計算機行業歷史知識與計算機教學的結合

摘 要： 隨著教學實踐的深入，如果在教學過程中適當介紹計算機行業相關的歷史知識，不但可以激發學生的學習興趣，增強學習效果，而且會加深學生對這門學科的理解，甚至會對學生的未來職業規劃有幫助。作者討論了進行計算機歷史教育的重要性和必要性，總結了自身在授課過程中的一些經驗。

關鍵詞： 計算機行業 歷史知識 計算機教學

一

無論是科學技術的發展還是人文學科的發展，都是從無到有、從簡單到復雜的過程，需要一層層地積累，不斷地發展演變。比如中國文字的發展，經歷了從甲骨文、金文、篆文、隸書、楷書、行書等變化發展；比如數學中對數的認識，經歷了從自然數、負數、無理數到復數等的過程；物理學也是這樣，偉大的物理學家牛頓曾說：“我是站在巨人的肩膀上。”相比之下，計算機是一門新興學科，發展的歷史不足百年，盡管如此，這幾十年來計算機行業的發展還是超過了任何的學科，現如今已經達到非常成熟的程度，并且已經同其他學科融合在一起，成為自然科學和社會科學中很重要的一部分。盡管發展的時間不長，但學科內容卻很豐富，很多技術彼此都存在承前啟后的關系，如果把技術與歷史隔離開來，那對于計算機學科的認識就是不全面的。

二

計算機專業的方向很多，學生需要學習的內容很多。要學習這門應用型學科，學生除了具備理論知識外，還必須具備動手能力。我個人認為，讓學生明白所學的東西在實際中有什么用處，對于增強教學效果是很重要的。所以我在平常的教學過程中，會注意給同學們介紹下，我們現在學的東西，在實際社會生活中究竟有什么用、怎么用。計算機的發展，不是單個學科的發展，而是整個行業的發展，包括計算機硬件、操作系統、軟件工程、編譯技術、網絡技術，乃至現在的通信技術等。每一門學科，都是整個行業不可或缺的一部分，所以我們在介紹本課程的實際應用時，要順帶介紹下與之相關的行業背景，從而自然而然地牽涉到行業發展的問題。如果僅限于在課堂上講述書本上的知識點，在實驗室里做些簡單的實驗，僅僅讓學生明白操作步驟，那么“有什么用，怎么用”這個概念對于學生來說并不是很有說服力的，但如果用實際的應用例子，用曾經發生過的事情來說明，效果就不一樣。

我原來學習數學，然后從事計算機行業，我發現兩個學科在知識結構上是有很大不同的。數學是個理論專業，很多方向沒有直接應用的需要，所以，數學的發展經常是顛覆性的：當產生了新的理論，舊的理論框架就可能完全被推翻和拋棄，然后進行重建。這樣的事例在數學歷史上發生過多次，不少類似的理論學科，比如物理學、化學都有這樣的現象，但計算機科學則有其特殊性，因為計算機行業，不論是硬件還是軟件，都與商業市場或者實際應用有著密不可分的關系，可以這么說，商業市場的應用需求是計算機行業發展的動力源泉之一。

既然有商業的因素，那么企業一旦推出市場的產品，該企業就有維護該產品的義務或者動力。硬件和軟件都需要升級，但“兼容”是計算機行業的一個重要主題。所謂兼容，講得通俗些，就是你賣出去的產品，不能因為新系統或者硬件升級了或改動了，導致原來運行正常的系統現在突然不能用了。客戶出于各種原因，不一定愿意升級系統，或者花錢購買新版本的系統，如果他們堅持用舊的系統，那么企業為了維持和遵守與客戶的契約，經常不得不采用新系統兼容舊系統、新硬件兼容舊硬件的方法，除非不得不徹底更新換代。所以在設計硬件和軟件系統的時候，技術創新是一個方面，另一重要方面則需要考慮如何與舊系統兼容，因此很多產品設計的方案就會表現出奇怪的、甚至與正常邏輯不符的方面。這些知識如果出現在課本里面，那么學生學習起來就會覺得知識點難以理解，難以記憶。

比如，Intel處理器規定，內存管理策略里面，要先采用分段機制，后采用分頁機制，即所謂的“段頁式”。其實真正原因是一開始的時候，Intel首先推出了支持段式內存管理機制，當后來分頁機制流行以后，Intel又開始試圖支持分頁式內存管理機制，但是早期的產品已經推出市場了，為了兼容，最后就只有在原來分段式管理的基礎之上再實施分頁式管理機制。如果不明白這段歷史，那么我們就很難向學生解釋為什么要先分段式再分頁式，事實上，分段式和分頁式完全是可以獨立運作的。

再比如，在Intel段式內存管理機制里面，段描述符的結構是很混亂的，32位的段基地址和20位段長度，分別被拆分成幾部分，分別放在段描述符的幾處，這個用通常的邏輯是完全沒辦法向學生解釋的，唯一合理的解釋就是當初Intel推出段式管理的時候，地址是24位的，段長度為16位，然后當分別擴充到32位和20位時，那么為了兼容之前的處理器產品，不得不這么做，還有很多這樣的例子。在我還是學生的時候，學習這類的知識是一件不輕松的事，主要原因還是沒有理解它們為什么會這樣，而只是試圖去死記硬背。教師平時應該多想想這些問題，多查查資料，弄清楚其原因是不是與曾經的歷史有關，這樣給學生講解的時候，學生就會豁然開朗。

三

計算機行業的發展包含很多要素，有科學技術研究的要素，也有商業競爭的要素，技術與商業市場密切相關，兩者交織在一起，形成了計算機行業的發展歷史。學生中間有一部分對于科學研究的發展史比較感興趣，但另一部分的同學則對于市場的商業環境的發展史更感興趣。與同學們平時的交流中，我發現很多同學都有自己心目中理想的公司或者工作，所以每當在課上講到與這些企業或者工作有關的內容時，很多同學的注意力都比較集中。計算機知識本身比較枯燥，但是一旦把這些枯燥的知識與實際應用相聯系，就會變得很生動。

比如，我在講課的時候，如果講到與編譯器有關的內容，就會講述當年微軟公司與Borland公司關于C++編譯器之爭的故事。這是一段非常精彩的歷史，盡管時間已經過去了十幾年，但是每當同學們聽到了這樣的故事，還是會表現出很感興趣的樣子。之前大家對于編譯器的理解，僅僅停留在“它是一個編譯工具”這個層面，如果深入地了解了這段歷史，那么編譯器在大家眼里的形象一下子就高大而生動了，因為榜樣的力量是無窮的，每一個軟件的背后都是一個個鮮活的作者形象，這樣知識點在學生的眼里就不再是冷冰冰的，學習興趣大大提高。

還有一些例子，比如談到數據庫時，一般我會用微軟的SQL Server與Oracle競爭的例子來說明，再比如操作系統，我會用微軟與Linux的競爭來說明桌面操作系統的競爭，用蘋果、谷歌、諾基亞的例子來說明手機操作系統的競爭等。其實每一個技術后面，都有大批的追隨者和利益獲得者，很多技術規范的形成，除了是技術本身方面的因素外，也是各方利益的平衡。寫在書本上的知識是死的，但背后的這些故事，卻很精彩。精彩的故事，會激發起學生學習的興趣，興趣是最好的老師。所以，從這一點上講，學生聽課的效果、學習的效果也會比之前好。

現代計算機行業的發展，已經到了一個比較高的程度，早已經不是以前一個程序單打獨斗、獨立實現某個需求這樣簡單的情況。現代的計算機系統，重點已經放在系統集成方面，比如說一個大型的信息系統，牽涉到眾多硬件：服務器、客戶端、網絡設備、數據庫設備等，同時也牽涉到眾多軟件：應用服務器、Web服務器、數據庫軟件、瀏覽器、及業務邏輯程序，也集成到了整個系統里面，而這些系統之間，又可以進一步地集成，從而形成越來越大、越來越復雜的系統。

這些行業的變化，反映在計算機課程的教育上，就是：課程眾多，門類復雜。對比于我原來的專業，計算機專業學生的功課壓力是很大的，每學期都要學很多技術，每星期都有理論課，有上機課。在我與學生交流的過程中，我了解到，學生其實并不是特別清楚所學的每一門課程都具體有什么用，更談不上站在系統集成的角度來看待它們。其實系統集成也是一步一步發展而來的，在這個發展的歷史過程中，由于應用的需要，產生了一些現在我們正在學習的技術，如果能多介紹一點這方面的知識，那么學生就會清楚，他所學的每一門課，每一門技術，是怎么來的，有什么作用，特別是在整個集成系統環境里面，這門技術所起的作用和所處的地位是什么。我們在教學的時候，要讓學生做到既見樹木，又見森林，這樣學生就會對知識體系有一個總體的認識，那么在學習每一門課程的時候，就會做到心中有數，學習效果也會更好。

四

隨著我國高等教育招生規模的不斷擴大，高校畢業生的就業問題已經變得越來越嚴峻。對于公辦的高等學校尚且如此，獨立學院的情況就更加不容樂觀。計算機專業學生的就業還是相對比較好的，但是有一個問題我們還不得不面對，那就是學生未來的職業發展情況。我所在的南京大學金陵學院，以培養應用型人才為目的，我的理解，這個應用型人才目標不僅僅是指學生在畢業時能夠找到好工作，而是應該更進一步，我們同時也應該關注學生踏上工作崗位以后的發展潛力。這既是對學生負責，又體現了我校的教育質量和教育目標。

計算機行業的就業有個特點，那就是一開始找工作相對容易，相比起其他冷門專業來講，計算機專業的文憑，更容易讓學生找到一份薪資起點不錯的工作。但是隨著工作年限的增加，從業人員的職業前景卻并非那么順利，甚至很多人都說，計算機行業是吃青春飯的。我在IT企業工作的時候，的確發現了這個現象，30歲左右，因為遇到了職業瓶頸，很多IT從業人員就開始轉行了。所以我覺得，如果只教給學生基本的編程技術，只教課本知識技能，那是不夠的，應該嘗試考慮學生未來的職業規劃，或者鼓勵學生思考這個問題，以提早應對將來可能碰到的職業發展瓶頸問題。

職業規劃的首先重要一點，是了解現今的行業從業人員的職業結構，把前人的職業發展作為參考，這是一種很有價值的做法。前人走過的道路，無論是正確的還是不正確的，對于后人來講，都是寶貴的財富。但是這還不是全部，由于計算機行業變化非常快，十年前畢業生的職業發展歷程，可能已經不適用于現在的畢業生，那這個時候，了解計算機行業的發展歷史，就更加必要了。從歷史中，我們可以看到隨著行業的發展，工作機會和崗位也在不斷變化，明白了歷史，我們就有可能對未來做出正確的判斷：當我們的同學畢業的時候，應該找一個什么方向的工作，未來自己應該朝哪一個方向去發展呢？如果我們不了解歷史，只是按照現在行業的情況去選擇就業方向，那么很有可能是盲目的，當未來發生了變化的時候，自己可能適應不了這種變化。所以我覺得，在平時授課時多介紹歷史方面的一些知識，也會啟發學生在大學階段就思考自己未來人生的道路，早做準備，有的放矢，對自己的未來做出一個清晰的正確的規劃，這樣對他未來的人生發展，會有很大的好處。

五

既然在計算機教學中引入歷史教育很有必要，那么如何做呢？我覺得有以下幾點可以與大家分享。

首先作為教師，我們對于計算機的歷史要感興趣，要主動去學習。歷史的學習需要有一個知識累積的厚度，如果只是片面地去記憶單個的計算機行業的事件，將對整個過程缺乏連貫性的認識。所以，計算機行業歷史的學習，需要我們對從計算機的問世到現在的整個過程有一個基本的了解，即從計算機問世之前理論計算機知識體系的建立，到第一臺計算機ENIAC的出現，到操作系統的成熟，編譯技術的成熟，軟件工程的創立，網絡的建立，通信技術的發展等，我們都要做到心中基本有數。

其次，要把計算機中的每一門學科，同這段歷史相聯系，把這門學科發展的一些重要的里程碑事件，與某個歷史時段相聯系。計算機某項技術的出現，總有其特定的歷史背景和應用需要，絕不僅僅是由于學術研究的需要。記住并理解技術與當時歷史事件的關系，才能更好地向學生解釋這項技術的關鍵點。

要根據歷史的時間鏈，建立計算機各門學科之間的聯系，清楚他們之間的先后順序和依賴關系，同時也能明白每門學科在其中扮演的角色。這一點是尤其重要的，這就好比生物學在研究物種進化時，會建立這樣一種類似的時間鏈，借此來說明物種從簡單到復雜的演化過程。計算機各項技術的發展跟生物進化是相似的，也會存在這樣一個時間鏈，明白了這樣一個過程，我們就會明白每一門技術出現的歷史背景和它們之間的先后聯系。

平時注意翻看一些計算機行業發展歷史上重要人物的傳記和事跡，因為他們往往決定了某一門學科的建立和發展的方向，他們看問題的角度和思路是值得我們學習的；同時這些人物由于其重要的影響力，往往也是業界和學生心中的偶像。除了他們在事業上取得的成就吸引人之外，學生往往會對其個人發展的歷程充滿興趣。通過對這些著名人物事跡的介紹，能夠給學生對于未來的發展提供參考和動力，更能激發他們的學習興趣。

當然我們從事的主要是計算機教學，而非歷史教學，所以在講課的時候何時進行歷史知識的介紹，花多長時間介紹也是一個值得研究的方面。我覺得在講解某些難以理解的知識點時，引入歷史知識的講解，是一個比較好的時機，可以解開當時學生的疑惑；另外，對于計算機發展史上一些重要人物，比如說某個學科的開創人，某個公司的創始人等，也可以結合課程的教學，適當地向同學們介紹。在講解歷史知識的時候，時間不宜占用太長，不應影響課程內容的講解，主要是為了讓學生理解知識點，激發興趣。

綜上所述，在計算機課程的授課過程中，適當地引入行業歷史知識的介紹，既是對教學內容的補充，又是對教學效果的優化。教書育人，關鍵之處在于激發學生學習的主觀能動性，而歷史知識的介紹，恰恰就可以起到這樣的作用。經過一段時間的實踐，我發現效果很不錯。

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