师则具有修改个人信息、导入用户数据、出问卷、修改问卷、查询与统计问卷、修改有效时间等权限；学生能修改个人信息，并有根据问卷回答问题等权限。为了实现灵活多样的课程调查，系统将课程、班级、教师与学生存在逻辑关系的数据结构进行第三范式的设计，从而降低偶然性。教师和课程是一对多的关系，课程与班级是一对多的关系，班级和学生是多对多的关系，这样设计的好处是任课教师可以有针对性地对某个班级学生开展调查问卷进行调研，同时通过问卷复制功能可以将问卷快速复制给另外一个班级，提高问卷出题的效率。
3.2系统功能介绍
3.2.1批量导入数据
为了方便数据的维护和管理，系统允许管理员和教师采用电子表格XLS的形式导入用户人员数据。导入用户信息时，可先设置学(工)号作为用户名和默认密码，允许用户登入后自行修改。在管理员角色下，可以对用户重新分配一个角色，但系统中的每一个用户只允许绑定一种角色。
3.2.2课程管理与维护
系统会自动分页，每页20条记录。管理员可对课程进行维护，其中每个课程编号对应一个课程名称，允许根据查询条件和关键字查询相应的课程，同时提供全选、反选等按钮便于删除操作。
3.2.3添加班级与问卷
将课程绑定到某个教师的操作后，每个教师可针对自己的授课班级定制调查问卷。添加新问卷时，需要选择班级、教师，并填写调查问卷名称；同时，设置问卷开始和结束时间，确保问卷的有效性。问卷形式包括单选、多选和问答3种。在出题过程中，管理员或教师可以随时浏览和修改问卷。
3.2.4问卷与结果导出
在结束调查统计之后，系统允许管理员导出问卷结果并以电子表格XLS形式保存输出，问卷内容则以文档Word形式保存输出。系统提供了汇总模式、题目模式和学生模式查询统计输出，此外，还提供了历年数据的分析和比较功能，使教师能更加直观地了解历届学生的反馈信息和教学效果。
4结语
为了更好地针对不同层次的学生做到因材施教,该校在新生入学后,组织学生统一参加学校的“计算机操作水平测试”,根据测试成绩将学生划分为免修和必修两个层次(分数介于80至100分之间为免修,80分以下为必修)。其中,必修的学生按照学校的教学计划进行大学计算机基础课程的正常学习。免修的学生可以直接进入教学体系中第二层次课程即计算机公选课阶段的学习,通过选修一门或以上其他计算机类课程来保证计算机学习的连续性。但是,免修的学生不能免考,期末要和必修学生一同参加大学计算机基础的考核,通过考核才能修得该门课程的学分,目的是督促这部分学生能够对基础课程中自己的薄弱环节进行自主学习。为了保证免修学生的自学效果,为这部分学生配备了一名指导教师,制定了一套自主学习指导方案,并依托于网络教学平台,以“实践教学”为核心,为学生构建了集教学资源管理、网络教学、教学资料库等多种服务的开放、共享优质教学资源的教学平台。引导学生自主的、有目的学习,同时,根据学生反馈的信息及时更新和拓展学习内容。
2文科院校大学计算机基础课程考核方式改革
为了科学、客观、公正地考查学生的计算机实际应用能力,制定出更加符合计算机基础教学规律、迎合计算机技术不断发展和社会需求的考试形式与内容,该校将“全国大学生计算机办公自动化水平测试(吉林省考区)”与该校的大学计算机基础课程考试改革相结合,为学生提供一个统一、科学、准确的评价标准,搭建一个通用的计算机应用能力检验的平台。具体考核方式如下。
(1)大学计算机基础课程总评成绩=期末考核成绩50%+全国大学生计算机办公自动化水平测试(吉林省考区)成绩50%。
(2)所有学生将统一参加学期末学校组织的“大学计算机基础课程期末考核”,期末考核成绩=平时成绩30%+期末成绩70%。
(3)所有学生将统一参加本学年教育厅组织的“全国大学生计算机办公自动化水平测试(吉林省考区)”,成绩按实际得分计算。
(4)文科院校大学计算机基础课程总评成绩“大于或等于60分”,且两项单科成绩同时“大于或等于60分”,为“合格”,否则为“不合格”。
(5)两项或其中一项单科成绩不合格者(保留已经合格的单科成绩),按学校有关规定进行补考或重修。
3结语
