計(jì)算機(jī)課程教學(xué)與計(jì)算科學(xué)思想史研究

1、計(jì)算機(jī)課程教學(xué)與計(jì)算科學(xué)思想史研究摘要：本文分析了計(jì)算學(xué)科課程教學(xué)計(jì)劃CCC2002的特點(diǎn)，并從計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論的角度探討了基于知識背景開展計(jì)算學(xué)科課程教育的基本思想，另外還研究了計(jì)算科學(xué)思想史研究與基于知識背景計(jì)算學(xué)科課程教學(xué)的關(guān)系，同時(shí)在課程內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)組織實(shí)施、學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)與能力培養(yǎng)等方面闡述了基于知識背景課程教學(xué)對計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革產(chǎn)生的重要影響。關(guān)鍵詞本文來自：計(jì)算機(jī)畢業(yè)網(wǎng)：CCC2002；課程教學(xué)；計(jì)算科學(xué)；科學(xué)史1

2、引言隨著計(jì)算機(jī)的誕生和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算技術(shù)作為現(xiàn)代技術(shù)的標(biāo)志，已成為世界各國許多經(jīng)濟(jì)增長的主要?jiǎng)恿?，?jì)算領(lǐng)域也已成為一個(gè)極其活躍的領(lǐng)域。計(jì)算學(xué)科正以令人驚異的速度發(fā)展，并大大延伸到傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)的邊界之外，成為一門范圍極為寬廣的學(xué)科，人們對計(jì)算學(xué)科的認(rèn)識，已從知識層面上升到了方法論的高度[1]。1989年1月，美國計(jì)算機(jī)學(xué)會(簡稱ACM)和美國電氣和電子工程師學(xué)會計(jì)算機(jī)分會(簡稱IEEECS)聯(lián)合攻關(guān)組在《ACM通訊》雜志上

3、刊登了他們歷經(jīng)4年的研究成果——“作為學(xué)科的計(jì)算科學(xué)”的報(bào)告[2]。該報(bào)告圍繞計(jì)算機(jī)的主要現(xiàn)象，從學(xué)科的三個(gè)基本形態(tài)，即理論、抽象和設(shè)計(jì)入手，結(jié)合科學(xué)與工程科學(xué)兩大學(xué)科門類的基本特征，完成了計(jì)算學(xué)科的“存在性”證明，首次給出了計(jì)算學(xué)科的定義，為“計(jì)算”作為學(xué)科及其以后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。如今，計(jì)算已不再是一個(gè)一般意義上的概念，它已成為“各門科學(xué)研究的一種基本視角、觀念和方法，并上升為一種具有世界觀和方法論特征的哲學(xué)范疇”[3]。在長期的社

4、會生產(chǎn)實(shí)踐中，計(jì)算科學(xué)的內(nèi)涵與外延從學(xué)科的角度得到進(jìn)一步詮釋，ACM和IEEECS以及計(jì)算機(jī)界關(guān)于計(jì)算學(xué)科認(rèn)知問題的研究不斷取得重要成果，其中，CC1991(“計(jì)算學(xué)科教程1991計(jì)劃”的簡稱)和CC2001(“計(jì)算學(xué)科教程2001計(jì)劃”的簡稱)報(bào)告為計(jì)算學(xué)科建立了現(xiàn)代課程體系。隨著計(jì)算科學(xué)的不斷發(fā)展，其課程體系也在不斷完善，2004年11月，ACM、AIS和IEEECS又聯(lián)合公布了新的計(jì)算學(xué)科教程CC2004，文[4]對該課程體系做了

5、分析與思考。隨著信息技術(shù)行業(yè)人才需求的與日俱增，世界上絕大多數(shù)高等院校均設(shè)立了計(jì)算科學(xué)或與之相關(guān)的專業(yè)，國內(nèi)的高等院校也不例外。為了有效地推行國內(nèi)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教育，同時(shí)又能與國際接軌，中國計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程研究組于2002年提出了“中國計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002”(ChinaComputingCurricula2002，簡稱CCC2002)[5]，該教程從計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)計(jì)劃的發(fā)展、計(jì)算機(jī)學(xué)科的定義、計(jì)算機(jī)學(xué)科本科生能力

6、培養(yǎng)、計(jì)算機(jī)學(xué)科知識體系演變、計(jì)算機(jī)學(xué)科課程體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)學(xué)科課程的教學(xué)計(jì)劃與組織方法等方面全面闡述了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科知識與課程體系的外延與內(nèi)涵，進(jìn)一步明確了新形勢下計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科本科生能力與素質(zhì)培養(yǎng)的基本要求，為國內(nèi)高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科制定培養(yǎng)方案和形成具有自身特色的課程體系提供了指南，對中國高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教育的改革和發(fā)展具有重要的參考價(jià)值和積極的推動作用。CCC2002給出了中國計(jì)算學(xué)科課程體系的描述，但如

7、何圍繞這一樣一種嘗試，在課程知識的組織與傳授過程中，把知識的來源即知識產(chǎn)生的背景有機(jī)地融入其中，使之成為教材內(nèi)容的一部分或補(bǔ)充，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)課程知識的同時(shí)，了解知識的背景和來源，更多地知曉與學(xué)科知識有關(guān)的人和事，更深地理解知識的內(nèi)涵，更好地把握知識的運(yùn)用與發(fā)展趨勢，使學(xué)生在學(xué)習(xí)、理解和掌握知識的同時(shí)，學(xué)科意識和學(xué)科素養(yǎng)得到培養(yǎng)與發(fā)展。這樣的做法無疑是有益的但卻并非易事，有大量值得研究和探索的課題和實(shí)踐活動，其中以教學(xué)內(nèi)容改革為先導(dǎo)的課程

8、教學(xué)改革將成為學(xué)科教育改革的主要內(nèi)容，它涉及教育理念的更新、教學(xué)方式與方法的運(yùn)用，教學(xué)組織形式的變化、教學(xué)評價(jià)體系的構(gòu)建等等，同時(shí)對教師隊(duì)伍的知識結(jié)構(gòu)也將產(chǎn)生新的要求。它不僅要求人們具備學(xué)科知識，而且還要有學(xué)科思想史和學(xué)科方法論的知識。因此在學(xué)科教育中應(yīng)該有更多的教育工作者關(guān)注科學(xué)和學(xué)科思想史研究。就計(jì)算學(xué)科而言，計(jì)算學(xué)科思想史研究是基于背景知識計(jì)算學(xué)科課程教學(xué)改革的基礎(chǔ)。3.1計(jì)算科學(xué)思想史研究現(xiàn)代計(jì)算科學(xué)在理論和應(yīng)用方面取得的偉大成

9、績，是人類長期從事社會生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)果，是無數(shù)致力于計(jì)算科學(xué)研究與實(shí)踐的工作者們共同智慧的結(jié)晶。計(jì)算科學(xué)是整個(gè)科學(xué)體系的一個(gè)重要組成部分，是研究計(jì)算知識、計(jì)算理論及其應(yīng)用的科學(xué)，是關(guān)于計(jì)算學(xué)科知識體系和與之相關(guān)領(lǐng)域知識及其相互間關(guān)系的總和。而計(jì)算科學(xué)思想史則是研究計(jì)算科學(xué)的形成與發(fā)展過程的科學(xué)，其研究的目的在于通過對計(jì)算科學(xué)發(fā)展過程中各個(gè)事實(shí)、各種現(xiàn)象和思想的分析，總結(jié)計(jì)算科學(xué)的歷史經(jīng)驗(yàn)，揭示計(jì)算科學(xué)的發(fā)展規(guī)律，促進(jìn)計(jì)算科學(xué)的發(fā)展。計(jì)算科

10、學(xué)思想史的研究對象并非計(jì)算科學(xué)本身，它是以哲學(xué)、歷史學(xué)的觀點(diǎn)和方法來分析計(jì)算科學(xué)的發(fā)展歷史。作為一門科學(xué)，計(jì)算科學(xué)思想史研究有其自身的理論體系，這一理論體系涉及計(jì)算科學(xué)、工程學(xué)、哲學(xué)、歷史學(xué)、心理學(xué)、社會科學(xué)等諸多學(xué)科領(lǐng)域的知識。計(jì)算科學(xué)思想史是以計(jì)算科學(xué)理論與實(shí)踐的形成與發(fā)展為基礎(chǔ)，以辯證唯物主義和歷史唯物主義為指導(dǎo)，以科學(xué)思想史研究的基本原理為依據(jù)，分析人類歷史上計(jì)算科學(xué)重要成果和重要學(xué)術(shù)理論的誕生過程，其思想與方法的形成過程以及它

11、們的科學(xué)與哲學(xué)意義。計(jì)算科學(xué)思想史研究將隨著計(jì)算科學(xué)的發(fā)展和人類進(jìn)一步的發(fā)明與發(fā)現(xiàn)而不斷變化并日趨完善，是一門極富發(fā)展性的科學(xué)。文[11]中，作者對計(jì)算科學(xué)思想史研究的特點(diǎn)、內(nèi)容、方法等問題進(jìn)行了探討。3.2基于知識背景的課程教學(xué)所謂基于知識的課程教學(xué)就是把學(xué)科知識與知識背景有機(jī)結(jié)合，使之成為課程教學(xué)內(nèi)容的統(tǒng)一體進(jìn)行施教與學(xué)習(xí)的過程。其教學(xué)目的是讓學(xué)生在了解和掌握學(xué)科知識的同時(shí)，了解知識產(chǎn)生的背景，感知知識背后隱藏的思想與方法，為學(xué)生提