摘　要：課程體系如何反映出學生所選專業領域的未來發展，是高等教育必須解決的一個現實課題。本文分析了計算機科學課程體系的形成與發展，闡述目前計算機科學課程體系爭論的核心內容，分析未來計算機科學教育發展的走向，并對其課程體系的框架進行了科學的分析與預測。

關鍵字：計算機科學 課程體系

1、引言

教育的目的是為學生的將來做好準備，所以課程體系必然反映出學生所選擇的專業領域的未來發展，然而計算機科學是一個相對新的科學領域，而且它能具有很快地融合其他領域和學科的特點，因而要探討計算機科學課程體系的架構就更加復雜。對此本人從計算機教育科學的歷史演變上，說明其課程體系的形成與發展，并闡述目前計算機科學教育的課程體系爭論的核心內容，分析未來計算機科學教育發展的走向，以促進計算機科學教育的繁榮與發展。

2、課程體系的形成與發展

眾所周知，計算機科學是從電子學、科學、數理邏輯和計算數學的交界處發展起來的。在發展初期(20世紀50年代開始到60年代中期)，數值分析、開關理論、邏輯設計、計算模型構成這一領域的核心，而把操作系統、編譯器、數據庫、網絡、處理器硬件作為其應用。這時課程計劃都是基于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70年代末，各院校的課程體系逐漸與商業教學計劃相一致，而紛紛發展自己的軟件課程集，呈現出教學計劃的多樣性。此時，計算機科學從形式方法和抽象思維的狹義概念已經擴展到計算與信息技術(CIT)，這里所說的計算主要涉及傳統計算機科學的技術方面，而信息技術涉及面要寬得多，凡與計算機技術的使用相關的都應包含在內。20世紀80年代及90

年代初期開展的關于計算機科學教育的爭論，重點似乎都放在如何教問題求解技巧及編程語言的選擇上，而忽略了計算機科學教育目的的本身。自1991年ACM/IEEE計算機課程體系以來，核心課程并沒有太大變化，只是鼓勵了計算機科學和工程中教學計劃的多樣性，并要求保有公共內核。該內核定義成一系列知識單元(KUs)，可用這些知識單元組合課程。目的在于為學生提供設計與構造計算機系統的基本原理，通過程序設計語言訓練學生掌握自動處理數據與信息的算法過程。涉及的科目包括程序設計、數據結構和算法、操作系統、編譯和翻譯、計算機體系結構、軟件工程、通信與網絡。重點放在用于開發計算機應用的軟件、硬件工具的開發，而不是那些應用的本身。這對資源有限的各院校適應當時技術的變化帶來了困難，同時也對教育者提出了挑戰。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課程體系在計算機科學教學計劃中沒有普遍使用的原因。2001課程自從公布了ACM和IEEE標準后，改進了91課程的不足，主要表現了技術的變化。同時該模型能夠與資源協調有機的發展，促進課程的研究與發展。

到二十世紀末課程體系的觀點是抽象第一，其構造模型是先給學生介紹概念，而不要求學生發展設計技巧。即介紹算法分析時并不要求設計程序，在實現細節被引入之前就介紹類庫，把它作為編寫軟件的虛擬機。理論通過證明的形式來介紹。這樣使得與經典工程學科相比具有共同的學科架構。即，講授理論時并不涉及解決實際世界中的問題，在四年制的學位計劃中最初階段很少包含特定工程專業一些分支的內容。有了這個新的課程方向，課程體系的開始部分(知識單元)就可以相對固定，而將特定技術領域放在后面。這種變化帶來兩個有用的結果：主要經驗可以在教授入門課程時建立起來。與發展趨勢有關的設備可以在以后的研究中再去購買，就如同在其它工程學科一樣。事實上，這時人們對計算機科學本身的認識才頗為深刻，在“Computing as a discipline”報告中對計算機科學進行了界定，計算機科學和計算機工程之間本質上沒有區別，計算機科學注重理論和抽象，計算機工程注重抽象和設計，計算機科學和工程居中，從研究的范疇上統稱為計算學科。而計算學科是對信息描述和變換的算法過程的系統研究，主要包括對其理論、分析、設計、效率、實現和應用等過程的研究

3、課程體系爭論的核心內容

從上述課程體系的歷史發展可見，計算機科學課程體系模型一直在推陳出新，不斷發展。無論如何，未來計算機課程體系都必將提供統一的形式，但這并不意味課程實驗的結束。伴隨這種過程，受教育者終身學習變得越來越重要，面對終身學習和職業常變的未來必須具有適應新模式的能力。這必然強調計算機科學課程體系基本的核心理論課程和應用技術課程，使之在二者之間求得平衡。

下面從三個方面來闡述課程體系爭論的核心內容。

3.1 教育學的課程論點

來自教育學的課程內容雖然焦點是針對所定義的樣板課程，但對課程留有一定的實驗空間的呼聲也極為高漲。因為定義的課程內核是有限的，能否概括計算機科學的內涵有待于深入研究。2001課程確定了可供選擇課程的成分，而且鼓勵教師從可供選擇的知識單元組合課程并進行實驗，使教師很容易從已有的教學內容或從91課程內容中過渡到2001課程，便于教師的實踐。然而仍存在如下的主題爭論：

算法優先——強調編碼技巧的算法。

硬件優先——晶體管的抽象作為一個開關,而且一種高級語言是通過機器代碼進行工作的。

對象優先——以一個定義明確的對象開始，允許學生使用預先的抽象。

需要優先——很多的傳統目標。

功能優先——使用一種語言不能混淆語法規則，存儲器管理等。

3.2技術應用的課程論點

在計算職業中，應用特指應用程序，它實施某個領域中非編程用戶到各種任務。應用程序把理論的結果應用到用戶所在領域的實踐中去。許多計算機科學家認為，在應用上花時間，就意味著在研究上失掉了相同的時間，并且從科研的角度上來看沒有任何回報。另一方面，許多商人認為，應用是他們在市場上主要提供的東西。他們希望計算機科技人員和自己并肩作戰，開發各種應用程序。在這樣的環境氛圍中，計算機科學課程確立的思想表現在兩個方面。一方面注重計算機科學教育的核心課程，拓寬基礎，以寬口徑的基礎課程進行學生的科學素質教育，適應計算職業的技術變化。另一方面，以基礎課程夠用為主，充分擴展計算機技術的應用，重視與計算職業邊界相關課程的開發，培養勝任能力。重視實踐和描述性的知識課程，主張教育課程應分散在計算機科學、軟件工程、計算科學、計算機工程以及其它系的課程中去。

3.3教育改革的課程論點

來自教育改革的課程論點表現在兩個方面：一方面是合作。即在計算機科學課程的公共內核之外考核各種計算課程體系，針對每個學科確定一個講授課程集，并決定哪些教學計劃應該包含哪些課程。最后為每個學科定義非計算專業的服務課程集。為使所有計算學科有一個統一的框架，使所有學科相得益彰，減少重復，盡可能多支持其他學科，更有效地開設全校基礎平臺計算機課程。另一方面是繼續分離。計算機科學附屬于電子工程學科，成為電子工程學科課程的子集。

上述三種論點的產生實質是對計算機科學的內涵沒有認清。“Computing as a discipline”報告認為：理論、抽象和設計是計算機科學領域的三種主要形態，每一種形態都有自己的主領域，它提供了定義學科的條件。教育學的課程論點其實質強調計算機科學形態的抽象根本，而忽視了理論和設計的形態。技術應用的課程論點強調的是設計實現，教育改革論處于二者之間，游離不定。

總結

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