论文部分内容阅读
摘要：精英教育注重厚基础和广谱适应性，大众化教育更强调特色和适应性。科学地认识专业及其教育，根据明确的培养定位，将知识作为载体，通过强调不同的学科形态来适应不同类型学生在学科根本问题、知识取向、问题空间、能力结构、学科方法等方面的不同，科学施教，保证高等教育大众化时期本科计算机科学与技术专业教育水平，提高教育效率和质量。
关键词：科学施教；分类培养；计算机科学与技术专业
通过这几年的高速发展，我国的高等教育已经在规模(外延)上实现了从精英型教育到大众化教育的跨越。但是如何进一步解决内涵上的跨越，需要加强对专业及其教育教学的研究与实践，做出更多的努力，尽快消除转换中因认识不足导致的问题，保证其在正确的道路上有一个良好的发展。
计算机科学与技术专业(以下简称计算机专业)始建于1956年，当时全国只有两所学校开办。在社会需求和学科发展的推动下，根据教育部的统计数据，截至2007年，我国大陆已经有598所本科院校开办了847个计算机专业点。大约从2001年起，在校生数一直处于领先地位，最高达近44万，构成一个巨大、复杂的专业，也是我国最大的本科理工专业。如果再将信息安全、网络工程、软件工程、数字媒体等一大批新生的计算机类专业考虑进来，其规模就更大了。实际上，从1994年起，我国计算机专业的办学规模就已迅速扩大，从这一年开始到2007年，平均每年新增47.1个专业点，在2002年就已经达到了505个专业点。所以，可以认为，我国计算机专业在规模上率先实现了从精英教育向大众化教育的转变。本文以计算机专业为背景，从科学办学的角度探讨科学施教问题。
一、基本要求与问题分析
1 基本思想
科学施教的基本思想是：对专业及专业所依靠学科及其教育相关的特点进行科学研究，根据社会需求，找准定位，按照明确的学生培养目标，以基本知识为载体，通过划分适当的问题空间，明确不同类型人才的知识取向和关注的不同学科形态，瞄准相应的专业能力，科学地组织和开展教育活动，提高教育效率和质量。
2 牢记本科教育基本要求
本科教育需要面向未来，保证毕业生的可持续发展能力。面向未来，包括两个方面内容：首先是面向社会的未来，按照可持续发展的需要培养人才；其次是面向学生在未来社会的生存与发展的需要，为其打下良好的基础，努力做到为社会主义现代化建设服务，使学生在德、智、体等方面得到全面发展。所以，要考虑较高层次上的可持续发展，具体落实科学发展观。所以，在大众化教育阶段，我们既反对一般的、泛化的和空洞的、口号性的培养目标引导下的低效本科教育，同时也反对以高等教育的大众化为借口的“职业化训练”的低水平教育，要坚持本科教育的基本特征，坚守本科教育阵地。
3 精英教育与大众化教育
精英教育注重厚基础和广谱适应性，大众化教育更强调特色和适应性，强调学校和专业更准确的培养定位。不同类型学校的学生在知识和能力的培养上应该具有一定的差异，但目前很多学校培养目标却存在严重的趋同性，教学计划存在严重的同质化，这是高等教育实现从精英教育转入大众化教育急需解决的问题。也就是说，要解决趋同性，就要有不同的培养目标，并按照科学办学的基本思路，针对不同的培养目标，采用不同的教育策略，规划和提供不同的教育内容，以实现更有效的教育，提高专业教育教学水平，而不是降低标准。
4 科学施教的支撑
为了实施科学施教，除了通常要求的优质师资队伍、设施、课程、教材、各种资源，以及教学手段、教学方法的改革外，还要大力推进科学办学的进程：作为总体目标，要根据本科教育打基础的基本要求，将基本的培养要求落实在促进学生全面、协调和可持续发展上；在策略上，在重视知识基础夯实的同时，强化能力基础的夯实。如果一定要对这两个基础的重要性作一个比较的话，在可持续发展上，能力将是更重要的。以能力培养为导向，发挥学校和学生的长处和优势，强调专业基本能力的培养：在操作层面上，要通过突出专业教育的科学性追求其有效性，包括科学认识、科学定位、科学规划、科学施教。要努力避免以大众化教育、“适应社会需求”为借口不恰当地改变本科生教育的基本要求。
首先是科学的认识专业及其教育。专业教育内容体系具有三层结构：底层是知识，起到教育载体的作用；中间是学科方法学，是要“载”的内容；顶层是技术，用于支撑教育法规定的专业技能的获取。不同分支学科有不同的根本问题，不同类型人才关注不同学科形态的内容。
其次是科学定位。根据学校、专业、教师、学生的特点，瞄准社会需求，准确定位，通过扬长教育发挥优势，有效利用人力资源，进行不同类型人才培养。专业制定的培养目标是科学定位的具体体现，高等教育大众化中，绝大多数学校各专业的培养目标不能继续沿用精英教育时期的通用培养目标，必须是有特色的、个性化的。
再次是科学规划。既然要以能力为导向开展教育，就要研究相应专业的基本能力的构成，按照人才的分类强调不同的专业基本能力，并以其培养为导向，构建课程体系，通过用拓扑图和课程分布表等适当的工具进行可视化，以彰显课程体系的内涵。为使每门课程的教师都能够按照教学计划设计的要求开展有效的教学活动提供方向性的指导。
在上述三点支撑下，才能有效地开展科学施教。科学施教要求强化每门课程在人才培养中的作用，通过研究型教学和强调恰当学科形态的内容，从而实现不同类型人才专业基本能力、理论结合实际能力和创新能力的培养。
二、人才分类与专业规范
2006年，教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会发布了《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》，提出了以“规格分类”为核心思想的计算机专业发展建议。鼓励不同高校在“计算机科学与技术”专业名称下，根据社会需求和自身实际情况为学生提供不同类型人才培养的教学计划和培养方案。在规格分类的思想指导下，根据计算机学科覆盖面广、计算机专业规模大的特点，将计算机专业人才分成科学型、工程型和应用型三类，并设置了相应的专业方向。其中，科学型的专业方向为“计算机科学”，工程型的专业方向为“计算机工程”和“软件工程”，应用型的专业方向为“信息技术”。
1 科学型：也可以叫做“学术型”或“研究型”。工作主要涉及抽象和理论两种形态，他们具有较多的理科特征，适宜从事研究成分较多的工作，教育中强调理论与抽象形态的内容。相应分支学科的根本问题是“什么能够被有效地自动计算”。
2 工程型；工作主要涉及理论和设计两种形态，具有较多工科特征，适宜承担工程设计与实现任务，教育中强调理论与设计形态的内容，掌握学科基础理论在于指导实践，并不过多关注其研究，理论方面的研究主要 在实现相关方面。相应分支学科的根本问题是“如何低成本、高效地实现自动计算”。
3 应用型：工作主要涉及设计形态的内容，需要了解与系统构建有关的理论，掌握基本的问题描述方法，工科特征明显，适宜承担工程设计与实现任务，更关注系统的外特性。通常是利用基本计算系统构建满足用户要求的应用系统。应用型人才需要理解相关的理论，达到可以用这些理论指导设计，分析遇到的实际问题的目的。相应分支学科的根本问题是“如何方便有效地利用计算系统进行计算”。
三类分支学科都属于计算机专业对应的计算学科，我国的计算机专业教育在过去的五十多年中已经积累的丰富优质资源应该得到有效利用，各个学校教学计划框架通常都有平台课程的要求，加强实践教学，提高学生理论结合实际的能力。考虑到这些因素，教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会2007年、2008年又先后发布了《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》和《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》，旨在为规范的实行提供进一步的支持。其中前者规定了离散数学、程序设计、数据结构、计算机组成、操作系统、数据库、计算机网络7门课程为专业公共核心课程，后者规定了实践教学的内容和基本要求。这些都是面向整个计算机专业的，为有效地利用优质师资和课程资源提供了基础。
三、相同知识载体的课程体现分类培养的
要求
前面提到，科学施教的基本思想是用科学的方法研究学科及其教育，瞄准明确的培养目标，开展有针对性的教育。主要包括根据不同类型人才的不同适应面、面向不同的问题空间、要求不同的知识取向、关注不同的学科形态、具有的不同根本问题、强调的不同专业基本能力等，开展不同的教育，在选用相同的知识载体(公共核心课程)的情况下，通过强调计算学科不同形态的内容给出有针对性的教育。
考虑到课程教学是本科教育的主战场，特别是专业的公共核心课程更是“核心”，课程教学必须直接为培养目标的实现服务，为推动分类培养思想的落实，建设和有效利用优质教学资源，解决现在相关课程建设中存在的问题，推进计算机科学与技术专业的科学办学进程，我们开展了计算机专业核心课程教学实施方案的研制，希望通过对课程教育的研究，探索如何在大众化教育背景下，通过科学施教，来保证质量和效率。
这项工作是教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会、中国计算机学会教育专业委员会和高等教育出版社联合开展的。该研究于2008年4月获得教育部的批准，作为教育部高等理工教育教学改革与实践项目之一立项。根据《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》并考虑到“软件工程”的重要性，项目包括离散数学、程序设计、数据结构、计算机组成、操作系统、数据库、计算机网络、软件工程8门课程的教学实施方案的研制，探求在教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会给出的基本课程教学大纲下，如何面向科学型、工程型和应用型三类人才的培养需要，根据不同类型人才关注不同的学科形态、不同的问题空间、不同的根本问题，以知识为载体，瞄准专业能力的提高和专业素质的形成开展有效的教学活动，形成较系统的课程教学实施方案。同时对相应的教材建设提供一个指导性意见(方案)，解决目前课程教学和教材建设中可能存在的趋同性、盲目性、孤立性，以及不完整、不合理交叉等问题，改变过分追求知识的全面性，忽略人才培养的适应性的倾向，为计算机专业的教育教学能够瞄准基本目标，更科学有效地实施进行探索。
因此，每门课程有三种不同的教学实施方案，它们分别针对科学型、工程型和应用型三类人才培养的需求制定，其中，科学型以“计算机科学”专业方向为基本背景，工程型以“计算机工程”和“软件工程”专业方向为基本背景，应用型则以“信息技术”专业方向为基本背景。
四、教学实施方案框架
每门课程的教学实施方案主要包括两大部分。
第一部分是总体描述。很多课程可以沿不同的纬度进行延展，这些延展的课程可以是本科阶段相应的扩展课程，也可以是研究生阶段将延续的课程，从而构成课程群。这一部分给出该课程群的总体设计，包括该课程群在专业人才培养中的地位与作用，课程群的设计思想、依据、目标，课程群的基本构成。
第二部分是相应课程的教学设计。对离散数学、程序设计、数据结构、计算机组成、操作系统、数据库、计算机网络、软件工程8门课程分别按照科学型、工程型、应用型学生培养的要求，给出课程的教学设计，这是课程教学实施方案的主体部分。主要包括基本描述、内容大纲、课程实验、课程设计、考试基本要求。其中基本描述包括名称、性质、基础知识要求、教学基本定位、能力培养、主要特点等。内容大纲按基本章节布局给出教学内容，基本学时建议，重点、难点，重点和难点的突破方法，含有哪些典型的学科方法，教学要注意的问题等，力求给读者一个教学建议。
这项研究最终形成《高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案》，并由高等教育出版社出版。虽然涉及的8门课程都是计算机科学与技术专业的核心课程，但它们却有着不同的特点和属性，所以研制时，没有苛求在内容组织形式上的完全一致，而是依据一个基本框架，允许各门课程给出反映自身特点的内容。再者，教学实施方案要解决的问题涉及方方面面，有的还是本学科尚未完全解决的问题，所以，很多内容都是探索性的，需要在实践中不断丰富和提高。还有，课程教学是与教师紧密相关的，甚至可以说大纲、教材只是一个框架和素材，课堂教学这部剧如何展开，还依赖于集导演和演员于一身的教师，所以这里给出的只是提示性的参考。为了进一步落实科学施教，与之配套的关于计算机专业能力构成及其培养的研究正在进行中，这项研究将为不同类型的计算机专业人才的能力导向教育提供参考。
责任编辑：余大品
关键词：科学施教；分类培养；计算机科学与技术专业
通过这几年的高速发展，我国的高等教育已经在规模(外延)上实现了从精英型教育到大众化教育的跨越。但是如何进一步解决内涵上的跨越，需要加强对专业及其教育教学的研究与实践，做出更多的努力，尽快消除转换中因认识不足导致的问题，保证其在正确的道路上有一个良好的发展。
计算机科学与技术专业(以下简称计算机专业)始建于1956年，当时全国只有两所学校开办。在社会需求和学科发展的推动下，根据教育部的统计数据，截至2007年，我国大陆已经有598所本科院校开办了847个计算机专业点。大约从2001年起，在校生数一直处于领先地位，最高达近44万，构成一个巨大、复杂的专业，也是我国最大的本科理工专业。如果再将信息安全、网络工程、软件工程、数字媒体等一大批新生的计算机类专业考虑进来，其规模就更大了。实际上，从1994年起，我国计算机专业的办学规模就已迅速扩大，从这一年开始到2007年，平均每年新增47.1个专业点，在2002年就已经达到了505个专业点。所以，可以认为，我国计算机专业在规模上率先实现了从精英教育向大众化教育的转变。本文以计算机专业为背景，从科学办学的角度探讨科学施教问题。
一、基本要求与问题分析
1 基本思想
科学施教的基本思想是：对专业及专业所依靠学科及其教育相关的特点进行科学研究，根据社会需求，找准定位，按照明确的学生培养目标，以基本知识为载体，通过划分适当的问题空间，明确不同类型人才的知识取向和关注的不同学科形态，瞄准相应的专业能力，科学地组织和开展教育活动，提高教育效率和质量。
2 牢记本科教育基本要求
本科教育需要面向未来，保证毕业生的可持续发展能力。面向未来，包括两个方面内容：首先是面向社会的未来，按照可持续发展的需要培养人才；其次是面向学生在未来社会的生存与发展的需要，为其打下良好的基础，努力做到为社会主义现代化建设服务，使学生在德、智、体等方面得到全面发展。所以，要考虑较高层次上的可持续发展，具体落实科学发展观。所以，在大众化教育阶段，我们既反对一般的、泛化的和空洞的、口号性的培养目标引导下的低效本科教育，同时也反对以高等教育的大众化为借口的“职业化训练”的低水平教育，要坚持本科教育的基本特征，坚守本科教育阵地。
3 精英教育与大众化教育
精英教育注重厚基础和广谱适应性，大众化教育更强调特色和适应性，强调学校和专业更准确的培养定位。不同类型学校的学生在知识和能力的培养上应该具有一定的差异，但目前很多学校培养目标却存在严重的趋同性，教学计划存在严重的同质化，这是高等教育实现从精英教育转入大众化教育急需解决的问题。也就是说，要解决趋同性，就要有不同的培养目标，并按照科学办学的基本思路，针对不同的培养目标，采用不同的教育策略，规划和提供不同的教育内容，以实现更有效的教育，提高专业教育教学水平，而不是降低标准。
4 科学施教的支撑
为了实施科学施教，除了通常要求的优质师资队伍、设施、课程、教材、各种资源，以及教学手段、教学方法的改革外，还要大力推进科学办学的进程：作为总体目标，要根据本科教育打基础的基本要求，将基本的培养要求落实在促进学生全面、协调和可持续发展上；在策略上，在重视知识基础夯实的同时，强化能力基础的夯实。如果一定要对这两个基础的重要性作一个比较的话，在可持续发展上，能力将是更重要的。以能力培养为导向，发挥学校和学生的长处和优势，强调专业基本能力的培养：在操作层面上，要通过突出专业教育的科学性追求其有效性，包括科学认识、科学定位、科学规划、科学施教。要努力避免以大众化教育、“适应社会需求”为借口不恰当地改变本科生教育的基本要求。
首先是科学的认识专业及其教育。专业教育内容体系具有三层结构：底层是知识，起到教育载体的作用；中间是学科方法学，是要“载”的内容；顶层是技术，用于支撑教育法规定的专业技能的获取。不同分支学科有不同的根本问题，不同类型人才关注不同学科形态的内容。
其次是科学定位。根据学校、专业、教师、学生的特点，瞄准社会需求，准确定位，通过扬长教育发挥优势，有效利用人力资源，进行不同类型人才培养。专业制定的培养目标是科学定位的具体体现，高等教育大众化中，绝大多数学校各专业的培养目标不能继续沿用精英教育时期的通用培养目标，必须是有特色的、个性化的。
再次是科学规划。既然要以能力为导向开展教育，就要研究相应专业的基本能力的构成，按照人才的分类强调不同的专业基本能力，并以其培养为导向，构建课程体系，通过用拓扑图和课程分布表等适当的工具进行可视化，以彰显课程体系的内涵。为使每门课程的教师都能够按照教学计划设计的要求开展有效的教学活动提供方向性的指导。
在上述三点支撑下，才能有效地开展科学施教。科学施教要求强化每门课程在人才培养中的作用，通过研究型教学和强调恰当学科形态的内容，从而实现不同类型人才专业基本能力、理论结合实际能力和创新能力的培养。
二、人才分类与专业规范
2006年，教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会发布了《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》，提出了以“规格分类”为核心思想的计算机专业发展建议。鼓励不同高校在“计算机科学与技术”专业名称下，根据社会需求和自身实际情况为学生提供不同类型人才培养的教学计划和培养方案。在规格分类的思想指导下，根据计算机学科覆盖面广、计算机专业规模大的特点，将计算机专业人才分成科学型、工程型和应用型三类，并设置了相应的专业方向。其中，科学型的专业方向为“计算机科学”，工程型的专业方向为“计算机工程”和“软件工程”，应用型的专业方向为“信息技术”。
1 科学型：也可以叫做“学术型”或“研究型”。工作主要涉及抽象和理论两种形态，他们具有较多的理科特征，适宜从事研究成分较多的工作，教育中强调理论与抽象形态的内容。相应分支学科的根本问题是“什么能够被有效地自动计算”。
2 工程型；工作主要涉及理论和设计两种形态，具有较多工科特征，适宜承担工程设计与实现任务，教育中强调理论与设计形态的内容，掌握学科基础理论在于指导实践，并不过多关注其研究，理论方面的研究主要 在实现相关方面。相应分支学科的根本问题是“如何低成本、高效地实现自动计算”。
3 应用型：工作主要涉及设计形态的内容，需要了解与系统构建有关的理论，掌握基本的问题描述方法，工科特征明显，适宜承担工程设计与实现任务，更关注系统的外特性。通常是利用基本计算系统构建满足用户要求的应用系统。应用型人才需要理解相关的理论，达到可以用这些理论指导设计，分析遇到的实际问题的目的。相应分支学科的根本问题是“如何方便有效地利用计算系统进行计算”。
三类分支学科都属于计算机专业对应的计算学科，我国的计算机专业教育在过去的五十多年中已经积累的丰富优质资源应该得到有效利用，各个学校教学计划框架通常都有平台课程的要求，加强实践教学，提高学生理论结合实际的能力。考虑到这些因素，教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会2007年、2008年又先后发布了《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》和《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》，旨在为规范的实行提供进一步的支持。其中前者规定了离散数学、程序设计、数据结构、计算机组成、操作系统、数据库、计算机网络7门课程为专业公共核心课程，后者规定了实践教学的内容和基本要求。这些都是面向整个计算机专业的，为有效地利用优质师资和课程资源提供了基础。
三、相同知识载体的课程体现分类培养的
要求
前面提到，科学施教的基本思想是用科学的方法研究学科及其教育，瞄准明确的培养目标，开展有针对性的教育。主要包括根据不同类型人才的不同适应面、面向不同的问题空间、要求不同的知识取向、关注不同的学科形态、具有的不同根本问题、强调的不同专业基本能力等，开展不同的教育，在选用相同的知识载体(公共核心课程)的情况下，通过强调计算学科不同形态的内容给出有针对性的教育。
考虑到课程教学是本科教育的主战场，特别是专业的公共核心课程更是“核心”，课程教学必须直接为培养目标的实现服务，为推动分类培养思想的落实，建设和有效利用优质教学资源，解决现在相关课程建设中存在的问题，推进计算机科学与技术专业的科学办学进程，我们开展了计算机专业核心课程教学实施方案的研制，希望通过对课程教育的研究，探索如何在大众化教育背景下，通过科学施教，来保证质量和效率。
这项工作是教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会、中国计算机学会教育专业委员会和高等教育出版社联合开展的。该研究于2008年4月获得教育部的批准，作为教育部高等理工教育教学改革与实践项目之一立项。根据《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》并考虑到“软件工程”的重要性，项目包括离散数学、程序设计、数据结构、计算机组成、操作系统、数据库、计算机网络、软件工程8门课程的教学实施方案的研制，探求在教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会给出的基本课程教学大纲下，如何面向科学型、工程型和应用型三类人才的培养需要，根据不同类型人才关注不同的学科形态、不同的问题空间、不同的根本问题，以知识为载体，瞄准专业能力的提高和专业素质的形成开展有效的教学活动，形成较系统的课程教学实施方案。同时对相应的教材建设提供一个指导性意见(方案)，解决目前课程教学和教材建设中可能存在的趋同性、盲目性、孤立性，以及不完整、不合理交叉等问题，改变过分追求知识的全面性，忽略人才培养的适应性的倾向，为计算机专业的教育教学能够瞄准基本目标，更科学有效地实施进行探索。
因此，每门课程有三种不同的教学实施方案，它们分别针对科学型、工程型和应用型三类人才培养的需求制定，其中，科学型以“计算机科学”专业方向为基本背景，工程型以“计算机工程”和“软件工程”专业方向为基本背景，应用型则以“信息技术”专业方向为基本背景。
四、教学实施方案框架
每门课程的教学实施方案主要包括两大部分。
第一部分是总体描述。很多课程可以沿不同的纬度进行延展，这些延展的课程可以是本科阶段相应的扩展课程，也可以是研究生阶段将延续的课程，从而构成课程群。这一部分给出该课程群的总体设计，包括该课程群在专业人才培养中的地位与作用，课程群的设计思想、依据、目标，课程群的基本构成。
第二部分是相应课程的教学设计。对离散数学、程序设计、数据结构、计算机组成、操作系统、数据库、计算机网络、软件工程8门课程分别按照科学型、工程型、应用型学生培养的要求，给出课程的教学设计，这是课程教学实施方案的主体部分。主要包括基本描述、内容大纲、课程实验、课程设计、考试基本要求。其中基本描述包括名称、性质、基础知识要求、教学基本定位、能力培养、主要特点等。内容大纲按基本章节布局给出教学内容，基本学时建议，重点、难点，重点和难点的突破方法，含有哪些典型的学科方法，教学要注意的问题等，力求给读者一个教学建议。
这项研究最终形成《高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案》，并由高等教育出版社出版。虽然涉及的8门课程都是计算机科学与技术专业的核心课程，但它们却有着不同的特点和属性，所以研制时，没有苛求在内容组织形式上的完全一致，而是依据一个基本框架，允许各门课程给出反映自身特点的内容。再者，教学实施方案要解决的问题涉及方方面面，有的还是本学科尚未完全解决的问题，所以，很多内容都是探索性的，需要在实践中不断丰富和提高。还有，课程教学是与教师紧密相关的，甚至可以说大纲、教材只是一个框架和素材，课堂教学这部剧如何展开，还依赖于集导演和演员于一身的教师，所以这里给出的只是提示性的参考。为了进一步落实科学施教，与之配套的关于计算机专业能力构成及其培养的研究正在进行中，这项研究将为不同类型的计算机专业人才的能力导向教育提供参考。
责任编辑：余大品