計算機理論論文的精選
計算機理論論文的精選
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建構(gòu)主義理論指導下的《計算機專業(yè)英語》教學案例研究
一、引言
縱觀當今眾多的教育理論，為知識灌輸對象的行為主義學習理論，已經(jīng)讓位給強調(diào)認知主體的內(nèi)部心理過程，并把學習者看作是信息加工主體的認知學習理論。建構(gòu)主義(constructivism)學習理論是認知學習理論的重要發(fā)展。建構(gòu)主義認為過去教師滿堂灌的教學方式很大程度上局限了學生對知識的掌握程度，并且忽略了學生作為知識的獲得者和最終檢測者的主體地位。因此，該理論強調(diào)學習者應在一定的情境即自身社會文化背景下，借助教師和學習伙伴的幫助，利用必要的學習資料(包括文字教材、音像資料、多媒體課件、軟件工具等)，自身通過意義建構(gòu)的方式獲得知識。
二、基于建構(gòu)主義教學案例的探討與實踐
本課程面向的學習者群體是高校計算機專業(yè)?？频膶W生，學生的特點是英語基礎知識較為薄弱，并且在英語學習方面缺乏主動性。
基于對學情的分析和對過去傳統(tǒng)英語教學模式的了解，筆者在實際教學過程當中，以Serv-U軟件用戶指南這一教學內(nèi)容為一個知識模塊，將建構(gòu)主義教學理論結(jié)合實踐并應用了以下教學環(huán)節(jié)以期更好地促進教學目標的達成、促進學生對知識內(nèi)容的自我建構(gòu)。
該教學內(nèi)容是對一個英文版軟件的操作和使用方法的介紹，所以整個教學過程在機房進行并且兩位同學結(jié)成一個學習小組。
(一)知識的引入
以問題為核心驅(qū)動學習，問題可以是項目、案例或?qū)嶋H生活中的矛盾。建構(gòu)主義所闡述的學習就是基于真實問題情景下的探索、學習的過程，就是解決實際問題的過程，問題構(gòu)成了建構(gòu)主義學習的核心。
通訊雙方不在同一局域網(wǎng)時，如何通過網(wǎng)絡來共享自己計算機中的文件給對方，同時不影響自己對計算機的使用呢?，這是學生在接觸Serv-U軟件這一知識模塊之初很好的切入點。
學生們在思考這個問題的過程中，通過對種種方案的討論、異議以及教師的適時引導，最終確認使用FTP服務器軟件是較方便的解決方案這一結(jié)論。
Serv-U正是當前眾多的FTP服務器軟件之一。通過使用Serv-U，用戶能夠?qū)⑷魏我慌_PC設置成一個FTP服務器。這樣，用戶或其他使用者就能夠使用FTP協(xié)議，通過在同一網(wǎng)絡上的任何一臺PC與FTP服務器連接，進行文件或目錄的復制、移動、創(chuàng)建和刪除等操作。
基于學生們的解決方案，教師將Serv-U軟件正式推薦給大家，學生們也就開始思考如何使用這個軟件來真正解決課程之初提出的那個問題。
(二)情景的創(chuàng)設與知識的建構(gòu)
建構(gòu)主義認為學習是建構(gòu)內(nèi)在心理表征的過程，學習者并不是把知識從外界搬到記憶中，而是以已有的經(jīng)驗為基礎通過與外界的相互作用來獲取、建構(gòu)新知識的過程[3]。基于建構(gòu)主義學習理論，學生需要在學習的過程中充分調(diào)動學習的主動性、結(jié)合自身原有經(jīng)驗來積極地建構(gòu)新的知識。
(1)獲取Serv-U。如何獲取這個英文版軟件呢?，這是學生開始教學內(nèi)容遇到的第二個問題。教師可引導學生從這個軟件的官方網(wǎng)站那里下載該軟件。打開www.serv-u.com網(wǎng)站，學生可看到軟件產(chǎn)品網(wǎng)站普遍會出現(xiàn)的導航分類，包括：products(產(chǎn)品介紹)，purchase(購買產(chǎn)品)，download(下載軟件)，features(特色說明)，solutions(解決方案)，support(支持與幫助)。在瀏覽網(wǎng)站的同時，可以介紹一些軟件網(wǎng)站中常用的詞匯。鼓勵學生在網(wǎng)站中下載軟件的免費使用版本，下載之前需要填寫一張個人信息表單。
(2)安裝Serv-U。通常會在安裝軟件過程中遇到的詞匯包括：對安裝步驟的控制(next，back，cancel)，對安裝目錄的重新選擇(browse)，安裝(install)，完成(finish)等。安裝軟件的過程中，學生會遇到的詞匯量是比較有限的，學生可以在腦海中立刻和平時安裝中文版軟件時的情形結(jié)合起來，順利地安裝完畢。
(3)使用Serv-U。為了解決上課之初提出的第一個問題，學生們開始正式使用這個英文版軟件Serv-U(參見圖1)。面對整屏的英文單詞，教師可以引導學生從網(wǎng)站的support入手來尋求幫助，當然，最直接的方式是單擊界面右上角的Help，打開幫助頁面(參見圖2)。
在幫助界面中，學生可以看到一般幫助文檔都會出現(xiàn)的內(nèi)容，包括：產(chǎn)品的介紹、購買產(chǎn)品的途徑、安裝產(chǎn)品對系統(tǒng)的需求、快速啟動軟件的方案、相關術語說明等。
教師引導學生打開幫助界面中的Getting StartedQuick Start Guide鏈接，學生可看到使用該軟件的一般步驟，包括：Installation(安裝)，Creating Your First Domain(創(chuàng)建你的第一個域)，Creating Your First User Account(創(chuàng)建你的第一個用戶賬戶)和File Sharing(文件共享的方法)。
學生在教師的引導下依照以上步驟，分別創(chuàng)建域(單擊程序界面中的New Domain)、創(chuàng)建用戶賬戶。最后一個步驟是共享文件，單擊For more information see File Sharing鏈接，在幫助文件中會出現(xiàn)圖片和文字信息，這個步驟要求學生小組自行根據(jù)圖文提示完成操作。最終以各小組之間互相共享文件的方式來驗收學生對這個教學內(nèi)容的學習情況。
綜上所述，這個教學內(nèi)容比較注重軟件的實際操作能力，同時學生在課前問題的引導下，充分結(jié)合自身對各種中文版軟件的了解，主動地學習Serv-U的使用方法，教學內(nèi)容從引起學生的興趣入手，通過情感建構(gòu)使學生由厭學轉(zhuǎn)變?yōu)闃穼W，通過啟發(fā)引導使知識的建構(gòu)由被動為主動。
三、結(jié)語
本文將建構(gòu)主義學習理論實際應用于計算機專業(yè)英語課程的教學過程中，通過對Serv-U軟件用戶指南這一教學內(nèi)容的教學案例分析，期望探索并實踐出更能適合學生的基于建構(gòu)主義理論的課程教學模式。
未來計算機與計算機技術
計算機的關鍵技術繼續(xù)發(fā)展
未來的計算機技術將向超高速、超小型、平行處理、智能化的方向發(fā)展。盡管受到物理極限的約束，采用硅芯片的計算機的核心部件CPU的性能還會持續(xù)增長。作為Moore定律驅(qū)動下成功企業(yè)的典范Inter預計2001年推出1億個晶體管的微處理器，并預計在2010年推出集成10億個晶體管的微處理器，其性能為10萬MIPS(1000億條指令/秒)。而每秒100萬億次的超級計算機將出現(xiàn)在本世紀初出現(xiàn)。超高速計算機將采用平行處理技術，使計算機系統(tǒng)同時執(zhí)行多條指令或同時對多個數(shù)據(jù)進行處理，這是改進計算機結(jié)構(gòu)、提高計算機運行速度的關鍵技術。
同時計算機將具備更多的智能成分，它將具有多種感知能力、一定的思考與判斷能力及一定的自然語言能力。除了提供自然的輸入手段(如語音輸入、手寫輸入)外，讓人能產(chǎn)生身臨其境感覺的各種交互設備已經(jīng)出現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實技術是這一領域發(fā)展的集中體現(xiàn)。
傳統(tǒng)的磁存儲、光盤存儲容量繼續(xù)攀升，新的海量存儲技術趨于成熟，新型的存儲器每立方厘米存儲容量可達10TB(以一本書30萬字計，它可存儲約1500萬本書)。信息的永久存儲也將成為現(xiàn)實，千年存儲器正在研制中，這樣的存儲器可以抗干擾、抗高溫、防震、防水、防腐蝕。如是，今日的大量文獻可以原汁原味保存、并流芳百世。
新型計算機系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)
硅芯片技術的高速發(fā)展同時也意味著硅技術越來越近其物理極限，為此，世界各國的研究人員正在加緊研究開發(fā)新型計算機，計算機從體系結(jié)構(gòu)的變革到器件與技術革命都要產(chǎn)生一次量的乃至質(zhì)的飛躍。新型的量子計算機、光子計算機、生物計算機、納米計算機等將會在21世紀走進我們的生活，遍布各個領域。
量子計算機
量子計算機是基于量子效應基礎上開發(fā)的，它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關的狀態(tài)，利用激光脈沖來改變分子的狀態(tài)，使信息沿著聚合物移動，從而進行運算。
量子計算機中數(shù)據(jù)用量子位存儲。由于量子疊加效應，一個量子位可以是0或1，也可以既存儲0又存儲1。因此一個量子位可以存儲2個數(shù)據(jù)，同樣數(shù)量的存儲位，量子計算機的存儲量比通常計算機大許多。同時量子計算機能夠?qū)嵭辛孔硬⑿杏嬎?，其運算速度可能比目前個人計算機的PentiumⅢ晶片快10億倍。目前正在開發(fā)中的量子計算機有3種類型：核磁共振(NMR)量子計算機、硅基半導體量子計算機、離子阱量子計算機。預計2030年將普及量子計算機。
光子計算機
光子計算機即全光數(shù)字計算機，以光子代替電子，光互連代替導線互連，光硬件代替計算機中的電子硬件，光運算代替電運算。
與電子計算機相比，光計算機的“無導線計算機”信息傳遞平行通道密度極大。一枚直徑5分硬幣大小的棱鏡，它的通過能力超過全世界現(xiàn)有電話電纜的許多倍。光的并行、高速，天然地決定了光計算機的并行處理能力很強，具有超高速運算速度。超高速電子計算機只能在低溫下工作，而光計算機在室溫下即可開展工作。光計算機還具有與人腦相似的容錯性。系統(tǒng)中某一元件損壞或出錯時，并不影響最終的計算結(jié)果。
目前，世界上第一臺光計算機已由歐共體的英國、法國、比利時、德國、意大利的70多名科學家研制成功，其運算速度比電子計算機快1000倍?？茖W家們預計，光計算機的進一步研制將成為21世紀高科技課題之一。
生物計算機(分子計算機)
生物計算機的運算過程就是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學介質(zhì)的相互作用過程。計算機的轉(zhuǎn)換開關由酶來充當，而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中極其明顯地表示出來。
20世紀70年代，人們發(fā)現(xiàn)脫氧核糖核酸(DNA)處于不同狀態(tài)時可以代表信息的有或無。DNA分子中的遺傳密碼相當于存儲的數(shù)據(jù)，DNA分子間通過生化反應，從一種基因代瑪轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N基因代碼。反應前的基因代碼相當于輸入數(shù)據(jù)，反應后的基因代碼相當于輸出數(shù)據(jù)。如果能控制這一反應過程，那么就可以制作成功DNA計算機。
蛋白質(zhì)分子比硅晶片上電子元件要小得多，彼此相距甚近，生物計算機完成一項運算，所需的時間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬倍。DNA分子計算機具有驚人的存貯容量，1立方米的DNA溶液，可存儲1萬億億的二進制數(shù)據(jù)。DNA計算機消耗的能量非常小，只有電子計算機的十億分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白質(zhì)分子，所以生物計算機既有自我修復的功能，又可直接與生物活體相聯(lián)。預計10～20年后，DNA計算機將進入實用階段。
納米計算機
“納米”是一個計量單位，一個納米等于10[-9]米，大約是氫原子直徑的10倍。納米技術是從80年代初迅速發(fā)展起來的新的前沿科研領域，最終目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。
現(xiàn)在納米技術正從MEMS(微電子機械系統(tǒng))起步，把傳感器、電動機和各種處理器都放在一個硅芯片上而構(gòu)成一個系統(tǒng)。應用納米技術研制的計算機內(nèi)存芯片，其體積不過數(shù)百個原子大小，相當于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計算機不僅幾乎不需要耗費任何能源，而且其性能要比今天的計算機強大許多倍。
目前，納米計算機的成功研制已有一些鼓舞人心的消息，惠普實驗室的科研人員已開始應用納米技術研制芯片，一旦他們的研究獲得成功，將為其他縮微計算機元件的研制和生產(chǎn)鋪平道路。
互聯(lián)網(wǎng)絡繼續(xù)蔓延與提升
今天人們談到計算機必然地和網(wǎng)絡聯(lián)系起來，一方面孤立的未加入網(wǎng)絡的計算機越來越難以見到，另一方面計算機的概念也被網(wǎng)絡所擴展。二十世紀九十年代興起的Internet在過去如火如荼地發(fā)展，其影響之廣、普及之快是前所未有的。從沒有一種技術能像Internet一樣，劇烈地改變著我們的學習、生活和習慣方式。全世界幾乎所有國家都有計算機網(wǎng)絡直接或間接地與Internet相連，使之成為一個全球范圍的計算機互聯(lián)網(wǎng)絡。人們可以通過Internet與世界各地的其它用戶自由地進行通信，可從Internet中獲得各種信息。
回顧一下我國互聯(lián)網(wǎng)絡的發(fā)展，就可以感受到互聯(lián)網(wǎng)普及之快。近三年中國互聯(lián)網(wǎng)絡信息中心(CNNIC)對我國互聯(lián)網(wǎng)絡狀況的調(diào)查表明我國的Internet發(fā)展呈現(xiàn)爆炸式增長，2000年1月我國上網(wǎng)計算機數(shù)為350萬臺，2001年的統(tǒng)計數(shù)為892萬臺，翻一番多;2000年1月我國上網(wǎng)用戶人數(shù)890萬;2001年1月的統(tǒng)計數(shù)為2250萬人，接近于3倍;2000年1月CN下注冊的域名數(shù)為48575，2001年1月的統(tǒng)計數(shù)為122099個，接近于3倍;國際線路的總?cè)萘磕壳斑_2799M，8倍于2000年1月的351M。
人們已充分領略到網(wǎng)絡的魅力，Internet大大縮小了時空界限，通過網(wǎng)絡人們可以共享計算機硬件資源、軟件資源和信息資源。“網(wǎng)絡就是計算機”的概念被事實一再證明，被世人逐步接受。
在未來10年內(nèi)，建立透明的全光網(wǎng)絡勢在必行，互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速率將提高100倍。在Internet上進行醫(yī)療診斷、遠程教學、電子商務、視頻會議、視頻圖書館等將得以普及。同時，無線網(wǎng)絡的構(gòu)建將成為眾多公司競爭的主戰(zhàn)場，未來我們可以通過無線接入隨時隨地連接到Internet上，進行交流、獲取信息、觀看電視節(jié)目。
移動計算技術與系統(tǒng)
隨著因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展和廣泛應用、無線移動通信技術的成熟以及計算機處理能力的不斷提高，新的業(yè)務和應用不斷涌現(xiàn)。移動計算正是為提高工作效率和隨時能夠交換和處理信息所提出，業(yè)已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。
移動計算包括三個要素：通信、計算和移動。這三個方面既相互獨立又相互聯(lián)系。移動計算概念提出之前，人們對它們的研究已經(jīng)很長時間了，移動計算是第一次把它們結(jié)合起來進行研究。它們可以相互轉(zhuǎn)化，例如，通信系統(tǒng)的容量可以通過計算處理(信源壓縮，信道編碼，緩存，預取)得到提高。
移動性可以給計算和通信帶來新的應用，但同時也帶來了許多問題。最大的問題就是如何面對無線移動環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)。在無線移動環(huán)境中，信號要受到各種各樣的干擾和衰落的影響，會有多徑和移動，給信號帶來時域和頻域彌散、頻帶資源受限、較大的傳輸時延等等問題。這樣一個環(huán)境下，引出了很多在移動通信網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡中未遇到的問題。第一，信道可靠性問題和系統(tǒng)配置問題。有限的無線帶寬、惡劣的通信環(huán)境使各種應用必須建立在一個不可靠的、可能斷開的物理連接上。在移動計算網(wǎng)絡環(huán)境下，移動終端位置的移動要求系統(tǒng)能夠?qū)崟r進行配置和更新。第二，為了真正實現(xiàn)在移動中進行各種計算，必須要對寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務進行支持。第三，如何將現(xiàn)有的主要針對話音業(yè)務的移動管理技術拓展到寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務。第四，如何把一些在固定計算網(wǎng)絡中的成熟技術移植到移動計算網(wǎng)絡中。
面向全球網(wǎng)絡化應用的各類新型微機和信息終端產(chǎn)品將成為主要產(chǎn)品。便攜計算機、數(shù)字基因計算機、移動手機和終端產(chǎn)品，以及各種手持式個人信息終端產(chǎn)品，將把移動計算與數(shù)字通信融合為一體，手機將被嵌入高性能芯片和軟件，依據(jù)標準的無限通信協(xié)議(如藍牙)上網(wǎng)，觀看電視、收聽廣播。在Internet上成長起來的新一代自然不會把汽車僅作為代步工具，汽車將向用戶提供上網(wǎng)、辦公、家庭娛樂等功能，成為車輪上的信息平臺。
跨入新世紀的門檻，暢想未來之時，我們不妨回顧本世紀人們對計算機的認識。1943年IBM總裁Thomas Wason說“我認為全世界市場的計算機需求量約為五臺”。1957年美國PrenticeHall的編輯撰文“我走遍了這個國家并和許多最優(yōu)秀的人們交談過，我可以確信數(shù)據(jù)處理熱不會熱過今年”。1968年IBM的高級計算機系統(tǒng)工程師的微晶片上注解“但是……它究竟有什么用呢?”。1977年數(shù)字設備公司的創(chuàng)始人和總裁Ken Olson說“任何人都沒有理由在家里放一臺計算機”。愿我們的所言也將被證明是膚淺的、保守的。
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