计算机行业历史知识与计算机教学的结合

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摘 要： 随着教学实践的深入，如果在教学过程中适当介绍计算机行业相关的历史知识，不但可以激发学生的学习兴趣，增强学习效果，而且会加深学生对这门学科的理解，甚至会对学生的未来职业规划有帮助。作者讨论了进行计算机历史教育的重要性和必要性，总结了自身在授课过程中的一些经验。

关键词： 计算机行业 历史知识 计算机教学

一

无论是科学技术的发展还是人文学科的发展，都是从无到有、从简单到复杂的过程，需要一层层地积累，不断地发展演变。比如中国文字的发展，经历了从甲骨文、金文、篆文、隶书、楷书、行书等变化发展；比如数学中对数的认识，经历了从自然数、负数、无理数到复数等的过程；物理学也是这样，伟大的物理学家牛顿曾说：“我是站在巨人的肩膀上。”相比之下，计算机是一门新兴学科，发展的历史不足百年，尽管如此，这几十年来计算机行业的发展还是超过了任何的学科，现如今已经达到非常成熟的程度，并且已经同其他学科融合在一起，成为自然科学和社会科学中很重要的一部分。尽管发展的时间不长，但学科内容却很丰富，很多技术彼此都存在承前启后的关系，如果把技术与历史隔离开来，那对于计算机学科的认识就是不全面的。

二

计算机专业的方向很多，学生需要学习的内容很多。要学习这门应用型学科，学生除了具备理论知识外，还必须具备动手能力。我个人认为，让学生明白所学的东西在实际中有什么用处，对于增强教学效果是很重要的。所以我在平常的教学过程中，会注意给同学们介绍下，我们现在学的东西，在实际社会生活中究竟有什么用、怎么用。计算机的发展，不是单个学科的发展，而是整个行业的发展，包括计算机硬件、操作系统、软件工程、编译技术、网络技术，乃至现在的通信技术等。每一门学科，都是整个行业不可或缺的一部分，所以我们在介绍本课程的实际应用时，要顺带介绍下与之相关的行业背景，从而自然而然地牵涉到行业发展的问题。如果仅限于在课堂上讲述书本上的知识点，在实验室里做些简单的实验，仅仅让学生明白操作步骤，那么“有什么用，怎么用”这个概念对于学生来说并不是很有说服力的，但如果用实际的应用例子，用曾经发生过的事情来说明，效果就不一样。

我原来学习数学，然后从事计算机行业，我发现两个学科在知识结构上是有很大不同的。数学是个理论专业，很多方向没有直接应用的需要，所以，数学的发展经常是颠覆性的：当产生了新的理论，旧的理论框架就可能完全被和抛弃，然后进行重建。这样的事例在数学历史上发生过多次，不少类似的理论学科，比如物理学、化学都有这样的现象，但计算机科学则有其特殊性，因为计算机行业，不论是硬件还是软件，都与商业市场或者实际应用有着密不可分的关系，可以这么说，商业市场的应用需求是计算机行业发展的动力源泉之一。

既然有商业的因素，那么企业一旦推出市场的产品，该企业就有维护该产品的义务或者动力。硬件和软件都需要升级，但“兼容”是计算机行业的一个重要主题。所谓兼容，讲得通俗些，就是你卖出去的产品，不能因为新系统或者硬件升级了或改动了，导致原来运行正常的系统现在突然不能用了。客户出于各种原因，不一定愿意升级系统，或者花钱购买新版本的系统，如果他们坚持用旧的系统，那么企业为了维持和遵守与客户的契约，经常不得不采用新系统兼容旧系统、新硬件兼容旧硬件的方法，除非不得不彻底更新换代。所以在设计硬件和软件系统的时候，技术创新是一个方面，另一重要方面则需要考虑如何与旧系统兼容，因此很多产品设计的方案就会表现出奇怪的、甚至与正常逻辑不符的方面。这些知识如果出现在课本里面，那么学生学习起来就会觉得知识点难以理解，难以记忆。

比如，Intel处理器规定，内存管理策略里面，要先采用分段机制，后采用分页机制，即所谓的“段页式”。其实真正原因是一开始的时候，Intel首先推出了支持段式内存管理机制，当后来分页机制流行以后，Intel又开始试图支持分页式内存管理机制，但是早期的产品已经推出市场了，为了兼容，最后就只有在原来分段式管理的基础之上再实施分页式管理机制。如果不明白这段历史，那么我们就很难向学生解释为什么要先分段式再分页式，事实上，分段式和分页式完全是可以独立运作的。

再比如，在Intel段式内存管理机制里面，段描述符的结构是很混乱的，32位的段基地址和20位段长度，分别被拆分成几部分，分别放在段描述符的几处，这个用通常的逻辑是完全没办法向学生解释的，唯一合理的解释就是当初Intel推出段式管理的时候，地址是24位的，段长度为16位，然后当分别扩充到32位和20位时，那么为了兼容之前的处理器产品，不得不这么做，还有很多这样的例子。在我还是学生的时候，学习这类的知识是一件不轻松的事，主要原因还是没有理解它们为什么会这样，而只是试图去死记硬背。教师平时应该多想想这些问题，多查查资料，弄清楚其原因是不是与曾经的历史有关，这样给学生讲解的时候，学生就会豁然开朗。

三

计算机行业的发展包含很多要素，有科学技术研究的要素，也有商业竞争的要素，技术与商业市场密切相关，两者交织在一起，形成了计算机行业的发展历史。学生中间有一部分对于科学研究的发展史比较感兴趣，但另一部分的同学则对于市场的商业环境的发展史更感兴趣。与同学们平时的交流中，我发现很多同学都有自己心目中理想的公司或者工作，所以每当在课上讲到与这些企业或者工作有关的内容时，很多同学的注意力都比较集中。计算机知识本身比较枯燥，但是一旦把这些枯燥的知识与实际应用相联系，就会变得很生动。

比如，我在讲课的时候，如果讲到与编译器有关的内容，就会讲述当年微软公司与Borland公司关于C++编译器之争的故事。这是一段非常精彩的历史，尽管时间已经过去了十几年，但是每当同学们听到了这样的故事，还是会表现出很感兴趣的样子。之前大家对于编译器的理解，仅仅停留在“它是一个编译工具”这个层面，如果深入地了解了这段历史，那么编译器在大家眼里的形象一下子就高大而生动了，因为榜样的力量是无穷的，每一个软件的背后都是一个个鲜活的作者形象，这样知识点在学生的眼里就不再是冷冰冰的，学习兴趣大大提高。

还有一些例子，比如谈到数据库时，一般我会用微软的SQL Server与Oracle竞争的例子来说明，再比如操作系统，我会用微软与Linux的竞争来说明桌面操作系统的竞争，用苹果、谷歌、诺基亚的例子来说明手机操作系统的竞争等。其实每一个技术后面，都有大批的追随者和利益获得者，很多技术规范的形成，除了是技术本身方面的因素外，也是各方利益的平衡。写在书本上的知识是死的，但背后的这些故事，却很精彩。精彩的故事，会激发起学生学习的兴趣，兴趣是最好的老师。所以，从这一点上讲，学生听课的效果、学习的效果也会比之前好。

现代计算机行业的发展，已经到了一个比较高的程度，早已经不是以前一个程序单打独斗、独立实现某个需求这样简单的情况。现代的计算机系统，重点已经放在系统集成方面，比如说一个大型的信息系统，牵涉到众多硬件：服务器、客户端、网络设备、数据库设备等，同时也牵涉到众多软件：应用服务器、Web服务器、数据库软件、浏览器、及业务逻辑程序，也集成到了整个系统里面，而这些系统之间，又可以进一步地集成，从而形成越来越大、越来越复杂的系统。

这些行业的变化，反映在计算机课程的教育上，就是：课程众多，门类复杂。对比于我原来的专业，计算机专业学生的功课压力是很大的，每学期都要学很多技术，每星期都有理论课，有上机课。在我与学生交流的过程中，我了解到，学生其实并不是特别清楚所学的每一门课程都具体有什么用，更谈不上站在系统集成的角度来看待它们。其实系统集成也是一步一步发展而来的，在这个发展的历史过程中，由于应用的需要，产生了一些现在我们正在学习的技术，如果能多介绍一点这方面的知识，那么学生就会清楚，他所学的每一门课，每一门技术，是怎么来的，有什么作用，特别是在整个集成系统环境里面，这门技术所起的作用和所处的地位是什么。我们在教学的时候，要让学生做到既见树木，又见森林，这样学生就会对知识体系有一个总体的认识，那么在学习每一门课程的时候，就会做到心中有数，学习效果也会更好。

四

随着我国高等教育招生规模的不断扩大，高校毕业生的就业问题已经变得越来越严峻。对于公办的高等学校尚且如此，独立学院的情况就更加不容乐观。计算机专业学生的就业还是相对比较好的，但是有一个问题我们还不得不面对，那就是学生未来的职业发展情况。我所在的南京大学金陵学院，以培养应用型人才为目的，我的理解，这个应用型人才目标不仅仅是指学生在毕业时能够找到好工作，而是应该更进一步，我们同时也应该关注学生踏上工作岗位以后的发展潜力。这既是对学生负责，又体现了我校的教育质量和教育目标。

计算机行业的就业有个特点，那就是一开始找工作相对容易，相比起其他冷门专业来讲，计算机专业的文凭，更容易让学生找到一份薪资起点不错的工作。但是随着工作年限的增加，从业人员的职业前景却并非那么顺利，甚至很多人都说，计算机行业是吃青春饭的。我在IT企业工作的时候，的确发现了这个现象，30岁左右，因为遇到了职业瓶颈，很多IT从业人员就开始转行了。所以我觉得，如果只教给学生基本的编程技术，只教课本知识技能，那是不够的，应该尝试考虑学生未来的职业规划，或者鼓励学生思考这个问题，以提早应对将来可能碰到的职业发展瓶颈问题。

职业规划的首先重要一点，是了解现今的行业从业人员的职业结构，把前人的职业发展作为参考，这是一种很有价值的做法。前人走过的道路，无论是正确的还是不正确的，对于后人来讲，都是宝贵的财富。但是这还不是全部，由于计算机行业变化非常快，十年前毕业生的职业发展历程，可能已经不适用于现在的毕业生，那这个时候，了解计算机行业的发展历史，就更加必要了。从历史中，我们可以看到随着行业的发展，工作机会和岗位也在不断变化，明白了历史，我们就有可能对未来做出正确的判断：当我们的同学毕业的时候，应该找一个什么方向的工作，未来自己应该朝哪一个方向去发展呢？如果我们不了解历史，只是按照现在行业的情况去选择就业方向，那么很有可能是盲目的，当未来发生了变化的时候，自己可能适应不了这种变化。所以我觉得，在平时授课时多介绍历史方面的一些知识，也会启发学生在大学阶段就思考自己未来人生的道路，早做准备，有的放矢，对自己的未来做出一个清晰的正确的规划，这样对他未来的人生发展，会有很大的好处。

五

既然在计算机教学中引入历史教育很有必要，那么如何做呢？我觉得有以下几点可以与大家分享。

首先作为教师，我们对于计算机的历史要感兴趣，要主动去学习。历史的学习需要有一个知识累积的厚度，如果只是片面地去记忆单个的计算机行业的事件，将对整个过程缺乏连贯性的认识。所以，计算机行业历史的学习，需要我们对从计算机的问世到现在的整个过程有一个基本的了解，即从计算机问世之前理论计算机知识体系的建立，到第一台计算机ENIAC的出现，到操作系统的成熟，编译技术的成熟，软件工程的创立，网络的建立，通信技术的发展等，我们都要做到心中基本有数。

其次，要把计算机中的每一门学科，同这段历史相联系，把这门学科发展的一些重要的里程碑事件，与某个历史时段相联系。计算机某项技术的出现，总有其特定的历史背景和应用需要，绝不仅仅是由于学术研究的需要。记住并理解技术与当时历史事件的关系，才能更好地向学生解释这项技术的关键点。

要根据历史的时间链，建立计算机各门学科之间的联系，清楚他们之间的先后顺序和依赖关系，同时也能明白每门学科在其中扮演的角色。这一点是尤其重要的，这就好比生物学在研究物种进化时，会建立这样一种类似的时间链，借此来说明物种从简单到复杂的演化过程。计算机各项技术的发展跟生物进化是相似的，也会存在这样一个时间链，明白了这样一个过程，我们就会明白每一门技术出现的历史背景和它们之间的先后联系。

平时注意翻看一些计算机行业发展历史上重要人物的传记和事迹，因为他们往往决定了某一门学科的建立和发展的方向，他们看问题的角度和思路是值得我们学习的；同时这些人物由于其重要的影响力，往往也是业界和学生心中的偶像。除了他们在事业上取得的成就吸引人之外，学生往往会对其个人发展的历程充满兴趣。通过对这些著名人物事迹的介绍，能够给学生对于未来的发展提供参考和动力，更能激发他们的学习兴趣。

当然我们从事的主要是计算机教学，而非历史教学，所以在讲课的时候何时进行历史知识的介绍，花多长时间介绍也是一个值得研究的方面。我觉得在讲解某些难以理解的知识点时，引入历史知识的讲解，是一个比较好的时机，可以解开当时学生的疑惑；另外，对于计算机发展史上一些重要人物，比如说某个学科的开创人，某个公司的创始人等，也可以结合课程的教学，适当地向同学们介绍。在讲解历史知识的时候，时间不宜占用太长，不应影响课程内容的讲解，主要是为了让学生理解知识点，激发兴趣。

综上所述，在计算机课程的授课过程中，适当地引入行业历史知识的介绍，既是对教学内容的补充，又是对教学效果的优化。教书育人，关键之处在于激发学生学习的主观能动性，而历史知识的介绍，恰恰就可以起到这样的作用。经过一段时间的实践，我发现效果很不错。

参考文献：

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