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計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)科評(píng)估范文第1篇

關(guān)鍵詞:美國(guó);計(jì)算機(jī);基礎(chǔ)課程;教學(xué)大綱

2009年11月,作為國(guó)家示范教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)工作的一部分,國(guó)內(nèi)高校計(jì)算機(jī)教學(xué)單位組團(tuán),對(duì)美國(guó)中部幾所大學(xué)的計(jì)算機(jī)教育情況進(jìn)行了考察。本文對(duì)美國(guó)伊利諾伊大學(xué)香檳分校(UIUC)和伊利諾伊理工學(xué)院(IIT)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育和美國(guó)大學(xué)非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的指導(dǎo)方針進(jìn)行介紹和探討。

伊利諾伊大學(xué)香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign,UIUC)成立于1867年,學(xué)科專業(yè)設(shè)置齊全,共有近200個(gè)專業(yè),最好的學(xué)科是工程和商科,還有農(nóng)學(xué)院、法學(xué)院、教育學(xué)院、航空學(xué)院、工程學(xué)院、通信學(xué)院、獸醫(yī)學(xué)院、藝術(shù)學(xué)院、勞資關(guān)

系學(xué)院、企業(yè)管理學(xué)院、社會(huì)研究學(xué)院、人類學(xué)院、化學(xué)和化工學(xué)院、人文和家庭研究學(xué)院、應(yīng)用科學(xué)生命學(xué)院、哲學(xué)和理學(xué)院等20多所學(xué)院[1]。

UIUC的計(jì)算機(jī)科學(xué)系創(chuàng)建于1972年,經(jīng)歷30多年的發(fā)展,一直雄居全美前5名,僅次于Stanford、Berkeley、MIT和CMU[1]。UIUC的計(jì)算機(jī)科學(xué)(CS,Computer Science)課程體系規(guī)劃基本成形于1986年,并在此后的20多年間不斷完善。目前有57位教員(Faculty)[2],承擔(dān)著全部本科教學(xué)和科研工作。CS本科課程設(shè)置特點(diǎn)為廣、深結(jié)合,理論、實(shí)踐結(jié)合。課程覆蓋計(jì)算機(jī)理論、設(shè)計(jì)和應(yīng)用等領(lǐng)域[3]。

伊利諾伊理工學(xué)院(IIT)始創(chuàng)于1890年,坐落于芝加哥,是一所同時(shí)重視科學(xué)和工程學(xué)的學(xué)府,是美國(guó)知名的三大理工院校之一,下設(shè)7個(gè)學(xué)院和1個(gè)研究中心,即阿默工程學(xué)院(Armour College of Engineering)、芝加哥肯特法學(xué)院(Chicago-Kent College of Law)、建筑學(xué)院、文理學(xué)院、設(shè)計(jì)學(xué)院、心理學(xué)院、斯圖爾特商學(xué)院(Stuart School of Business)和職業(yè)發(fā)展中心[4]。IIT的CS系目前有16位教員,承擔(dān)著計(jì)算機(jī)本科教學(xué)和科研工作。

1計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的特點(diǎn)

分類的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課是美國(guó)大學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)的主要特色,不同類型的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課分別面向計(jì)算機(jī)專業(yè)、理工科專業(yè)和非理工專業(yè)。其中,根據(jù)美國(guó)本科教育的特點(diǎn),計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)課有非常顯著的針對(duì)性。非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課設(shè)計(jì)也很耐人尋味。

美國(guó)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課一般有兩門,在UIUC分別是CS100 Freshman Orientation(新生指導(dǎo),1學(xué)分)和CS 125 Intro to Computer Science(計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論,4學(xué)分) [5]。在IIT分別是CS100 Introduction to Professions (職業(yè)生涯介紹,2學(xué)分)和CS201- Accelerated Introduction to Computer Science(簡(jiǎn)明計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論,4學(xué)分)[6]。

面向新生開設(shè)的CS100類課程不僅課時(shí)較少,內(nèi)容也比較簡(jiǎn)單,在國(guó)內(nèi)高校中較為少見。例如,IIT的CS100課程“作為一種(從事計(jì)算機(jī))科學(xué)和工程職業(yè)介紹,闡述應(yīng)用(計(jì)算機(jī))工程和科學(xué)解決問(wèn)題的過(guò)程,強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科和國(guó)際化解決問(wèn)題并需要評(píng)估計(jì)算、金融和社會(huì)制約因素下的解決方案[7]。”學(xué)習(xí)目標(biāo)定位在使學(xué)生“理解計(jì)算機(jī)科學(xué)基本概念,包括計(jì)算歷史、二進(jìn)制計(jì)算/邏輯/程序轉(zhuǎn)換、算法、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等;展示使用偽代碼解決基本問(wèn)題,如排序和遞歸;與計(jì)算機(jī)科學(xué)職業(yè)生涯有關(guān)的職業(yè)操守(ACM Ethics Code);利用圖書館資源研究和撰寫計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的研究論文;創(chuàng)建并進(jìn)行計(jì)算機(jī)科學(xué)理論的教學(xué)演示或計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)銷售演示[7]?！?/p>

這類課程在美國(guó)大學(xué)是非常有意義的。許多選擇計(jì)算機(jī)為職業(yè)方向的本科新生對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)課程和職業(yè)生涯并沒(méi)有真正了解,而這門課程就可以幫助這些學(xué)生了解計(jì)算機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)前景,然后再作決定。不少學(xué)生學(xué)完這門課后,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)與自己想象的完全不同,就可以盡快轉(zhuǎn)到其他專業(yè)。另一種情況則相反,一些沒(méi)有專業(yè)方向的本科生(美國(guó)大學(xué)允許大學(xué)生沒(méi)有專業(yè)方向,但需要輔修若干小專業(yè))在選修了這門課程后,可能將計(jì)算機(jī)作為自己的主修或輔修專業(yè)。

UIUC的CS125計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論是以Java語(yǔ)言為主的編程入門課,涵蓋了一些算法的內(nèi)容,介紹與解決計(jì)算問(wèn)題有關(guān)的基本概念和基本技術(shù),此外還有與之配套的實(shí)驗(yàn)課[2],擬作為計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的第一門課程。該課程與我們國(guó)內(nèi)多計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)的第一門計(jì)算機(jī)課程有共同之處。

2非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)指導(dǎo)方針

美國(guó)大學(xué)的非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的指導(dǎo)方針出自美國(guó)國(guó)家科學(xué)研究委員會(huì) (National Research Council,NRC)1999年出版的報(bào)告《Being Fluent with Information Technology》[8]。在報(bào)告中,該委員會(huì)將現(xiàn)代高等教育中受教育者的計(jì)算機(jī)或信息技術(shù)應(yīng)用能力分別定義為智力性能力、信息技術(shù)的概念和信息技術(shù)技能3個(gè)方面,每個(gè)方面包含10項(xiàng)內(nèi)容,共30項(xiàng)。

這3個(gè)方面的具體內(nèi)容如下:

1)Intellectual capabilities(智力性能力,指在復(fù)雜和支撐性環(huán)境中應(yīng)用信息技術(shù))。

(1)Engage in sustained reasoning(持續(xù)運(yùn)用推理能力)。

(2)Manage complexity(管理復(fù)雜性)。

(3)Test a solution(測(cè)試解決方案)。

(4)Manage problems in faulty solutions(在失敗的解決方案中尋找并解決問(wèn)題)。

(5)Organize and navigate information structures and evaluate information(組織和導(dǎo)出信息結(jié)構(gòu)并評(píng)估信息)。

(6)Collaborate(合作)。

(7)Communicate to other audiences(與他人溝通)。

(8)Expect the unexpected(準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)預(yù)料之外、情理之中的情況)。

(9)Anticipate changing technologies(預(yù)見技術(shù)的變化)。

(10)Thinking about information technology abstractly (關(guān)于信息技術(shù)的抽象思維)。

2)Information technology concepts(信息技術(shù)的概念)。

(1)Computers(計(jì)算機(jī))。

(2)Information systems(信息系統(tǒng))。

(3)Networks(網(wǎng)絡(luò))。

(4)Digital representations of information(信息的數(shù)字化表達(dá))。

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)科評(píng)估范文第2篇

人類社會(huì)進(jìn)入了一個(gè)信息的新時(shí)代，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的信息技術(shù)滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，圍繞計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與技術(shù)正在快速地發(fā)展和變化。高等院校作為輸送高素質(zhì)現(xiàn)代人才的搖籃，面對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的變化，局限于傳統(tǒng)教育模式的弊端，我國(guó)高校計(jì)算機(jī)教育正在面臨巨大挑戰(zhàn)，需要借鑒國(guó)際上，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家的教育經(jīng)驗(yàn)，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的需求。

英國(guó)的高等教育歷史悠久，起源于700多年前，無(wú)論是科研還是畢業(yè)生的質(zhì)量在世界上均享有盛譽(yù)。20世紀(jì)80年代后期，為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展，迎接21世紀(jì)的挑戰(zhàn)，英國(guó)政府和教育界人士就高等教育的發(fā)展方向展開了激烈的討論，英國(guó)政府發(fā)表了《90年代英國(guó)高等教育的發(fā)展》綠皮書，綠皮書強(qiáng)調(diào)高等教育應(yīng)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)，英國(guó)大多數(shù)大學(xué)都同業(yè)界保持著密切的聯(lián)系。

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，激起了信息產(chǎn)業(yè)革命，為了滿足工業(yè)和科研的需求，大學(xué)計(jì)算機(jī)教育處于英國(guó)教育改革的前沿。計(jì)算機(jī)科學(xué)是一門多學(xué)科交叉的學(xué)科，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，而且，與其他學(xué)科相比，它的一個(gè)顯著特點(diǎn)是快速的變化性，需要不斷更新和改革大學(xué)計(jì)算機(jī)的課程、教學(xué)內(nèi)容以及培養(yǎng)方式。在英國(guó)傳統(tǒng)文化的影響下，英國(guó)大學(xué)追求自治，形成了自由而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)尚，大學(xué)有獨(dú)立的自我管理機(jī)構(gòu)，有權(quán)設(shè)置不同課程和教育評(píng)估體系，為了適應(yīng)就業(yè)市場(chǎng)對(duì)人才的需要，英國(guó)的大學(xué)計(jì)算機(jī)教育緊密反映了當(dāng)今工業(yè)以及科研的需求。

盡管近年來(lái)我國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)教育取得很大的發(fā)展，相對(duì)于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，仍具有一定滯后性，需要借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的教育經(jīng)驗(yàn)，提高計(jì)算機(jī)教育質(zhì)量水平。本文根據(jù)筆者在英國(guó)大學(xué)學(xué)習(xí)和工作的經(jīng)歷和感受，著重從課程設(shè)置、學(xué)科建設(shè)和學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)等方面，以個(gè)人的視角分析英國(guó)一些大學(xué)的計(jì)算機(jī)教育特點(diǎn)，并結(jié)合在國(guó)內(nèi)大學(xué)計(jì)算機(jī)教育的經(jīng)驗(yàn)，探討計(jì)算機(jī)教育改革的一些問(wèn)題。

2 自主、靈活的課程設(shè)置

2.1 英國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程設(shè)置簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)科學(xué)是一個(gè)多學(xué)科交叉的學(xué)科，工程和數(shù)學(xué)是其根本，同時(shí)與其他學(xué)科有廣泛的聯(lián)系。例如，硬件設(shè)計(jì)與電子學(xué)和電子工程緊密相關(guān)，芯片制造與固體物理相關(guān)，而用于構(gòu)造、分析和軟件驗(yàn)證的形式化方法更多地與數(shù)學(xué)相關(guān)。而且，計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用的理論與實(shí)踐相關(guān)的各個(gè)課程還在繼續(xù)演化，這意味著計(jì)算機(jī)課程選擇具有較大的廣泛性，特別是當(dāng)今計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)正在快速變化發(fā)展，如何選擇與當(dāng)今工業(yè)和科研發(fā)展相適應(yīng)的課程尤為困難。

英國(guó)大學(xué)自主性的教育體制特點(diǎn)使得英國(guó)計(jì)算機(jī)課程設(shè)置具有很大的靈活性和多樣性，英國(guó)的大學(xué)由于不同的教育傳統(tǒng)和研究特色，盡管同樣是計(jì)算機(jī)專業(yè)，而在課程設(shè)置上有很大的不同。為了了解英國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程體系特點(diǎn)，下面主要以劍橋大學(xué)(University of Cambridge)、愛(ài)丁堡大學(xué)(University of Edinburgh)和利茲大學(xué)(University of Leeds)為例，主要介紹其本科的課程設(shè)置特點(diǎn)。因?yàn)椋究齐A段的教育是高等教育的基礎(chǔ)，本科計(jì)算機(jī)課程體系是培養(yǎng)高級(jí)計(jì)算機(jī)人才的核心基礎(chǔ)。英國(guó)的本科有3年學(xué)制和4年學(xué)制（一般英格蘭本科是3年學(xué)制，而蘇格蘭是4年），但課程涵蓋了非常廣泛的范圍。

劍橋大學(xué)的自然科學(xué)在世界上享有盛譽(yù)，它的計(jì)算機(jī)課程設(shè)置也反映它的研究特色。在劍橋大學(xué)的學(xué)生可以選擇3年的計(jì)算機(jī)課程學(xué)習(xí)，也可選擇先學(xué)習(xí)一年的計(jì)算機(jī)課程，接下來(lái)的2年學(xué)習(xí)其他自然科學(xué)，或者先學(xué)習(xí)一年的數(shù)學(xué)課程，再學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程。這一點(diǎn)與國(guó)內(nèi)很不相同，國(guó)內(nèi)學(xué)生一般不能跨專業(yè)選擇課程。劍橋大學(xué)的計(jì)算機(jī)學(xué)位課程劃分為3個(gè)部分（Part IA, Part IB 和Part II）, 不同體系體現(xiàn)了不同的特色。前兩個(gè)部分強(qiáng)調(diào)在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的扎實(shí)基礎(chǔ)，而在后一個(gè)部分是專門深入的學(xué)習(xí)。第1、2年的基礎(chǔ)課程涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)理論和實(shí)踐課程，包括：面向?qū)ο笳Z(yǔ)言Java、操作系統(tǒng)、離散數(shù)學(xué)、密碼學(xué)分析、算法、數(shù)字電子學(xué)、有限自動(dòng)機(jī)、軟件設(shè)計(jì)和專業(yè)實(shí)踐等，其中數(shù)字電子學(xué)包括數(shù)字組件和電路基礎(chǔ)。同時(shí)，學(xué)生還需選擇一些面向自然科學(xué)的數(shù)學(xué)課程，以及自然科學(xué)課程，例如，化學(xué)、物理、地質(zhì)學(xué)、進(jìn)化與行為,以及有機(jī)生理學(xué)等。而第2年的課程主要是計(jì)算機(jī)專業(yè)核心技術(shù)與理論課程，例如，實(shí)踐課程包括計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、數(shù)字通訊、編譯器構(gòu)造和圖形學(xué)等；理論課程包括語(yǔ)義學(xué)、邏輯與證明和計(jì)算復(fù)雜性等。第3年的課程主要是專業(yè)性很強(qiáng)的課程，學(xué)生根據(jù)興趣和需求，選擇偏向工程、理論或者應(yīng)用方面的有針對(duì)性的課程學(xué)習(xí)。劍橋大學(xué)的學(xué)生生源較好，并且由于在自然科學(xué)研究的優(yōu)勢(shì)，計(jì)算機(jī)課程設(shè)置體現(xiàn)了多學(xué)科交叉和基礎(chǔ)性特色。

在愛(ài)丁堡大學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)是信息科學(xué)的一個(gè)部分，涵蓋人工智能和認(rèn)知科學(xué)。愛(ài)丁堡大學(xué)的計(jì)算機(jī)學(xué)位課程均由從事相關(guān)領(lǐng)域研究的專家執(zhí)教，愛(ài)丁堡大學(xué)在計(jì)算機(jī)理論研究方面擁有很高聲譽(yù)，課程設(shè)置很大程度上反映了該校的研究特色。愛(ài)丁堡大學(xué)屬于蘇格蘭體制，本科是4年學(xué)制，在第1、2年主要學(xué)習(xí)信息科學(xué)的課程和相關(guān)數(shù)學(xué)課程，第3年選擇核心技術(shù)和理論課程，保證具有廣泛的基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)，最后一年完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和專門課程學(xué)習(xí)。第1、2年主要包括數(shù)學(xué)、信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)課程，如：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軟件工程、有限自動(dòng)機(jī)、語(yǔ)言處理和一些基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程等。第3年是一些計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)課程，學(xué)生可選課程相當(dāng)廣泛，包括：算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、可計(jì)算性和復(fù)雜性、語(yǔ)言語(yǔ)義學(xué)與實(shí)現(xiàn)、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、企業(yè)計(jì)算、基于對(duì)象和組件的軟件工程、計(jì)算機(jī)安全、編譯技術(shù)、計(jì)算機(jī)通訊和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等。而最后一年的課程是與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的和提高性的課程，可選的課程主要包括高級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)、高級(jí)編程語(yǔ)言、計(jì)算復(fù)雜性、計(jì)算機(jī)代數(shù)、計(jì)算機(jī)圖形、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式系統(tǒng)、嵌入式軟件、形式編程語(yǔ)言語(yǔ)義學(xué)、人機(jī)接口、模型與仿真、并行體系結(jié)構(gòu)、并行編程語(yǔ)言和系統(tǒng)、軟件體系結(jié)構(gòu)、過(guò)程和管理、系統(tǒng)級(jí)集成實(shí)踐、類型和編程語(yǔ)言和可視化等。從這些課程設(shè)置體現(xiàn)出愛(ài)丁堡大學(xué)很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)特色，課程覆蓋面廣泛而深入，反映了當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)研究發(fā)展。

利茲大學(xué)的計(jì)算機(jī)在分布式系統(tǒng)和人工智能方面的研究力量較強(qiáng)，同時(shí)與產(chǎn)業(yè)界有著密切的聯(lián)系，課程設(shè)置也體現(xiàn)它的特色。利茲大學(xué)的計(jì)算機(jī)本科是3年學(xué)制，也可另加1年的社會(huì)實(shí)踐。第1、2年的核心基礎(chǔ)課體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)專業(yè)性和它的研究特色，包括編程語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、分析與建模、計(jì)算數(shù)學(xué)、計(jì)算導(dǎo)論、系統(tǒng)工程、軟件工程、知識(shí)管理、人工智能、信息學(xué)、分布式系統(tǒng)構(gòu)建、人與計(jì)算和專家系統(tǒng)等。另外，高年級(jí)的選修課程主要涵蓋具有特色的研究方向，體現(xiàn)出很強(qiáng)的專業(yè)性，如離散與優(yōu)化、復(fù)雜性理論和逼近算法、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理、知識(shí)表示與推理、生物計(jì)算、科學(xué)計(jì)算、高級(jí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等。這些課程基本上是與計(jì)算機(jī)直接相關(guān)的課程，課程設(shè)置盡量適應(yīng)產(chǎn)業(yè)和科研的需求。

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)科評(píng)估范文第3篇

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)大師；創(chuàng)新；成才；因素

電子計(jì)算機(jī)是人類20世紀(jì)的偉大發(fā)明，是迅速發(fā)展并廣泛應(yīng)用的重大科技成果。它給人類帶來(lái)了快速、便捷、強(qiáng)大、廉價(jià)、可靠、豐富多彩的計(jì)算工具；它擴(kuò)展了計(jì)算的方式和內(nèi)涵，將計(jì)算滲透到人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域；它帶來(lái)了嶄新的計(jì)算機(jī)文化、計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)、計(jì)算機(jī)學(xué)科和數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的從業(yè)人員。進(jìn)入21世紀(jì)，用高密度廉價(jià)芯片和各種軟件“武裝”起來(lái)的計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)、多媒體、多種傳感器連接，逐步構(gòu)成了與現(xiàn)實(shí)世界對(duì)應(yīng)的世界范圍的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境，使人類社會(huì)進(jìn)入了知識(shí)經(jīng)濟(jì)和信息化的新時(shí)代。2012年是圖靈誕辰100周年，回顧計(jì)算機(jī)發(fā)展成就，緬懷計(jì)算機(jī)大師們的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)歷程，從中找出規(guī)律和啟迪，對(duì)于深化計(jì)算機(jī)教育教學(xué)改革、培養(yǎng)創(chuàng)新性人才具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

一、榮獲圖靈獎(jiǎng)和先驅(qū)獎(jiǎng)的大師們

為表彰對(duì)計(jì)算機(jī)事業(yè)作出重大貢獻(xiàn)的科學(xué)家和工程師，1966年ACM設(shè)ACM圖靈獎(jiǎng)，1966-2011年共有 58人獲圖靈獎(jiǎng)。1980年IEEE/CS設(shè)計(jì)算機(jī)先驅(qū)獎(jiǎng)，1980-2000年共有108人獲計(jì)算機(jī)先驅(qū)獎(jiǎng)。

仔細(xì)分析獲獎(jiǎng)的內(nèi)容和獲獎(jiǎng)?wù)呙麊慰梢悦黠@感到，ACM圖靈獎(jiǎng)的范圍是計(jì)算機(jī)科學(xué)，側(cè)重理論、概念、軟件、算法、方法學(xué)；IEEE/CS計(jì)算機(jī)先驅(qū)獎(jiǎng)的范圍是計(jì)算機(jī)工程，側(cè)重計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)技術(shù)、設(shè)備、產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)科學(xué)為計(jì)算機(jī)工程提供理論基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)工程和應(yīng)用技術(shù)深深地影響著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算機(jī)工程的領(lǐng)域范圍可參照CC2004報(bào)告提供的示意圖，如圖1所示[1，2]。

圖1 （a）計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)科范圍

圖1 （b）計(jì)算機(jī)工程學(xué)科范圍

ACM圖靈獎(jiǎng)涉及的主要內(nèi)容有：程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言概念、操作系統(tǒng)原理、算法設(shè)計(jì)和復(fù)雜性、人工智能、數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形學(xué)、數(shù)值和符號(hào)計(jì)算等。其獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)象主要是計(jì)算機(jī)科學(xué)家，如：從事ALGOL60語(yǔ)言的佩利、諾爾，F(xiàn)ORTRAN語(yǔ)言、巴克斯范式BNF和函數(shù)式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言FP的發(fā)明人巴克斯，PASCAL語(yǔ)言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的發(fā)明人沃思，C/UNIX的發(fā)明人丹尼斯·里奇和湯普森，面向?qū)ο笳Z(yǔ)言SMALLTAK80的發(fā)明人艾倫等程

序設(shè)計(jì)語(yǔ)言大師；從事計(jì)算機(jī)科學(xué)理論的狄克斯特拉、克努特、庫(kù)克、卡普布盧姆、伯努利、姚期智等；從事人工智能和數(shù)據(jù)庫(kù)的明斯基、麥卡錫、西蒙、費(fèi)根鮑姆、巴赫曼、科德、格雷等。

IEEE/CS計(jì)算機(jī)先驅(qū)獎(jiǎng)涉及的主要內(nèi)容有：具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、具體的器件和外設(shè)；具體的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及編譯器、應(yīng)用廣泛的數(shù)據(jù)編碼和算法等。其獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)象主要是計(jì)算機(jī)工程師，如：研制第一臺(tái)程序自動(dòng)計(jì)算機(jī)的艾肯，研制第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIVAC的?？颂?、莫奇利，研制第一臺(tái)存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)的威爾克斯，研制第一臺(tái)存儲(chǔ)程序并行計(jì)算機(jī)Whirlwind的艾弗萊特，發(fā)明集成電路的基爾比、諾伊斯，提出RISK體系結(jié)構(gòu)的科克，研制IBM360通用系列計(jì)算機(jī)的布魯克斯、伊萬(wàn)斯，研制PDP和VAX系列小型機(jī)的貝爾，研制面向大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算超級(jí)計(jì)算機(jī)的克雷，鼠標(biāo)器發(fā)明者恩格爾巴特，研制個(gè)人計(jì)算機(jī)和視窗系統(tǒng)的霍夫、蘭普森、薩克爾，Internet基礎(chǔ)通信協(xié)議TCP/IP發(fā)明者凱恩，等等。

在這些計(jì)算機(jī)大師中，佩利、巴克斯、狄克斯特拉、克努特、沃思、里奇、湯普森等人既獲得圖靈獎(jiǎng)又獲得先驅(qū)獎(jiǎng)，表明他們的工作在理論和工程兩方面都具有重要意義。

其實(shí)，還有一類計(jì)算機(jī)大師對(duì)計(jì)算機(jī)事業(yè)發(fā)展功不可沒(méi)，即計(jì)算機(jī)企業(yè)家，如IBM公司的沃森、Intel公司的莫爾、微軟公司的比爾·蓋茨、Apple公司的喬布斯等。如果沒(méi)有他們的創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展不會(huì)有今天的成就。他們了解市場(chǎng)需求和計(jì)算機(jī)發(fā)展的最新成就，根據(jù)社會(huì)各種需求發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)，知人善任組織開發(fā)團(tuán)隊(duì)，開發(fā)各類用戶想要的或還沒(méi)有想到的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品。他們熟悉市場(chǎng)運(yùn)作和相關(guān)的法律法規(guī)、善于企業(yè)經(jīng)營(yíng)和管理，為企業(yè)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展籌集資金、招募人員、購(gòu)置設(shè)備、開展科學(xué)研究和營(yíng)造工作環(huán)境。他們靠良好的產(chǎn)品質(zhì)量和信譽(yù)為客戶服務(wù)，并在此過(guò)程中不斷壯大自身企業(yè)的實(shí)力、擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍，同時(shí)還承擔(dān)發(fā)展過(guò)程帶來(lái)的各種風(fēng)險(xiǎn)，為社會(huì)提供就業(yè)機(jī)會(huì)和創(chuàng)造財(cái)富。Apple公司、IBM公司、微軟公司、Intel公司已成為和石油、汽車、電信、銀行等傳統(tǒng)大型企業(yè)并駕齊驅(qū)的新興企業(yè)，2012年分別列為“財(cái)富”500強(qiáng)企業(yè)排名的第55位、57位、119位、173位。計(jì)算機(jī)企業(yè)家理應(yīng)是計(jì)算機(jī)大師的重要組成部分，培養(yǎng)計(jì)算機(jī)企業(yè)家也是計(jì)算機(jī)及相關(guān)學(xué)科的一項(xiàng)重要任務(wù)。

計(jì)算機(jī)大師可能是科學(xué)家、工程師、教授、企業(yè)家，他們的分工如圖2所示。需要指出的是，同一位計(jì)算機(jī)大師可能身兼數(shù)職，承擔(dān)一種或幾種“角色”，他們可能既是科學(xué)家又是工程師，又是教授；或既是工程師，又是教授；或既是工程師，又是企業(yè)家，等等。這為人才的流動(dòng)、理論與實(shí)踐結(jié)合、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合提供了人力資源，創(chuàng)造了基本條件。

圖2 計(jì)算機(jī)大師的工作領(lǐng)域

二、計(jì)算機(jī)大師的創(chuàng)新

創(chuàng)新是計(jì)算機(jī)大師共有的品質(zhì)和追求，是計(jì)算機(jī)大師成才的重要途徑。創(chuàng)新給人類社會(huì)帶來(lái)了新興的計(jì)算機(jī)學(xué)科、巨大的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)、豐富的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、廣泛的計(jì)算機(jī)應(yīng)用，同時(shí)也造就了一代又一代的計(jì)算機(jī)大師。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的創(chuàng)新可分為理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新和學(xué)科創(chuàng)新。

計(jì)算機(jī)理論創(chuàng)新為計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用指明方向，提供新理論、新方法和新工具。其成果的主要形式是論文、專著，主要“角色”是科學(xué)家，如前面提到的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言大師佩利、巴克斯、沃思，計(jì)算機(jī)理論大師狄克斯特拉、克努特，人工智能大師麥卡錫、西蒙、費(fèi)根鮑姆等。

計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新為計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用提供新技術(shù)、新材料、新器件、新的系統(tǒng)架構(gòu)、高效的方法和實(shí)用的工具，開發(fā)新的產(chǎn)品。其成果的主要形式是產(chǎn)品、專利、論文，主要“角色”是工程師，如著名計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)師?？颂亍⒛胬?、威爾克斯、布魯克斯、貝爾、克雷、薩克爾、凱恩等。

計(jì)算機(jī)產(chǎn)品創(chuàng)新為社會(huì)提供豐富多彩的、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的、用戶滿意的各種類型、各種層次的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品。其成果的主要形式是產(chǎn)品和服務(wù)，主要“角色”是企業(yè)家、工程師。例如，莫爾領(lǐng)導(dǎo)的Intel公司按照莫爾定律的預(yù)測(cè)不斷提供各種類型的計(jì)算機(jī)CPU芯片，沃森領(lǐng)導(dǎo)的IBM公司半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)不斷提供先進(jìn)的系列計(jì)算機(jī)和多種外部設(shè)備，比爾·蓋茨領(lǐng)導(dǎo)的微軟公司不斷提供的Windows操作系統(tǒng)和Office辦公軟件等，喬布斯領(lǐng)導(dǎo)的Apple公司為全球廣大用戶提供人見人愛(ài)的Macintosh、iPAD等系列產(chǎn)品。財(cái)富雜志評(píng)選20世紀(jì)最后25年具有劃時(shí)代意義的40項(xiàng)發(fā)明，Intel公司的微處理器芯片和Apple公司的Macintosh兩項(xiàng)電子產(chǎn)品榜上有名。

計(jì)算機(jī)學(xué)科建設(shè)和創(chuàng)新主要在大學(xué)的計(jì)算機(jī)系（所）進(jìn)行。從莫克利1946年夏在莫爾學(xué)院舉辦為期6周的“電子數(shù)字計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)理論與技術(shù)”培訓(xùn)班，到1956年佩利在卡內(nèi)基理工學(xué)院建立計(jì)算中心、為大學(xué)生講授程序設(shè)計(jì)課程，計(jì)算機(jī)科學(xué)教育逐步形成，計(jì)算機(jī)課程體系逐步完善。進(jìn)而卡內(nèi)基理工學(xué)院、麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)等陸續(xù)成立計(jì)算機(jī)系，到20世紀(jì)60年代初計(jì)算機(jī)學(xué)科已經(jīng)形成。ACM和IEEE/CS分別建立計(jì)算機(jī)科學(xué)和計(jì)算機(jī)工程的教育委員會(huì)，組織制訂推薦教育計(jì)劃。計(jì)算機(jī)科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境建設(shè)等迅速發(fā)展。50多年來(lái)計(jì)算機(jī)學(xué)科范圍不斷擴(kuò)展、內(nèi)容不斷豐富，逐步由一個(gè)新興的學(xué)科發(fā)展成為一個(gè)擁有計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、軟件工程、信息系統(tǒng)、信息技術(shù)等子學(xué)科的成熟學(xué)科。計(jì)算機(jī)學(xué)科在計(jì)算機(jī)科研、人才培養(yǎng)、社會(huì)服務(wù)等方面做出了巨大貢獻(xiàn)，產(chǎn)生了廣泛的影響。計(jì)算機(jī)學(xué)科成果的主要形式是人才、論文、專利、新設(shè)備等，主要“角色”是教授。卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)、麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)等著名大學(xué)的計(jì)算機(jī)系在學(xué)科建設(shè)上已形成自身的傳統(tǒng)和優(yōu)勢(shì)。

理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新和學(xué)科創(chuàng)新相互依賴，相互促進(jìn)，共同發(fā)展成就了計(jì)算機(jī)事業(yè)的輝煌，造就了一代又一代的計(jì)算機(jī)大師。準(zhǔn)確把握四類計(jì)算機(jī)創(chuàng)新的特點(diǎn)和規(guī)律是計(jì)算機(jī)學(xué)科與企業(yè)創(chuàng)新、發(fā)展和評(píng)估的基礎(chǔ)。

三、計(jì)算機(jī)大師成才的主要因素

我們常說(shuō)做好一件事，內(nèi)因（主觀因素）是根據(jù)，外因（客觀因素）是條件，外因通過(guò)內(nèi)因起作用。大師們的創(chuàng)新成果取決于內(nèi)因和外因，取決于主觀和客觀兩方面的因素及主觀因素與客觀因素的結(jié)合。學(xué)師們的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)歷程發(fā)現(xiàn)，主觀因素主要包括勤奮、興趣、能力；客觀因素主要包括學(xué)術(shù)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境等。主觀因素與客觀因素結(jié)合往往產(chǎn)生創(chuàng)新的激情、創(chuàng)新的過(guò)程和創(chuàng)新的成果。

1.成才的主觀因素

天才出于勤奮，任何創(chuàng)新都需要勤奮的學(xué)習(xí)和工作。佩利有一名言“一切名詞都可以變?yōu)閯?dòng)詞”，即通過(guò)自身的努力，一定能實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)。勤奮是做好一切工作的基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)大師們都有勤奮好學(xué)、基礎(chǔ)厚、能力強(qiáng)的共同特點(diǎn)。

興趣是人們對(duì)某項(xiàng)事物或?qū)崿F(xiàn)某個(gè)“創(chuàng)意”、“夢(mèng)想”的態(tài)度。創(chuàng)新源于興趣，源于對(duì)新事物的敏銳，需要探索的欲望。興趣的養(yǎng)成是長(zhǎng)期形成的，20世紀(jì)40年代從事計(jì)算機(jī)硬件的計(jì)算機(jī)科學(xué)家，少年時(shí)代幾乎都喜愛(ài)物理或電氣，多數(shù)都有組裝收音機(jī)或無(wú)線電收發(fā)報(bào)機(jī)的興趣和經(jīng)歷；從事計(jì)算機(jī)軟件和算法的科學(xué)家，少年時(shí)代幾乎都喜歡數(shù)學(xué)。大師們對(duì)某一事物或創(chuàng)意產(chǎn)生濃厚興趣會(huì)激發(fā)出巨大的動(dòng)力，去追求、去奮斗，必要時(shí)甚至做出巨大的犧牲。?？颂?4歲放棄攻讀博士學(xué)位的機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)而擔(dān)任ENIAC總設(shè)計(jì)師的故事，里奇和湯普森利用業(yè)余時(shí)間使用陳舊的PDP計(jì)算機(jī)開發(fā)UNIX操作系統(tǒng)和C語(yǔ)言的故事，喬布斯在車庫(kù)中艱苦創(chuàng)業(yè)開發(fā)Apple的故事等，早已成為人們廣為流傳的佳話。

實(shí)現(xiàn)一個(gè)創(chuàng)意、一個(gè)夢(mèng)想只有興趣是不夠的，還需要掌握和運(yùn)用求解問(wèn)題的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技能，具備必要的獲取信息和學(xué)習(xí)的能力，語(yǔ)言和口頭的表達(dá)、交流能力，必要的組織、協(xié)調(diào)和社會(huì)活動(dòng)能力等。善于不斷提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力是計(jì)算機(jī)大師們成功的關(guān)鍵。能力源于理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)大師們不論在學(xué)?；蛟诠ぷ鲘徫欢际智趭^好學(xué)，從事計(jì)算機(jī)理論研究的科學(xué)家和教授大多在國(guó)際名牌大學(xué)接受過(guò)良好的高等教育，并獲得博士學(xué)位。如佩利是麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)博士，威爾克斯是劍橋大學(xué)物理學(xué)博士，明斯基和麥卡錫是普林斯頓大學(xué)數(shù)學(xué)博士，沃思是美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校博士，艾倫·凱是猶他大學(xué)博士，等等。從事計(jì)算機(jī)開發(fā)（無(wú)論是硬件還是軟件）的學(xué)者們，幾乎都有在企業(yè)開發(fā)計(jì)算機(jī)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。如佩利在MIT、CMU從事計(jì)算機(jī)教育之前，曾在世界第一臺(tái)存儲(chǔ)程序并行計(jì)算機(jī)“旋風(fēng)”上，從事三年多半自動(dòng)地面防空系統(tǒng)SAGE的程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理的工作，后到普渡大學(xué)建立計(jì)算中心并開發(fā)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的內(nèi)部變換器IT，在此基礎(chǔ)上開發(fā)代數(shù)語(yǔ)言Algol；貝爾既是DEC公司 PDP和VAX系列小型機(jī)的總設(shè)計(jì)師，又是CMU計(jì)算機(jī)系的教授，等等。

由于計(jì)算機(jī)大師們科研和教學(xué)、理論和實(shí)踐結(jié)合緊密解決問(wèn)題能力強(qiáng)，因此一人可勝任多種“行當(dāng)”。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言大師不僅能設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，還能組織編寫編譯器。這樣的人到高等學(xué)校教課自然既可以講程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言又可以講編譯原理和技術(shù)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師不僅能設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，熟悉計(jì)算機(jī)器件和電路設(shè)計(jì)，而且數(shù)學(xué)、物理功底深厚，到高等學(xué)校授課、帶實(shí)驗(yàn)、編寫教材、指導(dǎo)研究生得心應(yīng)手。

創(chuàng)新需要不怕失敗的毅力，需要有敢于挑戰(zhàn)權(quán)威和傳統(tǒng)觀念的勇氣，否則創(chuàng)新的“夢(mèng)想”是不可能實(shí)現(xiàn)的。如巴克斯在IBM公司提出FORTRAN語(yǔ)言和編譯器的創(chuàng)意時(shí)，招到IBM公司顧問(wèn)、著名計(jì)算機(jī)專家馮·諾依曼的反對(duì)。馮·諾依曼認(rèn)為，巴克斯的想法不現(xiàn)實(shí)，沒(méi)有實(shí)際意義。但巴克斯在IBM公司赫德的支持下頑強(qiáng)地堅(jiān)持下來(lái)，發(fā)明了FORTRAN語(yǔ)言，并于1957年研制出IBM704計(jì)算機(jī)FORTRAN語(yǔ)言編譯器。

2.成才的客觀因素

成才的客觀因素包括學(xué)術(shù)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境。

學(xué)術(shù)環(huán)境包括科學(xué)技術(shù)水平、研究試驗(yàn)條件、學(xué)術(shù)帶頭人和團(tuán)隊(duì)、研究經(jīng)費(fèi)等。高水平的學(xué)術(shù)環(huán)境應(yīng)處于科技前沿，遇到和需要解決的學(xué)術(shù)問(wèn)題具有重大的理論或?qū)嵺`價(jià)值，這樣才能激起人們的創(chuàng)新欲望和興趣。計(jì)算機(jī)發(fā)展不同時(shí)期從事的不同類型的創(chuàng)新活動(dòng)對(duì)學(xué)術(shù)環(huán)境的要求有很大差異。一般說(shuō)來(lái)，處于理論概念階段的創(chuàng)新對(duì)資源的要求低一些，一個(gè)人或幾個(gè)人在繼承和借鑒前人工作成果的基礎(chǔ)上即可完成，這樣的創(chuàng)新有一定的風(fēng)險(xiǎn)，可能成功也可能失敗，比較適合大學(xué)或小型公司。如早期的計(jì)算機(jī)研制多在大學(xué)，其中概念創(chuàng)新、科學(xué)試驗(yàn)是主要工作。而計(jì)算機(jī)產(chǎn)品創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、質(zhì)量保證、售后服務(wù)對(duì)資源的要求就比較高了。

創(chuàng)新的社會(huì)環(huán)境包括支持創(chuàng)新、鼓勵(lì)創(chuàng)新，尊重知識(shí)、尊重人才、尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)。要營(yíng)造學(xué)術(shù)自由、包容的氛圍，這里關(guān)鍵是注重真才實(shí)學(xué)、重視實(shí)際效果，評(píng)價(jià)機(jī)制要?jiǎng)?wù)實(shí)、不求全責(zé)備，要適應(yīng)創(chuàng)新人才的成長(zhǎng)規(guī)律。計(jì)算機(jī)創(chuàng)新成果的價(jià)值最終應(yīng)體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)產(chǎn)品和服務(wù)上，必須接受社會(huì)和市場(chǎng)檢驗(yàn)。學(xué)術(shù)成果的評(píng)價(jià)和市場(chǎng)檢驗(yàn)的結(jié)果最終應(yīng)該一致。只有這樣計(jì)算機(jī)創(chuàng)新才能有生命力，才能推動(dòng)技術(shù)和社會(huì)進(jìn)步，得到社會(huì)的廣泛支持。

社會(huì)應(yīng)為企業(yè)和學(xué)校之間的人才流動(dòng)創(chuàng)造條件，使學(xué)校、研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)間的人員自由流動(dòng)形成常態(tài)，自然形成產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的局面。

計(jì)算機(jī)大師們的共同特點(diǎn)是國(guó)際化。他們有國(guó)際化的視野，能廣泛進(jìn)行國(guó)際合作和交流，大多數(shù)人都有在幾個(gè)國(guó)際一流大學(xué)、一流企業(yè)學(xué)習(xí)工作的經(jīng)歷。他們積極參與國(guó)際一流課題或計(jì)算機(jī)項(xiàng)目的研發(fā)，與國(guó)際一流的計(jì)算機(jī)大師們合作，站在巨人的肩膀上進(jìn)行科技創(chuàng)新。取得的成果廣為人知，在國(guó)際學(xué)術(shù)界快速取得反響，及時(shí)得到推廣和應(yīng)用。20世紀(jì)60年代前后由ACM程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言專家組與歐洲專家組聯(lián)合開發(fā)程序設(shè)計(jì)算法語(yǔ)言Algol60的過(guò)程就是很好的例證。參加Algol60研究工作的科學(xué)家后來(lái)都成為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言領(lǐng)域的知名專家。

四、計(jì)算機(jī)大師的成才路

1972年佩利在北京中美計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)交流時(shí)曾經(jīng)講過(guò)：“知識(shí)不是寶貝，把他藏起來(lái)怕被人偷去。知識(shí)是種子，播到各處發(fā)芽、生長(zhǎng)、開花、結(jié)果。”因此，計(jì)算機(jī)大師們十分重視學(xué)術(shù)交流和人員流動(dòng)。

一個(gè)大型項(xiàng)目的成功往往培養(yǎng)出一批計(jì)算機(jī)大師。ENIAC研制成功后涌現(xiàn)出埃克特、莫奇利、儒科夫、赫斯基、杰弗里·朱、伯克斯等。他們后來(lái)分別成為研制UNIVAC計(jì)算機(jī)、SWAC計(jì)算機(jī)、AVIDAC計(jì)算機(jī)的總設(shè)計(jì)師。人才流動(dòng)為這些計(jì)算機(jī)的研制成功發(fā)揮了重要作用，也為人才的成長(zhǎng)創(chuàng)造了條件。

1946年在莫爾學(xué)院舉辦的計(jì)算機(jī)培訓(xùn)班，開啟了計(jì)算機(jī)培訓(xùn)的先河。威爾克斯、阿里克山等參加了培訓(xùn)，馮·諾依曼等人也到莫爾學(xué)院調(diào)研和交流。他們結(jié)合自身的工作將ENIAC的成功經(jīng)驗(yàn)和改進(jìn)意見用于UNIVAC、EDSAC、MARK1、IAS、Whirlwind等計(jì)算機(jī)的開發(fā)，不僅促進(jìn)了計(jì)算機(jī)性能的提高，也促進(jìn)了劍橋大學(xué)、曼徹斯特大學(xué)、麻省理工學(xué)院、普林斯頓大學(xué)的計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)和科學(xué)研究，為計(jì)算機(jī)課程建設(shè)、專業(yè)建設(shè)打下了基礎(chǔ)，促進(jìn)了蘭德公司等企業(yè)的計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)的發(fā)展，如圖3所示。

發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，“只做只有你才能做的事”，這是狄克斯特拉給年輕科技工作者的忠告，也是他從事科學(xué)研究的切身體會(huì)。計(jì)算機(jī)大師們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)自己的“創(chuàng)意”和“夢(mèng)想”，往往主動(dòng)適時(shí)地調(diào)整工作崗位。他們?cè)谝豁?xiàng)工作完成時(shí)，便立即到企業(yè)、學(xué)校和科研機(jī)構(gòu)尋找適合自己下一步的工作，有時(shí)甚至自己開一個(gè)小公司，發(fā)揮自身的最大潛能。

利用顯示屏和鼠標(biāo)開發(fā)新型人機(jī)交互界面的Alto系統(tǒng)在施樂(lè)公司研制成功后，施樂(lè)公司沒(méi)能把這一重大技術(shù)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。研制Alto系統(tǒng)的技術(shù)骨干艾倫·凱到Apple公司工作，薩克爾、蘭普森先后到DEC公司、微軟公司工作。通過(guò)人才流動(dòng)，把人機(jī)交互的視窗技術(shù)普及到Apple、Windows等產(chǎn)品中，推動(dòng)了視窗技術(shù)、個(gè)人計(jì)算機(jī)的創(chuàng)新與發(fā)展。

計(jì)算機(jī)科學(xué)家、計(jì)算機(jī)工程師和企業(yè)家的成才路如圖4和5所示。

圖3 ENIAC項(xiàng)目的輻射作用

圖4 計(jì)算機(jī)科學(xué)家的成才路 圖5 計(jì)算機(jī)工程師和企業(yè)家的成才路

五、信息時(shí)代我國(guó)培養(yǎng)計(jì)算（機(jī)）創(chuàng)新性人才的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)科評(píng)估范文第4篇

 

1.1從“人工智能”到人機(jī)系統(tǒng)

 

Wiener的“控制論”和錢學(xué)森的“工程控制論”是人們研制較為簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，且系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境也不復(fù)雜情況下的一面旗幟。

 

1956年，在美國(guó)Dartmouth舉行的一個(gè)信息科學(xué)大會(huì)上，J.McCarthy和H.Simon倡議開展人類思維活動(dòng)規(guī)律的研究，并給予其“人工智能”(ArtificialIntelligence)的命名。人工智能主要研究用人工的方法和技術(shù)來(lái)模仿、延伸及擴(kuò)展人的智能，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能。迄今為止，這一方向雖然已取得了不少成就，如博弈、自動(dòng)定理證明、模式識(shí)別、自然語(yǔ)言理解、自動(dòng)編程和專家系統(tǒng)等，但是，傳統(tǒng)的人工智能在方法論上以符號(hào)推理為中心，企圖用機(jī)器來(lái)實(shí)現(xiàn)人類的思維活動(dòng)。所以，許多年來(lái)的研究雖然取得了一些成就，但距離人工智能提出的目標(biāo)還有很大距離。

 

近三十年來(lái)，人工智能進(jìn)展緩慢。1979年，H.L.Dreyfus《計(jì)算機(jī)不能做什么?》一書的副標(biāo)題就是“人工智能的極限”提出了人工智能存在不可逾越的障礙。緊接著，以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的“計(jì)算智能”和Brooks的反應(yīng)式結(jié)構(gòu)(“沒(méi)有表示”、“沒(méi)有推理”的系統(tǒng))給傳統(tǒng)的符號(hào)智能帶來(lái)了巨大沖擊。特別是日本提出的“第五代計(jì)算機(jī)”并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，僅以實(shí)現(xiàn)一個(gè)“人機(jī)對(duì)弈”而告終，這些事實(shí)都促使人們對(duì)“智能”(或“人工智能”)要有一個(gè)重新的認(rèn)識(shí)。對(duì)人工智能四十年的研究進(jìn)行反思，使人們從科學(xué)概念上明白了以往不自覺(jué)地企圖用機(jī)器解決一切問(wèn)題的局限性，并試圖從科學(xué)觀念、研究目標(biāo)和方法論上打開思路，以重新認(rèn)識(shí)，尋求新的途徑。

 

另一方面，四十年來(lái)，特別是從最近二十多年科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，在當(dāng)前的信息社會(huì)中，信息技術(shù)是立國(guó)之本，信息化的進(jìn)一步發(fā)展必然走向“智能化”因此，以“智能”為核心的技術(shù)是至關(guān)重要的。從兩次海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以及其他局部戰(zhàn)爭(zhēng)，我們可以十分清楚地看出，今后的戰(zhàn)爭(zhēng)是人——機(jī)結(jié)合的智能系統(tǒng)之間的對(duì)抗，而智能技術(shù)將會(huì)覆蓋幾乎所有的工程技術(shù)領(lǐng)域。

 

既然完全基于機(jī)器的符號(hào)推理(也包括其他的智能方法)不能達(dá)到實(shí)現(xiàn)人的思維的目的，那么有沒(méi)有其他道路可循?這是人們都很關(guān)心的問(wèn)題。解決這個(gè)問(wèn)題要從兩方面著手。一方面，需要腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等一些研究人的智慧的基礎(chǔ)學(xué)科繼續(xù)研究人的思維規(guī)律一一這也是人類永遠(yuǎn)的追求。雖然目前還不能做到這一點(diǎn)，但人們總是在不遺余力、一步一步地向著這一目標(biāo)前進(jìn)。當(dāng)然，這也是人類社會(huì)發(fā)展賦予智能學(xué)科的一個(gè)任務(wù)，這就是智能科學(xué)的目標(biāo)。另一方面，社會(huì)生產(chǎn)、生活、科技、軍事各個(gè)方面又提出了層出不窮的需求，迫切要求設(shè)備、系統(tǒng)、工程要“智能化”而現(xiàn)在尚沒(méi)有真正能模擬人的智慧的計(jì)算機(jī),因此計(jì)算機(jī)還不能代替人。解決這個(gè)問(wèn)題只有從兩方面入手，一方面實(shí)事求是，盡量開拓、發(fā)展當(dāng)前的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，使計(jì)算機(jī)盡可能多地幫助人做工作;另一方面，盡可能把人的智慧包含到系統(tǒng)中去，人要起主導(dǎo)作用，但要充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造出最有“智能”的人機(jī)結(jié)合系統(tǒng)。

 

具體來(lái)說(shuō)，人機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)就是將人作為一個(gè)組成部分包括到系統(tǒng)之中，并能清楚地區(qū)分出哪些工作應(yīng)該由人完成，哪些工作應(yīng)該由機(jī)器完成。在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)進(jìn)行到需要人完成的工作時(shí)，系統(tǒng)就將工作交給人;而當(dāng)需要機(jī)器完成時(shí)，就將任務(wù)轉(zhuǎn)交給機(jī)器，最終構(gòu)成一套和諧的、協(xié)調(diào)的、高效的運(yùn)行機(jī)制，以保證系統(tǒng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

 

1.2“智能”學(xué)科的三個(gè)層次

 

根據(jù)研究任務(wù)的不同，智能科學(xué)技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容可以劃分為智能科學(xué)、智能技術(shù)、智能工程三個(gè)層次。

 

(1)智能科學(xué)(IntelligenceScience)

 

這是基礎(chǔ)研究的層次，它的主要任務(wù)是研究人的智慧，建立人機(jī)結(jié)合系統(tǒng)的理論，并用其模擬人的智慧。智能科學(xué)主要包括腦科學(xué)、思維科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等在內(nèi)的基礎(chǔ)學(xué)科。

 

思維科學(xué)著重研究人的思維規(guī)律，也就是研究人是如何思維的，這種研究的目的是為了給人工智能提供基礎(chǔ)，也就是告訴計(jì)算機(jī)要模擬什么。而認(rèn)知科學(xué)則是研究人的認(rèn)識(shí)，也就是人是如何認(rèn)識(shí)事物的，并將其擴(kuò)展去研究動(dòng)物的智能。

 

智能科學(xué)的成果將是整個(gè)智能科技發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。

 

(2)智能技術(shù)(IntelligenceTechnology)

 

在智能科學(xué)的框架內(nèi)創(chuàng)建人機(jī)結(jié)合的智能系統(tǒng)，需要有合適的方法、工具和技術(shù)，這就是智能技術(shù)。

 

信息的本質(zhì)是知識(shí)，而知識(shí)是構(gòu)成智能的基礎(chǔ)。因此，信息化發(fā)展必然走向智能化。

 

(3)智能工程(IntelligenceEngineering)

 

用智能科學(xué)的理念和思想，充分運(yùn)用智能技術(shù)工具去創(chuàng)建各種應(yīng)用系統(tǒng)，這就是智能工程。“智能化”實(shí)質(zhì)上就是智能工程實(shí)現(xiàn)的過(guò)程和歸宿。智能工程是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)和社會(huì)發(fā)展的前沿陣地，特別是高技術(shù)發(fā)展的核心動(dòng)力之一。同時(shí)，它也是當(dāng)前新技術(shù)、新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向、開發(fā)策略和顯著標(biāo)志。

 

2無(wú)處不在的智能科技

 

2.1前沿高技術(shù)是智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力和源泉

 

智能科學(xué)技術(shù)是一個(gè)融合計(jì)算機(jī)、人工智能、模式識(shí)別等研究領(lǐng)域的交叉性學(xué)科，這些前沿高技術(shù)也是當(dāng)前智能科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力和源泉。

 

在所有系統(tǒng)中，體現(xiàn)智能行為的工具和載體就是計(jì)算機(jī)。所以，計(jì)算機(jī)科學(xué)很自然地成為智能科學(xué)發(fā)展最重要的支撐點(diǎn)和原動(dòng)力之一。

 

以符號(hào)推理為基礎(chǔ)的人工智能方法和以人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)為代表的計(jì)算智能方法仍然是當(dāng)前智能技術(shù)的重要組成部分。它們從不同的途徑和方法進(jìn)行問(wèn)題求解，在搜索、規(guī)劃、學(xué)習(xí)等各類問(wèn)題中取得了相當(dāng)有價(jià)值的成果。

 

模式識(shí)別是人類智能的一種體現(xiàn)。“模式”是一個(gè)極為廣泛的概念，如圖像、圖形、文字、語(yǔ)言都是一種“模式”。按Zadeh的定義，“模式識(shí)別”是一種從“模式”出發(fā)的一種非線性映射，它是一種技術(shù)，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)人類智慧的一部分功能，如文字識(shí)別(認(rèn)字)、語(yǔ)言的說(shuō)與聽等。模式識(shí)別的目的是將對(duì)象進(jìn)行分類，可以是圖像、信號(hào)波形式或者任何可測(cè)量且需要分類的對(duì)象。模式識(shí)別在工業(yè)自動(dòng)化以及信息處理和檢索中變得日益重要，這種趨勢(shì)把模式識(shí)別推向工程應(yīng)用研究的高級(jí)階段。在大多數(shù)機(jī)器智能系統(tǒng)中，模式識(shí)別是用于決策的主要部分。

 

模式識(shí)別技術(shù)在各種工程實(shí)際系統(tǒng)中大量存在。機(jī)器視覺(jué)的主要技術(shù)基礎(chǔ)就是模式識(shí)別;OCR(光學(xué)字符識(shí)別)是模式識(shí)別的另一個(gè)重要應(yīng)用，它是識(shí)別文字字符信息的很主要的手段;計(jì)算機(jī)輔助診斷也是另一個(gè)重要的應(yīng)用，多種醫(yī)學(xué)圖像處理已成為當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn);語(yǔ)言識(shí)別當(dāng)然是模式識(shí)別另一個(gè)研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。其他如指紋識(shí)別，以及其他生物器官的識(shí)別、簽名認(rèn)證、文本檢索、表情和手勢(shì)識(shí)別，都是很有趣的研究領(lǐng)域，也是用來(lái)開發(fā)人機(jī)結(jié)合智能系統(tǒng)的很有價(jià)值的技術(shù)。

 

當(dāng)前，對(duì)復(fù)雜智能系統(tǒng)進(jìn)行研究的核心是解決人與機(jī)器的結(jié)合問(wèn)題，也就是人作為系統(tǒng)的一個(gè)組成部分參與到系統(tǒng)的運(yùn)行中，系統(tǒng)功能中也應(yīng)體現(xiàn)出人的一部分作用。人與機(jī)器的結(jié)合有兩個(gè)層次，一是人作為一個(gè)成員，綜合到系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)中;一是人和機(jī)器的結(jié)合通過(guò)某個(gè)“人機(jī)界面”來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，這種界面不僅僅是目前計(jì)算機(jī)普通采用的圖標(biāo)界面，而是包含了模式識(shí)別這類涉及感知方面問(wèn)題的廣義的人機(jī)界面。這是當(dāng)前十分活躍的一個(gè)研究領(lǐng)域，最有代表性的包括多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)技術(shù)。

 

2.2現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和復(fù)雜工程急需智能科學(xué)技術(shù)

 

隨著社會(huì)的發(fā)展，人類在生產(chǎn)、生活等各個(gè)方面也不斷提出新的需求，因此現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不斷壯大，并日趨復(fù)雜?，F(xiàn)在，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和復(fù)雜工程急需智能科學(xué)技術(shù)，一批已經(jīng)在發(fā)揮重要作用的技術(shù)如下：

 

*智能自動(dòng)化和控制技術(shù)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、產(chǎn)品自動(dòng)檢測(cè)和質(zhì)量控制、工藝參數(shù)的優(yōu)化和自動(dòng)設(shè)定、故障自動(dòng)診斷的報(bào)警等;

 

*智能CAD復(fù)雜工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)智能儀表對(duì)工藝參數(shù)的自動(dòng)分析、監(jiān)測(cè)、報(bào)警和調(diào)整;

 

智能交通紅綠燈管理、基于GPS與電子地圖的定位與導(dǎo)航、安全監(jiān)控、車流自動(dòng)疏導(dǎo)等;

 

*智能仿真技術(shù)，這是大型復(fù)雜工程設(shè)計(jì)不可缺少的手段。

 

2.3智能科技是現(xiàn)代軍事科技(包括航天領(lǐng)域)最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一

 

智能科技是現(xiàn)代軍事科技最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。近代科技發(fā)展的歷史表明，軍事的需求總是科技創(chuàng)新的最大動(dòng)力之一，“以軍帶民”是一般規(guī)律。軍用技術(shù)輻射和帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)是一條促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分有效的途徑。因此，軍事科技(包括航天領(lǐng)域)也是應(yīng)用智能技術(shù)最多的領(lǐng)域之一。

 

未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的重要武器——無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)(無(wú)人機(jī)、無(wú)人戰(zhàn)車、自主水下機(jī)器人、機(jī)器人士兵等)的自動(dòng)導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、自動(dòng)避障、目標(biāo)識(shí)別、自動(dòng)駕駛和其他自主控制技術(shù)等都是智能技術(shù)的典型應(yīng)用。以無(wú)人機(jī)為例，它是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中掌握制空權(quán)的重要手段，在近年來(lái)的幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中都發(fā)揮了很大作用，例如它可以進(jìn)行偵察，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后引導(dǎo)有人飛機(jī)實(shí)行攻擊，并對(duì)攻擊效果進(jìn)行評(píng)估。

 

在地面軍用機(jī)器人中，智能技術(shù)也發(fā)揮著重要作用。

 

地面軍用機(jī)器人不僅可以在平時(shí)幫助人類排除炸彈，完成要地保安任務(wù)，還可以在戰(zhàn)時(shí)代替士兵執(zhí)行掃雷、偵察和攻擊等各種任務(wù)。例如，美國(guó)的ALV是一種高水平的陸地自主軍用機(jī)器人，它采用各種智能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自主操作。ALV裝有高級(jí)彩色攝像機(jī)(視覺(jué))，用以識(shí)別道路，同時(shí)還配備有陣列激光測(cè)距儀，用以識(shí)別障礙;它可以根據(jù)道路場(chǎng)景規(guī)劃行車路徑，避免碰撞，躲避障礙，實(shí)現(xiàn)公路上的自動(dòng)駕駛，行車速度可達(dá)60千米/小時(shí)。除此之外，車上還可裝載各種儀器，以完成不同的偵察任務(wù)。

 

防爆(暴)機(jī)器人是機(jī)器人發(fā)揮威力的另一重要領(lǐng)域。暴徒、爆炸、火災(zāi)以及其他災(zāi)害都是非常危險(xiǎn)的環(huán)境，因此用機(jī)器人去處理是減少危險(xiǎn)、提高成功率的有效途徑。在反恐斗爭(zhēng)中，有針對(duì)性地研制這類機(jī)器人，是當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。

 

航天領(lǐng)域綜合展現(xiàn)了最高水平的智能科技，人造衛(wèi)星、航天器和各種太空探測(cè)器是當(dāng)代高水平智能技術(shù)的綜合體現(xiàn)。在2004年初，在火星成功著陸的火星探測(cè)機(jī)器人是最有說(shuō)服力的例子之一。

 

2.4為人類生活服務(wù)是智能科技發(fā)展的廣闊天地

 

為人類生活服務(wù)是科技的重要方向。隨著人類生活水平的不斷提高，生活質(zhì)量也需要不斷改善，服務(wù)要求更周到，做到方便、舒適、節(jié)約、安全，更具人性化。這種需要也為智能科技的發(fā)展增添了新的活力。

 

具有一定智能的機(jī)器人代替人做服務(wù)工作是一種發(fā)展趨勢(shì)，這也是智能技術(shù)為人類服務(wù)最有代表性的事件之一。

 

這類機(jī)器人的典型例子有：可以自動(dòng)完成清掃任務(wù)和自動(dòng)充電的清掃機(jī)器人;能輔助醫(yī)生進(jìn)行外科手術(shù)的醫(yī)療機(jī)器人;能為病人服務(wù)的機(jī)器人護(hù)士;可在家中進(jìn)行巡視、監(jiān)測(cè)潛在危險(xiǎn)情況并適時(shí)報(bào)警的家庭保安機(jī)器人;用于照顧老、病、殘的服務(wù)機(jī)器人等。

 

總而言之，只要有需要的地方，就有可能是機(jī)器人可以服務(wù)的地方。

 

3對(duì)"智能科學(xué)與技術(shù)〃專業(yè)架構(gòu)的思考

 

從上面列舉的很少一部分實(shí)例，我們已經(jīng)可以看出當(dāng)前智能科技的發(fā)展?fàn)顩r。它無(wú)處不在、發(fā)展迅猛、功效卓著，已經(jīng)成為當(dāng)前科技發(fā)展不可缺少的部分。它是許多重大工程的支撐，引領(lǐng)許多傳統(tǒng)領(lǐng)域向現(xiàn)代化方向發(fā)展，是當(dāng)代前沿高技術(shù)發(fā)展的重要方向。

 

另一方面，計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、控制科學(xué)等學(xué)科的進(jìn)步，也極大地促進(jìn)了智能科技的快速發(fā)展，智能化科技已經(jīng)展現(xiàn)出一幕幕誘人的場(chǎng)景?？萍及l(fā)展的根本是人才，“智能科學(xué)與技術(shù)”大學(xué)本科專業(yè)已經(jīng)成功設(shè)立，邁出了培養(yǎng)高層次人才的關(guān)鍵一步，這必將推動(dòng)我國(guó)的智能科技更快地向前發(fā)展。

 

目前，追溯各個(gè)設(shè)立“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)學(xué)校的本源，可以發(fā)現(xiàn)各校之間差別甚大。有的學(xué)校的“人工智能”專業(yè)從計(jì)算機(jī)科學(xué)延伸而來(lái)，有的則來(lái)自控制科學(xué)和控制工程，還有的由信息科學(xué)的其他分支演變而來(lái)。在歸屬方面，有的學(xué)校將其歸于理科，而有的學(xué)校則將其納入工程學(xué)科。此外，設(shè)置該專業(yè)的行政學(xué)院亦有所區(qū)別，不同學(xué)校的智能學(xué)科分別隸屬于各類學(xué)院。這種現(xiàn)象正好說(shuō)明“智能科學(xué)與技術(shù)”這一學(xué)科發(fā)展的多源性，學(xué)科發(fā)展的空間大，應(yīng)用需求面廣。

 

另一方面，面對(duì)這樣一個(gè)蓬勃發(fā)展、涉及面極廣的新興學(xué)科，如果培養(yǎng)各層次的人才，高校教育應(yīng)該有一個(gè)怎樣的架構(gòu)，已經(jīng)成為一個(gè)不可回避的問(wèn)題擺在我們面前。解決好這個(gè)問(wèn)題，就可能推動(dòng)學(xué)科和人才培養(yǎng)順利發(fā)展。從學(xué)科發(fā)展的多源性和應(yīng)用面的廣譜性來(lái)看，智能學(xué)科不可能作為另一個(gè)學(xué)科的二級(jí)學(xué)科來(lái)發(fā)展。從學(xué)科的性質(zhì)來(lái)說(shuō)，“智能科學(xué)與技術(shù)”應(yīng)該建立一級(jí)學(xué)科的架構(gòu)。根據(jù)我國(guó)教育體制的結(jié)構(gòu)以及多層次人才培養(yǎng)的需求，可以設(shè)想如下架構(gòu)。

 

“智能科學(xué)與技術(shù)”作為一級(jí)學(xué)科，設(shè)一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)，根據(jù)各個(gè)學(xué)校的不同情況，將其分別歸屬為理學(xué)或工學(xué)。對(duì)于不同的歸屬，該專業(yè)在培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方式上應(yīng)有所區(qū)別，理學(xué)應(yīng)偏重基礎(chǔ)研究，而工學(xué)則應(yīng)注重技術(shù)和工程。一級(jí)學(xué)科下設(shè)若干個(gè)二級(jí)學(xué)科，二級(jí)學(xué)科設(shè)碩士點(diǎn)和博士點(diǎn)。二級(jí)學(xué)科的設(shè)置需要更進(jìn)一步考慮學(xué)科發(fā)展的多源性以及延拓應(yīng)用的專業(yè)性，梳理分類，并結(jié)合現(xiàn)實(shí)的需要與可能，經(jīng)過(guò)充分的討論后來(lái)決定，這是多層次架構(gòu)中最復(fù)雜的環(huán)節(jié)。

 

以上架構(gòu)屬于人才培養(yǎng)架構(gòu)的高層次，即研究生培養(yǎng)階段。目前，更有現(xiàn)實(shí)意義的是解決本科階段培養(yǎng)中的問(wèn)題。現(xiàn)在，多所高校招收了“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的本科學(xué)生，并開始有畢業(yè)生走向社會(huì)，因此正是總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，走向新的發(fā)展階段的時(shí)機(jī)。本科教育是學(xué)科發(fā)展的根本，有了本科基礎(chǔ)，各層次人才培養(yǎng)就有了基礎(chǔ)，高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)就有了希望。由于“人工智能”學(xué)科的多源性，各個(gè)學(xué)校的培養(yǎng)方案有不少差別，有的按理學(xué)，有的按工學(xué)。按照國(guó)家的教育體制和社會(huì)需求，按理學(xué)或工學(xué)適當(dāng)規(guī)范本科教學(xué)方案，對(duì)當(dāng)前推進(jìn)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的健康發(fā)展是非常重要的。

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)科評(píng)估范文第5篇

中小學(xué)信息技術(shù)課程可以追溯到20世紀(jì)50年代的計(jì)算機(jī)教育。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以及人們對(duì)技術(shù)與社會(huì)關(guān)系認(rèn)識(shí)的深入，它逐漸演變?yōu)橐粋€(gè)目標(biāo)多元、內(nèi)容豐富、方法多樣的現(xiàn)代教育領(lǐng)域，成為許多國(guó)家中小學(xué)的基礎(chǔ)教育課程。考察國(guó)內(nèi)外信息技術(shù)課程的發(fā)展歷程，它大體經(jīng)歷了“面向?qū)W科知識(shí)”、“面向?qū)W科工具”和“面向?qū)W科思維”的課程開發(fā)取向，每種開發(fā)取向也表現(xiàn)出不同的課程特征。

1.面向?qū)W科知識(shí)的信息技術(shù)課程

以學(xué)科邏輯為根據(jù)、圍繞知識(shí)結(jié)構(gòu)組織起來(lái)的學(xué)習(xí)內(nèi)容體系，即為面向?qū)W科知識(shí)的課程組織。20世紀(jì)70年代末，微型計(jì)算機(jī)的快速普及引發(fā)了教育學(xué)界的廣泛關(guān)注，為占得信息化社會(huì)發(fā)展的先機(jī)，世界發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛開設(shè)中小學(xué)計(jì)算機(jī)課程，程序設(shè)計(jì)成為當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)教育的主要內(nèi)容。1981年，前蘇聯(lián)計(jì)算機(jī)教育學(xué)家葉爾肖夫(A.P.Ershov)在第三屆世界計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用大會(huì)上作了《程序設(shè)計(jì)———第二文化》的報(bào)告，提出了“程序設(shè)計(jì)文化”的觀點(diǎn)，他認(rèn)為“是否具有編排與執(zhí)行自己工作的程序的能力是人們能不能有效完成各種任務(wù)的關(guān)鍵。現(xiàn)代人除了傳統(tǒng)的讀、寫、算能力以外，還應(yīng)該具有一種可以與之相比擬的程序設(shè)計(jì)能力”。該觀點(diǎn)反映出計(jì)算機(jī)程序?qū)W習(xí)的理念：希望學(xué)生通過(guò)程序原理的學(xué)習(xí)，了解計(jì)算機(jī)知識(shí)，掌握計(jì)算機(jī)操作過(guò)程，以適應(yīng)計(jì)算機(jī)時(shí)代的生活。受程序設(shè)計(jì)觀念的影響，我國(guó)中小學(xué)計(jì)算機(jī)教育初期也將“發(fā)展學(xué)生程序設(shè)計(jì)技能”作為主要教育目標(biāo)。設(shè)計(jì)了掌握基本的BASIC語(yǔ)言，并初步具備讀、寫程序和上機(jī)調(diào)試的學(xué)習(xí)內(nèi)容。從實(shí)施過(guò)程來(lái)看，程序設(shè)計(jì)課程為青少年創(chuàng)造了接觸和了解計(jì)算機(jī)的機(jī)會(huì)，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)文化的普及。但是，從學(xué)生心理發(fā)展和學(xué)習(xí)過(guò)程來(lái)看，脫離了具體生活情境、忽視學(xué)生自身學(xué)習(xí)特點(diǎn)、抽象地向?qū)W生灌輸計(jì)算機(jī)程序知識(shí)，無(wú)疑也是對(duì)青少年身心成長(zhǎng)的一種摧殘。此外，面對(duì)不斷變化的信息化世界，計(jì)算機(jī)課程并不是要把每位學(xué)生培養(yǎng)成程序設(shè)計(jì)專家，而是希望學(xué)生能夠具有信息技術(shù)學(xué)科的思維方式，正確理解計(jì)算機(jī)、人與社會(huì)的關(guān)系。因此，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、發(fā)展學(xué)生獨(dú)特的學(xué)科思維就成為信息技術(shù)課程設(shè)計(jì)所面對(duì)的新挑戰(zhàn)。

2.面向?qū)W科工具的信息技術(shù)課程

20世紀(jì)80年代，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件日趨成熟，一些數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（如Dbase）、電子報(bào)表系統(tǒng)（如Visculc）、文字處理系統(tǒng)（如WordStar）開始安裝到微型計(jì)算機(jī)上，越來(lái)越多非專業(yè)的人員開始從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用工作。社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)需求促使中小學(xué)計(jì)算機(jī)教育從“程序設(shè)計(jì)”向“工具應(yīng)用”轉(zhuǎn)型，學(xué)習(xí)內(nèi)容從前期的BASIC程序設(shè)計(jì)發(fā)展為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)基本操作與使用、計(jì)算機(jī)常用軟件介紹、計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的應(yīng)用等主要內(nèi)容。例如，美國(guó)東田納西州大學(xué)科爾教授在第四屆計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用大會(huì)上發(fā)表的《面向職員的計(jì)算機(jī)課程》中將計(jì)算機(jī)教育的目標(biāo)界定為應(yīng)用者能夠在自己的教學(xué)科研、管理服務(wù)中把計(jì)算機(jī)作為一種有效的工具使用，其教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該包括文字處理、電子報(bào)表處理、數(shù)據(jù)庫(kù)、圖像處理等應(yīng)用軟件的使用。這種“技術(shù)學(xué)以致用”的觀點(diǎn)有著其存在的合理性，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，特別是對(duì)即將畢業(yè)尋找工作的高年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們也非常希望學(xué)習(xí)一些實(shí)用的操作技能。但是從教育發(fā)展來(lái)看，基礎(chǔ)教育畢竟不能等同于社會(huì)職業(yè)教育，其最主要的任務(wù)還應(yīng)是促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。事實(shí)上，如果過(guò)于強(qiáng)調(diào)信息技能操練，忽視信息技術(shù)本身所特有的解決問(wèn)題的思維方法與應(yīng)用策略，隨著信息工具的快速發(fā)展，“當(dāng)學(xué)生離開學(xué)校進(jìn)入社會(huì)之前，他們所學(xué)的工具技能就已經(jīng)落后于信息化社會(huì)的現(xiàn)實(shí)需要了”。

3.面向?qū)W科思維的信息技術(shù)課程

面向?qū)W科思維的課程設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)與學(xué)科思維（DisciplinaryThinking）發(fā)展的結(jié)合，其目的是幫助學(xué)習(xí)者在知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中形成獨(dú)特的學(xué)科思維方式，全面理解生活中的世界。近年來(lái)，信息技術(shù)的革新推動(dòng)了全球信息化的發(fā)展。隨之，大眾傳媒擺脫了傳統(tǒng)的單向、線性、控制的信息傳播模式，進(jìn)化為多元、互動(dòng)、開放的信息化環(huán)境。信息受眾也從被動(dòng)的“接受者”成為信息“者”。在此充滿新奇、變幻乃至誘惑的信息環(huán)境中，中小學(xué)信息技術(shù)課程就不應(yīng)局限于信息知識(shí)掌握和信息技能操練上，甚至也不應(yīng)停留于生活問(wèn)題的解決上，而是更需要幫助青少年用信息技術(shù)學(xué)科思維方式理解信息世界，正確認(rèn)識(shí)技術(shù)、個(gè)人、社會(huì)的內(nèi)在關(guān)系，發(fā)揮信息技術(shù)的積極因素。多元智能專家霍化德•加德納教授(Gardner,H.)在對(duì)學(xué)生多元智能發(fā)展研究中指出，“只限于學(xué)科知識(shí)（Subject-Matter）的學(xué)習(xí)雖然可以暫時(shí)增加學(xué)生的信息量，但過(guò)于強(qiáng)調(diào)知識(shí)記憶也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生喪失解釋新問(wèn)題的能力，這就需要尋求一種新的教育設(shè)計(jì)方式，即面向?qū)W科思維”。美國(guó)教育技術(shù)協(xié)會(huì)在《學(xué)生教育技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的修訂版中就反映了信息技術(shù)學(xué)科思維的理念，增加了“批判性思考”和“數(shù)字化公民”的指標(biāo)，指出學(xué)生要批判性地選擇工具和資源，理解與技術(shù)相關(guān)的人、文化、社會(huì)的相關(guān)問(wèn)題，安全、合法、負(fù)責(zé)任地使用信息和技術(shù)。面向?qū)W生思維發(fā)展的信息技術(shù)課程擺脫了“純技術(shù)”教育的狹隘觀念，從社會(huì)生態(tài)學(xué)的視角來(lái)理解信息環(huán)境中各要素的關(guān)系，希冀幫助青少年在“學(xué)技術(shù)”、“用技術(shù)”的基礎(chǔ)上，能夠從現(xiàn)實(shí)情境中，批判性地認(rèn)識(shí)技術(shù)變革給信息環(huán)境帶來(lái)的整體影響，并應(yīng)用學(xué)科思維解決信息生活中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。綜上可看出，信息技術(shù)課程開發(fā)的三種取向并不是截然對(duì)立的，而是隨著研究者對(duì)信息技術(shù)課程認(rèn)識(shí)的深入，從一個(gè)階段向另一個(gè)階段的發(fā)展。面向?qū)W科思維的信息技術(shù)課程是在繼承信息知識(shí)、技術(shù)工具課程取向的基礎(chǔ)上，關(guān)注學(xué)生內(nèi)在思維發(fā)展，希望學(xué)生能夠像“信息技術(shù)學(xué)科專家”那樣深刻地思考信息化世界。

二、信息技術(shù)課程的學(xué)科思維：本質(zhì)與特征

加涅（RobertMillsGagne）在認(rèn)知心理學(xué)研究中將認(rèn)識(shí)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)結(jié)果分為三大類，即言語(yǔ)信息、智力技能和認(rèn)知策略。其中，認(rèn)識(shí)策略是指學(xué)生學(xué)習(xí)后形成的對(duì)內(nèi)控制能力，以及調(diào)控認(rèn)知活動(dòng)的特殊認(rèn)知技能，是學(xué)生內(nèi)在價(jià)值的學(xué)習(xí)結(jié)果。就學(xué)科教育而言，其認(rèn)知領(lǐng)域的教育意義既體現(xiàn)在外顯的知識(shí)與技術(shù)學(xué)習(xí)方面，也反映在內(nèi)隱的認(rèn)識(shí)策略學(xué)習(xí)上。因此，信息技術(shù)課程在合理安排信息知識(shí)與技能、強(qiáng)調(diào)學(xué)生信息技術(shù)解決問(wèn)題的應(yīng)用行為時(shí)，更需要關(guān)注學(xué)生利用信息技術(shù)處理問(wèn)題的內(nèi)在思維發(fā)展，形成利用信息技術(shù)認(rèn)識(shí)世界的獨(dú)特思維方式，即計(jì)算思維、設(shè)計(jì)思維和批判性思維。

1.信息技術(shù)課程需關(guān)注學(xué)生的計(jì)算思維

算法是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中產(chǎn)生特定結(jié)果的一種精確、系統(tǒng)的方法。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)來(lái)看，它直接體現(xiàn)著計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的方法與過(guò)程。近年來(lái)，隨著信息技術(shù)工具的普及與推廣，算法思想已廣泛滲透于人們的日常生活、工作與學(xué)習(xí)之中。2006年，卡耐基梅隆大學(xué)周以真教授（JeannetteM.Wing）在計(jì)算機(jī)科學(xué)協(xié)會(huì)（ACM）年會(huì)報(bào)告中，明確提出發(fā)展學(xué)習(xí)者以算法為核心的計(jì)算思維（ComputationThinking），她認(rèn)為“信息化社會(huì)的思維方式應(yīng)是涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域中所采用的最廣泛的心理工具，是對(duì)問(wèn)題解決、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人類行為理解的綜合能力反映。發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維就是要‘像計(jì)算機(jī)科學(xué)家’那樣去思考信息化問(wèn)題。當(dāng)然，這些問(wèn)題絕不只是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，它適合信息技術(shù)所滲透的每一個(gè)角落。”顯然，高度信息化社會(huì)的思維方式已超越了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)環(huán)境中“為計(jì)算而思維（ThinkingforComputing）”的學(xué)術(shù)觀念，而是將其放在信息化社會(huì)大背景下進(jìn)行研究，形成“用計(jì)算而思維（ThinkingwithComputing）”的數(shù)字化生存的普適理念，以“算法”為核心的、關(guān)注人機(jī)互動(dòng)的計(jì)算思維已成為信息化社會(huì)中處理問(wèn)題的一種重要思維方式。2011年美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)（CSTA）研制的《中小學(xué)計(jì)算機(jī)課程標(biāo)準(zhǔn)》和2012年英國(guó)學(xué)校計(jì)算課程工作小組（ComputingatSchoolWorkingGroup，CAS）研制的《學(xué)校計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)課程》都將計(jì)算思維作為課程的核心內(nèi)容。發(fā)展學(xué)生“數(shù)據(jù)抽象、模型建構(gòu)、回歸驗(yàn)證、數(shù)字實(shí)現(xiàn)”的計(jì)算思維方式、提高學(xué)生利用信息技術(shù)解決問(wèn)題的能力是信息技術(shù)課程的一種重要的內(nèi)在價(jià)值。

2.信息技術(shù)課程需關(guān)注學(xué)生的設(shè)計(jì)思維

“設(shè)計(jì)”是一種創(chuàng)造性的規(guī)劃活動(dòng)，其目的是為事件、過(guò)程、服務(wù)以及在整個(gè)活動(dòng)周期中所構(gòu)成的系統(tǒng)建立一個(gè)高效的組織方式。西蒙（Simon）在《人工科學(xué)》中分析了“設(shè)計(jì)科學(xué)”的內(nèi)容體系，認(rèn)為設(shè)計(jì)不僅是技術(shù)教育的專業(yè)要素，更應(yīng)是每個(gè)知書識(shí)字的人的核心素養(yǎng)。1990年，馬奇（March.S）和史密斯(Smith.G)等人在西蒙理論的基礎(chǔ)上系統(tǒng)闡述了設(shè)計(jì)科學(xué)的“概念、結(jié)構(gòu)、模型與方法”，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)者要通過(guò)建立行為、形成知識(shí)、使用知識(shí)、評(píng)價(jià)知識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，并突出說(shuō)明“構(gòu)造與評(píng)價(jià)”作為設(shè)計(jì)科學(xué)特有的活動(dòng)與思維方式。由此可見，設(shè)計(jì)思維（DesignThinking）正是設(shè)計(jì)者經(jīng)過(guò)相應(yīng)的設(shè)計(jì)活動(dòng)或?qū)W習(xí)相應(yīng)的設(shè)計(jì)知識(shí)后，所具備的擅長(zhǎng)于設(shè)計(jì)的專業(yè)技巧，是一種特殊的思維形式，表現(xiàn)在處理問(wèn)題上包括有“現(xiàn)象分析”、“問(wèn)題識(shí)別”、“事實(shí)表征”、“概念產(chǎn)生”、“方案形成”、“方案評(píng)價(jià)”的過(guò)程。從表現(xiàn)形式來(lái)看，設(shè)計(jì)思維更強(qiáng)調(diào)通過(guò)形象化、結(jié)構(gòu)性的方式來(lái)表示設(shè)計(jì)進(jìn)程中的模糊屬性，以此來(lái)明確所需設(shè)計(jì)的作品和研究過(guò)程的方案。如今，隨著越來(lái)越多的信息技術(shù)應(yīng)用于人們的生存空間，怎樣區(qū)分復(fù)雜的信息現(xiàn)象、如何基于現(xiàn)實(shí)需要合理選擇技術(shù)工具，怎樣制定與驗(yàn)證應(yīng)用信息技術(shù)解決問(wèn)題的可行方案，這都是對(duì)信息化社會(huì)成員設(shè)計(jì)思維的考查。通過(guò)信息技術(shù)課程發(fā)展學(xué)生的設(shè)計(jì)思維，也就有益于學(xué)生將所學(xué)習(xí)的信息知識(shí)與技能遷移于解決實(shí)際的設(shè)計(jì)問(wèn)題之中。

3.信息技術(shù)課程需關(guān)注學(xué)生的批判思維

所謂“批判思維（CriticalThinking）”是指人們對(duì)于某種事物、現(xiàn)象和主張能發(fā)現(xiàn)其問(wèn)題所在，根據(jù)特有的思維邏輯作出的理性思考。早在20世紀(jì)初，美國(guó)哲學(xué)家約翰•杜威(JohnDewey)就在對(duì)個(gè)體反思研究的基礎(chǔ)上概述了“批判思維”的概念，認(rèn)為它是反思過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的解決問(wèn)題的思考方式。1990年，范西昂（PeterFacione）等人開展了“批判思維特征”的研究，研究報(bào)告指出，“個(gè)體批判思維的培養(yǎng)并不完全在于是否知道一個(gè)批判思維的概念，最主要的還應(yīng)該是明確批判思維的度量標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)性特征?；诖?，他們提出了‘澄清意義、分析論證、評(píng)估證據(jù)、推理判斷’的批判思維分析維度和真實(shí)情境下合理運(yùn)用批判思維的‘心智習(xí)慣（MentalHabit）’”。近年來(lái)，青少年接觸信息技術(shù)和媒體信息的頻度和時(shí)間迅速增長(zhǎng)，也引發(fā)了“迷戀電視”、“沉迷網(wǎng)絡(luò)”等嚴(yán)峻的社會(huì)問(wèn)題。媒體文化研究者波茲曼（NeilPostman）就曾尖銳地指出“教育的目的本應(yīng)是讓學(xué)生們擺脫現(xiàn)實(shí)的奴役，學(xué)會(huì)獨(dú)立地思考。然而，紛繁復(fù)雜的媒介信息卻使得年輕人正竭力朝著相反的方向努力———為適應(yīng)現(xiàn)實(shí)而改變自己，失去獨(dú)立思考的意識(shí)”。因此，青少年缺少了對(duì)信息及信息工具的批判意識(shí)與分析能力，將個(gè)人陷于信息技術(shù)固有的程序控制之中，也就很有可能成為信息技術(shù)的“奴隸”，為技術(shù)所“異化”。2008年，國(guó)際教育技術(shù)協(xié)會(huì)（ISTE）分析了學(xué)生使用信息技術(shù)工具中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，重新修訂“面向?qū)W生的教育技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（NETS•S）”，將批判思維作為一項(xiàng)重要內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，明確提出要“發(fā)展學(xué)生批判思維的技能，引導(dǎo)學(xué)生合理地使用數(shù)字化工具和資源作出信息選擇與判斷，解決具體問(wèn)題”。因此，發(fā)展學(xué)生的批判思維，提高學(xué)生對(duì)信息應(yīng)用的自控能力是中小學(xué)信息科技教育的內(nèi)在價(jià)值之一。

三、面向?qū)W科思維的信息技術(shù)課程設(shè)計(jì)：框架與結(jié)構(gòu)

面向?qū)W科思維的課程設(shè)計(jì)是知識(shí)技能學(xué)習(xí)與應(yīng)用情境的結(jié)合，它不僅關(guān)注學(xué)生需要學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容，同樣也引導(dǎo)學(xué)生理解為什么要學(xué)這些內(nèi)容、怎樣學(xué)習(xí)這些內(nèi)容以及如何用這些內(nèi)容進(jìn)行專業(yè)交流，即發(fā)展學(xué)生“了解學(xué)科專業(yè)的基本目的，理解學(xué)科專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)、掌握學(xué)科專業(yè)的探究方法、懂得學(xué)科專業(yè)的交流方式”等四項(xiàng)基本能力。由此可見，面向?qū)W科思維的信息技術(shù)課程設(shè)計(jì)與開發(fā)，既不能脫離“知識(shí)”而孤立地談“學(xué)科思維”，也不能忽視“學(xué)科方法”講普遍性的“思維方式”，而是在綜合分析學(xué)科結(jié)構(gòu)、學(xué)生特點(diǎn)、社會(huì)需要的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)科課程的學(xué)習(xí)緣由、知識(shí)內(nèi)容、探究方法和交流方式進(jìn)行一體化的架構(gòu)。

1.樹立科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)（STS）三元課程觀

科學(xué)技術(shù)革命引發(fā)了生產(chǎn)工具的變革，同樣也使得整個(gè)“科學(xué)范式(Paradigms)”發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)換。在此過(guò)程中，如果人們?nèi)鄙倭藢?duì)人、科學(xué)技術(shù)、社會(huì)一致性的思考，忽視技術(shù)生態(tài)“范式”的重新建構(gòu)，就很有可能會(huì)引發(fā)人類生存環(huán)境的潛在危機(jī)。當(dāng)前，社會(huì)存在的青少年“網(wǎng)絡(luò)上癮”、“沉迷手機(jī)”等社會(huì)問(wèn)題，也時(shí)時(shí)提醒著信息技術(shù)課程設(shè)計(jì)者“不僅要關(guān)注信息知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)，也要幫助學(xué)生理解技術(shù)本身與社會(huì)發(fā)展的內(nèi)在關(guān)系，通過(guò)批判性思維技能分析信息現(xiàn)象，作出合理決定，解決信息化問(wèn)題”。STS課程觀以綜合、多樣化的方式描述科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系，將學(xué)生的個(gè)人生活、科學(xué)技術(shù)和社會(huì)發(fā)展有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人、科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的一體化教育。正如亞格爾（R.E.Yager）指出的那樣：STS教育為學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)提供了一個(gè)真實(shí)的社會(huì)情境，其中既包含了各個(gè)理論上的認(rèn)識(shí)，也融入了其他方面的許多因素，其課程理念本身也就具備發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性的教學(xué)環(huán)境特點(diǎn)。因此，承擔(dān)著培養(yǎng)數(shù)字化公民的中小學(xué)信息技術(shù)課程就需要樹立STS的科學(xué)課程觀，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)、技能掌握、思維發(fā)展的統(tǒng)一。

2.融合原理、方法與工具三類知識(shí)

一門充分發(fā)展的學(xué)科課程應(yīng)有其獨(dú)特的核心概念、邏輯結(jié)構(gòu)和表達(dá)方式，以此反映學(xué)科課程的本體價(jià)值。中小學(xué)信息技術(shù)作為一門基礎(chǔ)性課程，同樣需要明晰知識(shí)結(jié)構(gòu)，辨清邏輯關(guān)系，融合課程本身所固有的原理、方法、工具三類知識(shí)。2008年，俄羅斯聯(lián)邦教育部重新修訂中小學(xué)“信息與信息交流技術(shù)”課程標(biāo)準(zhǔn)，從信息過(guò)程、信息技術(shù)和信息對(duì)象等三個(gè)方面構(gòu)建知識(shí)體系。其中，信息過(guò)程的內(nèi)容包括信息表征、信息傳輸、信息加工等；信息技術(shù)的內(nèi)容涵蓋信息交流技術(shù)主要設(shè)備的原理特征、評(píng)價(jià)指標(biāo)、應(yīng)用過(guò)程與方法等；信息對(duì)象的創(chuàng)建與處理的內(nèi)容包括多媒體信息化數(shù)字化、數(shù)據(jù)庫(kù)、編程和建模等，以此構(gòu)成課程的知識(shí)技能體系，突出“計(jì)算（Computing）”在本學(xué)科的核心地位。再如，華盛頓大學(xué)LawrenceSnyder教授按照美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)研發(fā)的“通曉信息技術(shù)（BeingFluentwithInformationTechnology）”的內(nèi)容要求，從信息技術(shù)技能、算法和數(shù)字化信息、數(shù)據(jù)和信息、程序設(shè)計(jì)等四個(gè)方面分析信息技術(shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，將計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)原理知識(shí)、應(yīng)用方法和工具特征融合到知識(shí)體系之中，發(fā)展學(xué)生的信息通曉能力?？梢?，當(dāng)前無(wú)論國(guó)外教育研究部門還是專家學(xué)者，都希望通過(guò)對(duì)信息技術(shù)的原理、方法與工具三類知識(shí)的融合，構(gòu)建信息科技課程內(nèi)容體系，明確核心概念，理順要素關(guān)系，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生理解信息技術(shù)學(xué)科的本體價(jià)值，發(fā)展學(xué)生獨(dú)特的信息技術(shù)思維方式。

3.滲透信息技術(shù)學(xué)科方法與探究過(guò)程

學(xué)科課程的本質(zhì)特征既取決于它特有的學(xué)科邏輯體系，也表現(xiàn)在它獨(dú)特的研究方法和話語(yǔ)體系。斯卡特金（M.H.CKATKNH）在對(duì)學(xué)科結(jié)構(gòu)的研究中指出，“科學(xué)的學(xué)科課程既要包括重要的學(xué)科事實(shí)、概念、法則、理論，也要反映出它探究方法、認(rèn)知活動(dòng)的邏輯操作和思維方式”。中小學(xué)信息技術(shù)課程同樣需要幫助學(xué)生了解信息技術(shù)學(xué)科的話語(yǔ)體系和探究方法，引導(dǎo)學(xué)生能夠用信息技術(shù)的學(xué)科方法和研究過(guò)程去理解信息現(xiàn)象，思考信息問(wèn)題。1990年，艾森堡（MikeEisenberg）和博克曼（BobBerkowitz）博士在對(duì)信息技術(shù)探究過(guò)程和應(yīng)用方法中發(fā)現(xiàn)信息能力不同于技術(shù)工具的操作技能，如果缺少了應(yīng)用方法與策略的學(xué)習(xí)，這些特定的技能也不能為學(xué)生提供不同情形下的技術(shù)應(yīng)用遷移，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的解決。據(jù)此，他們開發(fā)出發(fā)展學(xué)生批判思維和設(shè)計(jì)思維的信息問(wèn)題解決的Big6技能方案，將信息能力的發(fā)展貫穿于任務(wù)確定、策略分析、信息檢索與獲取、信息應(yīng)用、信息生成、過(guò)程與結(jié)果評(píng)價(jià)的學(xué)習(xí)過(guò)程中。2013年，英國(guó)教育部對(duì)中小學(xué)信息技術(shù)課程進(jìn)行了改革，將“計(jì)算思維”和“設(shè)計(jì)思維”的發(fā)展作為信息技術(shù)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵過(guò)程，要求學(xué)生通過(guò)“交流”與“合作”的方式，體驗(yàn)利用信息技術(shù)獲取、分析、判斷、加工、綜合、創(chuàng)新、信息的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生嘗試使用“結(jié)構(gòu)分析”、“模型設(shè)計(jì)”、“程序開發(fā)”和“調(diào)試完善”的學(xué)科方法進(jìn)行信息交流。顯然，這種具有學(xué)科特征的、調(diào)控思維的過(guò)程與方法，也正是我國(guó)當(dāng)前課程改革非?？粗氐膶W(xué)習(xí)目標(biāo)。

四、面向?qū)W科思維的課程開發(fā)：高中信息技術(shù)課程的重構(gòu)

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)高中信息技術(shù)課程得以建立與實(shí)施，同樣隨著信息技術(shù)應(yīng)用的“傻瓜化”和“日?；?rdquo;，信息技術(shù)課程也面臨著重重困惑。一方面信息技術(shù)工具的普及提高了學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力，另一方面機(jī)械的操作練習(xí)也限制了學(xué)生對(duì)信息技術(shù)課程本質(zhì)特征的理解。實(shí)現(xiàn)知識(shí)技能與方法過(guò)程的統(tǒng)一，發(fā)展學(xué)生信息技術(shù)學(xué)科的思維能力，就成為信息技術(shù)課程重構(gòu)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1.建立信息技術(shù)學(xué)科思維的表現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)

表現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)（PerformanceStandards）解釋了在一定學(xué)習(xí)水平層次上學(xué)生應(yīng)表現(xiàn)出來(lái)的行為特征，是一種可操作性的、具有等級(jí)特征的標(biāo)準(zhǔn)體系。從應(yīng)用效能來(lái)看，它既可以把抽象的學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)化為可操作性的具體要點(diǎn)，也可以表述這些具體要點(diǎn)之間的相互關(guān)系，保持學(xué)習(xí)目標(biāo)的整體特征。在面向?qū)W科思維的課程設(shè)計(jì)中，為了能明確學(xué)科思維的具體學(xué)習(xí)結(jié)果，知道學(xué)習(xí)結(jié)束后所應(yīng)具備的信息技術(shù)的學(xué)科能力，就有必要建立與之相對(duì)應(yīng)的表現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)。例如，美國(guó)計(jì)算機(jī)教師協(xié)會(huì)（CSTA）制定的“學(xué)校計(jì)算機(jī)課程標(biāo)準(zhǔn)”，建議10年級(jí)學(xué)生要能夠“聚焦于真實(shí)世界問(wèn)題，應(yīng)用計(jì)算思維和批判思維完成解決問(wèn)題的方案，通過(guò)信息技術(shù)工具實(shí)現(xiàn)這些方案”。為了達(dá)到這種學(xué)科思維的要求，他們制定了與之相對(duì)應(yīng)的表現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)：分辨利用計(jì)算科學(xué)能處理的、難處理的、不能處理的問(wèn)題；對(duì)于難以解決的問(wèn)題，能夠解釋啟發(fā)式算法（HeuristicAlgorithms）的近似方案；批判性地檢測(cè)分類算法，并執(zhí)行原算法；通過(guò)模型和模擬分析數(shù)據(jù)來(lái)確認(rèn)方案?？梢姡⒁惶浊逦?、具有可操作性的信息技術(shù)學(xué)科思維的表現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)，既有利于師生對(duì)學(xué)科思維的理解，也便于組織教學(xué)內(nèi)容，有針對(duì)性地開展教學(xué)。如同CSTA研究報(bào)告所言，“面向計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)教育的表現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)，不僅明確了對(duì)教師和學(xué)生教與學(xué)的期望，也建立了一個(gè)根本的等級(jí)體系，影響著教育管理者怎樣選擇、分配和利用教學(xué)資源。”

2.設(shè)計(jì)與表現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)相一致的學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)框架

學(xué)科思維之所以能對(duì)學(xué)科規(guī)律作出間接的、概括的反映，一定程度上在于它是以學(xué)習(xí)者自身的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。沒(méi)有足夠的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)科思維也難以很好地發(fā)揮作用。信息技術(shù)課程的重構(gòu)也需要按照信息技術(shù)科學(xué)的內(nèi)在邏輯體系和學(xué)科思維的表現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)建構(gòu)與之相對(duì)應(yīng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容框架。2012年，英國(guó)計(jì)算課程工作小組從“語(yǔ)言、機(jī)器、計(jì)算；數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)表示、信息交流與合作；抽象與設(shè)計(jì)；寬泛的計(jì)算情境”等方面構(gòu)建計(jì)算（Computing）學(xué)習(xí)的知識(shí)框架。近年來(lái)，無(wú)論國(guó)外的專家學(xué)者還是教育研究部門，在中小學(xué)信息技術(shù)課程建構(gòu)過(guò)程中都開始關(guān)注信息技術(shù)的本體內(nèi)容，并將此貫穿于課程設(shè)計(jì)之中。借鑒國(guó)際先進(jìn)研究成果和國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，筆者通過(guò)分析信息技術(shù)自身的原理、方法和工具特征，梳理了其中的核心概念和內(nèi)在關(guān)系，從計(jì)算、通信、控制等三個(gè)領(lǐng)域建構(gòu)了促進(jìn)高中學(xué)生信息技術(shù)學(xué)科思維發(fā)展的知識(shí)結(jié)構(gòu)框架，將此融合于學(xué)科活動(dòng)情境之中，為學(xué)生提供了解決信息問(wèn)題的知識(shí)支撐。

3.組織信息技術(shù)學(xué)科思維遷移的教學(xué)活動(dòng)