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計算機的科學計數法范文1
眾所周知，計算機已經在人們的日常生活和工作中占據了重要的地位，最近今年計算機技術最明顯的發展就是網絡化和向各個領域的深度滲透。報紙、書刊的電子化，網絡電視的普及，計算機的視頻聊天功能，遠程教學功能以及醫學上的遠程診斷功能，網絡購物以及機票、火車票的預訂等都已深入人心，計算機技術已經成為人們日常生活和工作學習中不可或缺的一部分。隨著計算機產品走進千家萬戶，各種電子設備也通過有線或無線網絡連接起來，當今計算機科學技術的發展已經步入了互聯網時代，并且各個計算機設備互聯的帶寬也越來越高，其本身所具有的高效性、及時性和合理性的特點同樣逐步的顯現出來，人們的日常生活發生了翻天覆地的變化。隨著計算機科學技術的不斷發展，通信技術的快速進步，計算機科學開始邁入了云計算時代。
2計算機科學技術的發展趨勢
2.1生物計算機
隨著計算機技術的進步，生物技術的快速發展，一種以脫氧核糖核酸為基礎的分子生物計算機正在逐步成為現實，已經有科學家使用脫氧核糖核酸進行了簡易的數據計算和存儲操作。他們采用以蛋白質分子為基本單位構成的生物芯片作為集成電路板，該集成電路板比現有最小的最精致的電子元件結構還要小很多。因為蛋白質分子自身便具有立體的結構，所以它的集成密度要比使用軌跡制成的集成電路高約五個數量級，另外它本身就具有并行處理的能力，所以它的運算速度要比當今最先進的計算機還要快近萬倍，而能量消耗卻是普通計算機能耗的十億分之一。最大的優點就是當出現故障時，它們可以進行自我修復，與人的身體相連，由組織細胞提供所需能量，真正成為人體的一部分。
2.2光子計算機
所謂光子計算機，就是以光信號為基礎進行邏輯運算的一種未來計算機。光子計算機的主要組成部分包括激光器、集成光路和透鏡等，與普通的計算機相比，所用的電子由于不帶電荷，沒有靜止質量，所以不會受到電磁場的影響，速度更快，消耗能量更低，而計算能力與電子計算機相比有了指數倍的增長。而且光存儲的儲量是現在計算機普通存儲的幾萬倍，隨著光存儲、光集成器、光互連等技術的突破性進展，光子計算機步入人們的日常生活的道路已經不遠。
2.3量子計算機
量子計算機具有類似于人類大腦，當計算機系統的一部分出現故障時，原始數據則會自動繞過出錯的部分，繼續進行計算。量子計算機這種低功耗、高速度的優良特性，使得計算機向著更加微型化的方向發展成為可能。
3總結
計算機的科學計數法范文2
【關鍵詞】計算機科學與技術；發展趨勢；高速計算機；超微技術
一、現階段計算機科學與技術的發展狀況分析
1、計算機科學與技術對現階段社會發展的貢獻
現階段計算機科學與技術參與了社會的生產和生活的眾多領域，極大地提升了現代社會人們的生活質量和工作效率，為現代社會的發展起到了重要的促進作用。科學技術的不斷創新與發展，計算機科學技術不斷地為人們的生產、生活、文化娛樂等提供幫助，計算機科學技術在社會發展中的普遍運用，有效地提升了現代社會的文明水平。
在先進的科學技術發展背景下，計算機科學技術也在不斷地提升與進步。計算機不斷朝向更加人性化的方向發展，極大豐富了人們的生活。同時，計算機技術的發展還具有更新快、小體積等特點。世界上第一臺計算機誕生于1946年，起初計算機技術是基于1904年的電子管技術，經過42年的科研而成，當時的計算機體積巨大。在這之后，半導體技術發明以后，在短短十年時間內半導體計算機又隨之誕生，這時計算機技術已經相對成熟，其系統性和綜合性也更加全面?？偠灾?，計算機科學技術的發展，為人類文明的進步提供了有效的幫助，同時也在一定程度上帶動了社會經濟的發展。
2、計算機科學技術發展引發的問題
任何事物的發展都具有一定的雙面性，計算機在給人們帶來眾多效益的同時也增加一定的隱性安全問題。譬如，轟動一時的“千年蟲”事件，對人類社會的生產生活帶來了巨大的威脅，眾多行業都遭受了“千年蟲”的嚴重影響，這一事件讓人們充分認識了計算機科學技術在發展過程中存在的問題。因此，如何能夠讓計算機在健康、穩定的狀態下發展，減少計算機科學與技術發展對社會發展的威脅，最大限度地發揮計算機技術的“服務職能”，成為了當前計算機科學技術發展過程中熱門的研究課題。
3、科學規劃計算機科學技術的發展
任何事物的發展必須在實踐中才能真正得到檢驗，計算機科學技術的發展也不例外。眾所周知，計算機科學技術的發展起初是為了科學研究的需要，發展至今，計算機科學技術已經深入到社會發展的各個方面，包括軍事、經濟、生產、管理等。但是，在實際運用過程中，計算機所承擔的任務主要是數據和信息的處理，而參與這一工作的主要是計算機的軟硬件設備，因此，要想更好地發揮計算機的效用，在今后的發展中，必須要加大對計算機軟硬件的開發，從而有效提升計算機科學技術向生產力轉化的效率。
二、計算機科學與技術未來的發展
從當前國際上在計算機科學與技術領域的發展狀況來分析，未來計算機科學與技術的發展主要呈現以下幾個方面的趨勢。
1、運行極速化
最近一段時間，美國科學家將空氣絕緣性技術運用到計算機當中，這種技術在計算機中運用，極大地提升了計算機的運行速度，是當前計算機科學技術的一大突破。例如，美國紐約保利公司的科研人員，設計一種新型的電路，并將其運用到計算機當中，科研人員在電路中運用“膠滯體包裹的導線”技術將需要的芯片進行連接。由于這種“膠滯體包裹的導線”的包裹五---“膠滯體”當中含有大量的空氣，空氣是一種具有很強絕緣性的氣體。傳統的芯片是通過“硅二氧化物導線”實現相互之間的連接的。但是，信號在傳輸過程中會因為導線、芯片等對信號的吸收作用而減弱，直接影響了計算機的運行速度。而利用這種新型的導線技術就科研有效地解決這個問題，大幅減少了信號的損失，從而實現了提升計算機運行速度的目的。
2、生物計算機伴隨著超微技術的發展而誕生
上世紀末，基于超微技術的快速發展，計算機研發人員將超微技術運用到計算機當中，并取得了巨大的成功，在當時產生了很大的影響。生物計算機很其他計算機顯著的區別，這種類型的計算機通過將生物工程技術應用到計算機芯片當中，使之構成一種生物分子形式的計算機“蛋白質分子”。
二十世紀九十年代，美國科學家首次向全世界公布了生物計算機，在當時引起世界范圍的巨大轟動。與此同時，美國科學家也公布了一種全新的邏輯運算方式，這種邏輯運算方式是基于電子計算機的模仿技術為技術基礎，并以電子計算機模仿技術為基礎，針對“虛擬”的城市路徑設計問題進行了最佳方案的設計。從當前生物計算機的應用于發展狀況來分析，生物計算機研發人員今后的研究方向主要集中在新型分子元件的研發，借助生物的化學反應和物理反應，實現以一種全新的方式對數據進行處理和分析等工作。現今的超微技術已經其取得了較大的進步，一些基于計算機技術的超微機器人已經面世。
3、以光為傳輸媒介的計算機科學技術發展迅猛
所謂的光學計算機就是利用光為傳輸介質，實現信號傳播的一種計算機技術。光學計算機的優點十分顯著：首先，光的傳輸速度是其他介質無法超越的，因此，利用光作為計算機的信號傳輸媒介其傳輸的速度是驚人的；其次，光具有偏振和頻率特性，基于光的這些特性，計算機的信息傳輸能力得到了更好地優化；再次，光在傳輸過程中，不需要借組其他的介質就可以實現信號的傳輸，是以一種獨立的形式進行傳輸的，具有極強的獨立性。光在傳輸過程中不需要其他依靠體，同時不會出現相互交會的情況。
二十世紀九十年代，世界上掀起了一陣“光腦技術”科研風。世界各國不斷加大對“光腦技術”的科研力度，并進行了大量的投資，并取得了不同領域上的成功。其中。以德、意、法、日為首的六十多各國家共同組建的科研隊伍，在這一領域取得了巨大的進展。該隊伍研發出的新型計算機，在以下幾個方面進步顯著：（1）計算機運行的速度更快。光學計算機的運行速度比普通計算機的運行速度提升了將近千倍以上。（2）計算機的準確性更高。在快速運行的狀態下，光學計算機的準確性得到了有效地提升。（3）散熱性能更優良。普通計算機在高速運行的狀態下，會產生一定的熱量。而在計算機運行時產生的熱量無法及時排出，會對計算機的正常運行產生不良影響，甚至直接無法運行。而光學計算機突破了散熱這一難題，即使在高速的狀態下運行，也不會受溫度的影響。
4、納米計算機伴隨著納米技術的進步而誕生
伴隨著納米技術在生產生活中的運用，納米技術不斷走向成熟。納米技術在計算機中應用，帶來了納米計算機。納米技術在計算機中應用，主要集中在芯片上。納米芯片技術，使得計算機芯片的體積大幅減小的同時，計算機芯片的穩定性也有所提升。美國作為納米計算機技術研發的領軍者，在納米計算機各方面的技術都取得了令人矚目的進展。尤其是，美國正在突破的一種納米管連接技術，該技術一旦研發成功，就可以將芯片的作用大幅提升，從而可以實現，將計算機的內存芯片直接作為計算機的晶體管使用，從而使得計算機的功能可以得到最大化地優化。
三、小結
綜上所述，計算機科學與技術的發展，將不斷朝向一個更具全面性、系統性、人性化、個性化的方向進軍。在當前的狀態下，計算機技術的創新與發展，已經給人們的生活帶來了極大便利，先進的科學技術轉化為生產力的作用已經十分明顯。因此，我們堅信，未來計算機科學與技術的發展，在不斷努力之下，計算機發展的預期目標指日可待，計算機科學技術也將會在未來人類和社會經濟發展的進程中貢獻更大的力量。
參考文獻：
[1]潘增欣.淺談計算機科學與技術的發展趨勢[J].才智，2013，2.
計算機的科學計數法范文3
關鍵詞：計算機 趨勢 發展
一、計算機科學與技術的發展趨勢
（一）計算機科學與技術實現了智能化的超級計算
可能你不知道，超高速計算機采用平行處理技術改進計算機結構，使計算機系統同時執行多條指令或同時對多個數據進行處理，進一步提高計算機運行速度。超級計算機通常是由數百數千甚至更多的處理器（機）組成，能完成普通計算機和服務器不能計算的大型復雜任務。從超級計算機獲得數據分析和模擬成果，能推動各個領域高精尖項目的研算、傳翰和存儲。光子計算機即全光數字計算機，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。在光子計算機中，不同波長的光代表不同的數據，可以對復雜度高、計算量大的任務實現快速地并行處理。光子計算機將使運算速度在目前基礎上呈指數上升。總之，計算機科學與技術實現了智能化的超級計算。
（二）計算機科學與技術實現了分子計算機
大家都知道，分子計算機體積小、耗電少、運算快、存儲量大。分子計算機的運行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進行組織排列。分子計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。轉換開關為酶，而程序則在酶合成系統本身和蛋白質的結構中極其明顯地表示出來。生物分子組成的計算機具備能在生化環境下，甚至在生物有機體中運行，并能以其它分子形式與外部環境交換。因此它將在醫療診治、遺傳追蹤和仿生工程中發揮無法替代的作用。目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自動機模型、仿生算法、分子化學反應算法等幾種類型。分子芯片體積可比現在的芯片大大減小，而效率大大提高，分子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。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據。分子計算機消耗的能量非常小，只有電子計算機的十億分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白質分子，所以分子計算機既有自我修復的功能，又可直接與分子活體相聯。美國已研制出分子計算機分子電路的基礎元器件，可在光照幾萬分之一秒的時間內產生感應電流。以色列科學家已經研制出一種由DNA分子和酶分子構成的微型分子計算機。預計20年后，分子計算機將進人實用階段。也就是說計算機科學與技術實現了分子計算機。
（三）計算機科學與技術實現了納米計算機
納米計算機是用納米技術研發的新型高性能計算機。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍，質地堅固，有著極強的導電性，能代替硅芯片制造計算機。“納米”是一個計量單位，大約是氫原子直徑的10倍。納米技術是從20世紀80年代初迅速發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品?，F在納米技術正從微電子算機也會像現在的馬達一樣，存在于家中的各種電器中，那時問你家里有多少計算機，你也數不清，你的筆記本，書籍都已電子化。再過十幾、二十幾年，可能學生們上課用的不再是教科書，而只是一個筆記本大小的計算機，不同的學生可以根據自己的需要方便地從中查到想要的資料所以有人預言未來計算機可能像紙張一樣便宜，可以一次性使用，計算機將成為不被人注意的最常用的日用品。
（四）計算機科學與技術實現了量子計算機
量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究，量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。量子計算機是基于量子效應基礎上開發的，它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關的狀態，利用激光脈沖來改變分子的狀態。使信息沿著聚合物移動。從而進行運算。量子計算機中的數據用量子位存儲。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個數據，同樣數量的存儲位，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實行量子并行計算，其運算速度可能比目前計算機的Pentium DI晶片快10億倍。除具有高速并行處理數據的能力外，量子計算機還將對現有的保密體系、國家安全意識產生重大的沖擊。無論是量子并行計算還是量子模擬計算，本質上都是利用了量子相干性。世界各地的許多實驗室正在以巨大的熱情追尋著這個夢想。目前已經提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點操縱、超導量子干涉等。量子編碼采用糾錯、避錯和防錯等。量子計算機使計算的概念煥然一新。
二、計算機科學與技術的發展趨勢總結
計算機科學與技術的發展，將朝著向信息的智能化發展。計算機技術的大多數領域以應用學科和工程學科的出現為標志，這些學科的職責是促進與實踐有關的認識的發展，這些學科常吸收更為基礎的學科，提高就能有實踐的進步，在對計算機技術研究中，發現常有另外一條路徑，這個過程存在著強烈的相互作用，有關半導體是如何運行的理論也建立了起來，這是用它們能夠使計算機技術的實踐中普遍存在的問題得到解決，或者說是促進實踐的發展。能實現或更困難一些。顯然，選擇機制在計算機技術的實踐進化和認識進化之間明顯地提供了一種雙向的連接，推動計算機技術的快速發展。參考文獻：
[1]王華.計算機技術發展[J].電腦與電信，2013（02）.
計算機的科學計數法范文4
第一，網絡結構，網絡結構的不足就是對自己所需要的信息難以查找，當然，這種情況是在用戶對信息之間的相互關系或者內容不了解為前提的。該結構各方面的內容并不突出，例如：可以按照網絡結構的形式，來安排學習討論主題或者大學課程表等等。第二，順序結構，順序結構的次序排列可以按照字母順序、年代、類型等進行綜合組織，該結構為最簡單的組織結構。
2、設計主頁
內容教師教學的主頁不僅要包括教師的如教學成果、教學經歷、簡介、等教師個人基本信息，還需要包括如復習題、教學內容、教學大綱、教學對象等一系列教學資料。人們可以盡量將想象力發揮出來，并將其有機結合，在通過完整的布局、組合后，排布設計景象。在頁面上安排需要放置的模塊。為了避免畫面過于復雜，細節太過與堆砌，應醒目鏈接設計、頁面結構及其內容。在需要的情況下還應將每相內容類目以及內容進行分類、列出。通常的情況下，電子郵件地址、圖像、標語徽號、名稱、標題等是頁面所需要具備的元素。第一印象很重要，因此，主頁頁面的設計應具有吸引力，給人以良好的第一印象。另外在主頁標示中，將辦公的電話號碼、通訊地址等信息列出，還需列出版權資料，以簡短的版權聲明即可。
3、設計頁面
在進行頁面的設計時，應在頁面框架、頁面尺寸、視覺平滑、整體布局等因素上下功夫，設計網頁時須考慮頁面的簡潔與清楚，這是最基本的要求。我們通過頁面框架、頁面尺寸、視覺平滑、整體布局這幾個方面逐一進行探討。
3.1頁面框架
網頁框架可分割瀏覽器視窗，其為一種較為特殊的HTML網頁。每一個區域可將不同網頁顯示出來，頁面多框架能夠清晰地組織內容。例如主框架、內容、標題就是組成框架網頁的三個部分。
3.2頁面尺寸
一般情況下，文檔內容與頁面的尺寸有著必然的聯系。通常應盡量減少滾動條的使用，在單獨的頁面內限定內容。在編輯網頁時，定位表格大小不得使用絕對參數，而應使用百分比的相對定位。使用不同的分辨率對設計的頁面進行分別觀察，正常的情況應為在不同分辨率下，都能夠正常顯示出網頁。
3.3視覺平衡
通常情況下，紫黃、藍黑、黑灰白、藍白、黑白等色彩的組合能夠使版面看上去較為醒目、提神。而在設計主頁色彩時不應超過三種顏色的搭配。為了使用戶在視覺上能夠獲得感官平衡，因此，應有效搭配色彩來在內容鏈接、文本圖片媒體形式上控制視覺平衡。在字號、風格、字體等屬性上，同一層級頁面的風格應保持一致。背景顏色應避免使用較深的顏色，通常建議選擇淡色、白色等色澤柔和的顏色來進行設計。
3.4整體布局
在整體布局中，所有的內容不能都放在一個頁面中，應避免頁面過于單一，可將多層信息組織起來，并通過明了、簡單的目錄進行分類、歸類。避免使用戶點過更多的頁面才獲得需要的內容?？刹捎梅謱?、表格等方法或手段來整齊排版各種媒體元素，而不要過于花俏點綴版面，還應避免與主題無關的內容、圖片。
4、處理多媒體素
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關鍵詞：計算機科學與技術；發展；趨勢
中圖分類號：G623.58文獻標識碼： A
一、計算機科學與技術的發展歷史回顧
1946年2月15日，世界上第一臺通用電子數字計算機“埃尼阿克”（ENIAC）在美國研制成功。當時它是由1.8萬個電子管組成，是一臺又大又笨重的機器，體重達30多噸，占地有兩三間的教室般大，運算速度為每秒5000次的加法運算。并且當時它的計算成本很高，隨著計算機成本的逐步降低，到了20世紀60年代和80年代以后，很多國家的政府部門和專業的研究機構以及有實力的企業開始應用計算機管理各種事務，后來，隨著科學技術的逐漸發展，因特爾思維CPU處理器的誕生進一步推動了計算機的普及與推廣。直到1982年世界上首臺個人計算機的誕生，使計算機的成本快速下降，計算機科學技術的應用從一開始只能用于軍事部門和大型科研企業開始發展轉入到普通的小公司甚至一般家庭。20世紀90年代開始，計算機科學技術逐漸呈現兩極化的發展趨勢：一方面向微型發展，進入到各個企業、家庭；另一方面，計算機科學技術仍然在軍事、國防、科研等領域廣泛應用。
目前，計算機科學無論是在政府機關、企業、家庭等領域，計算機科學技術都得到了廣泛的發展和進步的體現，不難發現，計算機兒科學技術是一個計算機是一個飛速發展、進步、具有超強生命力和發展前景的領域，計算機科學無論在運算速度、開發成本、使用性能都得到了質與量的飛躍，它的每次更新發展都必然帶來自身的進步與推廣。而如今，隨著它的六十多年發展歷史，并且逐步滲透到人們社會與生活的方方面面，從一元向多元化的轉變，極大的充實和發展了人類生活領域，促進了社會文明進步。
二、計算機科學與技術的發展現狀
（一）普及性與深入發展性
科學技術是第一生產力，不斷發展進步的計算機科學技術是當今社會中潛在與重要生產力，對人類社會發展進步有著舉足輕重的地位，是毫無疑問的生產力，如今，隨著科學技術的飛速發展和計算機應用的日益普及，人們開始越來越多地利用計算機解決實際問題，計算機已經作為一種支柱性的力量滲透到社會生活的方方面面，經濟、社會、文化、商業領域等。并且隨著計算機不斷地更新進步，它對現代社會的影響必然隨之擴大。
（二）專門化與綜合化
在計算機已經越來越普及的同時，其專門化和綜合應用的特點也日益凸顯出來，例如，各種家用電器也開始具備了智能化，通過網絡來操控家電的運行程序，家庭網絡分布式系統將逐漸取代目前單機操作的模式，極大的方便了人們的生活。另一方面，為了適應某些經濟政策發展需要，計算機技術的多方面專門化又必須強化為系統的綜合性能，從而更好地解決方方面面的工作。
（三）突破性與深入性
隨著計算機技術在各個領域專業化的普及與發展，它的功能和定位將會更加明確，從而促使計算機應用的領域功能分化，挑戰更多的突破性革命，并且深入到社會生活更加廣泛的領域。這種突破性突出表現在計算機科學的發展更新上，從1904年電子管的發明到1946年第一臺計算機的問世，共耗時42年，而隨著科技的進步，半導體晶體管到半導體計算機的發明只用了10年的時間，此外。微電子精細加工發展到集成電路，歷時不到兩年，一直到到第四代計算機的問世，更是歷史的重大進步與突破，現如今，根據不同使用人群的需求，各種臺式機和筆記本逐漸誕生并且不斷的進行更新改造，計算機將按照從事的工作進行分類更多的體現了人性化的要求和社會生活的發展需要。
三、計算機科學技術在未來的發展趨勢
（一）計算機科學技術向信息的智能化更加深層次的發展
在一定程度上，網絡技術的發展已經成為計算機系統的中心，在普及計算機功能上起著日趨重要的作用和影響。寬帶高速上網等服務是目前計算機的主要特性，各種不同的發展技術將在未來等到更好的發展體現。同時，人們可以在網上看到來自于世界方方面面的信息，并從中獲取我們自身想要得到的信息，極大的充實了人們的知識量、拓寬了人們視野。目前。人們利用計算機科學技術所提供的智能化服務，應用在家庭、企業等不同領域，促進了現代科技的發展，人文化、智能化在多方面得到了體現，促進了計算機想更高、更深入層次的發展進步。
（二）計算機科學技術日益普及、向多領域廣泛的發展
隨著社會的發展進步，人們對現代化生活方式的需要，計算機作為一種必不可少的工具進一步向社會滲透普及，計算機科學技術教育也在各種程度的教學領域紛紛得到實踐，各個階層要求掌握計算機科學技術知識也大幅增長，“無處不在的計算”發展趨勢不僅體現在國內，在國外同樣日益普及，向多領域、多層次發展延伸。計算機科學技術存在于各種家庭電器中，現在的筆記本、電子書籍等更是計算機向多領域多層次發展普及的表現。不論是學生、上班族都可以根據手中的筆記本進行學習，查閱資料。即方便又快捷。它的發展普及適應了高效率、高節奏的城市生活發展。
（三）計算機的更新速度越來越快、性能品質越來越高
目前，計算機的更新效率越來愈快，隨著科技的不斷進步，針對計算機科學技術在使用中日益暴露的弊端進行更新改造，并且更新改造的效率逐漸加快，比如，計算機的“并行處理”技術，程度越來愈高。目前世界上性能最高的計算機已經采用上萬計算機并行的方式處理，Inter公司現擁有10億以上的晶體管微處理器，把計算機協調并行起來，高效的解決現實存在的技術問題。高性能、高品質的更新技術日益發展實踐，促進了社會科學技術的進步。
計算機的科學計數法范文6
關鍵詞：信息技術課程；信息素養；計算思維；學科背景；學科思維
中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2014）14-0029-04
中國中小學的信息技術課程經過多年的發展已經取得了長足的進步，從很多學校硬件條件不具備，沒有專業教師，沒法開全課，到現在大多數的學?；旧隙季邆淞碎_齊信息技術課的硬件條件，有了專業的信息技術教師，也成了必修課。但也出現了信息技術課被邊緣化等一些新的問題。
一、當前中小學信息技術課程出現的一些問題
當前，信息技術課程的發展進入了一個瓶頸時期，出現了很多問題。例如，學生學習積極性不高，學習靜不下心；學校對信息技術課不支持，認為可有可無；教師課堂教學時間不足，課堂秩序不好控制，甚至不知道該教什么內容；家長對這門課也有抵觸情緒等，認為信息技術課就是上網。
出現這些現象的原因主要有以下幾點：
對學生來說，現在計算機越來越普及，許多家庭都有了計算機，很多基本的操作都會了，也就提不起學習興趣；很多學生從小學開始就上信息技術課，可是小學、初中和高中各個階段的內容有一定重復，缺乏階梯性，甚至有的地方高中的課程內容比初中的還要簡單，也使學生學習的興趣不高；在課程內容方面，特別是高中，課程內容抽象、空洞，可操作性差，又缺少應有的文化教育內涵，挫傷了學生學習的積極性，使學生沒有了學習的動力。
對學校來說，信息技術在中考和高考中所占分數比例很小，甚至在一些地方壓根就不是中高考科目，因此信息技術也就成了副科；信息技術教師是學校的“信息技術高手”，承擔了學校所有和信息技術有關的工作，比如：辦公計算機維護、廣播、電視、學籍、網絡等工作，甚至文字打印、為學校其他教師做課件等等。信息技術教師授課時間難以保證，更談不上鉆研教材，研究教法、學法。同時由于信息技術是一門新的學科，得不到學校和社會的重視，信息技術教師的專業也就得不到良性發展， 其地位在整個教師隊伍中顯得比較低。
對家長來說，最擔心的就是孩子迷上上網，可是很多信息技術課都需要聯網，還有很多教師為了提高學生的上課興趣，在一節課的課程內容結束后會給學生提供自由上網的時間。再加上信息技術學科在升學考試中起的作用很小，所以一些家長對信息技術課就有抵觸情緒。教師布置的一些課下作業或課外小制作也就不可能得到家長的支持。
綜合分析各種現象，產生的原因主要有：
1.在當前應試教育的形勢下，信息技術課對學生升學的幫助很小，因此得不到學生、學校、家長的重視。
2.受計算機工具論的影響，認為計算機就是一個工具，隨著信息技術的發展和計算機普及程度的提高，學生可以通過自學學會計算機操作，可以“無師自通”，計算機教學已經“過時了”。學校按照純技術類培訓課程的思路去開設信息技術課程，就顯得沒有必要，造成信息技術課程無用論的蔓延。
二、信息技術課程體系的現狀
我國的信息技術課程從20世紀80年代的計算機課程開始，從講授計算機編程語言教學到計算機技術應用教學，再到為適應飛速發展的信息時代而開始的信息技術課程，經歷了一個復雜曲折的過程。信息技術課程作為一個新興的學科處在日新月異的發展中，產生一些問題是必然的。很多專家學者和一線教師對中小學信息技術課程產生的問題進行過很多研究，筆者通過綜合分析前人的研究，跟蹤世界信息技術課程的最新發展動態，發現這些問題出現的深層次原因是：信息技術課程本身的學科體系不夠完善。主要表現為以下幾點：
1.課程核心目標過大
中小學信息技術課程的設置主要是依據兩個文件，2000年的《中小學信息技術課程指導綱要（試行）》中明確提出，“通過信息技術課程使學生具有獲取信息、傳輸信息、處理信息和應用信息的能力。培養學生良好的信息素養，把信息技術作為支持終身學習和合作學習的手段，為適應信息社會的學習、工作和生活打下必要的基礎?！?003年3月31日的《普通高中信息技術課程標準（實驗）》也明確了信息技術課程標準應把提升學生的“信息素養”作為核心目標。
“信息素養”這個概念在國外是從圖書檢索技能演變發展而來。 “要成為一個有信息素養的人， 就必須能夠確定何時需要信息， 并具有檢索、評價和有效使用信息的能力” （ 1989 年美國圖書協會研究報告） 。對一個社會人來說，信息素養的培養與提高首先應該由語文學科來解決文字層面的信息的獲取、傳輸、處理和應用，隨著信息的專業性增強，所需要能力的專業性和學科指向性也就越強。從某種意義上說，信息素養是指一個人的綜合素質，要高效獲取自己需要的信息，就需要具備以下幾種能力：
（1）要判斷哪些信息是對自己有用的，這就需要多方面的知識儲備和一定的思維訓練才能作出正確判斷。
（2）要正確傳輸、處理、表達信息，就需要根據信息的種類確定所需要的知識和能力。
所以說，一個人信息素養的提升過程，是他綜合素質提升的過程，需要所有學科的協同作用，而側重于使用現在的信息技術工具來獲取信息、傳輸信息、處理信息和應用信息的信息技術課程只能從工具層面來提高信息素養。
由于課程目標過大，課時少而內容多，以信息的“獲取―篩選―加工―表達”為主線的教材體系，只能有意識地淡化技術操作、淡化軟件，從而使內容趨向空洞，既無技術深度，又缺少應有的文化教育內涵。信息技術老師在教學時感到無所適從，不再像以前那么得心應手，甚至有的老師都不知道該教學生些什么。學生和家長甚至學校的管理者普遍認為信息技術這一學科就是培養學生如何使用計算機的“計算機課”，學生卻感覺在信息技術課上學不到什么技術。這樣“供需雙方”就產生了矛盾，從而使信息技術課程處于一個非常尷尬的位置。
2.學科理論基礎不明確
基礎教育的各門學科都有自己的理論基礎，即我們平常所說的基礎知識與基本技能的來源。語數外、政史地自然不必說，就是音體美都有自己的學科理論基礎，在大學里都有相應的系院甚至細化的專業?？墒切畔⒓夹g課程的理論基礎是什么呢？我們學習的大部分內容都來自計算機科學，可是信息技術課程包含的內容又比計算機技術的內容多，計算機技術只是信息技術中的一個方面。圖書館學理論？貌似更不是。沒有理論基礎的學科發展不了多遠，所以我們應該找到信息技術的理論基礎，按照學科的特點，根據知識結構的要求去設計課程、建立適當的課程體系，將更多的科學成分引入信息技術學科的教學中，只有這樣信息技術學科才能有更好的發展。
3.沒有一個明確的學科思維
錢學森曾經指出：“教育工作的最終機理在于人腦的思維過程?！盵1] 很顯然，學科教育最核心的問題就是認識學科教育思維規律。構建該學科的思維規律是真正學好該學科的唯一方式。 學科思維是區分學科邊界、表征學科獨立和成熟的重要標志，信息技術課程要作為一門學科獨立存在，就必須具有自身的學科思維。[2]
那么，信息技術課程的學科思維是什么？有的人說是算法思維，算法思維是一種解決問題的過程性思維方式，能夠清楚說明問題解決的方法，將一個復雜的問題轉化成若干子問題并將其進一步簡化，以達到解決問題的目的，這也是科學和設計領域的一項重要技能。同時算法思維也在一定程度上反駁了“算法和程序設計教育就是培養程序員”這一論斷，就像數學不只是培養會計一樣。但是，算法思維是以算法和程序設計為起點的，而算法和程序設計又不能成為信息技術課程的主要內容。所以信息技術課程一直沒有一個明確的學科思維。
綜上所述，信息技術課程要解決現在出現的各種問題，得到長足發展就必須解決學科的理論基礎和學科思維問題。只有解決了理論基礎問題，才能豐富和規范信息技術課程的教學內容，使教師教有所依，使學生學有目標。只有解決了學科思維問題才能使信息技術學科有了自己的靈魂，教師在往深處發掘信息技術課程教育價值的時候才能有一個明確的方向，在訓練學生的思維和平時的教學過程中才能始終有一條內在的主線。解決了這兩個問題，教和學的過程就會省心省力、事半功倍。
三、計算思維對信息技術課程學科體系的作用初探
從《普通高中信息技術課程標準（實驗）》對提高學生信息素養的課程目標可以看出，學生的信息素養表現為：對信息的獲取、加工、管理、表達與交流的能力；對信息及信息活動的過程、方法、結果進行評價的能力；發表觀點、交流思想、開展合作并解決學習和生活中的實際問題的能力；遵守相關的倫理道德與法律法規，形成與信息社會相適應的價值觀和責任感。[3]這樣，從知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀三方面全面描述了信息素養。
中小學信息技術課程在信息素養的培養過程中用到很多現代信息技術，包括通信技術、計算機技術、多媒體技術、自動控制技術和遙感技術等。而這些現代信息技術的核心技術就是計算機技術，從本質而言，信息的自動處理越來越依賴于以 CPU 為核心的計算機，只是計算機的物理表現形態已不是傳統意義的計算機機箱。[4]以計算機技術為核心的信息技術不但已經在機械、激光、電子、生物等方面大量應用，而且已經影響到人的思維。正如1972 年圖靈獎得主 Edsger Dijkstra所說 ：“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習慣，從而也將深刻地影響著我們的思維能力?！盵5] 所以中小學的信息技術課程在提高學生信息素養的時候，不但要熟練使用計算機這一信息處理的主要工具，還要體會這一工具處理信息的思想。只有領會了這一思想我們才能從新的高度來看待這一工具，從總體上來把握這一工具，從而使信息素養的培養達到事半功倍的效果。
計算機處理信息的思想可以歸結為計算思維。計算思維的首次提出是在2006 年 3 月，當時任美國卡內基?梅隆大學（CMU）計算機科學系主任，現任美國基金會（MSP）計算機和信息科學與工程部（CISE）主任的周以真（Jeannette M. Wing）教授在美國計算機權威雜志 ACM 會刊《Communications of the ACM》 上，提出計算思維（Computational Thinking）：計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。[6]事實上，人們在信息素養的提高過程中就不斷地培養著計算思維。正如學習數學的過程就是培養理論思維的過程，學物理的過程就是培養實證思維的過程。學生學習程序設計、各種軟件的使用，就是體會使用計算科學的基礎概念進行問題求解和系統設計的過程，就是培養計算思維的過程。越來越多的教育者開始認識到計算思維應該和讀、寫、算一起作為基礎教育的一部分，是每人都需要的基本技能。計算思維完全可以成為信息技術課程的學科思維，也只有信息技術課程可以承載這種思維。
提高學生的信息素養與培養計算思維有沒有相互沖突的地方呢？我們發現信息素養和計算思維都是與計算機密切相關的，是通過學習可以掌握的一種內在的能力。但是信息素養是使用以計算機為主的信息處理工具的能力，而計算思維則是培養學生像計算機科學家那樣用計算機科學的基礎概念去處理問題解決問題的能力。所以計算思維是比信息素養更高一層次的要求，它已經站在了思維的層次，必將從以下方面對中小學信息技術課程的發展起到劃時代的作用。
1.計算思維可以為信息技術課程提供學科理論基礎
計算機科學的發展雖然只有六七十年的歷史，但是它在融合數學、物理學這些基礎學科的先進理論的基礎上獲得了極大的發展，已經成為現代信息技術的核心。計算機科學的理論研究也獲得了極大的發展，在大學中的學科門類逐步完善，自己的理論體系逐漸穩定完備，已經成為現代社會必須的基礎學科之一，完全可以作為信息技術學科的理論基礎。有了深厚的理論基礎和強大的理論支持，中小學信息技術課程就不再是無本之木、無源之水，必將擺脫目前尷尬的地位，進入嶄新的發展階段。
2.計算思維可以提高信息技術課程的地位
隨著科技的發展，小到手機、電腦、電視、空調，大到汽車、輪船、各種工程設備無不內嵌CPU。這些現代化工具的廣泛使用不但極大地方便了人們的生活，改變了人們的生活習慣，而且開始并已經在改變著人們的思維習慣。以計算機科學的基礎知識為基礎，進行理解問題、分析問題、解決問題的計算思維現在已經成為人類認識世界和改造世界的三種思維之一。所謂三種思維指理論思維 （ 以數學學科為代表 ） 、實證思維 （ 以物理學科為代表 ） 和計算思維 （ 以計算機學科為代表 ）。[7] 計算思維必將成為人們的必需能力，而信息技術課程這一培養人們計算思維的最佳學科也必將越來越重要。
3.計算思維對教學方法提出新的要求
培養學生的計算思維對教師的教學方法提出了新的要求，好的教學方法可以使教學過程流暢自然，對計算思維的培養起到事半功倍的效果。不合適的教學方法則可能把我們的課堂引向枯燥乏味，甚至混亂失控的狀態，更不可能起到訓練學生計算思維的教學效果。
目前信息技術課程使用的教學方法有很多，例如，講授法、任務驅動法、基于問題學習的教學法、游戲教學法、自主學習法等等。目前教師選擇最多的教學方法為“講授法”和“任務驅動法”。在這些課堂模式下，教學的主要目的是為掌握教材中的某個知識點或者是掌握某個軟件的使用方法。要進行計算思維的訓練就必須深入挖掘各個知識點的教育價值和思維訓練價值。在程序設計的教學過程中，對學生的思維訓練是顯而易見的，即使在工具軟件的教學過程中也可以挖掘思維的訓練價值。例如，在文字處理這一部分的學習過程中，我們可以先在學生中收集日常生活中可能用到的文字處理需求并進行歸類分析，這一過程就融入了軟件開發中的需求分析；然后我們可以結合幾種常見的文字處理軟件講解如何完成處理需求，通過比較各個軟件在處理這一需求上的實現方式，潛移默化中將計算機處理信息的方法融入學生的思維。這樣不但解決了在軟件使用的教學過程中，教學永遠追不上軟件更新速度的弊端，也成功地對學生進行了計算思維的訓練，拓寬了視野，在思維的高度上提高了信息素養。
四、結束語
我國的信息技術課程在發展過程中經歷了計算機編程教育、計算機應用教育、信息技術教育幾個階段，學科體系建設也正在逐步發展完善。作為一個學科來說，三十年或許太短，可是對遵循“摩爾定律”發展的現代信息技術來說，三十年也應該是一個邁向成熟的時間了。在信息化飛速發展的今天，隨著數學、物理和計算機并列為當工科三大學科，以計算機科學為學科理論基礎，以計算思維為學科思維的信息技術課程必將更加成熟、更加強大。
參考文獻：
[1]錢學森. 關于思維科學[M].上海：上海人民出版社，1986：448.
[2]于曉雅.信息技術學科存在的理論依據與現實基礎[J].北京教育學院學報（自然科學版），2013，8 （1）： 9-13.
[3]王吉慶.信息技術課程論[M].保定：河北大學出版社，2004：67.
[4]王榮良.計算思維對中小學信息技術課程的影響初探[J].中國教育技術裝備，2012 （27）：56-57.
[5]王飛躍.從計算思維到計算文化[EB/OL]. .
