教学当中的计算科学和计算机发展

刘广田　刘景阳

摘 要：文章从计算的基本定义出发，先介绍与计算相关的历史发展历程，并且举例进行论证。通过通俗易懂的例子指导教师的教学，教会学生如何更加快速的掌握相关只是要点，提高学习效率。接着，由计算带动的计算工具的出现，使得人类的智慧发生了历史性的转折。计算工具的使用，引发了更多的计算的发明，应用于科学技术当中，极大的推动了人类的进步。人类发展初期算盘的使用，促进了电动计算器的产生，最后出现了随处可见的计算机。计算机从刚开始的大体积、低效率，发展成为了我们今天看到的轻巧、运算高效的便携式计算机。总的来看，文章形象生动的剖析了计算科学以及计算机的发展，为教学提供了很好的知道意见。

关键词：计算的出现 计算工具的发明 计算机的运用

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）11-0-01

一、基础的计算

我们用通俗一点的语言来描述计算的过程。日常生活当中的计算，就是将一个式子A变成另外的一个式子B的过程。可能有一点的抽象，我们通过一个简单的例子来说明这个问题。例如说，2加1等于3，一个最基础的加法运算就形象而且直观的说明了什么是计算。稍微使用复杂一些的函数在来加深一下计算的理解。比如说，C是X的三次方，而D是3X。我们就讲，将C转变成D的过程就是高级计算。教师在授课当中，可以通过大量的例题论证来帮助学生理解计算的相关内容。

我们一般将计算分为易于理解的两种。首先来讲，第一种是指与数值相关联的计算。而这其中又有一下的一些类型，比如说与实数相关联的加减乘除以及函数的相关运算，指数运算等等。另外的一种就是与符号相关联的运算。比如说，恒等式的求解证明，与几何相关的一些证明问题等等。计算的奇妙之处在与二者在一定的条件之下是可以进行相互转换的。计算的博大精深之处在于随着社会的不断进步以及人类对未来世界的探索钻研，越来越多的计算正在被发掘。

二、早期计算当中的工具的使用

从远古人类的诞生以来，计算就与人类的社会活动息息相关，可以说计算是人类不可或缺的一部分。谈论到我国比较早的计算工具就要想到算筹了。公元前5世纪，我国历史上早期的计算工具算筹出现，并且在接下来的2000多年里都给人们的生活产生了巨大的影响。现在，许多人提到计算也许会想到计算器，但是，在这之前，算盘的使用代表了我国历史的文明符号。算盘的使用简单快捷，易于更改，而且从今天的绿色生活来讲，十分的环保，对于计算的效率来说也十分的快捷。也许你会听到身边的一些人有着惊人的计算速度，快速的计算方式就来源于算盘的设计原理。在教师的教学当中，可以培养学生使用算盘，这样可以为后期心算的学习可以打下坚实的基础。

三、近代科学当中的计算

随着人类对科学的探索以及科学技术日新月异的发展，十七世纪早期，对数出现了。对数的出现，使得乘除法的运算转化为加减法的运算成为可能。对数在计算的教学当中算是一个难点。学生很多的时候不理解怎么乘除法和加减法之间可以进行运算。教师可以先将对数原理讲清楚，然后逐个剖析公式，因为对数的计算难点就在于公式的运用，学生要牢记公式。有些经常用到的公式教师要归纳总结，将公式放在一起对比之后，在加些习题进行课堂练习，学生应该很容易掌握。而一些特殊的、不常用的公式也要加入教学当中，多让学生做习题，强化訓练。应为公式的使用的结合的，不是单一的，少一个公式的运用，计算就无法进行。其实，相比较而言，对数的运算掌握之后就十分简单了，对数的基本就在于公式的运用，而不像函数一样有太多种类的思路。

四、电动式计算器的发明

电动式计算器的出现是基于1834年英国的巴尔奇发明的程序式机器的设计。在此基础之上随着现代店里的发展，实现了电动计算器的构想。人类的计算工具的使用迈上了一个新的台阶。但是这其中的历程是十分的艰辛的。这个过程经历了整整一个世纪。我们使用一句古语来阐述这个过程：科学的一小步，将是人类的一大步。

五、电子计算机的出现

随着现代科学技术的发展与进步，二十世纪初期电子管技术的发明为计算机的变革带来了新的契机。众所周知，1946年美国的宾夕法尼亚大学制造出了第一台电子计算机。电子计算机的出现使得计算的发展发生了历史性的变革。紧接着集成电路的出现为计算机的进步开辟了新的道路。电子化的不断创新与发展成为了计算机发展的得力助手。计算机朝着越来越轻便，越来越高效率的方向发展。而且，价格方面也在降低，普通大众都可以拥有一台计算机。计算机的使用得到了普及，不论是企业办公还是家庭自用都离不开计算机。计算机的不断发展与进步，正在改变着人们的生活、工作。

综上所述，计算的出现与计算机的普及极大的改变了人们的生活。这标志着科学技术的进步。人类在不断的突破着自己的极限。这就意味着教师也要不断的进行学习，武装自己，才能更好的教学学生，将新的东西传授给学生。

参考文献

[1]M.A.NielsenandI.L.Chuang，QuantumComputation and Quantum Information[M].Cambridge University Press，2000.

[2]A.M.Turing.On computable numbers，with an application to the Entscheidungsproblem，Proc. Lond，1936（42）：230～265.

[3]Quantum Information Scienceand TechnologyQuIST program ver.2.0[J].Defense Advanced Research ProjectsAgency DARPA，2004，4endprint