计算机科学与技术专业发展战略研究报告.docx

1、计算机科学与技术专业发展战略研究报告1. 计算机科学与技术专业发展战略研究报告一、引言随着计算机和通信技术近十年来的蓬勃发展，国家的进一步改革开放，中国开始进入信息化社会。以信息化带动工业化，全面建设小康社会，已经成为我们的基本国策和全国人民共同奋斗的宏伟目标。在这样的历史背景下，重新审视高等学校本科计算机专业*教育的发展方向有着十分重要的意义。为什么十分重要？这不仅因为计算机技术是信息化的核心技术，还因为它目前是全国规模最大的专业。截止到2004年初，全国共有505个学校开办有计算机本科专业，共有在校生近30 万。同其他专业相比，这两个数字都是第一。如果说计算机专业应该是培养信息化所需人才最

2、主要的专业的话，它目前的状态是否能够适应这项重要的任务？如果不能适应，应该如何调整？作为2001-2005年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*的一项工作，我们试图回答这些问题。在做这项工作的时候，我们总是提醒自己一个基本的定位，那就是这个工作的成果应该是对有着505个办学单位的专业发展形成指导性意见，而不是其中的10所或者100所。我们时常提醒自己的另一个定位是，我们这里研究的是本科教育，不是研究生、博士生培养，也不是高职高专教育。首先，我们简略回顾了计算机专业在中国的发展历史，从上世纪50年代末期的“计算装置与仪器”和“计算数学”两个分支，到70年代末期的“计算机及应用”和

3、“计算机软件”，直到1994年以来的“计算机科学与技术”。一方面，我们看到中国计算机专业教育总体上有三个重要的发展时期，它们既和国家的发展紧紧相联，也和科学技术本身的发展紧密相关；另一方面，我们也感到十年前形成的“计算机科学与技术”的内涵和外延已经与这10年来由于信息科学技术高速发展所导致的社会对“计算机人才”的期望产生了明显的距离。然后，我们在比较广泛调查研究的基础上，分析了我国计算机专业办学的现状。近年来计算机专业在规模上蓬勃发展，给更多的学子创造了接受高等教育的机会，为社会输送了大批专业人才；但同时也存在着专业特色不明显以及教育质量需要提高等问题。随着计算机技术的进步与普及，“会计算机”

4、已经不再是计算机专业学生独有的优势。在这种现实下，我们认为需要调整培养规格和要求，使计算机专业的学生能有相对优势的知识结构。而教育质量的提高除了师资等外部条件外，学生内在的专业自豪感也是十分重要的。学校是为社会培养人才的，在大学办专业首先是要满足社会发展的需要。为此，我们分析了当前和今后若干年社会对从事计算机产业和信息化工作人才的需求。在进行这种分析的时候，我们发现采用两种不同的角度会有不同的收益。一种角度是专业划分的角度，另一种角度是工作性质的角度。从工作性质的角度看，一个人的工作可能是研究型、工程型或是应用型（或称“信息技术”型）。后者是本研究报告采用的角度。作为借鉴，我们也研究了国际上计

5、算机专业办学的发展和现状，尤其是著名的IEEE-CS/ACM Computing Curricula研究成果。我们发现，从著名的Computing Curricula 1991到现在尚未完成的Computing Curricula 2001，中间过了十多年，其间尤其是World Wide Web的出现并在全世界的迅速普及，国外计算机教育工作者的思路也出现了重大的改变。CC2001第一章开头的一段话精彩地刻画了这种改变的认识基础：计算的概念在过去的10年里发生了巨大的变化，这种变化对教学计划的设计和教育方法会有深刻的影响。我们称之为“计算”的概念已经拓展到难以用一个学科来定义的境地。我们过去形成

6、的课程设置报告曾经是试图将计算机科学、计算机工程和软件工程融合成关于计算教育的一个统一的文件。这种做法在十年前也许是合理的，但我们确信21世纪的计算蕴含有多个富有生命力的学科，它们分别有着自己的完整性和教育学特色。这种认识使得CC2001正在演化成CC2004，其中将至少包含5个相对独立的部分：CCCS、CCCE、CCSE、CCIS和CCIT。我们认为这种认识是符合客观实际的，CC2001到目前的成果也是我们的重要参考。在上述分析和研究的基础上，本报告提出了以“培养规格分类”为核心思想的计算机专业发展的建议，鼓励不同的学校根据社会的需求和自身的实际情况为学生提供不同类型（研究型、工程型、应用型

7、）的教学计划和培养方案（但要达到本科水平），认为一个学校在其中一种类型上通过评估合格，就被认为“计算机科学与技术”专业办得合格*。同时，为了提高教育质量，我们还提出了加强青年教师的教学培训与提高、建立新时代助教队伍以及加强学生实践和动手能力培养三点辅助建议。作为本报告的姊妹篇，专业规范给出了这三种不同类型教学计划和培养方案的主要属性和特征要求，评估方案则是在规范的基础上明确了具体办学评估的程序和方案。二、历史回顾从1956年哈尔滨工业大学等院校率先开办“计算装置与仪器”专业算起，到现在主流采用的“计算机科学与技术”专业，计算机专业教育在中国的大学里已经走过了近50年的历程。详细描绘这个历程中所

8、发生的变迁，既不是本届教指委之所能，也不是完成本研究报告之所需。这一节里，我们仅从引导本研究报告思路的角度出发，尝试给出计算机专业教育在中国发展历程的一种粗线条轮廓。为此，我们走访了几位参加专业初建的老教师，也参考了一些已有的文字材料。总的来看，从这个轮廓中可以看出三个突出的时期。1. 初创时期（19561960年）1956年，国务院制定了新中国第一个科学技术发展规划，即19561967年十二年科学技术发展远景规划。这个规划除确定了56项重大研究任务以外，还确定了发展电子计算机、半导体、无线电电子学和自动化技术等6项紧急措施，从而促使我国的计算机教育事业发展第一个高潮的到来，在这一段时期共开办

9、了14个计算机专业。 该阶段的计算机教育有以下特点：(1) 专业创始人从国外学习归来，带回计算机新技术。(2) 大多采取“以任务带学科，以科研带队伍”的专业发展模式，人才培养面向国防和科学研究需要。这一专业发展模式一直持续到70年代中期，形成了中国计算机教育发展的独特模式。(3) 当时新建的计算机专业大多称为“计算装置”，强调从基本元器件开始的计算机硬件系统的设计与实现，大多设置在自动控制系，形成了与应用系统结合的计算机教育。同时，一些重点大学在数学系新建了计算数学专业，从事算法设计人才的培养，这是我国早期培养的软件人才具有坚实数学基础的一个重要原因。2. 发展时期（19781986年） 随着

10、十年动乱的结束，国家的工作重点逐步转移到四个现代化建设的轨道上。在国家科委主持起草的19781985年全国科学技术发展规划纲要中，又把电子计算机列为8个影响全局的综合性课题，放在突出的地位。我国计算机教育迎来了第二个发展高潮，在这一段时期共开办了74个计算机专业。该阶段的计算机教育有以下特点：(1) 改革开放促进了计算机新技术、新课程的引进。例如，80年代初，在向西方先进国家大量派出进修教师、访问学者的同时，一些重点大学邀请美国大学教授来讲课，其他学校派骨干教师参加学习。回去后，开设相应的课程，并编写教材。(2) 计算机软件开始得到普遍重视，计算机应用技术教育开始普及。随着个人计算机的快速发展

11、、我国四个现代化进程的日益加快，数据管理、信息处理、工业控制、人工智能、数字图像等应用技术教育在计算机教育中的比例有较大增强。(3) 高层次人才培养开始起步。1978年，我国恢复研究生招生。经国务院学位委员会审定，在部分重点大学批准建立了计算机学科硕士点和计算机学科博士点，多层次的计算机人才教育体系基本形成。3. 高速发展时期（1994年至今）1995年左右，World Wide Web在世界范围的蓬勃兴起使“计算”的概念发生了深刻的变化，社会突然觉得需要很多很多的“计算机人才”。这种变化不可避免地反映到教育中。一方面，若干相关课程被引入到计算机专业的教学计划中；另一方面，一些学校干脆办起了“

12、网络工程”、“软件工程”、“电子商务”、“信息安全”等新专业。同时，1995年全国科学技术大会的召开，“科教兴国”发展战略的实施，使我国计算机教育进入一个快速发展期（现在505个计算机科学与技术专业有368个是1994年后开办的！）。该阶段的计算机教育特点是：(1) 计算机专业的内涵和外延发生较大变化。计算机专业的教育内容已不再局限于传统的计算机组织与体系结构、计算机理论与软件、计算机应用技术，计算机网络及其应用技术、多媒体及其应用技术、网络与信息安全等教育内容得以强化。(2) 办学单位和在校生人数迅速增加，一大批青年人补充进教师队伍，在数量上逐步完成教学第一线人员的新老交替。(3) 教材内容

13、逐步与国际接轨。2000年前后，我国高等教育出版社、清华大学出版社、机械工业出版社等从国外著名出版公司引进了成套的计算机专业教材，其中包括不少经典的著名教材。回顾我国计算机教育历史，我们不仅被老一辈计算机教育工作者的爱国情怀、创业精神、教育思想所感动，被计算机教育不断发展的一次次高潮所激励，从中也领悟到一些计算机教育发展规律的启迪。(1) 计算机教育发展以国家需求为目标我国计算机教育发展的三次高潮均是在国家提出科技进步、经济发展的阶段目标前提下形成的。进入21世纪，党的十六大提出“加快信息化进程，用信息化带动工业化”，我国的计算机教育必须服务于这一宏伟目标。 (2) 发展中国家必须注重学习国际

14、先进技术我国计算机教育发展的三个重要阶段，均与从国外引进和学习先进的计算机技术、学习先进的计算机教育思想与内容密不可分，这是发展中国家的特征所决定的。在当今信息时代，我们必须在坚持自主教育创新的同时，注重与国际计算机教育接轨。(3) 充分认识计算机专业的实践性特点 我国计算机专业的初建历程本身就是一部计算机教育与实践相结合的创业史，几十年计算机教育过程中许多优秀学生的成长历程也说明计算机实践教育之重要性。因此，新世纪的计算机教育不仅要重视扎实的专业基础理论学习，更要强调硬件开发、软件设计的能力培养。(4) 师资队伍是保证教育质量的关键从创始我国计算机教育的老一辈，到80年代改革开放初期一批骨干

15、教师出国进修后回来成为带头人，到博士点设置较早的学校计算机专业与学科得以快速发展、培养较多创新人才，历史证明了高质量的计算机教育必须依赖于一流的师资队伍。在完成计算机教育队伍的新老交替之后，目前的当务之急是提高青年教师的业务素质和教学水平。(5) 计算机教育内容必须与时俱进48年来，我国计算机教育历程就是计算机教育内容不断完善和更新的过程。在一个阶段出现的新技术，其经历发展和完善之后，成为计算机教育的核心内容；同时又会出现更新的技术。因此，计算机教育内容必须与时俱进。计算机学科专业发展研究者应该在吸收国际先进的计算机教育理念、模式、体系的同时，提出适合我国国情的计算机教育发展思路和创新模式，以

16、促进我国计算机教育健康发展。三、现状分析基于我们教指委成员自身的教学实践，以及2004年3月初对10所不同类型大学的调查研究，我们对中国计算机专业教育的现状形成了如下几方面的认识：(1) 近十年来规模快速扩大，相关专业也在蓬勃发展；(2) 教学管理人员认真负责，教学内容调整需要跟上；(3) 师资队伍完成新老交替，队伍素质急待培养提高；(4) 设施条件建设初见成果，实验环节需要抓紧加强。下面简要解释这些认识。1. 近十年来规模快速扩大，相关专业也在蓬勃发展目前我国普通高校总数为1683所，本科学校679 所，其中505所开设有“计算机科学与技术”专业，是全国专业点数之首；2003年在校人数27万

17、，占理工科在校生总数的14.6%，也是最多的。我们同时注意到，这505个计算机专业中的368个是1994年后开办的。这一方面反映了高等教育对国家信息化建设浪潮的积极响应，另一方面也告诉我们专业建设的数量大、任务重。同时我们也看到，其他相关专业也在蓬勃发展。按照教育部的划分，“计算机类专业”包括计算机科学与技术、软件工程、网络工程。“信息技术相关专业”包括：地理信息系统、电气信息工程、电子信息工程、电子信息科学与技术、光信息科学与技术、生物信息学、通信工程、微电子学、信息安全、信息对抗技术、信息工程、信息与计算科学、自动化*。这些专业加起来，2003年共有在校生63万人。也就是说，信息技术和计算

18、机专业的学生数量占全国所有理工科学生总量的1/3强。一方面，我们为这些学科能为中国学子创造大量接受高等教育的机会而高兴；另一方面，我们也为计算机专业现在的一些毕业生专业特色不明显、从而竞争优势不强而思索。2. 教学管理人员认真负责，教学内容研究需要跟上我们不能不提到在各个院系负责教学工作的老师们。在调查中我们普遍感到，主管教学的副院长或副系主任在教学管理上抓得都很严格，十分重视教学质量。大多数院校都有比较完善的教学大纲、教学计划和进度表、教学档案等。应该说，院系一般都有一支很好的教学管理队伍，实践着一套有效的管理规范。同时，我们认为教学内容的研究需要加强。如果全国只有几十所大学开办计算机专业（

19、例如到1983年，全国只有63所），大家一起来开会，讨论教学内容的问题，也许是可行的。但现在我们是505所，学校之间情况差异很大。如何确定自己学校的教学内容，我们认为最有效的办法就是明确自己的毕业生的主流就业岗位，考虑教给他们什么内容能最好地适应岗位的要求。作为一种比较普遍的规律或者现象，学生就业通常会有较强的地域性：一个企业通常在周边地区招收较多员工，一个学校的毕业生大都就业在学校周边地区的单位。因此，学校周边地区社会发展的情况对教学内容的设计应该是很有参考意义的。但我们看到，有些学校计算机专业的教学内容设计存在明显的盲目性，还有些学校在培养人才定位上有明显偏差。盲目性的现象之一就是照搬其他

20、学校的教学计划。在过去的若干年里，IEEE-CS/ACM的CC1991对我国计算机教育产生了较大的影响，现在不少学校的教学计划都有它的痕迹。尽管CC1991开创了一种对计算机科学教育的创造性的、理性的思考，但是我们认为它并不应该成为我国505所大学计算机专业教学实践的共同追求的目标。定位偏差的现象之一是将“考研比例”作为办学效果的一个突出指标。我们认为，办学效果的基本指标是学生的就业率，是一个学校学生的社会声誉。“考研”，如果看做是一种特殊的“就业”的话，对办学效果来说只能是锦上添花的作用，而不能是一种基本的追求。我们要防止目前依然存在的中学阶段的应试教育延展到大学阶段。对于“宽口径”和“复合

21、型”人才培养的理解，我们认为宽口径意味着加强素质和能力培养，而不是什么都会一点的“万金油”。教师们呼吁“宽口径不能淹没专业特色”。从教学计划的设计来看，需要强调知识结构的特色和执行的深度。社会需要的是既有专业素质也有学习能力的人才。3. 师资队伍完成新老交替，队伍素质急待培养提高在许多学校，承担本科第一线教学工作的大都为青年教师。从事教学工作的队伍从年龄成分上基本上完成了新老交替。但我们看到，除了在工作经验和态度方面青年教师与老教师相比尚有差距外，在专业素质和能力方面青年教师队伍的状况也不容我们过于乐观。他们中有许多人教学任务很重，没有时间和机会得到在职培养和提高，难以有精力创造性地完成教学内

22、容和任务。在我们对毕业生进行访谈的过程中，IT企业员工对大学计算机专业教师队伍素质的看法是比较突出的。4. 设施条件建设初见成果，实验环节需要抓紧加强在我们到过的学校，大都能看到近几年来基本建设的成就：新的大楼、新的机房、成百台高档微机、装备良好的硬件实验室*。但设施条件的改善不完全等于教学实验环节的加强。高质量实验的设计，合格实验指导人员的配备，在一些学校还没有引起重视。作为一个方面，我们问过一些高年级的学生：你们写过的最大的一个程序大概有多少行？不少人回答是几百行。这从一个侧面反映了一些学生在校期间没有得到足够的、比较综合或系统的训练。特别是，专业实习和毕业设计的环节在一些学校难以有效开展

23、：面对大量的学生，学校的师资和场地等条件不能应付，而有组织地安排在企业实践也有许多困难。因此，往往造成学生们自己各显神通，能找到合适的公司接纳安排，就可能有很好的收获，否则就可能无所事事、白白浪费时间。四、国际上的相关情况通过对美国、欧洲、印度和日本等国情况的调查，我们认为目前在计算机学科（计算学科）教育方面最有代表性和影响力的工作依然是IEEE-CS/ACM组织的Computing Curricula研究工作。前面提到过，Computing Curricula 1991曾经对我国计算机教育产生过较大的影响。现在正在制定的是Computing Curricula 2001（最近改称Comput

24、ing Curricula 2004）。CC2001的研究者认为，计算的概念在过去的十年中发生了巨大的变化，这种变化对教学计划的设计和教育方法会产生深刻的影响。被称之为计算的概念已经扩展到难以用一个学科来定义的境地。过去的课程报告试图将计算机科学（CS）、计算机工程（CE）和软件工程(SE)合并在一卷中，这在十年前也许是合理的，但21世纪的计算包含许多富有生命力的学科，它们有着自己的完整性和教育学特色。因此，研究者最初决定将报告分为四个独立的卷出版，它们分别是计算机科学卷（Computer ScienceCS）、计算机工程卷（Computer EngineeringCE）、软件工程卷(Soft

25、ware EngineeringSE)和信息系统卷(Information SystemIS)，但最近不仅增加了一个信息技术卷（Information TechnologyIT），据说有可能还会增加其他分卷。这里不讨论CC2001的具体内容和各个分卷知识体系的描述。我们觉得从中最需要吸取的，就是一种与时俱进的精神。当一门科学技术及其对社会的影响力本身发生了巨大的变化之后，就应该考虑相应教育内容体系的改变。1991年到2001年之间，出现了World Wide Web，一下子将“计算”泛化了、平民化了，而且显然是不可逆转的。我们“计算机”教育需要面对这个现实，适应这个现实。从内容上看，CC200

26、1有一点值得我们特别注意，即在它的各个分卷中，除了科学技术本身的内容外，都包含社会和职业生涯方面的知识体，涉及与计算相关的哲学、历史、社会变化、职业和道德责任、知识产权、隐私和公民自由、计算机犯罪等内容，其中很多被指定为必修内容。这也是CC的传统。我们认为这些也应该成为我们教学计划中思想品德教育内容的一部分。总的来看，CC2001分为多个独立的分卷出版实际上给了我们一个重要的启示：计算机技术的内涵和外延都在迅速地扩大，各个分支已经形成丰富和完整的知识体系，已经不可能将如此丰富的内容安排在一个单一的本科教学课程体系之中，而且单一的培养模式也不能满足社会对多种规格人才的需求，必须通过不同的培养计划

27、才能满足这种不同的需要。除此以外，我们还对在美、英等国大学计算机系承担本科教学的一批中国大陆出去的华裔教授进行了问卷调查，他们认为中国在计算机教育方面与发达国家的差距的主要表现在如下方面：美、英等国大学计算机系教师的整体水平远高于中国国内计算机教师的整体水平；美国大学重视动手能力的培养；美、英等国的大学注重表达技能和写作技能；美、英等国大学计算机专业的课程教学内容与社会需求紧密结合。同时我们还看到，美国对计算教育的学术研究十分重视，在全国性的计算机学术组织中都有计算机教育的分会或特别委员会。如ACM中的计算机科学教育特别兴趣组（Special Interest Group on Compute

28、r Science Education，简称SIGCSE）为教育人员提供了一个讨论计算机教学计划制定、执行和评估等教学要素的论坛。美国还有课程体系的权威评估认证机构，如ABET( Accreditation Board of Engineering and Technology) 就是美国在工程技术教育领域、特别是信息技术教育领域十分具有权威和声誉的评估认证机构。学校根据自己的情况自愿申请评估，该机构组织专家对它们的课程体系和教育质量进行合格性评估和认证。由于是独立的常设评估机构，且采用了自愿申请的方式，这种评估和认证显得比较客观和有效率。英国也有一个相应的评估机构QAA（Quality As

29、surance Agency）。五、信息社会对计算机人才的需求如果说我们计算机专业培养人才的使命是要面向中国信息化进程的话*，那么信息化社会所需要的究竟是什么样的计算机人才？为什么需要这样的计算机人才？为了形成这一节的内容，我们研究了国家信息化建设的形势，走访了若干用人单位，与许多人事经理、项目经理和员工进行了座谈，完成了计算机教育（2004年第8期）上发表的一个报告。这里，我们仅整理出该报告中以“我们的基本判断”形式提出的一些观点，以供讨论。(1) 国家和社会对计算机专业本科生的人才需求，必然与国家信息化的目标、进程密切相关。计算机市场很大程度上决定着对计算机人才的层次结构、就业去向、能力与

30、素质等方面的具体要求。计算机类专业毕业生就业出现困难的主要原因，不是数量太多或质量太差，而是满足社会需要的针对性不够明确，导致了结构上的不合理。计算机人才培养也应当是金字塔结构，与社会需求的金字塔结构相匹配，才能提高金字塔各个层次学生的就业率，满足社会需求，降低企业的再培养成本。(2) 从国家的根本利益来考虑，必然要有一支计算机基础理论与核心技术的创新研究队伍，需要高等学校计算机专业培养相应的研究型人才。(3) 国内的大部分IT企业（包括跨国公司在华的子公司或分支机构），都把满足国家信息化的需求作为本企业产品的主要发展方向。这些用人单位需要高等学校计算机专业培养的是工程型人才。(4) 国家信息

31、化进程已经涉及到各行各业。企事业单位和国家信息系统的建设与运行，是目前和今后采购、应用计算机产品的主流需求。这些用人单位需要高等学校培养大批信息化类型人才。目前高等学校计算机专业在本科阶段对研究型和工程型人才的培养已有一定的基础，而对于从事信息化类型工作人才的专门培养则几乎是空白。(5) 企业对素质的认识与目前高等学校通行的素质教育在内涵上有较大的差异。以学习能力为代表的发展潜力，是用人单位最关注的素质之一。企业要求人才能够学习他人长处，而目前相当一部分学生“以我为中心、盲目自以为是”的弱点十分明显。(6) 在校学生的实际动手能力亟待大幅度提高。目前计算机专业的基础理论课程比重并不小，但由于学

32、生不了解其作用，许多教师没有将理论与实际结合的方法与手段传授给学生，致使相当多的在校学生不重视基础理论课程的学习。为了适应信息技术的飞速发展，更有效地培养大批符合社会需求的计算机人才，全方位地加强高校计算机师资队伍建设刻不容缓。(7) 目前计算机专业课程内容和教学模式必须进行大力度的改革。这类改革必然使教师付出更多的劳动、具有更强的责任心，同时要求教师自身的业务素质有进一步的提高。六、计算机专业办学改革目标与措施面对505所大学办的称为“计算机科学与技术”的专业、近30万学生，前面的分析使我们在宏观上认识到一种改变现状的必要。这种要改变的现状，除了教学质量需要提高外，更重要的还有总体的结构性调整的问题。相对单一的教学计划，已经造成了人才培养和人才需求的一种结构性失衡。如果我们继续维持“计算机科学与技术”原有含义的话，相对于社会需求，它已经不能容纳现在这个办学规模了。同时我们也看到信息化社会一个很大的、长远的需求，即对信息化建设人才（信息技术人才）的需求，还没有哪个专业在满足。而我们认为“计算机专业”应该是最靠近培养这方面人才的专业。因此，从长远看，也许就会出现一种“信息技术”之