计算机学术研究论文范文
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第1篇
1.1方便学生日常学习。由于计算机网络不受时间空间的限制。一方面，其具有快速查阅、上传等的特点，在很大程度上方便了学生学习，利用计算机互联网的搜索功能，能够快速准确的找到有效的信息。并且，网上资源丰富往往可以帮助学生触类旁通、举一反三。学生学起来也会觉得轻松有趣，在兴趣的驱使下学生会更主动的要去学习，变得爱学习。同时，通过网络学习能将学生的知识面变得宽阔，在上课和老师同学的交流上有更多更丰富的话题，从而活跃了课堂，学生自己本身也会在讨论得到满足。另一方面，由于每个学生的学习进度和接受能力是不一样的，传统的教学基本上是在课堂上“一遍过”，利用互联网不受时间空间限制这一特点，灵活的调整教学实践，将与课堂上相关的视频发给学生，让学生能够充分的理解上课内容，也可以发一些课外相关的资料给学生加深他们的理解与记忆。这就不受传统课堂一节课四十五分钟的限制，老师原本上课本内容的时间就不多，更不可能吧课堂外的知识完整的带给学生。
1.2帮助丰富教学资源的同时节约教育资本。利用计算机科学技术进行计算机教育可以丰富教师的教学方式，学生在学习的过程中不仅可以看到文字图片还能看到动态的视频，这样趣味生动且直观的的教学，方便了学生对知识的掌握[3]。在拥有海量资源的同时，计算机教学还具有节约资源这一特点，如果把我们的教课书，教学资料变为电子稿，将学生平时的测验由笔试变为机考，平时的作业改成用word、PPT等形式，节约了大量的纸张不说，也可以节约为这些教育资源所投入的人力、物力及经济上的不菲开销，减少了学生学习成本。而在学生学习的内容上来说，降低成本的同时不当没有减少应学习的内容反而使得教学内容更为的丰富多样。再加上计算机作为一种工具，它可以被随时随地的使用，当学生需要学习去朗诵、背诵课文时就可以在电脑中找到各种名家的朗诵，无论是音频还是视频甚至是动漫等一些丰富有趣的资源，帮助学生对课文的理解，将枯燥的朗读背诵变得有趣。
2计算机科学技术对计算机教育应用的发展
2.1积极创新。要想计算机教育取得更好的发展，在教师和学生使用中受到更好的成效，应该要积极努力不断地创新。了解实际教学中出现的问题，只有从实际中出发，才能让创新的内容更为贴近学生的需要，被广大学生所接受。也正是用为有了计算机科学技术的不断进步，计算机教育中的教学技术和质量才能不断的得到提高。
2.2规范教师对计算机教育的使用。教师要确立以学生为主体的计算机多媒体教学，提高学生对学生学习环境的控制能力，引导学生适应计算机教学，并正确使用。不断地对学生在计算机教育中会遇到的问题，提出猜想，积极地寻找解决的方案，防患于未然。让学生在接受计算机教学的过程中能够有正确的认知，利用计算机教育去切实的提高对所要学的知识的认知程度，加强对知识的理解，灵活的去运用计算机教育中的教学资源。
2.3提高学生对计算机技术应用的认知。就像对电脑的使用有利还是有害这一问题的辩论一样，计算机教育在学生的使用过程中也会出现很多意想不到的问题，这就需要学生对计算机教学有一个清楚的认知，要明白计算机教学的初衷。同时让自己能够运用计算机教育，就要提高自身的计算机的使用水平，这样才能配合老师的教学以及教材的需要，掌握自己要学的知识。
3结束语
第2篇
关键词:数字网络语言；应用；使用要求；管理
随着科学技术与信息技术的发展和进步，语言教学己从电气化时代、自动化时代走向了网络信息化时代。与此同时作为语言教学基地的语音室也在飞速发展，为教学带来了新的变革。
数字网络语言实验室技术已广泛运用于外语教学，它为外语教学模式的改革拓宽了思路。数字网络语言实验室作为一种外语教学中的现代化工具，是当前最先进、最有潜力、最有发展前景的现代化教育手段之一，为外语教学提供了新理念，给外语课堂改革注入了新鲜血液，为改变传统的注重认知、灌输、封闭、以“教师为中心”的外语课堂模式提供了新思路，为实现培养学生运用语言的能力和交际能力的目标奠定了良好的基础。
一、数字网络语言实验室的应用
目前我校正使用LBD2002-SV型数字网络语言实验室，为外语课堂教学提供了完善的解决方案。它采用专业语音网络技术，彻底解决了语音延迟、断裂问题，具有高保真音质，保证了课堂教学、自主学习、标准化测试、教学资源库、教学管理的可靠、实用和专业。实现了多种格式之间的转换；实现了教学时声、文和图像的同步；实现了自主VOD点播和图片点播。满足专业的听、说、读、写、译需求，也使标准的无纸化考试成为可能。
1.语言实验室的课堂教学。数字网络语言实验室将模拟语言实验室及网络功能融合在一起，使广播教学、对讲、监听、示范、讨论等传统的语言实验室的教学手段得以更好地实现，提高了教学效率。全面的教学方式、先进的教学手段、丰富的教学资源为教师、学生带来新鲜、理想的教与学感受。教师通过课堂教学功能可以进行广播，播放资料库资料，达到语音素材声文同步、按句处理，清晰明了地呈现给学生，完全符合语言学习的习惯。同时语言实验室也能播放外部设施资料，可以通过广播与学生对话，分组讨论和教案播放等。课堂广播教学时，每位学生自主调节收听进度，达到句句听懂，人人听懂。教师利用教师机界面显示学生收听进度，实现因人施教、因学施教。另外，数字网络语言实验室支持一般客观题考试、口语录音考试、写作考试三种考试模式。这样教师可以实时地了解学生听课的进度情况和自己的教学效果。数字网络语言实验室可联入局域网，在独立操作的同时，又能与数个教室联网进行教学。
2.开发语言实验室的教育资源，实现语音室利用率的最大化。数字网络语言实验室建设的目的最终体现在使用效益上，构建全面开放的语言实验室是实现语言实验室可持续发展的重点。现代语言实验室一般都配备了强大的自主学习功能，并提供了丰富的学习资料以及学习材料，我们在保障正常的教学服务外，可利用晚上及周末时间由管理人员值班或由学生轮流值班对学生开放，吸引学生自主地参加到语言实验室的实践活动中，给学生更大的空间和充分的时间去学习感兴趣的知识，从而激发学生的学习积极性，使学生在轻松愉悦的氛围中学习英语，真正感受到身边的外语氛围，不断提高自己的外语水平。因此，通过语言实验室的开放，能提高设备利用率，最大限度地发挥资源优势，为学生主动获取实践知识与发挥潜能提供良好的环境，同时也为老师提供了更大的科研空间。
3.数字网络语音室系统无纸化考试的功能。无纸考试系统具有专业的考试题库、周到的阅卷系统、详细的试题分析，为学校提供整套可行的专业考试实施环境。听力考试时，利用录音卡座播放考题或在本地资料库中调用考题，学生通过终端按键作答，试毕，系统自动评卷，其中为教师提供多种评估方式并将学生的考试成绩存档，以备复查，并提供难度系数、熟练程度、成绩统计等数据处理。口语考试时，针对原有传统型口语考试因录音、存储与阅卷过程极为复杂的现状，该系统推出网络化口语考试，极大地提高了考试效率。考试方式既可采用单个考生独立进行，亦可通过两两分组或三三分组进行考试。写作考试更顺畅，直接上机操作，真正发挥标准化无纸考试的效用。
二、数字网络语言实验室使用要求
1.要求实验人员精通使用各项功能，并且要求教师也能比较娴熟地使用。在每学期开始，都要对相关的教师进行现场培训，让每一位教师都能实际操作语言实验室的教学设备，并且把各设备的操作步骤张贴到每间教室的教师机监控台上，使每位教师都能正确使用不同功能的多媒体语言实验设备，熟练掌握操作方法，才能保证最有效地发挥语言实验室的作用。由于温度对机器影响是多方面的，它不仅会影响机器的使用寿命，而且还影响学生的听课质量。若在夏天使用投影仪，由于室内温度较高，投影仪容易出现停机，加之灰尘不利于机器的散热，很容易影响设备的正常运行。因此，关注温度、清洁度等对设备的影响显得非常重要。要求实验人员要保证这些设备的清洁。
2.教师应当尽量把语言教学系统的各项功能运用于教学中。数字网络语言实验室由多种现代教学设备组合而成。在课堂上，教师为学生选择播放内容和形式是主动的，是学习过程的指导者，而学生的接受是被动的。教师使用教学设备的熟练程度直接影响到教学的质量和效果。在使用过程中，有的教师往往为了避免设备操作的麻烦，把语言实验室当作一般录音机设备使用，这不仅大大削弱了语言实验室教学功能的利用和教学效益的提高，而且使课堂气氛死气沉沉。同时，有些教师为了避免由于误操作而产生的设备故障，对语言实验室的复杂教学功能望而却步，只使用几个常用的功能，造成高档设备低档使用。因此，教师一定要了解教学设备各项功能的作用，并能够正确地操作。
3.教师应当丰富教学形式，合理选择教学媒体。使用数字网络语言实验室上课，由于信息量大，节奏快，方式灵活多样，所以应避免采用一种方式、一种教材、一种媒体进行单调而重复的教学模式。教师应根据不同学生的情况选择不同的教学方式和教材内容，激发学生学习的兴趣和自主学习的热情。按照课堂教学实际需要，教师可以选择录像、视频演示、录音机等多种手段，更好地发挥数字化设备的优势，达到提高教学水平的目的。
三、数字网络语言实验室的管理
语言实验室的管理包括了机器设备的管理、供电管理、环境卫生管理、安全系统保障等，有一定的技术性和复杂性。要有科学完善的管理方法和制度才能发挥实验室的作用。管理的目的:一是提高教学质量和效率；二是提高仪器设备的利用率，充分发挥投资效益，避免仪器设备造成资金浪费，即管好、用好、维护好教学仪器设备；三是提高实验室人员素质和工作积极性，维护正常的外语教学实验秩序。
1.完善语言实验室的各项管理制度。制定合理的管理制度是语言实验室管理走向规范化、科学化的重要保证，语言实验室设备是开展语言教学的物质基础，只有科学管理才能充分发挥其作用，为了在管理过程中有章可循，为了保证教学秩序的正常进行，首先要建立和完善一系列规章制度。语言实验室的管理制度包括:实验室管理制度、大型仪器安装验收管理制度、工作人员岗位责任制度、仪器设备使用操作规程、仪器维护保养制度、实验室使用前后交接制度、语言教学设备使用与维护规范、实验室安全卫生管理办法、实验室学生守则、实验管理标准、实验室人员工作标准等。制定必要的规章制度是实验室人员管理和设备管理的必要依据，认真执行这些制度可极大提高实验室设备的完好率、使用率，强化管理人员和教师的职责，从而使设备的优势得以最大限度的发挥。
2.强化语言实验室设备日常维护管理。语言实验室的设备多，做好相关资料的收集和整理，以便设备维护和质量鉴定，将实验设备按照功能不同分类，并归纳整理好相关的资料。如，设备卡片、产品合格证、说明书、保修卡等。对损坏的设备及时提出报修申请，要建立和完善相应的制度，如《仪器设备的使用管理制度》、《仪器设备损坏的赔偿制度》等；并认真填写设备损坏维修记录。同时，实验管理人员对使用过程中出现的故障应及时排除，保证课程的顺利完成。每次上完课后，任课教师均应认真填写语言实验室使用记录，以便于实验管理人员及时了解实验室的设备运行情况并及时解决出现的问题。管理人员应定期检查各项设备的使用情况，及时排除故障和隐患，并对设备进行定期的保养和维护，保证语言实验室内各项设备及其附件的功能始终处于良好的工作状态，以确保教学的顺利进行。
3.实施全员管理新模式。我们应严格执行教师上机前的培训制度，未经培训的教师不准上机操作，不仅要重视对教师的操作培训工作，而且还应向他们传授一些排除简单故障的方法，以增强他们处理突发故障的能力。要求教师在使用设备后认真填写设备使用情况表，实行教师设备使用管理责任制。学生是语言实验室的主要使用者，对学生必须强调保持语言实验室清洁的重要性，实行固定座位，便于跟踪管理和责任追查。对于第一次进入语言实验室上课的学生，要先让他们熟练掌握学生终端各种功能的方法和技巧，充分强调语言实验室管理的各项规章制度。实验人员要提高业务素质，加强科学技术基础知识的学习，及时填写好《仪器设备损坏维修记录本》及《实验室安全卫生检查记录本》。除具备熟练专业技能外，还要有一定的敬业精神，要有高度的责任心，满腔热情的态度，树立一切为教学服务的思想，做好课前一切准备工作，课后还要查看每个教室，检查有无问题，如发现问题要及时解决，保证教学工作正常进行。
四、结束语
数字网络语言实验室是实施外语教学的重要场所，是提高外语教学水平的重要保障。语言实验室的应用与管理是一个十分复杂的系统。教师要不断探索数字网络语音室教学系统的各种新功能，充分合理利用教学资源，发挥设备技术的优势，提高教学质量和教学效果。语言实验室的管理更是要求实验人员有强烈的责任感和事业心，以主人翁的精神全身心投入到自己的工作中，保证语言实验室的正常运行，提高语音室的利用率和使用寿命，最终达到提高外语教学水平的目标。
参考文献:
[1]任桂英，崔明子.简谈数字网络语音室的应用与管理[J].中国轻工教育，2004，(4).
第3篇
关键词：数学模型管网地理信息系统人工神经网络建模
在工程实践中，由于我们对研究对象本身认识的局限性，使得我们通常使用的工程模型具有局限性，需要在实践中不断随应用的需要得到修正和更新。随着许多新的研究技术和工具的出现，许多新的技术被应用到工程实践中来，现在的研究热点：地理信息系统（GIS）和人工神经网络（ANN）技术也不例外。ANN可以实现对非结构化数据集进行非线性自适应处理，GIS提供了实现海量数据管理、工程模拟以及动态预测的功能。从工程实际出发，集成先进的GIS和ANN技术建立新的模型，为工程实际提供决策支持，这是建立工程计算数学模型的新尝试。
1探索新的建模思路的必要性
在工程实践中，为了能够数值求解和求解方便，那些经典的工程模型往往是忽略了一些次要的影响因素，并对客观环境条件作出诸多假设限制，计算结果只反映属性间的一定数量关系。随着各学科研究的深入，科学研究的手段也随着科技进步而不断更新，人们研究的问题明显复杂化，研究的问题也明显倾向于不确定性和模糊性，从而对模型的自学习、自组织和自适应能力提出了很高的要求。
另外，随着计算机技术的进步，带动了数学建模技术的飞速发展。但是目前这种应用还多是简单的停留在提高计算速度上，没能将计算机技术植根于研究的实际工程问题中，根据实际问题量身定制模型。出于实际工作的需要，用于科学研究的工程计算模型不断被改进，甚至某些领域放弃了原有模型，根据某些新的理念，实现了从更高的水平建立新的模型。
2一种新的建模思路
在对宜昌市葛洲坝地区的城区供水管网监控研究中，需要对供水管网系统中海量数据进行管理，并对系统工况进行精度较高的计算。鉴于地理信息系统对各种数据的强大管理能力，而且国内部分城市已经有了自来水管网地理信息系统的成功经验，所以数据管理的功能借助现成的GIS软件就能实现。但是，由于葛洲坝地区的实际情况的特殊，传统研究方法很难保证计算精度，工况计算是研究工作的瓶颈。
以往进行管道水力工况计算都是根据管道布置形式，采用水力损失进行计算。计算过程一般是通过测定管道首端水压力，根据测得的首端压力、管道布置形式、管径、流量、管道长度以及各种局部水头损失一步一步向某点推进，并最终求得该点理论上的压力值，然后与装在该点的压力表的实测值进行比较，从而判断管网的工作状况是否良好。基本的计算公式是：
h0+H0=hi+Hi+∑hs（1）
式中：h0为水厂进水口的自由水头(m)；H0为水厂进水口的高程(m)；hi为待检查节点处的工作水头(m)；Hi为待检查节点处的高程(m)；hs为包括从水厂进水口到待检点的沿程和局部水头损失(m).
在工程实践中，上述公式中的∑hs包含了一些目前尚不能解析的影响因数，所以通常的计算方法是采用经验公式，并参考以往的统计数据对管网参数进行选取，显而易见，在计算过程中加入了太多的人为因素。
在葛洲坝地区供水管网监控系统的研究工作中，需要建立管道堵塞和泄漏等异常状况的报警系统，实现对宜昌市葛洲坝地区供水管网的工作状况实现动态跟踪，并在此基础上实现供水区内的优化供水。
宜昌市葛洲坝地区是原葛洲坝工地演化而来，供水管网布局复杂，而且存在一些不明工况，因此管网系统，具有以下特殊性：⑴宜昌市葛洲坝地区是在原来的葛洲坝工区的基础上发展而来，现有的供水管网由施工时的临时管网扩建而成，加上前些年管网资料存档工作的疏忽，导致现有供水网络存在较多的不明管道；⑵原有管道系统随着用水区域扩大而逐步延展，但是扩建工程没有较好地统一规划，导致现在管网结构异常复杂，用传统方法很难进行管网结构解析；⑶由于当时施工影响，不少原有管段存在程度不同的堵塞和泄漏，但是没有具体勘明；⑷原有管网材质是基于临时使用选用的，不少的管道已经严重锈蚀；⑸还有一些当年的临时塑料管至今没有废除，加重了供水管网的复杂性。
由于以上原因，用传统的管道计算模型很难奏效。如果将其作为不确定性结构问题来处理，利用人工智能（AI）技术对事物和环境具有的自学习、自适应、自组织能力的特点，计算过程加入计算智能，不再探求作用要素和结果之间的显性函数关系，通过计算智能技术直接对自来水管网地理信息系统中众多的数据进行处理，求解决策支持信息。这就是集成GIS和ANN两大前沿技术构筑更加符合当前实际工况的计算模型。
利用地理信息系统软件管理海量信息数据，利用编程实现ANN分析决策，再用开发软件将两者集成为一体，形成一个具备地理信息管理和决策支持的模型。这种新的模型能够根据实际情况的变化实时更新，实现模型与现实的同步性，从而保障计算结果的有效性，为决策提供强有力的支撑。
整个系统利用流行的GIS软件MapInfo建立葛洲坝地区管网信息管理平台，管理管网信息数据，用Matlib和VisualC＋＋编程实现工况计算ANN模型，利用二次开发软件MapBasic将后者嵌入前者，整合成一个完整的系统，最终建立起一个功能齐备的宜昌市葛洲坝地区自来水管网地理信息管理系统，然后投入运行，利用系统具有的自学习、自适应和自组织特性，实现对管网系统的动态管理。
3两个模型
根据上述思路，对葛洲坝地区的管网管理系统实际提出了两种解决方案：一种是利用传统管网计算模型得出显性函数，再在函数表述中附加修正量（以人工神经网络实现），以实际采样数据作为神经网络的训练数据，最终得到跟管网实际接近的计算模型；
注：1、图中的T0为系统稳定运行周期，根据管网实际情况事先给定；
2、图中标注的模块需要从外部获取信息，需要人为干预。
图1基于ANN和GIS的计算模型(甲方案)
另一种是完全抛开原来的模型思想，直接通过采样数据训练神经网络，得到待预测节点的水力学参数与管网其他影响因素的数量关系，整个计算过程位于神经网络的“黑箱”中。下面分别用图示阐述两种方案的建模流程（以某一特定的待检节点为探讨对象）。
针对上述两种模型方案，进一步解释如下：甲方案中利用了原来的计算模型，是对管网水力学计算系统的升级，优点在于计算过程反映了各作用因素与待检节点水力参数之间的具体函数关系，然后再进行修正，符合人们一贯的计算思路，方案乙完全摒弃既有计算模型的影响，从最初的涉及因素分析开始，建立没有显性映射关系的计算智能系统，提高工作效率，并从真正意义上建立起了新的计算模型。上面两个方案都是根据宜昌市葛洲坝地区的供水管网提出并实施的，是真正意义上的“量体裁衣”，只适用于研究的具体问题，当研究对象变化时，计算模型也会不同，但是模型在本质上是一致的，这种在大型地理信息系统中内嵌计算智能计算模型的建模新思路具有广阔的应用前景。
4工程应用
葛洲坝地区管网存在较大的堵塞和泄漏隐患，并难以判定故障节点和及时排除故障，这不仅降低了城区供水的质量，并且大大减小了供水公司的经济效益。同时，现在的供水方案是根据以往经验得出的，成本较高，蓄水池没有得到充分有效的利用。
注：1、图中的To为系统稳定运行周期，根据管网实际情况事先给定；
2、图中标注的模块需要从外部获取信息，需要人为干预。
图2基于ANN和GIS的计算模型(乙方案)
利用管网地理信息系统和新建立的计算模型对管网日常运行水力数据（各预设节点的流量、压力等）进行处理，主要达到两个方面的目的：(1)建立管网故障（堵塞和泄漏）报警和定位机制，提供维修方案的智能决策支持；(2)优化城区供水调度方案，降低供水成本。
4.1管网动态管理，故障报警定位在故障报警，节点定位的处理时两个模型分别采用了两种不同的方法：
甲方案通过比较控制点群（布置在管网的末级）的水力学公式计算流量（Q0）与实测流量（Q测）的差异，考虑到系统误差的影响，当节点Q测小于Q0一定范围，认为系统出现故障，然后根据管网GIS拓扑结构逐级递推，逐级比较实测值与计算值差异，从而判断堵塞或泄漏故障，探求故障节点，将该故障处的实际管路的水力学和地理信息显示于人机交互界面，并进一步给出维修的实施方案（主要阀门关闭方案）建议。
乙方案利用人工神经网络解决非结构性问题的特点，通过对管网所有的各预设节点的水力学参数的实测值和前一正常运行状态下的实测值（该数据库在人为控制下实时更新）进行对比，当二者出现局部不协调并达到系统误差极限以上，认为该局部出现故障，然后利用ANN分析并定位故障节点，判断故障原因。系统自动根据故障判断结果分析维修方案并进行优化，然后将故障节点和故障原因分析结果显示于人机界面，同时建议维修方案。
4.2管网优化调度管网有8个蓄水池，为降低管网运行成本，我们利用最优化理论的方法，建立优化模型，利用低谷电和高峰电的价差，通过优化调度方案的实施，达到降低成本的目的。建立如下优化计算模型：
式中：Ti为第i时段电力单价(元/m3)；Qi为第i时段供水量(m3)；m，n为工业、生活用水单价(元/m3)；λ为工业用水所占比率；α为本用水时段内，本时段供水比率；β为本用水时段内，前一时段供水比率；Q0i为第i时段实际需水量(m3)；Vj为第j个蓄水池容量(m3).
由于需水量是季节和是否工作日（如图3所示）等因素的函数，模型将分别按季节并区分工作日、节假日进行供水方案的优化计算。建模过程中，用管网供水的水量代替城区蓄水量，按1h的时间间隔统计数据，然后利用人工神经网络对统计数据进行模拟，得出“时间～需水量”函数，然后得出该运行情况下的各时间段的需水量（Q0i，i表示时间段），构成优化模型中的约束。
图32001年暑期需水曲线（神经网络模拟结果）
经模型优化计算后得到各时间段蓄水池注水量的优化调度方案。考虑到现实生产生活的变化，“时间～蓄水量”函数需要在人为干预下不断更新，以与实际的蓄水情况相符合。
5应用前景
这种新的模型思路，使得很多通过先进的仪器设备获得的海量试验数据有了用武之地，也为人们利用模型计算现实中的模糊问题以及不确定问题提供了雏形。例如，在基础工程建设中，我们可以利用这种思路建立新的非线性应力计算模型，利用信息系统管理采集的原始数据，用计算智能计算模型计算应力，得到比现有模型更切合实际的计算结果，从而在大坝、隧道以及地下洞室的施工中更好地为决策服务。同时，由于上述模型思路能够适应模式识别、预测、决策、优化以及网络安全及管理等等现代研究课题的需要，所以能在自然学科、工业和经济学领域得到广泛应用。
参考文献：
[1]徐鼎甲，张玉山。混联水电站群实时联合优化调度[J]。水力发电学报，2001，（3）：68。[2]贺建勋，系统建模与数学模型[M]。福州：福建科学技术出版社，1995。
[3]王清印。预测与决策的不确定性数学模型[M]。北京：冶金工业出版社，2001。
[4]靳蕃。神经计算智能基础原理·方法[M]。成都：西南交通大学出版社，2000。
