摘　要：課程體系如何反映出學(xué)生所選專業(yè)領(lǐng)域的未來發(fā)展，是高等教育必須解決的一個(gè)現(xiàn)實(shí)課題。本文分析了計(jì)算機(jī)科學(xué)課程體系的形成與發(fā)展，闡述目前計(jì)算機(jī)科學(xué)課程體系爭論的核心內(nèi)容，分析未來計(jì)算機(jī)科學(xué)教育發(fā)展的走向，并對(duì)其課程體系的框架進(jìn)行了科學(xué)的分析與預(yù)測。

關(guān)鍵字：計(jì)算機(jī)科學(xué) 課程體系

1、引言

教育的目的是為學(xué)生的將來做好準(zhǔn)備，所以課程體系必然反映出學(xué)生所選擇的專業(yè)領(lǐng)域的未來發(fā)展，然而計(jì)算機(jī)科學(xué)是一個(gè)相對(duì)新的科學(xué)領(lǐng)域，而且它能具有很快地融合其他領(lǐng)域和學(xué)科的特點(diǎn)，因而要探討計(jì)算機(jī)科學(xué)課程體系的架構(gòu)就更加復(fù)雜。對(duì)此本人從計(jì)算機(jī)教育科學(xué)的歷史演變上，說明其課程體系的形成與發(fā)展，并闡述目前計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的課程體系爭論的核心內(nèi)容，分析未來計(jì)算機(jī)科學(xué)教育發(fā)展的走向，以促進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的繁榮與發(fā)展。

2、課程體系的形成與發(fā)展

眾所周知，計(jì)算機(jī)科學(xué)是從電子學(xué)、科學(xué)、數(shù)理邏輯和計(jì)算數(shù)學(xué)的交界處發(fā)展起來的。在發(fā)展初期(20世紀(jì)50年代開始到60年代中期)，數(shù)值分析、開關(guān)理論、邏輯設(shè)計(jì)、計(jì)算模型構(gòu)成這一領(lǐng)域的核心，而把操作系統(tǒng)、編譯器、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、處理器硬件作為其應(yīng)用。這時(shí)課程計(jì)劃都是基于ACM68課程體系的某種形式或是后來78課程體系的形式。到20世紀(jì)70年代末，各院校的課程體系逐漸與商業(yè)教學(xué)計(jì)劃相一致，而紛紛發(fā)展自己的軟件課程集，呈現(xiàn)出教學(xué)計(jì)劃的多樣性。此時(shí)，計(jì)算機(jī)科學(xué)從形式方法和抽象思維的狹義概念已經(jīng)擴(kuò)展到計(jì)算與信息技術(shù)(CIT)，這里所說的計(jì)算主要涉及傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)科學(xué)的技術(shù)方面，而信息技術(shù)涉及面要寬得多，凡與計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用相關(guān)的都應(yīng)包含在內(nèi)。20世紀(jì)80年代及90

年代初期開展的關(guān)于計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的爭論，重點(diǎn)似乎都放在如何教問題求解技巧及編程語言的選擇上，而忽略了計(jì)算機(jī)科學(xué)教育目的的本身。自1991年ACM/IEEE計(jì)算機(jī)課程體系以來，核心課程并沒有太大變化，只是鼓勵(lì)了計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程中教學(xué)計(jì)劃的多樣性，并要求保有公共內(nèi)核。該內(nèi)核定義成一系列知識(shí)單元(KUs)，可用這些知識(shí)單元組合課程。目的在于為學(xué)生提供設(shè)計(jì)與構(gòu)造計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本原理，通過程序設(shè)計(jì)語言訓(xùn)練學(xué)生掌握自動(dòng)處理數(shù)據(jù)與信息的算法過程。涉及的科目包括程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法、操作系統(tǒng)、編譯和翻譯、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、軟件工程、通信與網(wǎng)絡(luò)。重點(diǎn)放在用于開發(fā)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的軟件、硬件工具的開發(fā)，而不是那些應(yīng)用的本身。這對(duì)資源有限的各院校適應(yīng)當(dāng)時(shí)技術(shù)的變化帶來了困難，同時(shí)也對(duì)教育者提出了挑戰(zhàn)。這就是91課程體系不同于基于課程定義的68課程體系和78課程體系在計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)計(jì)劃中沒有普遍使用的原因。2001課程自從公布了ACM和IEEE標(biāo)準(zhǔn)后，改進(jìn)了91課程的不足，主要表現(xiàn)了技術(shù)的變化。同時(shí)該模型能夠與資源協(xié)調(diào)有機(jī)的發(fā)展，促進(jìn)課程的研究與發(fā)展。

到二十世紀(jì)末課程體系的觀點(diǎn)是抽象第一，其構(gòu)造模型是先給學(xué)生介紹概念，而不要求學(xué)生發(fā)展設(shè)計(jì)技巧。即介紹算法分析時(shí)并不要求設(shè)計(jì)程序，在實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)被引入之前就介紹類庫，把它作為編寫軟件的虛擬機(jī)。理論通過證明的形式來介紹。這樣使得與經(jīng)典工程學(xué)科相比具有共同的學(xué)科架構(gòu)。即，講授理論時(shí)并不涉及解決實(shí)際世界中的問題，在四年制的學(xué)位計(jì)劃中最初階段很少包含特定工程專業(yè)一些分支的內(nèi)容。有了這個(gè)新的課程方向，課程體系的開始部分(知識(shí)單元)就可以相對(duì)固定，而將特定技術(shù)領(lǐng)域放在后面。這種變化帶來兩個(gè)有用的結(jié)果：主要經(jīng)驗(yàn)可以在教授入門課程時(shí)建立起來。與發(fā)展趨勢有關(guān)的設(shè)備可以在以后的研究中再去購買，就如同在其它工程學(xué)科一樣。事實(shí)上，這時(shí)人們對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)本身的認(rèn)識(shí)才頗為深刻，在“Computing as a discipline”報(bào)告中對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)進(jìn)行了界定，計(jì)算機(jī)科學(xué)和計(jì)算機(jī)工程之間本質(zhì)上沒有區(qū)別，計(jì)算機(jī)科學(xué)注重理論和抽象，計(jì)算機(jī)工程注重抽象和設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程居中，從研究的范疇上統(tǒng)稱為計(jì)算學(xué)科。而計(jì)算學(xué)科是對(duì)信息描述和變換的算法過程的系統(tǒng)研究，主要包括對(duì)其理論、分析、設(shè)計(jì)、效率、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用等過程的研究

3、課程體系爭論的核心內(nèi)容

從上述課程體系的歷史發(fā)展可見，計(jì)算機(jī)科學(xué)課程體系模型一直在推陳出新，不斷發(fā)展。無論如何，未來計(jì)算機(jī)課程體系都必將提供統(tǒng)一的形式，但這并不意味課程實(shí)驗(yàn)的結(jié)束。伴隨這種過程，受教育者終身學(xué)習(xí)變得越來越重要，面對(duì)終身學(xué)習(xí)和職業(yè)常變的未來必須具有適應(yīng)新模式的能力。這必然強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程體系基本的核心理論課程和應(yīng)用技術(shù)課程，使之在二者之間求得平衡。

下面從三個(gè)方面來闡述課程體系爭論的核心內(nèi)容。

3.1 教育學(xué)的課程論點(diǎn)

來自教育學(xué)的課程內(nèi)容雖然焦點(diǎn)是針對(duì)所定義的樣板課程，但對(duì)課程留有一定的實(shí)驗(yàn)空間的呼聲也極為高漲。因?yàn)槎x的課程內(nèi)核是有限的，能否概括計(jì)算機(jī)科學(xué)的內(nèi)涵有待于深入研究。2001課程確定了可供選擇課程的成分，而且鼓勵(lì)教師從可供選擇的知識(shí)單元組合課程并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使教師很容易從已有的教學(xué)內(nèi)容或從91課程內(nèi)容中過渡到2001課程，便于教師的實(shí)踐。然而仍存在如下的主題爭論：

算法優(yōu)先——強(qiáng)調(diào)編碼技巧的算法。

硬件優(yōu)先——晶體管的抽象作為一個(gè)開關(guān),而且一種高級(jí)語言是通過機(jī)器代碼進(jìn)行工作的。

對(duì)象優(yōu)先——以一個(gè)定義明確的對(duì)象開始，允許學(xué)生使用預(yù)先的抽象。

需要優(yōu)先——很多的傳統(tǒng)目標(biāo)。

功能優(yōu)先——使用一種語言不能混淆語法規(guī)則，存儲(chǔ)器管理等。

3.2技術(shù)應(yīng)用的課程論點(diǎn)

在計(jì)算職業(yè)中，應(yīng)用特指應(yīng)用程序，它實(shí)施某個(gè)領(lǐng)域中非編程用戶到各種任務(wù)。應(yīng)用程序把理論的結(jié)果應(yīng)用到用戶所在領(lǐng)域的實(shí)踐中去。許多計(jì)算機(jī)科學(xué)家認(rèn)為，在應(yīng)用上花時(shí)間，就意味著在研究上失掉了相同的時(shí)間，并且從科研的角度上來看沒有任何回報(bào)。另一方面，許多商人認(rèn)為，應(yīng)用是他們在市場上主要提供的東西。他們希望計(jì)算機(jī)科技人員和自己并肩作戰(zhàn)，開發(fā)各種應(yīng)用程序。在這樣的環(huán)境氛圍中，計(jì)算機(jī)科學(xué)課程確立的思想表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面注重計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的核心課程，拓寬基礎(chǔ)，以寬口徑的基礎(chǔ)課程進(jìn)行學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)教育，適應(yīng)計(jì)算職業(yè)的技術(shù)變化。另一方面，以基礎(chǔ)課程夠用為主，充分?jǐn)U展計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，重視與計(jì)算職業(yè)邊界相關(guān)課程的開發(fā)，培養(yǎng)勝任能力。重視實(shí)踐和描述性的知識(shí)課程，主張教育課程應(yīng)分散在計(jì)算機(jī)科學(xué)、軟件工程、計(jì)算科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程以及其它系的課程中去。

3.3教育改革的課程論點(diǎn)

來自教育改革的課程論點(diǎn)表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是合作。即在計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的公共內(nèi)核之外考核各種計(jì)算課程體系，針對(duì)每個(gè)學(xué)科確定一個(gè)講授課程集，并決定哪些教學(xué)計(jì)劃應(yīng)該包含哪些課程。最后為每個(gè)學(xué)科定義非計(jì)算專業(yè)的服務(wù)課程集。為使所有計(jì)算學(xué)科有一個(gè)統(tǒng)一的框架，使所有學(xué)科相得益彰，減少重復(fù)，盡可能多支持其他學(xué)科，更有效地開設(shè)全校基礎(chǔ)平臺(tái)計(jì)算機(jī)課程。另一方面是繼續(xù)分離。計(jì)算機(jī)科學(xué)附屬于電子工程學(xué)科，成為電子工程學(xué)科課程的子集。

上述三種論點(diǎn)的產(chǎn)生實(shí)質(zhì)是對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的內(nèi)涵沒有認(rèn)清。“Computing as a discipline”報(bào)告認(rèn)為：理論、抽象和設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的三種主要形態(tài)，每一種形態(tài)都有自己的主領(lǐng)域，它提供了定義學(xué)科的條件。教育學(xué)的課程論點(diǎn)其實(shí)質(zhì)強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)科學(xué)形態(tài)的抽象根本，而忽視了理論和設(shè)計(jì)的形態(tài)。技術(shù)應(yīng)用的課程論點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，教育改革論處于二者之間，游離不定。

總結(jié)

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