Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｉｃｕｌａ２００５与计算学科专业课程

赵　赟　吴月超

摘要参考美国“Computing Curricula2005”教程，通过对计算学科内在规律的认识和比较，为我国计算机专业本科的课程设置提供可行性操作范式。

关键字 Computing Curricula2005教程；计算学科

中图分类号：G434文件标识码：A 文章编号：1671-489X（2007）02－0077-03

Computing Curricula2005 and Computing Discipline //Zhao Yun,Wu Yuechao

Abstract This article refers to US "Computing Curricula2005" , according to computing discipline inherent rules that recognizing and the comparing, provides the operation model possible for computing disciplineundergraduate course in China

Key words computing curricula2005;computing discipline;degree course

Author's address

1. School of Education of Liaoning Normal University,116029,Dlaian, China

2. China People Liberated Arm 65545

随着微电子、计算机、网络、多媒体及软件的迅速发展，人们迎来了知识经济和信息社会。计算机、网络及软件已渗透到社会生活的各个领域，使得传统产业、人们的工作、生产和生活方式发生了根本性的变化。软件开发、信息处理已成为信息社会的关键。年轻的计算机学科必须与时俱进，跟上信息社会发展的步伐。从2001年开始，美国计算机械协会ACM和国际电气电子工程师协会计算机学会IEEE/CS联合工作组提交了关于计算学科教学计划的CC2001。其中涵盖计算机教程－计算机科学(CC-CS)、计算机工程(CC-CE)、信息系统(CC-IS)、软件工程(CC-SE)的一系列文件和报告。CC2001不仅寻求一系列与计算相关学科的分支报告的创建，而且积极倡导制定分支学科的宏观概要报告。由此，CC2005便应运而生。该报告以学术的视角，将计算学科的分支领域包括计算机科学、计算机工程、信息系统、信息技术、软件工程这些既有相关性，也有特殊性和独立性的学科，进行区别和比较，指导大学计算学科中相应专业方向制定教学计划和课程设置，以及作为一个评价体系的参考标准。

1 计算学科领域的分化

计算（Computing）学科长期以来被认为代表了两个重要的领域，一个是计算机科学，另一个是计算机工程，二者曾经分别作为软件和硬件领域的代名词。随着科学技术的发展，ACM/IEEE在CC2001中将计算学科分为4个领域，分别是计算机科学、计算机工程、软件工程和信息系统。在CC2005中,信息技术因其在多媒体教学领域的广泛应用,也被纳入计算学科的分支领域,于2006年出版学科教程IT2006。与此同时，还预留了未来的新发展领域。应该说明的一点是，各个专业仅针对本科生的教育，提出相应的知识领域、知识单元和知识点，给出相应的参考教育计划和课程设置。5个专业学科领域为：计算机科学（CS）、计算机工程（CE）、软件工程(SE)、信息技术（IT）、信息系统（IS）。计算学科的变化非常迅速，其知识领域得到充分的扩展，覆盖了其他很多重要的学科。这种分化表现了一种科学发展和知识演化与时俱进的趋势。

2 计算学科专业学位课程

表1用比较的方法提供了计算学科5个专业学科领域所覆盖的重点。 表1的10个主题是计算学科学位课程包含的具有代表性的知识领域和技能，是计算学科5个主要专业学科领域的课程报告中规定主题的集合体，从而在某种程度上概括了一个或更多的计算机学科。对于给定的主题不同的课程报告有时使用不同术语，同时对于一个主题的划分标准也有所不同。因此表1提供的主题与任何一个课程报告提及的不是完全一致的，相反，它是5个专业学科课程报告指定主题的一个概括和总结。表2以相同的视角关注相对重要的8个非计算科学主题。当五个专业学位课程的课程指导方针要求涵盖一些非计算机科学主题时，其中两个专业学科界乎计算机学科和其他学科之间。其一：是计算机工程，包括计算机科学和电子工程的一些基础。其二：是信息系统，它是计算学科和商务学科发展而来。因此，学生在学习这两个专业学位课程时，要对非计算科学主题给予大量的关注。

在1、2表中，列出了主题，计算学科5个专业学位课程中所涵盖主题的数值。这些数值界于0（最低）到5（最高）之间，代表每一个学科的学位课程在特定主题下所合理预计的相对强调的重点。这是一种比较强调每度计算计划可合理预期将在每个课题. 表中的数值表征的意义仅具有是说明性质，代表每一个学科在特定主题下确切的范围。

五个专业学科学位课程对应的每一主题下都有两个数值，一个是“极小值”，一个是“极大值”：

极小值代表了在给定学科的课程报告中相关主题下给予的最小重视程度。该数值表明该学科相对于其他学科的最小需求度。

极大值代表了在给定学科课程报告，其所规定的范围之内出现的典型重点。每个专业学科允许学生在某一范围内自由选择专业领域，同时要求学生的学习计划超出课程报告中规定的最低值。报告还建议相关机构建立高于课程报告所规定的标准。

正是由于最大值和最小值存在着巨大的差异，因此即使有相同的课程名称，但却大相径庭。这是因地区的需求而决定。最小值可能低至零而最大值可能高达5，与现行的课程标准无关。

2.1 数值的确定方法及相关制约因素

关于数值的确定，表1和表2代表了CC2005联合工作组的一种共识。这种共识是基于对目前专业学科课程卷中知识体系的考察而形成的。这些专业学科课程卷包括：计算机工程卷、计算机科学卷、信息系统卷、信息技术卷和软件工程卷。1、2表充分利用了考察的结果来确定主题元素，同时在某种程度上也深刻影响了各个学科相关主题的数值分配。这些具体学科的知识体系提供了某些可以量化的关于各个学科主题需求的最小覆盖范围的数据。然而，工作组并没有给出这些相对重要性的可行性计算。

上述给出的相对重要性,需要我们运用最佳判断来整合各种软硬指标以便形成一些公式化的内容，硬指标是指各个具体学科知识体系的数字规范基础。软指标包括：

计算学科存在着地方差异性。每个计算学科都有自己独特的视角和学科自身的特点。

不同学科的相同术语涵义存在着差异性。计算学科涵盖众多的计算主题，相同的术语在各学科中的侧重点有所不同。

研究课题的选择纬度存在差异性。尽管计算学科的课程报告具有国际性，但从某种意义上还是以美国计算机科学本科教育体系为导向的。

2.2表格的使用方法：以操作系统主题为例

关于表1的使用方法，我们以操作系统的两个主题，即操作系统原理及设计和操作系统配置及应用为例加以阐释。

操作系统是一种系统软件（Windows, Linux, UNIX, Mac OS, 等），负责管理计算机系统中的硬件和软件资源（内存、磁盘驱动器、显示器、网络接口等）并控制各类程序（文字处理、表格、网络浏览器）的运行，是用户和计算机之间的接口。计算机配上操作系统之后，能够提高计算机系统的工作效率，便于用户使用。

"操作系统原理及设计"涉及到操作系统运行机制的基本原理。它包括运用各种具体方法和宏观策略完成给定的任务以及操作系统设计者使用不同的机制实现这些策略和方法。此外，除掌握操作系统的基本原理之外，我们期望学生完成一项主要的编程项目，从对操作系统的挖掘工作到对现有操作系统进行有意义的改进。关于这一主题，相对于计算机工程（CE）、计算机科学（CS）和软件工程（SE）的课程，信息系统和信息技术的课程强调的较为薄弱。对于信息系统和信息技术中的典型学位课程，二者的最大值和最小值都为"1"这表明若涉及到这些主题，学生学到仅仅是一些基本概念和术语，一般不研究任何实质性的操作原则和设计方法。与此相反，计算机工程、计算机科学和软件工程课程的最小值和最大值较高,表明所要求学生掌握知识的程度制定了较高的下限和上限。事实上，相对于计算机工程（2），计算机科学和软件工程呈现了较高的最小值（3），这表明计算机科学和软件工程的学位课程的覆盖面更广。

"操作系统配置及应用"是关于主流操作系统产品的实际掌握能力。与操作系统设计和实现注重基本概念和原理相比，该主题重点发展学生对现有操作系统充分实际使用能力。目的在于培养学生知道2个或更多主流操作系统的优点和局限性，在充分了解目标客户群的需要时进行优化选择。在这一主题下，我们看到在其他学位课程之中，以不同的方式呈现了相对重要性。所有的学位课程提供的是操作系统的使用和配置的一些经验，信息技术课程有很高的极小值和极大值（3和5），对于操作系统配置及使用的焦点覆盖面很广，期望学生在此领域能获得更多的知识。而其他的学位课程预期值则相对较小。

由上表的比较得出如下结论：通常信息系统和信息技术课程不提供学生所要了解的关于操作系统原理和设计方面的知识和内容；而计算机工程、计算机科学或者软件工程的课程予以提供，并且在计算机科学中将有更多的机会进行深入研究。相反，若学生关心操作系统的实用配合和使用，那么信息技术课程将能给予很好的满足，并且在此领域提供机会。学生若想兼顾操作系统的2个主题，就要向计算机科学和软件工程学位课程倾向，这就要牺牲应用领域的深入研究，以此获得理论和应用的平衡。

3学位课程和职业能力之比较

对计算学科五个专业学科领域学位课程的学习重点进行了比较，总结对于学生来说应该学习的内容，这里，同样要运用比较的模式，对本科毕业生应具备的能力进行阐释。Computer Curricular 2005中阐释了毕业生的执行能力，将其分成了11大类60项。每一学科都对其进行了数值分配，最低是"0"，最高是"5"。"0"代表无任何期望值，而"5"最高的相对期望。和1、2表中的数值一样，这些数值也是概数。这11大项分别从算法、应用程序、人－机交互、信息系统、信息管理等方面来预期了学生毕业之后的能力。笔者仅列其中一部分以示说明：

与表1和2概述提供给学生学位课程的投入相比，表1关注的是产出，即有关毕业生的预期能力。

由表3 比较得出：

作为计算机工程师，应该具备包括整合软硬件设备在内的设计和实现系统的能力。

作为计算机科学专家应做好胜任一系列职位的准备，从理论研究到软件开发。

作为信息系统人才，应该具备分析信息需求和商务处理以及配合设计系统的组织目标。

信息技术人才应具备有效的设计、执行、配置以及维护组织的计算机基础设施。

软件工程师应具备恰当的执行和处理大型软件系统活动周期的每一个阶段的能力。

4 小结

1)Computer Curricular 2005教程有许多特点，对国内计算学科专业教学计划的制定具有重要的参考价值，但它也不是十全十美，不一定符合所有国家计算机教育的实际情况。要根据国情、校情等实际情况，领悟其中的内涵，为我所用。我们应该根据Computer Curricular 2005教程的指导思想及时修订教学大纲，更新教材；教师不断更新知识，跟上技术的发展；实验室适时更新设备，以满足实践教学的需要。

2) 在我国高等教育中，计算机、通信、系统工程、软件工程、信息系统等学科都可以参照CC2005的知识领域和参考教学计划，根据自己的特点和优势构建适合自身的本科教学计划和课程设置。鉴于我国目前本科教育四年的课时安排不尽合理，政治和思想类课程占据了太多时间，而真正专业基础和专业课程的实施仅集中在2年多的时间，因此，认真考虑课程的教学时间、实践安排是本科培养计划中非常重要的问题。此外，需要给大学生留出一些时间和空间，来思考职业、社会和自身责任的问题，并让他们了解作为本科生应当了解和掌握的专业知识领域，行业的知识体系和学科间相关的知识交叉，这样，学生的素质才能得以真正的提高。

Computer Curricular 2005结合国际计算学科发展[1]，给出了一种教学参考规范，但它不是教条。它对计算机科学、计算机工程、软件工程等学科有明确的界定和内涵解释，对所有学科毫无例外地强调了学生自我角色和站在社会角度的职业道德（素质），对工程学科强调了实践训练和学科建设投入。同时，CC2005报告并不要求所有学校千篇一律，整齐划一的教学标准模式，而鼓励各校根据自身具体条件对教程进行调整，这些条件包括院校的类型及其本科学位教学计划的目标，院校对本科生的培养目标、学院拥有的师资资源和教师的兴趣与专长和入学新生的背景与受教育水平来制定培养计划并进行了实施。