2006年～2010年教育部高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)教學指導分委員會(以下簡稱分委員會)是教育部為了進一步深化高等教育教學改革,提高高等教育質(zhì)量,加強教育行政部門對高等學校教學工作的宏觀調(diào)控,推進高等教育宏觀決策的科學化和民主化,充分發(fā)揮各科類專家學者對高等教育教學改革與建設(shè)的研究和指導作用,組建專家組織,具有非常設(shè)學術(shù)機構(gòu)的性質(zhì),接受教育部領(lǐng)導,受教育部的委托開展高等學校本科計算機科學與技術(shù)專業(yè)教學的研究、咨詢、指導、評估、服務(wù)等工作。任期從2006年1月1日起至2010年12月31日止。

按照教育部的要求,分委員會的職責是組織和開展本專業(yè)教學領(lǐng)域的理論與實踐研究,指導高等學校的學科專業(yè)建設(shè)、教材建設(shè)、教學改革、實訓基地建設(shè)、實驗室建設(shè)等工作,制定專業(yè)規(guī)范或教學質(zhì)量標準,接受委托承擔專業(yè)評估任務(wù),接受委托承擔本科專業(yè)設(shè)置的評審;組織師資培訓、教學研討和信息交流等工作,完成教育部委托的其它任務(wù)。圍繞著這些要求,分委員會2006年4月21～22日在長沙召開主任會議,確定了任期5年內(nèi)的工作。將總目標確定為:在4種力量的支持下,做好4件事情。這4種力量是:教育主管部門(教育部、各省市教育廳/局)、相關(guān)院系領(lǐng)導和廣大一線教師、相關(guān)行業(yè)學會/協(xié)會/組織(如:中國計算機學會、全國高校計算機教育研究會、各省市計算機學會、計算機用戶協(xié)會、軟件行業(yè)協(xié)會、全國高校計算機系(院)主任(院長)論壇)和相關(guān)企業(yè)。4件事情是:宣傳培訓、分類試點、專業(yè)認證、完善規(guī)范。

在過去的3年半中,在各方的支持下,分委員會全體積極努力,開展了深入的研究、廣泛的宣講和培訓、扎實的分類培養(yǎng)試點,以及穩(wěn)步的專業(yè)認證試點。

1廣泛的宣講與培訓

《高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范(試行)》(簡稱為《規(guī)范》)的研制匯集了全國計算機專業(yè)的大批教育教學專家,歷時3年多。教育部對《規(guī)范》給予了高度的重視,一直關(guān)注并適時給予指導,于2006年6月24組織專家進行了評審。評審認為:“這些文件的起草是一項大規(guī)模深入的研究工作,對于我國計算機專業(yè)教育和基礎(chǔ)教育具有針對性和創(chuàng)新性,對規(guī)范和蔣宗禮老師

發(fā)展我國高等學校計算機教育具有重要指導意義,是我國計算機教育改革的一項重大研究成果”。

《規(guī)范》于2006年9月正式出版發(fā)行,目前已經(jīng)第三次印刷。根據(jù)2006年9月8日分委員會第一次全體會議的決定,全體委員根據(jù)分工,按照分委員會制作的標準講稿,在全國范圍內(nèi)開展了廣泛的宣講,幾乎覆蓋所有的省會城市,部分省市的宣講還進行過多次,受到了同行們的廣泛熱烈歡迎。經(jīng)過2年多共計約70次的宣講,至少5000余人次的一線教師和專業(yè)負責人直接聽取了報告。在各校計算機專業(yè)明確基本方向和要求,修訂教學計劃中發(fā)揮了指導作用。

宣講過程與國家級精品課程、國家級和省市級精品教材等優(yōu)質(zhì)資源的推廣應(yīng)用相結(jié)合,一批具有豐富教學經(jīng)驗和課程建設(shè)經(jīng)驗的一線教師直接與廣大教師面對面,毫無保留地將自己的研究成果、經(jīng)驗、方法等拿出來和大家共享,有效地促進了計算機及其相關(guān)專業(yè)教學水平的提高。

2進一步深入研究

由于計算學科仍然是一個年輕的學科,其發(fā)展非?？?特別是在新技術(shù)、新系統(tǒng)以及廣泛的應(yīng)用方面,發(fā)展特別迅速。所以,該學科的一些分支學科逐漸形成并迅速豐富。為了應(yīng)對這一局面,分委員會在《規(guī)范》的基礎(chǔ)上,繼續(xù)開展了一系列的研究。主要包括發(fā)展戰(zhàn)略研究、高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)公共核心知識體系與課程研究、高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)實踐教學體系與規(guī)范研究、高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)核心課程教學實施方案研究、計算機科學與技術(shù)專業(yè)能力培養(yǎng)研究。

2.1發(fā)展戰(zhàn)略研究

作為延續(xù),分委員會再次組成研究小組,繼續(xù)從理念的層面開展專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的研究。希望“細化認識,升華觀念,看得更加遠一些”。希望從健康發(fā)展的專業(yè)特征入手,研究計算機科學與技術(shù)專業(yè)的未來發(fā)展方向,尋求“從專業(yè)出發(fā)”和“從學生出發(fā)”辦專業(yè)的統(tǒng)一。

研究小組2008年4月正式成立,2008年7月2日召開了電話會議,就有關(guān)問題進行了討論,2008年8月13日在山東大學威海分校召開研究會。該小組目前正具體就“關(guān)于‘分類培養(yǎng)戰(zhàn)略的進一步思考”、“關(guān)于計算機專業(yè)人才的社會需求”、“計算機專業(yè)畢業(yè)生去向分析”、“國外計算機專業(yè)辦學情況概覽”、“關(guān)于‘就業(yè)導向辦專業(yè)觀念的辨析”等方面的問題進行了研究。

2.2公共核心知識體系與課程研究

這項研究是根據(jù)2006年11月18日分委會主任擴大會議的決定進行的,其目的是為了進一步提高《規(guī)范》的可操作性。希望通過這項研究,找出本專業(yè)有關(guān)方向的公共基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu),構(gòu)建適當?shù)墓不A(chǔ)知識課程體系,為在公共平臺為基礎(chǔ)上構(gòu)建課程體系提供參考,以適應(yīng)目前許多學校以不同層次的平臺為基本構(gòu)架制定本科教育課程體系的需求,力求實現(xiàn)無論CS、CE、SE、IT中的哪一個方向,都能夠比較方便地在這組課程的基礎(chǔ)上進行擴充而得,同時也可以有效利用已有的優(yōu)質(zhì)資源,迅速提高本專業(yè)的整體辦學水平。

2006年12月研究小組成立,2007年4月底形成初稿,2007年6月中召開主任會議集中進行討論和修改,在此基礎(chǔ)上形成草案,全體委員中廣泛地征求了意見,研究成果以《高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)公共核心知識體系與課程》的形式于2007年9月由清華大學出版社正式出版。2008年10月增加了適當?shù)膬?nèi)容后,以修訂版的形式重印。

核心課程選取的原則是:涵蓋4個方向的公共要求,實現(xiàn)在課程層面上對公共知識體系、專業(yè)培養(yǎng)公共要求和基本特征的體現(xiàn);構(gòu)成一個既照顧到學科,又照顧到專業(yè)的基礎(chǔ)平臺,使得人們能夠方便地構(gòu)建完整的、全局優(yōu)化的專業(yè)教育課程體系;充分考慮學時的限制,按照總學時20%計算,將公共核心課程的總學時控制在500以內(nèi);用盡可能成熟的課程實現(xiàn)涵蓋,而且這些課程可以體現(xiàn)學科教育的一些基本特點。

該知識體系共包括8個知識領(lǐng)域,含39個知識單元,共342個核心學時。其中,離散結(jié)構(gòu)(DS)60核心學時、程序設(shè)計基礎(chǔ)(PF)67核心學時、算法(AL)28核心學時、計算機體系結(jié)構(gòu)與組織(AR)60核心學時、操作系統(tǒng)(OS)32核心學時、網(wǎng)絡(luò)及其計算(NC)48核心學時、程序設(shè)計語言(PL)13核心學時、信息管理(IM)34核心學時。他們被涵蓋在程序設(shè)計、離散數(shù)學、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成、計算機網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等7門課程中,這些課程稱為公共核心課程。

《高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)公共核心知識體系與課程》包括8部分:第一部分介紹開展這項工作的背景;第二部分介紹各專業(yè)方向基本要求,包括:各專業(yè)方向的問題空間與知識取向、學生專業(yè)能力的培養(yǎng)、以及能力的詳細描述;第三部分介紹公共核心課程選取的原則;第四部分給出這些課程所含的知識體系,稱之為公共核心知識體系;第五部分給出了7門公共核心課程的大綱;第六部分給出公共核心課程對各個方面核心知識單元的覆蓋分析;第七、八部分分別為示例和總結(jié)。

2.3實踐教學體系與規(guī)范研究

這項研究是根據(jù)2007年7月19日教育部高等學校理工科教學指導委員會指導性專業(yè)規(guī)范研制工作會議要求,以及2007年6月16日主任會議和2007年10月13日第二次全體會議決定進行的。本研究根據(jù)強化學生理論結(jié)合實際能力的培養(yǎng),進而更好地支撐學生基本專業(yè)能力培養(yǎng)的需要,依照《高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范(試行)》和《高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)公共核心知識體系與課程》的總體要求,構(gòu)建相應(yīng)的實踐教學體系。

實踐體系包括課程實驗、課程設(shè)計、專業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計。這里強調(diào)實踐教學為總的教育目標服務(wù),要與理論課程教學相結(jié)合,要考慮課程的教學目標,體現(xiàn)課程的特點,體現(xiàn)課程的內(nèi)容要求和能力培養(yǎng)要求,與理論課程有機結(jié)合,構(gòu)成有機整體,貫穿于人才培養(yǎng)的全過程。

理論教學與實踐教學并舉并重是一個基本原則。理論和實踐相互結(jié)合,既重視理論傳授,又重視實踐引導,從培養(yǎng)創(chuàng)新意識、工程意識、工程興趣、工程能力、或者社會實踐能力出發(fā),強調(diào)實驗、實習、課程設(shè)計、社會調(diào)查、畢業(yè)設(shè)計(論文)等實踐性教學環(huán)節(jié)進行整體、系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計,把基礎(chǔ)教育階段和專業(yè)教育階段的實踐教學有機銜接,使實踐能力的訓練構(gòu)成一個體系協(xié)調(diào)實現(xiàn)學生對學科知識和方法的實踐的體驗、探索與應(yīng)用。

追求實驗體系的完備、相對穩(wěn)定和開放,體現(xiàn)循序漸進的要求,既要有基礎(chǔ)型的驗證實驗,還要有設(shè)計型和綜合型的實驗和實踐環(huán)節(jié);在規(guī)模上要有小、中、大,難度上要有低、中、高;在內(nèi)容上,既要有基本要求,還要有更高要求,通過更高要求引導學生進行更深入地探討,體現(xiàn)實驗題目的開放性。另外,還要強調(diào)實踐環(huán)節(jié)與實際的緊密結(jié)合。

從覆蓋面來說,作為計算機科學與技術(shù)專業(yè)的實踐教學體系,既要包含硬件方面的,又要包含軟件方面的;既要包含基本算法方面的,又要包含系統(tǒng)構(gòu)成方面的;既要包含基本系統(tǒng)的認知、設(shè)計與實現(xiàn),又要包含應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn);既要包含系統(tǒng)構(gòu)建方面的,又要包含系統(tǒng)維護方面的;既要包含設(shè)計新系統(tǒng)方面的,又要包含改造老系統(tǒng)方面的。

從實驗類型上來說,需要滿足人們認知漸進的要求,要含有驗證型的、設(shè)計型的、綜合型的。要注意各種類型的實驗中含有探討性的內(nèi)容。對綜合型的實驗,要盡量與“企業(yè)”相結(jié)合。

從規(guī)模上來說,要從小規(guī)模的開始,逐漸過渡到中規(guī)模、較大規(guī)模上。關(guān)于規(guī)模的度量,就程序來說大體上可以按行計。小規(guī)模的以十計,中規(guī)模的以百計,較大規(guī)模的以千計。包括課外的訓練在內(nèi),從一年級到四年級,每年的實驗和實踐量折合成程序量,可依次大約為5000行、1萬行、1萬行、1.5萬行。這樣,通過四年的積累,可以達到4萬行的程序量。作為最基本的要求,至少應(yīng)該達到2萬行。

研制出的《高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)實踐教學體系與規(guī)范》于2008年10月由清華大學出版社出版。其中包括程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、編譯原理、計算機圖形學、人工智能、軟件工程、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)字邏輯、計算機組成基礎(chǔ)、計算機體系結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)等13門課程的實驗,數(shù)字邏輯、計算機原理、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、程序設(shè)計、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)工程等9個綜合課程設(shè)計,以及對專業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計的要求。

2.4專業(yè)核心課程教學實施方案研究

為推動分類培養(yǎng)思想的落實,建設(shè)優(yōu)質(zhì)教學資源,解決現(xiàn)在相關(guān)課程建設(shè)中存在的問題,推進計算機科學與技術(shù)專業(yè)的科學辦學進程,2008年3月,分委員會、中國計算機學會教育專業(yè)委員會和高等教育出版社決定聯(lián)合開展“高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)核心課程教學實施方案”研究。該研究于2008年4月獲得教育部的批準,作為教育部高等理工教育教學改革與實踐項目之一立項。

該項研究根據(jù)《高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)公共核心知識體系與課程》并考慮到“軟件工程”的重要性,項目包括離散數(shù)學、程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡(luò)、軟件工程8門課程的教學實施方案的研制,探求在教育部高等學校計算機科學與技術(shù)教學指導委員會發(fā)布的基本課程教學大綱下,如何面向科學型、工程型和應(yīng)用型三類人才的培養(yǎng)需要,根據(jù)不同類型人才關(guān)注不同的學科形態(tài)、不同的問題空間、不同的根本問題,以知識為載體,瞄準專業(yè)能力的提高和專業(yè)素質(zhì)的形成開展有效的教學活動,形成較系統(tǒng)地課程教學實施方案。同時對相應(yīng)的教材建設(shè)提供一個指導性意見(方案),解決目前課程教學和教材建設(shè)中可能存在的趨同性、盲目性、孤立性,以及不完整、不合理交叉等問題,改變過分追求知識的全面性,忽略人才培養(yǎng)的適應(yīng)性傾向,為計算機專業(yè)的教育教學能夠瞄準基本目標,更科學有效地實施進行探索。

瞄準這一目標,按照科學型、工程型和應(yīng)用型三類人才培養(yǎng)的需求,分別設(shè)計出上述8門課程的三種不同的教學實施方案。特別要指出的是,科學型以“計算機科學”專業(yè)方向為基本背景,工程型以“計算機工程”和“軟件工程”專業(yè)方向為基本背景,應(yīng)用型則以“信息技術(shù)”專業(yè)方向為基本背景。

考慮到這些課程雖然都是計算機科學與技術(shù)專業(yè)的核心課程,但它們卻有著不同的特點和屬性,所以在內(nèi)容組織形式上我們沒有苛求完全一致,而是依據(jù)一個基本框架,允許各門課程給出反映自身特點的內(nèi)容。再者,教學實施方案要解決的問題涉及到方方面面,有的還是本學科尚未完全解決的問題,所以,很多內(nèi)容都是探索性的,需要在實踐中不斷豐富、不斷提高。其三,課程教學是與教師緊密相關(guān)的,甚至可以說大綱、教材只是一個框架和素材,課堂教學這部劇如何展開,還依賴于集導演和演員于一身的教師,所以給出的只是提示性的參考。

項目共有核心研究成員51人,來自32所高校和高等教育出版社,包括18門國家級精品課程的負責人和主講教師?！陡叩葘W校計算機科學與技術(shù)專業(yè)核心課程教學實施方案》于2009年5月由高等教育出版社出版。

2.5專業(yè)能力培養(yǎng)研究

根據(jù)2008年11月1日分委員會第三次全體會議的決定,開展計算機科學與技術(shù)專業(yè)能力培養(yǎng)研究。2008年12月研究小組成立,將基本框架確定為研究專業(yè)基本能力的基本內(nèi)容和計算機專業(yè)的核心課程(7門公共核心課程和軟件工程課)對這些能力的培養(yǎng)實施。

專業(yè)能力培養(yǎng)的研究是一個極具挑戰(zhàn)性的題目,這項研究旨在為如何將面向知識的教育轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰虻慕逃龀龌A(chǔ)性的探索。研究初步將計算機專業(yè)高級人才的專業(yè)基本能力包括計算思維能力、算法設(shè)計與分析能力、程序設(shè)計與實現(xiàn)能力、系統(tǒng)能力等4個方面。認為他們包含有豐富的內(nèi)容,例如,計算思維能力包括:問題的符號表示、問題求解過程的符號表示、邏輯思維、抽象思維、形式化證明、建立模型、實現(xiàn)類計算、實現(xiàn)模型計算、利用計算機技術(shù)等,程序設(shè)計與實現(xiàn)能力主要包括:設(shè)計數(shù)字電路、實現(xiàn)數(shù)字電路、設(shè)計功能部件、設(shè)計芯片、對芯片進行程序設(shè)計、小型程序設(shè)計、大型程序設(shè)計、系統(tǒng)程序設(shè)計、實現(xiàn)智能系統(tǒng)等,系統(tǒng)能力分為系統(tǒng)的認知、分析、開發(fā)與應(yīng)用能力,其中系統(tǒng)認知能力主要包括:基本系統(tǒng)軟件使用、系統(tǒng)軟件構(gòu)成、基本的計算機硬件系統(tǒng)構(gòu)成、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成、硬件系統(tǒng)的性能、軟件系統(tǒng)的性能、實驗分析等。

首先要研究這些能力的內(nèi)涵和描述,包括該書的作用描述、培養(yǎng)描述、培養(yǎng)中要注意的問題等。在這個基礎(chǔ)上,以離散數(shù)學、程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡(luò)、軟件工程8門課程為基礎(chǔ),探討課程教學如何在學生的專業(yè)能力的培養(yǎng)中發(fā)揮更有效的作用。

3辦學試點

根據(jù)分委員會的工作安排,為了更有效地實施《高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范(試行)》,推動計算機科學與技術(shù)專業(yè)的改革,經(jīng)過準備,于2007年正式啟動辦學試點工作。2007年6月16日發(fā)出了“關(guān)于征詢實施‘計算機科學與技術(shù)專業(yè)規(guī)范意向的函”。2008年3月25日,根據(jù)有關(guān)高校的申請,做出了“關(guān)于計算機科學與技術(shù)專業(yè)規(guī)范試點立項決定”,分成“地方院校計算機應(yīng)用人才培養(yǎng)研究與試點”、“具有行業(yè)特色院校中計算機專業(yè)人才培養(yǎng)研究與試點”、“面向本科就業(yè)市場的計算機專業(yè)人才培養(yǎng)研究與試點”、“科學型與應(yīng)用型兼顧的計算機專業(yè)人才培養(yǎng)研究與試點”4個課題開展試點工作。參加試點的學校有濟南大學、武漢工程大學、寧夏大學、河北師范大學、上海海事大學、華中農(nóng)業(yè)大學、西安郵電學院、長江大學、吉林化工學院、中國計量學院、黃岡師范學院、廈門大學、天津大學、河海大學。