【关键字】自然辩证法
计算机语言计算机技术编程语言因特网
面向对象正文一九九三年美国的克林顿政府提出了“信息高速公路”计划，从而在这十多年间在全球范围内引发了一场信息风暴，信息技术几乎触及了现代生活的方方面面，毫不夸张的说没有了信息技术，现代文明的生活将无从谈起；作为信息技术中最重要的部分，计算机技术无疑是其发展的核心问题，而我们知道计算机只是一台机器，它只能按照计算机语言编好的程序执行，那么正确认识计算机语言的过去和未来，就是关系到计算机发展的重中之重；以自然辩证法的观点认识和分析计算机语言的发展历程，将有助于更加全面地推动计算机技术的发展，有助于更加准确地掌握计算机语言发展趋势。一、科学认识大门的钥匙--当代自然辩证法自然辩证法，是马克思主义对于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学，是辩证唯物主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论。它主要研究自然界发展的总规律，人与自然相互作用的规律，科学技术发展的一般规律，科学技术研究的方法。马克思、恩格斯全面地、系统地概括了他们所处时代的科学技术成功，批判吸取了前人的合理成分，系统地论述了辩证唯物主义自然观、自然科学发展过程及其规律性，以及科学认识方法的辩证法，以恩格斯的光辉著作《自然辩证法》为标志，创立了自然辩证法继续发展的广阔道路。自然辩证法是马克思主义哲学的一个重要组成部分。在辩证唯物主义哲学体系中，自然辩证法与历史唯物论相并列。它集中研究自然界和科学技术的辩证法，是唯物主义在自然界和科学技术领域中的应用，它的原理和方法主要适用于自然领域和科学技术领域。学习和运用自然辩证法将有助于我们搞清科学和哲学的关系，从而更加清楚地认识科学的本质和发展规律，更加全面的观察思考问题，只有加深了认识，我们才能更好地发挥主观能动性，迎接新的科学技术的挑战。下面我将以自然辩证法的观点来分析计算机语言的发展历程。二、计算机语言的发展历程和发展趋势计算机语言的发展是一个不断演化的过程，其根本的推动力就是抽象机制更高的要求，以及对程序设计思想的更好的支持。具体的说，就是把机器能够理解的语言提升到也能够很好的模仿人类思考问题的形式。计算机语言的演化从最开始的机器语言到汇编语言到各种结构化高级语言，最后到支持面向对象技术的面向对象语言。1、计算机语言的发展历史：二十世纪四十年代当计算机刚刚问世的时候，程序员必须手动控制计算机。当时的计算机十分昂贵，唯一想到利用程序设计语言来解决问题的人是德国工程师楚泽(KonradZuse)。几十年后，计算机的价格大幅度下跌，而计算机程序也越来越复杂。也就是说，开发时间已经远比运行时间来得宝贵。于是，新的集成、可视的开发环境越来越流行。它们减少了所付出的时间、金钱（以及脑细胞）。只要轻敲几个键，一整段代码就可以使用了。这也得益于可以重用的程序代码库。随着C，PASCAL，FORTRAN，等结构化高级语言的诞生，使程序员可以离开机器层次，在更抽象的层次上表达意图。由此诞生的三种重要控制结构，以及一些基本数据类型都能够很好的开始让程序员以接近问题本质的方式去思考和描述问题。随着程序规模的不断扩大，在60年代末期出现了软件危机，在当时的程序设计模型中都无法克服错误随着代码的扩大而级数般的扩大，以至到了无法控制的地步，这个时候就出现了一种新的思考程序设计方式和程序设计模型-----面向对象程序设计，由此也诞生了一批支持此技术的程序设计语言，比如EIFFEL，C++，JAVA，这些语言都以新的观点去看待问题，即问题就是由各种不同属性的对象以及对象之间的消息传递构成。面向对象语言由此必须支持新的程序设计技术，例如：数据隐藏，数据抽象，用户定义类型，继承，多态等等。2、计算机语言的发展现状：目前整理的编程语言有两种形式：汇编语言和高级语言。汇编语言的实质和机器语言是相同的，都是直接对硬件操作，只不过指令采用了英文缩写的标识符，更容易识别和记忆。用汇编语言所能完成的操作不是一般高级语言所能实现的，而且源程序经汇编生成的可执行文件不仅比较小，而且执行速度很快。
高级语言是目前绝大多数编程者的选择。和汇编语言相比，它不但将许多相关的机器指令合成为单条指令，并且去掉了与具体操作有关但与完成工作无关的细节，例如使用堆栈、寄存器等，这样就大大简化了程序中的指令。同时，由于省略了很多细节，编程者也就不需要有太多的专业知识。
高级语言主要是相对于汇编语言而言，它并不是特指某一种具体的语言，而是包括了很多编程语言，如目前流行的VB、VC、FoxPro、Delphi等，这些语言的语法、命令格式都各不相同。
高级语言所编制的程序不能直接被计算机识别，必须经过转换才能被执行，按转换方式可将它们分为两类:解释类和编译类。3、计算机语言的发展趋势：面向对象程序设计以及数据抽象在现代程序设计思想中占有很重要的地位，未来语言的发展将不在是一种单纯的语言标准，将会以一种完全面向对象，更易表达现实世界，更易为人编写，其使用将不再只是专业的编程人员，人们完全可以用订制真实生活中一项工作流程的简单方式来完成编程。下面是一张计算机语言发展图表，从中不难得出计算机语言发展的特性：²简单性提供最基本的方法来完成指定的任务，只需理解一些基本的概念，就可以用它编写出适合于各种情况的应用程序²面向对象提供简单的类机制以及动态的接口模型。对象中封装状态变量以及相应的方法，实现了模块化和信息隐藏;提供了一类对象的原型，并且通过继承机制，子类可以使用父类所提供的方法，实现了代码的复用²安全性用于网络、分布环境下有安全机制保证。²平台无关性与平台无关的特性使程序可以方便地被移植到网络上的不同机器、不同平台。三、面向未来的汉语程序设计语言：从计算机诞生至今，计算机自硬件到软件都是以印欧语为母语的人发明的。所以其本身就带有印欧语的语言特征，在硬件上CPU、I/O、存储器的基础结构都体现了印欧语思维状态的"焦点视角"，精确定义，分工明确等特点。计算机语言也遵照硬件的条件，使用分析式的结构方法，严格分类、专有专用，并在其发展脉络中如同他们的语言-常用字量和历史积累词库量极度膨胀。实际上，计算机硬件的发展越来越强调整体功能，计算机语言的问题日益突出。为解决这一矛盾，自六十年代以来相继有500多种计算机语言出现，历经五代，至今仍在变化不已。汉语没有严格的语法框架，字词可以自由组合、突出功能的整体性语言。在计算机语言问题成为发展瓶颈的今天，汉语言进入计算机程序设计语言行列，已经成为历史的必然。1、发展汉语程序设计语言的理由：1）计算机语言问题解决，只能从人类语言中寻找解决方案；
2）计算机语言的现存问题是形式状态与功能需求的矛盾；
3）计算机硬件的发展已为整体性语言-汉语进入计算机程序设计语言提供了条件2、汉语程序设计语言的技术特点：1）汉文字的常用字高度集中，生命力极强，能灵活组合，简明准确地表达日新月异的词汇，这些优点是拼音文字无法企及的。
2）汉语言的语法简易灵活，语词单位大小和性质往往无一定规，可随上下语境和逻辑需要自由运用。汉语言的思维整体性强，功能特征突出。
3）汉语程序设计语言的发明者采用核心词库与无限寄存器相结合的方法，实现了汉语言的词素自由组合；将编译器与解释器合一，使汉语程序设计语言既能指令又能编程；以独特的虚拟机结构设计，将数据流与意识流分开，达到汉语程序设计语言与汉语描述完全一致，整理自如。具有汉语言特性的汉语程序设计语言的出现，打破了汉语言不具备与计算机结合的条件而不能完成机器编码的神话。还为计算机科学与现代语言学研究提出了一条崭新的路径，它从计算机语言的角度，从严格的机械活动及周密的算法上，向世人证实汉语的特殊结构状态，及其特殊的功能。四、计算机语言之父——尼盖德尼盖德帮助因特网奠下了基础，为计算机业做出了巨大贡献。
尼盖德是奥斯陆大学的教授，因为发展了Simula编程语言，为MS－DOS和因特网打下了基础而享誉国际。克里斯汀·尼盖德于1926年在奥斯陆出生，1956年毕业于奥斯陆大学并取得数学硕士学位，此后致力于计算机计算与编程研究。1961年～1967年，尼盖德在挪威计算机中心工作，参与开发了面向对象的编程语言。因为表现出色，2001年，尼盖德和同事奥尔·约安·达尔获得了2001年A．M．图灵机奖及其它多个奖项。当时为尼盖德颁奖的计算机协会认为他们的工作为Java，C＋＋等编程语言在个人电脑和家庭娱乐装置的广泛应用扫清了道路，“他们的工作使软件系统的设计和编程发生了基本改变，可循环使用的、可靠的、可升级的软件也因此得以面世。”尼盖德因其卓越的贡献，而被誉为“计算机语言之父”，其对计算机语言发展趋势的掌握和认识，以及投身于计算机语言事业发展的精神都将激励我们向着计算机语言无比灿烂的明天前进。五、结束语用科学的逻辑思维方法认识事物才会清楚的了解其过去、现在和未来，计算机语言的发展同样遵循着科学技术发展的一般规律，以自然辩证法的观点来分析计算机语言，有助于我们更加深入地认识计算机语言发展的历史、现状和趋势，有了自然辩证法这把开启科学认识大门的钥匙，我们将回首过去、把握现在、放眼未来，正确地选择计算机语言发展的方向，更好的学习、利用和发展计算机语言。六、致谢首先感谢张老师，张老师幽默的讲解和精炼的内容使我受益匪浅，使我对以后的工作和生活有了更深刻的认识。另外要感谢本文所参考的文献的作者和相关网站。最后还要感谢在我写论文过程中提供无私帮助的人们，以及给我支持的家人和朋友。
参考文献
1．《计算机语言与计算机程序发展历史》博客中国网
2．《计算机发展史》上海科学技术出版社
3．《软件发展与社会进步》蔡希尧
4．《自然辩证法概论》北京航空航天大学出版社
【关键词】计算机；辅助；历史课；教学
近几年来，计算机辅助教学发展十分迅速，计算机辅助教学手段的运用，一改往日在教学中枯燥、乏味、呆板的理论说教和单纯语言讲解的教学模式，有利于将较多的知识信息，以较丰富的感观形式再现于课堂教学中，它大大增强了课堂教学的直观性、感染力、信息量，提高了教学效果。下面是我在高中历史教学中运用计算机辅助教学的体会如下。
1.计算机辅助历史课教学的现状
计算机辅助教学可分为初级阶段和高级阶段。初级阶段主要是框面型课件计算机辅助教学，高级阶段是系统型人工智能软件计算机辅助教学。目前国内中学历史课计算机辅助教学尚处于初级阶段。上世纪80年代，我国的计算机辅助教学开始起步。80年代中期，计算机辅助教学得到推广。我国中小学计算机辅助教学起步虽晚，但发展甚快，与国际水平的差距日益缩小。我国经济发达地区的中小城市的中小学普遍开展多媒体教学，其教师也大多掌握多媒体教学技术，能够运用PowerPoint、Authorware、Director等多媒体写作工具，制作出能够脱机运行的教学课件。这些学校的计算机辅助教学在教育教学诸多方面收到了显著的效益，为进一步开展计算机辅助教学奠定了基础。但是，由于起步晚，经验不足，也存在着许多问题，如：首先，没有从本质上突破旧的课堂教学模式，只是把板书制成多媒体教学框面，加上一些音像、声响等多媒体；其次，缺乏新理念的指导；第三，教师计算机技术不娴熟，在制作课件时往往故弄悬虚，中问设置了许多超级链接，把教学课件搞得机关重重，上时经常出现技术问题；第四，课件交互性欠强，教师与学生之间、学生与学生之间的交流都难以在课件教学中实现，更不用说人机交互了；第五，缺少因材施教、随机应变的教学灵活性，一旦生成课件就只能运行，无法修改，不利于教师因材施教和临场发挥。因此，历史教师必须学习先进理念和熟知优秀教学课件的基本要求，并掌握一定的计算机教学技巧和尝试人工智能软件教学。
2.计算机辅助历史教学的作用
（1）激发兴趣，活跃课堂。
计算机辅助教学手段的新颖性、多样性、生动性、趣味性，是吸引学生注意、激发学习动机和提高学习积极性的重要条件。“兴趣和爱好是最好的老师。”上历史课也如此，一段声形并茂的历史画面很容易引起学生历史的欲望。运用多媒体技术可以使本来看不见的历史时间变成看得见的东西，本来看不清的历史空间变成看得清的东西，从而有效地缩短时空差距，帮助学生形成清晰的时空表象和时空概念，形象地再现历史情景。例如：将电影《北洋舰队》中的某些画面，将电影《上甘岭》中的一些片段，将《大决战》、《开国大典》中的精彩镜头等制作到历史课件中去，有的一分钟，有的几分钟，有的是场景，把它们分别用于历史课“甲午战争”、“抗美援朝”、“人民解放战争”、“新中国的成立”等章节的课堂教学，这些内容重现了生动传神的历史画面，行之有效地激发学生的求知欲，强化学生的注意力，取得了很好的教学效果。
（2）容量增多，省时省力。
历史知识丰富多彩，包罗万象。历史学科有着比其它学科更多的图片、图像等文献资料，中学历史课本中所涉及到的历史事件仅是众多历史事件的一部分，另外，课本中有一些历史事件只用几句话或几个字一带而过，而这些历史事件又需要被学生了解的。此时若利用在制作多媒体课件中收集到的音像资料、教育软件等，就可以弥补课本的不足，进而丰富课堂容量，增加课堂教学密度，使学生在丰富的声像结合中扩充了自己的视野，而且教师用于板书和讲授的时间也可大大减少，把更多的时间让给学生自悟、自问、自查。这样，教师教的轻松，学生学的愉快。例如，在讲授“抗日战争的爆发和国共联合抗日”一节中“七七事变”这一内容时，提问学生“为什么把七七事变作为中华民族全面抗战的开始”，此时，出示投影：《中国共产党为日军进攻卢沟桥通电》、《对于卢沟桥事件之严正表示》、《国民政府自卫抗战声明书》，播放《义勇军进行曲》，如此通过引用课外丰富的相关文献资料，加深学生认识七七事变是怎样刺激了中华民族的政治、经济、文化总动员的，这样，即丰富了课堂内容，又提高了学生分析阅读材料的能力。
（3）解决难点，培养能力。
关键词：CCC2002；课程教学；计算科学；科学史
1引言
随着计算机的诞生和计算机科学技术的发展，计算技术作为现代技术的标志，已成为世界各国许多经济增长的主要动力，计算领域也已成为一个极其活跃的领域。计算学科正以令人惊异的速度发展，并大大延伸到传统的计算机科学的边界之外，成为一门范围极为宽广的学科，人们对计算学科的认识，已从知识层面上升到了方法论的高度[1]。
1989年1月，美国计算机学会(简称ACM)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称IEEE-CS)联合攻关组在《ACM通讯》杂志上刊登了他们历经4年的研究成果——“作为学科的计算科学”的报告[2]。该报告围绕计算机的主要现象，从学科的三个基本形态，即理论、抽象和设计入手，结合科学与工程科学两大学科门类的基本特征，完成了计算学科的“存在性”证明，首次给出了计算学科的定义，为“计算”作为学科及其以后的发展奠定了基础。如今，计算已不再是一个一般意义上的概念，它已成为“各门科学研究的一种基本视角、观念和方法，并上升为一种具有世界观和方法论特征的哲学范畴”[3]。在长期的社会生产实践中，计算科学的内涵与外延从学科的角度得到进一步诠释，ACM和IEEE-CS以及计算机界关于计算学科认知问题的研究不断取得重要成果，其中，CC1991(“计算学科教程1991计划”的简称)和CC2001(“计算学科教程2001计划”的简称)报告为计算学科建立了现代课程体系。随着计算科学的不断发展，其课程体系也在不断完善，2004年11月，ACM、AIS和IEEE-CS又联合公布了新的计算学科教程CC2004，文[4]对该课程体系做了分析与思考。
随着信息技术行业人才需求的与日俱增，世界上绝大多数高等院校均设立了计算科学或与之相关的专业，国内的高等院校也不例外。为了有效地推行国内的计算机科学与技术教育，同时又能与国际接轨，中国计算机科学与技术学科教程研究组于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(ChinaComputingCurricula2002，简称CCC2002)[5]，该教程从计算机学科教学计划的发展、计算机学科的定义、计算机学科本科生能力培养、计算机学科知识体系演变、计算机学科课程体系结构、计算机学科课程的教学计划与组织方法等方面全面阐述了计算机科学与技术学科知识与课程体系的外延与内涵，进一步明确了新形势下计算机科学与技术学科本科生能力与素质培养的基本要求，为国内高校计算机科学与技术学科制定培养方案和形成具有自身特色的课程体系提供了指南，对中国高校计算机科学与技术学科教育的改革和发展具有重要的参考价值和积极的推动作用。CCC2002给出了中国计算学科课程体系的描述，但如何围绕这一课程体系概括的知识领域和知识点来组织知识内容仍然具有随机性，特别是在幅员辽阔、经济和文化发展水平存在地区差异的中国，这种随机性尤为突出。因此，我们必须深入分析CCC2002的特点，理解其精神实质，根据地区的特点和各高校自身发展的水平与特色合理选择或组织各类课程的教学内容，积极开展教学改革，不断强化课程建设，只有这样，才能为课程目标的实现建立良好基础。
2CCC2002的基本特点
CCC2002的特点在于，它既有对国外研究成果的借鉴，又融合了国内计算机科学与技术学科教育研究成果；由体系到课程，自顶向下进行课程体系设置，按基础课程(包含部分核心知识单元)、主干课程(包含大部分核心知识单元)、特色课程(发挥各校特长，培养学生个性，体现地区特色)，提出了课程分级实施策略；指出在知识领域、知识单元、知识点的描述及核心课程的设计方面，应充分体现“课程体系设计组织与学生能力培养和素质提高密切相关”的理念。CCC2002强调教学过程中实践的重要性，同时又要注重创新精神和能力的培养。值得一提的是，该教程提倡研究型教学，进一步明确了教学向教育转变的重要思想。
在CC2002教程的引导下，国内从事计算机科学与技术学科教育的广大学者对计算机科学与技术学科教育的诸多问题，如培养计划、课程设置、教学类型、教学计划、教学实施、实践设计、教学评价等进行了广泛而有益的探讨[6,7,8,9]，并根据学科体系要求，编写出版了一大批教材，丰富了计算学科课程体系教材建设的内容，推动了计算学科课程教学改革的进程。然而，一个不容忽视的现象是，虽然我们一直都在强调课程与教学的目的是提高学生的综合素质，但是究竟什么是当代学生经过学科课程教育应当具有的综合素质，仍然是一个值得探讨和研究的问题。就目前国内较为普遍存在的教育理念而言，近代课程与教学理论凯洛夫(N.A.Kaiipob)的“捷径主义”思想仍旧占据着主导地位，受这一思想的影响，教材内容通常比较“经典”，教学过程各个环节围绕这些经过验证的、可靠的和基本成型的知识而进行，至于这些知识的形成与发展却少有问津。所谓“捷径主义”认为“学生学习的是科学上可靠的知识而不负有发现真理的任务，走的是教师引导的捷径而避免前人在历史上曾走过的弯路”[10]。虽然这一思想“发扬了传统教学论的优点，纠正了适用主义教育忽视系统知识偏向”，在目前高校教育的某些方面仍然具有积极作用，但就总体而言，它与CCC2002倡导的研究型教学、教学向教育转变理念有不相协调的方面。因此，高校计算学科课程教学内容的改革理当受到人们的关注。
3基于知识与知识背景的课程教学
随着教育理念的不断更新，教育教改研究与实践的不断发展，人们已越来越清楚地认识到学生实践与创新能力培养的重要性，越来越注重学生在知识点掌握基础上知识结构的形成，越来越感受到学生关于学科综合素养的内涵，在理工学科课程体系中引入越来越多的与学科有关的人文科学的内容，可以说是适应时代要求和发展的一种进步，是教学向教育转变的一种必然。然而，要真正做到教学向教育转变，仍然有许多值得研究和探索的工作要去完成。其中，如何根据计算学科教程描述的学科知识领域、知识单元和知识点，在教材或教学过程的知识内容安排与讲授过程中，打破传统方式，在现有基础上推陈出新，就是一项非常有意义的工作。我们是否可以做这样一种尝试，在课程知识的组织与传授过程中，把知识的来源即知识产生的背景有机地融入其中，使之成为教材内容的一部分或补充，让学生在学习课程知识的同时，了解知识的背景和来源，更多地知晓与学科知识有关的人和事，更深地理解知识的内涵，更好地把握知识的运用与发展趋势，使学生在学习、理解和掌握知识的同时，学科意识和学科素养得到培养与发展。这样的做法无疑是有益的但却并非易事，有大量值得研究和探索的课题和实践活动，其中以教学内容改革为先导的课程教学改革将成为学科教育改革的主要内容，它涉及教育理念的更新、教学方式与方法的运用，教学组织形式的变化、教学评价体系的构建等等，同时对教师队伍的知识结构也将产生新的要求。它不仅要求人们具备学科知识，而且还要有学科思想史和学科方法论的知识。因此在学科教育中应该有更多的教育工作者关注科学和学科思想史研究。就计算学科而言，计算学科思想史研究是基于背景知识计算学科课程教学改革的基础。
3.1计算科学思想史研究
现代计算科学在理论和应用方面取得的伟大成绩，是人类长期从事社会生产实践的结果，是无数致力于计算科学研究与实践的工作者们共同智慧的结晶。计算科学是整个科学体系的一个重要组成部分，是研究计算知识、计算理论及其应用的科学，是关于计算学科知识体系和与之相关领域知识及其相互间关系的总和。而计算科学思想史则是研究计算科学的形成与发展过程的科学，其研究的目的在于通过对计算科学发展过程中各个事实、各种现象和思想的分析，总结计算科学的历史经验，揭示计算科学的发展规律，促进计算科学的发展。计算科学思想史的研究对象并非计算科学本身，它是以哲学、历史学的观点和方法来分析计算科学的发展历史。
作为一门科学，计算科学思想史研究有其自身的理论体系，这一理论体系涉及计算科学、工程学、哲学、历史学、心理学、社会科学等诸多学科领域的知识。计算科学思想史是以计算科学理论与实践的形成与发展为基础，以辩证唯物主义和历史唯物主义为指导，以科学思想史研究的基本原理为依据，分析人类历史上计算科学重要成果和重要学术理论的诞生过程，其思想与方法的形成过程以及它们的科学与哲学意义。计算科学思想史研究将随着计算科学的发展和人类进一步的发明与发现而不断变化并日趋完善，是一门极富发展性的科学。文[11]中，作者对计算科学思想史研究的特点、内容、方法等问题进行了探讨。
3.2基于知识背景的课程教学
所谓基于知识的课程教学就是把学科知识与知识背景有机结合，使之成为课程教学内容的统一体进行施教与学习的过程。其教学目的是让学生在了解和掌握学科知识的同时，了解知识产生的背景，感知知识背后隐藏的思想与方法，为学生提供更为广阔的想象与思维空间，培养学生的学科意识，提高学生学科文化水平。
知识背景的内容可以是对知识产生过程的叙述，也可以是对学科知识未来发展前景的展望；可以是直接的背景知识，如与学科知识有关的知识进程、事件、理论、思想方法和人物等，也可以是与学科密切关联的相关学科的知识；可以是正史中真实的故事，也可以是传说和轶事；可以是知识成功应用的经典，也可以是正在实践中的探索。
知识背景组织形式可以采用课程设置的方法整体阐述学科的形成与发展以及思想与方法，如计算机科学与技术导论、计算机科学与技术方法论等；也可以是针对具体课程的知识背景叙述，如关于课程的导论、绪论、前言等；还可以是关于课程单元知识背景的描述，如每个章节的前序、引导等；甚至可以是涉及知识点的知识背景，如有关概念的形成，概念与概念之间的关联等等。
把知识背景作为课程教材的内容，或在教学过程中适当地介绍与课程知识相关的知识背景，在目前高校的计算学科课程建设和课程教学中或多或少地受到人们的关注并加以应用，但这并非真正意义上的基于背景知识的课程教学。从基于课程知识的教学到基于知识与知识背景有机统一的课程教学，并非一门计算学科导论所能解决的问题，它涉及整个计算学科课程内容的组织，课程教学计划安排，课程教学模式设计，课程教学方法运用，课程教学评价机制建立等一系列与课程建设和课程改革有关问题的研究、探索与实践，是一项需要广大的计算学科以及相关学科的教育工作者共同参与和共同努力才能够有效实施并不断取得进展的系统工程项目。
如果说基于知识的计算学科课程教学是围绕计算科学的知识体系及其发展过程中不断取得的最新成果而进行的知识与技能传授，那么基于背景知识的课程教学则是在此基础上的学科意识培养和学科素养教育，至少有以下几个方面的作用。
(1)将有利于学生对课程知识学习兴趣的提高
教育心理学认为，学习兴趣是指人们探究事物的心理倾向和获得知识的原动力。古今中外的教育学家们对在教学过程中培养和激发学生的学习兴趣都是极为重视。中国古代教育大师孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”德国近代教育家第斯多惠(F.A.W.Diesterweg)在其倡导的“全人教育”理念中就阐述了教育的任务主要是发展学习者自身的能动性思想，认为：“我们的教育艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。”瑞士现代著名心理学家皮亚杰(J.Piaget)更加强调个体在认知生长过程中的积极作用，并明确指出：“所有智力方面的工作都依赖于兴趣。”由此可见，学习兴趣是学生学习的情感意向和动力，是学习积极性和自觉性的核心，在全面推行以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育的今天，培养学生学习兴趣尤为重要。
影响学生学习兴趣的因素很多，如教学方法、教学手段、教学风格、教学态度、教学评价等等，其中教学内容的组织安排也不失为一重要因素。教学实践结果表明，学生对“知识背景”感兴趣的程度要比对“知识”本身更高。因此，如果能够在课程教学内容编排中将与课程知识有关的人物、事件以及相关的理论与方法实例有机的融入其中，就能够在教学的实施过程中不断地“激励”和“唤醒”学生的学习兴趣，并通过兴趣的延伸，使学生在不知不觉中获取并掌握知识。
(2)将有利于学生对课程学习知识内容的理解
学生对知识的认识、理解和掌握过程，应遵循人们认识客观世界的一般规律，即是一个从感性认识到理性认识的过程。感性认识是人们通过感官与认知事物接触而形成的关于事物生动和直接的映像，包括事物的具体特性、表面现象、各个片面及其外部的联系等；理性认识是人们在感性认识的基础上，进行抽象和概括而形成的对认知事物的本质和内部联系的认识，通常有概念、判断和推理三种基本形式。在课程学习过程中，我们往往会强调对概念的理解，对知识点的掌握等，这样的认知应属理性认识范畴。基于知识的课程教学内容组织通常是按照概念的引入、概念到概念、例题分析、实际应用举例，习题练习等步骤顺序进行，而课程内容的选择通常是经过实践检验或严格论证的知识的精华部分，是已经上升为理性认识的产物。让学生在对认识的事物尚不具备“自然经验”和“社会经验”的基础上，去“理性”地把握事物的本质，只能是“填压式”的知识灌输，于是在我们的课程教学中就有了许多“先记忆再慢慢理解”的东西。基于背景知识的课程教学将经过提炼的前人对事物认识的自然经验和社会经验呈现在学生面前，在一定程度上可以弥补学生在对事物感性认识方面的不足，帮助学生更好地理解和掌握课程的学习内容。
(3)将有利于学生对课程知识体系的把握
在高等教育中，学科领域的知识体系通常是以课程体系来描述的，而课程的知识体系是由课程涵盖的知识主题及其相互间的关系来刻画的。基于知识的课程教学往往只注重课程知识主题或知识点的教学而忽略课程之间、主题之间、知识点之间内在联系的阐述，使得学生在学习过程产生难以知识联想，对知识的认识是“只见树木，不见森林”。例如，很少有学生能够将平面中的“点”、集合论中的“集合”、命题逻辑中的“命题”等概念统一进行思考的，也很少有学生能够准确地回答在线性代数课程中学习向量空间和向量运算真正目的等等。基于知识背景课程教学的目的之一，就是通过知识背景的阐述，将课程知识的初始本质及其相互间的关系呈现出来，为学生营造知识联想与知识探究的学习情境，更加全面地把握课程的知识体系。
(4)将有利于学生创新能力培养与提高
指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”而“教育是知识创新、传播和应用的主要基地。也是培养创新精神和创新人才的摇篮。”因此，在实施素质教育过程中，着力培养学生的创新精神与创新能力应成为我国教育改革和发展的当务之急。CCC2002竭力倡导的研究型教学以及教学向教育转变的根本目的之一，就是要在学科课程教育过程中，不断强化学生创新素质的培养。创新的过程是知识综合运用与发展的过程，对知识体系的全面掌握是创新的基础。创新能力培养受到教学内容和教学方法的影响。基于课程知识的教学通常以传授知识为主，教学方法也以课堂讲授为主，这种教学往往使学生思维固化，知识活力得不到发挥，很大程度上影响了学生创新能力的发展。而基于知识背景的课程教学不仅能够大力开发学生的想象力和直觉思维，拓宽学生的学科视野，同时还能够有效地运用案例教学、活动教学、讨论教学、探索性学习等各种方法，促进学生个性发展，使学生独立思考、批判思维、严密分析、从不同视角看问题等多方面能力得到培养和提高。
(5)将有利于学生学科文化素养的提高
科学技术的发展导致学科和专业的发展，使得分科教育成为目前我国高校人才培养体制的主流。分科教育很显然是为了造就专门人才，但狭窄的专门训练往往不利于培养学生的创新意识和创造力。在经历了长期的教育实践之后，人们已认识到分科教育在某些方面的严重不足，提出了新形势下“通才教育”观念，并以某些高校作为试点开展“大类培养”教学模式的实践与探索。如今的社会是信息社会，对IT本科生的知识结构提出了新的要求，除了要求他们掌握专业知识外，还要求他们具有数学、物理及相关领域知识，更有人文社会科学知识的要求，既能够适应专业的变化和拓展，又要有敏锐的专业拓展意识。总而言之，现代人才培养过程更加强调的是学科素养，它涵盖了对学科知识的掌握，对学科过程与方法论的认识和对学科的理解与情感。正如专家指出的那样，在人才教育与培养过程中，“大多数人真正需要的是领会科学的精神、掌握学科的方法、树立恰如其分的科学形象，以便在这个科学时智地对待科学、对待社会、对待生活。”[12]如果我们将这样的理念带入学科教育过程就不难发现，仅仅靠基于知识的课程教学是无法实现这一要求的，而基于知识背景的课程教学至少可以从两个方面弥补其不足：首先，基于知识背景的课程教学以发展和进化的观点反映学科知识进程，能够有效地避免课本知识的“神圣化”与“教条化”，将批判与继承的有机统一贯穿学生知识获取过程；其次，基于知识背景的课程教学以学科与相关学科分支领域知识相互联系的思想展现学科知识内容，能够有效地克服对学科知识掌握的“孤立性”和“片面性”，是学生的学科意识与学科素养得到进一步培养与提高。
4结束语
计算学科不只是简单的一些课程汇总，而是一个庞大的知识体系，它对人类社会的发展与进步有着重要而深刻的影响。目前，全国几乎所有高校都开设了计算机专业，有些计算的概念和知识还下放到了中小学课程之中。在此情形之下，如何构建我国计算科学的教育体系，培养什么样的信息技术人才，如何让全社会更深刻地认识计算科学的内涵，更全面了解计算科学的发展规律无疑是一件十分有意义的工作。基于背景知识的课程教学是一种理念、思想和方法，也是一种实践，虽然它不是一个什么新的提法，已或多或少地被人们认识并加以应用，但总体上仍然未形成一种趋势。基于知识背景的课程教学应有它的理论体系、方法体系和实施体系，这些都是需要研究、探讨和实践的，可能还需要一个较长的过程。然而，当我们面对计算学科教育改革中出现的种种问题和在计算学科人才培养中面临的种种困惑时，首先应该想到的是作为计算科学的教育工作者应当作些什么。
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一、历史教学与网络计算机的相互应用之现状
（一）教学理念的更新
网络计算机技术带给历史教学以新的生机，最直接的体现就是教学理念变化，教师在课堂当中的地位和角色出现了裂变。这样的裂变有三种主要的方向，那就是：教师成为课堂上的培训者；学生成为课堂上的研究者；课堂成为教学的多媒体平台提供者。例如：在处理《秦的统一》一课时，教师应该从自己的角色出入，利用网络上的丰富资源，从百度、谷歌等门户网站搜集资料制作成情景故事，围绕学生对于“统一必然性”的认知目标，设计课堂教学的每一个环节。因而，以统一为主题设计“图片”“音乐”“文字”等形式的情景，让学生在多媒体展示平台上以情入境、体验故事，可以带来巨大的实际教学效果。在整个过程中，教师始终以培训者自居，全程服务学生的学习和研究，使得学生在模拟历史的情景当中，将网络计算机技术提供的资源进行细致而深入的研究，最终完成教学目标实效的达成。
（二）教学模式的转变
计算机技术是人类20世纪最伟大的发明，而网络技术则是计算机技术发展史上最伟大的变革，这项变革带来人类生活方式的转变，远超过过去任何一项发明。对于历史教堂教学模式而言，计算机技术出现后已经建立起了丰富的教学展示平台，加上借助网络的力量，更多更好的资源开始与日常教学“零距离接触”。当下，全国各地兴起的“网班”教学，以网络技术为联结，计算机服务中心为平台，将名校课堂教学实时呈现给教育落后地区的学生，很好地优化了落后地区的教学模式。例如：在上初中历史课时，教师可以利用现有的多媒体技术条件，选择优秀的远程历史教学课程在课堂上给学生播放，并适时关注学生的动态反应，认认真真地分析历史教学名师的特点和长处，并结合自身的教师风格，加以有效融合便可以将自己的教学水平提升到一个更高台阶。学生在利用远程课程学习时，往往能够产生许多新的认识而见解，对于不同教师上课的风格，产生认知错位。在面对这种情况时，教师现场有效的讲解与疏导，对于学生及时解决现有问题，化解潜在知识冲突作用十分明显。
（三）教学工具的丰富
课堂教学除了教师和学生之外，教学工具就是第三位重要的因素了。然而，传统历史课堂教学中教师使用最多的教具，大多难以适应新时代学生的审美和学习需要，诸如：黑板、粉笔等。传统教学必备工具逐渐被现代化的网络计算机取代，计算机强大的信息处理和平台展示功能，使得教学工具不单单是有形的物件，更出现了许多无形的“软件”。历史课前备课时，教师制作PPT最需要的便是计算机软件，借助网络连接的平台，这些常用软件极大地丰富了课堂教学工具的门类。例如：历史教师在课堂教学最常用的软件——PPT，利用它教师不仅可以将多样的历史图片、历史文献呈现出来，还可以根据自己的需要对文字、图片格式、大小、颜色进行调节，产生各种美轮美奂的效果，极好地吸引学生的注意力，提高学生对于历史课的兴趣。
二、历史教学在网络计算机的相互应用之问题
（一）网络计算机的技术性束缚
实效性性束缚是人类对于网络计算机技术的最大诟病，出于信息共享的目的，但是科学性严重不足，严重制约着学生对于历史知识的理解。例如：教师在讲解中国近代的社会生活变化时，通常会遇到一幅人物图，那就是北洋军阀的照片，教材上有了样图而网络上更多的是跟风的资源，使得教师很难辨别真伪。在向学生传达知识时，教师极有可能利用错的人物图片，让学生形成错误的认识，而对于人物图片的误解则会相伴于学生终生。
（二）网络计算机的实效性束缚
在我国很多学者做了相关BIM的研究并取得了成果。例如，清华大学的张建平教授完成了“基于IFC的建筑工程4D施工管理系统”的研究，并成功地将其应用到了国家体育场等大型的项目中；另外，清华大学和中国建筑科学研究院合作了国家“十一五”项目“建筑设计与施工一体化信息共享技术研究”和“基于BIM技术的下一代建筑工程应用软件研究”，侧重于BIM应用软件的研究，正在推出基于BIM技术的建筑设计、建筑成本预测、建筑节能设计、建筑施工优化、建筑工程安全分析以及建筑工程耐久性评估等一系列应用软件[9]。在鸟巢、水立方这些近年来举国瞩目的项目上，已经运用了BIM。在水立方的设计中，设计人员用BentleyStructural和MicroStationTriForma有效实现了维伦第尔式空间梁架（Vierendeelspaceframe）的建模和计算，2005年赢得了美国建筑师学会（AIA）颁发的建筑信息模型奖。然而国人似乎更加津津乐道于这些建筑具有震撼力的表皮和外国建筑大师对中国文化的借鉴。其实，这些建筑留给中国建筑界的最大财富，可能正是信息时代以数字信息模型为基础的全新工作方式。从历史建筑的数字化保护研究领域来看，随着数字技术的发展，历史建筑保护也跨入了信息时代，数字技术开始应用于建筑遗产的保护研究。信息化技术在历史建筑保护与管理中的运用越来越广泛。特别是地理信息系统（GIS）、三维激光扫描、信息化建模、虚拟现实等技术的应用，给传统的历史建筑保护模式带来了新的技术手段[10]。文化遗产保护工作进入了一个新的信息时代，数字化遗产成为世界各国的共识和共同推进的目标，遗产的数字化、可视化和信息化等技术正在文博部门广泛开展。世界各国成立专门的机构将数字技术应用于历史建筑保护研究。1992年，联合国教科文组织开始推动“世界的记忆”项目，用现代信息技术使文化遗产数字化，这是信息技术与文化遗产结合的关键时期。虚拟现实系统成为人们承载历史记忆的方式之一[11]，1995年英国巴斯举行了虚拟遗产会议（VirtualHeritage）展示历史建筑的虚拟现实系统。1997年在芬兰的倡议下，欧盟国家就开始为信息社会“第二发展阶段”描绘蓝图，文化遗产数字化是其基本内容之一。美国对文化遗产数字化建设非常重视，国家投入巨额资金开展“美国记忆”项目，各方协调合作将其珍贵的历史文献资源发展为数字资源库，并通过互联网向全球传播。同时一些硕博士论文和专著开展数字技术在历史建筑保护领域的理论研究，探讨信息技术对于建筑遗产的管理与运行机制[12]；研究可视化等数字技术对文化遗产的冲击和影响[18]。同时也有一些研究是针对BIM技术在遗产保护领域的实际应用，如PrabhuVenkatesh以多伦多市区历史建筑改造为例探讨BIM技术在文物建筑整体改造过程中的实际应用[13]。Kim,J和Jeon,BH提出用BIM和参数化建模等技术复原传统的韩屋构造[14]。国内历史建筑保护与信息技术结合最早是从故宫和敦煌开始数字化遗产保护。随着GIS软件功能及GIS数据处理方法信息技术的推广，GIS在地理信息系统领域得到广泛应用[21]，这些信息技术对文化遗产保护起到重要的辅助作用。清华大学建筑学院人居环境研究中心进行了GIS技术在北京旧城保护研究。
南京大学城市与资源学系也开展了基于GIS技术的苏州古城规划。2000年联合国教科文组织与东南大学建筑学院合作成立了GIS中心，并编制国内第一个专门用于历史街区保护的信息管理系统（镇江西津渡历史街区）[15]，胡明星和董卫老师翻译联合国教科文组织地理信息系统手册[16]，并开展GIS应用于历史街区的现状调查、保护规划编制、保护和管理的全过程研究。武汉大学建筑系在历史建筑保护方面也做了相关探索和研究，把GIS技术和历史建筑价值评估等现状研究工作紧密结合（图1）。另外，有一些国内院校的硕士论文集中在数字化、GIS等技术手段与历史建筑保护的结合，研究构建古村落文化遗产资源管理信息系统[17]、探讨利用GIS技术分析旧城区土地性质、面积、空间分布等变化[18]、利用现代信息技术（3S）手段构建文化遗产保护工程管理综合信息平台，通过该系统为文物日常管理、抢救性保护以及修复实施和管理监测工作提供支撑[19]。另外也有一些研究集中在根据古建筑的模式化特征，分析研究应用参数化技术的方法，尝试将参数化技术应用到古建筑的设计过程，建立古建筑的参数化模型，选用GDL（GeometricDescriptionLanguage）参数化技术研究中国古建筑大木的参数化设计[20]。以及建立参数化古建筑构件库来实现古建筑三维模型的精确重建，实现古建筑的数字化存档，为古建筑工程的复原、修复提供技术支持[21]。并探讨参数化在建立单个古建筑模型时的技术实现。计算机领域也有研究通过对实体扩展数据的研究和对ESTL文件的定义，利用面向对象技术、ObjectARX和OpenGL等开发技术，研发古建筑的三维建模组件和虚拟仿真平台[22]。在实际建造案例中，目前所能找到的将设计的具体信息公开的案例有鸡足山佛塔寺项目，此设计中用BIM完整地做了一套重檐歇山顶仿古建筑模型，并运用于施工。清东陵景陵修缮设计方案中也探讨了建筑信息模型在古建筑修缮过程中的实际应用[23]。研究历史建筑的结构、表皮以及设备管线等模型信息分“层”复原，扩充建筑数据采集的任务量与最终成果的信息涵盖量[24]。可见国内历史建筑数字化技术与实践已经迈出了可喜的一步。但由于我国起步较晚，历史建筑的各类信息和基础数据仍然不能及时准确地获取、分析、共享，也无法解决面临海量信息处理的难题。历史建筑的知识库不仅数据量大，而且根据时间的推移和技术的革新变化很快，需要建立追踪监测机制。
2历史建筑保护工作纳入云服务平台的可能性
历史建筑保护一直以来是城市规划、建筑学的研究重点之一，也是城市规划和政府决策必不可少的一部分。然而目前历史建筑保护工作和信息时代的差距仍然较大，历史建筑信息大多数仍停留在纸质文档，或者是单个计算机的电子文档，这些文档没有形成统一规范的数据库，不能很好地满足用户对相关数据和资料的查询需求；传统的测绘及保护手段不能满足人们管理与保护古建筑的需求，二维的观测也不能满足人们对于古建筑的全方位认知。随着计算机科学和激光技术的发展，地理信息系统（GIS）、三维激光扫描和虚拟现实技术的应用，我们可以清楚地看到在历史建筑保护领域里全方位引入现代信息工具已经迫在眉睫。
2.1历史建筑保护工作的数字化和信息化
目前的历史建筑保护开始运用数字化技术，BIM则可以统筹这些数字化技术，加速文物建筑的数字化、信息化进程。其实BIM的内涵及外延早已超出了模型的范畴，也延伸出了建筑行业，甚至到整个工程行业。因此BIM的实用性十分适用于历史建筑保护的工作。从时展的脉络来说，BIM把以2D图纸为基础的保护手段转变为3D模型为基础的保护手段（图2）。目前历史建筑保护管理系统还只能局限于一个单位内部，无法做到所有参与方的协同合作，数据可视化和关联性差，技术层级不够，迫切需要形成统一规范的数据仓库，在海量信息中自动搜集到相关的信息。BIM为历史建筑保护的协同合作提供了很好的平台。BIM的应用对于实现文物建筑保护及文物建筑管理，提高文物建筑保护的科学技术水平，促进文物建筑保护全面信息化和现代化，具有巨大的应用价值和广阔的应用前景。如何利用BIM，往下统筹历史建筑的各项数字化保护技术，往上整合到云服务平台，很多技术细节迫切需要立项深入开展研究。
2.2历史建筑保护工作的海量数据分析
历史建筑的数字化保护已经将建筑学和计算机学科紧密结合。而近年来云计算的风起云涌给我们带来了服务模式与技术上的创新思想和理念。云计算的设计思想就是把分散的计算任务分布在大量计算机系统构成资源上，使各种应用系统能根据需要获取计算力、存储空间和各种服务。云服务是基于云计算的各种服务，在基于云计算的云服务平台中，计算压力从客户端转移到服务终端，应用服务也由技术商提供远程支持。这种新型的计算资源组织、分配和使用模式，有利于合理配置计算资源并提高其利用率，实现绿色计算。云计算为城市信息化建设提供了有效手段，通过云计算平台提供的“云服务”经由网络可以提供给包括城市管理部门、行业部门以及大众用户各种资源信息[25]。云服务技术与云服务系统使智慧城市时空信息云平台与城乡规划的协同研究符合城乡规划的发展趋势[26]。数字地球和智慧城市为历史建筑的数字化保护指明了方向，基于云服务平台的建筑信息模型为历史建筑保护工作实现实时、动态、高效的时空信息管理提供了技术支撑。引入云计算技术统一化的数据访问和开发技术，实行各种不同系统信息之间的互联互通，保障信息的有效沟通和整合，从而实现海量数据的快速获取与更新功能，实现真三维动态建模与可视化功能，使得历史建筑向智能化、智慧化、语音化、真实化方向发展。
3基于云服务系统的历史建筑管理信息系统
历史建筑保护地域性强，需要强大的数据库支撑，而且根据时间的推移和技术的革新变化很快。历史建筑保护的先进技术包括虚拟复原技术需要进行大量的数据处理；历史建筑保护的材料选购、价格计算也需要数据分析；历史建筑的分类、寿命分析预测也需要运用数学模型。这些工作需要强大的数据分析工具。同时，依托历史建筑综合数据库，规划设计、文物保护和相关管理部门需要及时掌握各种能反映现状的动态资料，建立一定的监测机制。目前历史建筑的数字化保护技术多限于GIS、数字化测量、虚拟现实系统等方面，GIS可以对历史建筑模型的空间信息进行有效的组织和处理，参数化技术可以解决历史建筑信息数据的数字提取，数字化测量技术解决了传统历史建筑测绘方式不可比拟的存储和传递优势，虚拟仿真平台的交互性、沉浸感和构想性在建筑的多媒体展示方面更显其优越性，这些技术信息都是针对历史建筑保护过程的某个片段，不能实现历史建筑保护过程的全生命周期管理，缺乏在历史建筑保护全生命周期中对历史建筑的现状、变化规律及发展趋势做出完整的分析和评估的研究。BIM模型中包含的建筑信息可以被用于模拟历史建筑保护更新中的状态和变化，其普及与完善将对历史建筑保护工作产生变革式的飞速发展。历史建筑管理信息系统是以历史建筑数据库为核心，将计算机技术、通信技术、网络技术、地理信息系统技术、遥感技术、城市规划及系统科学、历史建筑资源管理和保护的理论和方法，综合应用于历史建筑保护与管理事务的图文一体化技术集成系统。
3.1基于建筑信息模型的历史建筑保护模式
从历史文化角度对城市中的历史建筑进行保护和再利用已成共识，但仍需要着眼于拓宽视野，从历史建筑的生态观、历史文化观、法制观和经济价值观等方面，对当今城市建设的可持续发展性进行了较为全面的研究，从更广阔长远的视角挖掘当今的城市建设中历史建筑的价值并提出相应的数字化保护对策。这种价值发现和挖掘是系统的过程，其模式与方法研究能够最大限度地发挥历史建筑所蕴含的各种价值，提高现代城市的核心竞争力。在历史建筑实体的保护层面，将基于数字技术研究方式进一步发展成为能支持对于历史建筑的协同研究过程、管理过程和保护实施过程的新型研究和保护模式。根据文物建筑保护方案建立和维护BIM模型，使用BIM平台汇总各项目团队所有的维护相关信息，将得到的信息结合三维模型进行整理和储存，以备项目全过程中各相关方随时共享。探索数字测图和各种检测技术在历史建筑实体保护应用中的可能性，通过调研和测试，用相关技术对历史建筑遗产保护的适用性进行评估和总结。将历史建筑信息管理系统与历史知识库等进一步集成，借助计算机网络化管理，使历史建筑研究过程、管理决策过程、以及实施优化过程进一步制度化、规范化，从而有效地提高历史建筑的研究和保护水平。
3.2基于云服务的历史建筑空间数据库和数据分析技术
历史建筑的空间数据库的构建对于数字化保护至关重要。这其中要运用扫描技术、CAD技术、3dsmax建模技术、VRML虚拟现实技术、PhotoShop后期处理等。按照前期信息建模研究所确立的建构标准和方法，分别建构建筑遗产单体数据库、维修历史档案库以及既往研究案例库中。以“三库”中蕴藏的大量建筑遗产知识为研究对象，运用人工智能原理分析知识间相互关系、知识的表达方式和检索方式，从中总结出基本规律，从而建构数据库框架模型。采用云计算技术，建立历史建筑云数据中心，以在线信息服务的方式支撑历史建筑保护相关专题信息系统建设。系统集成多源、多维、多尺度、多时态的信息，通过这个数据库可以显示历史建筑的相关数据及属性，特别是其现状影响信息，包括平、立、剖面，通过虚拟建造、信息化建模实现建筑的可视化和信息数据的可查询化，并对其进行统计和分析，满足多领域、多部门的应用需求。历史建筑转化为数字信息后需要的是信息方面的技术，包括信息建模技术（XML）、数据库技术（SQLServer）、虚拟现实技术（VRML）、信息集成技术（Internet）等。海量基础数据全过程统计分析、方法选定、特征归纳、维护分类等需要功能强大的、能根据需要及时更新的、实现集群计算的动态数据分析软件。在历史建筑转化为数字信息的研究基础上，引入数学和计算机理论，研究多维矩阵分析理论对一些涉及时序和PanelData的经典模型以及我们自己提出或改进的一些模型，对演化计算及其收敛性证明过程，实现数学模型的多维矩阵表达。进一步研究并实现基于多维矩阵理论的算法的程序表达，同时尽可能多地实现多维数据可视化。使用户直观地理解、分析数据，最终能多角度、多侧面地观察数据，深入地了解包含在海量历史建筑BIM数据中的信息和内涵。