本文作者：王楊 趙傳信 張林靜 楊娜娜 單位：安徽師范大學數(shù)學計算機學院 南京郵電大學計算機學院

近年來，計算學科的教育創(chuàng)新問題已經(jīng)受到國內(nèi)外教育界的高度關(guān)注[1]。自1989年計算被作為一個學科獨立存在以來[2]，計算學科教育的內(nèi)涵和外延在不斷演進。近10多年來，計算學科的課程體系主要包括“算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“編程語言”、“體系結(jié)構(gòu)”、“數(shù)值與符號計算”、“操作系統(tǒng)”、“軟件方法學和工程”、“數(shù)據(jù)庫和信息檢索系統(tǒng)”、“人工智能”以及“機器人與人機通信”等九個方面。這一框架一直是目前國內(nèi)計算機專業(yè)課程的設(shè)置依據(jù)之一。但是隨著計算需求的增加，現(xiàn)存的計算學科教學內(nèi)容并不能很好地適應(yīng)社會發(fā)展新形勢。究其原因，一是教學內(nèi)容沒有很好地體現(xiàn)社會計算、情感計算、服務(wù)計算、普適計算、綠色計算等計算范型；二是隨著信息技術(shù)墻的到來[3]，計算學科已經(jīng)成為其他學科必不可少的基礎(chǔ)服務(wù)性學科。從當前計算機人才培養(yǎng)類型來看[4]，信息服務(wù)型的計算機人才培養(yǎng)模式尚未成熟。在國內(nèi)，根據(jù)《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》和國務(wù)院2009年發(fā)布的《關(guān)于加快發(fā)展服務(wù)業(yè)的若干意見》，信息服務(wù)的需求愈發(fā)強烈。為了適應(yīng)這一形勢，我們從服務(wù)計算的視角，提出了一種新型的計算學科教育模式，以滿足目前計算學科的現(xiàn)實需要。同時，我們結(jié)合河北師范大學的專業(yè)實踐和南京郵電大學的智慧校園系統(tǒng)建設(shè)為案例，驗證了本文所提出的服務(wù)計算新模式的科學性和可行性。

1計算學科教育現(xiàn)狀分析與課程設(shè)置調(diào)查

在60年代，學者們普遍認為計算學科教育的主要任務(wù)是培養(yǎng)學生的算法設(shè)計能力。80年代以后，一批學者針對原有認識的不足，擴充了計算學科的先前定義。他們將其定義為“描述和變化信息的算法過程”，包括其理論、分析、設(shè)計、效率分析、實現(xiàn)和應(yīng)用系統(tǒng)的研究；同時指出學科的根本問題是“什么能（有效地）自動進行”。這使得計算學科的教育內(nèi)容更加系統(tǒng)化、科學化。但是，隨著計算機軟件技術(shù)和硬件技術(shù)的日益成熟，計算學科教育的著眼點發(fā)生了相應(yīng)的變化。自1989年，ACM攻關(guān)小組提交了著名的“計算作為一門學科”的報告之后，計算學科教育人才培養(yǎng)的目標一直處于動態(tài)變化的過程。綜合計算學科教育的歷史，我們認為計算學科教育的立足點應(yīng)該包括三個方面：（1）計算思維能力的培養(yǎng)。（2）工程開發(fā)能力的培養(yǎng)。（3）服務(wù)創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。根據(jù)美國專家JeannetteM.Wing的觀點，計算機科學工作者首先應(yīng)該具有計算思維的能力。計算思維能力的培養(yǎng)主要通過“研究一種能夠突破人的計算能力限制，致力于問題求解的機器”加以實現(xiàn)。

比較國內(nèi)外的計算學科教育理念，國外強調(diào)深層次學科思維能力的培養(yǎng)，而國內(nèi)則更為強調(diào)應(yīng)用層面的人才培養(yǎng)。我們認為，國內(nèi)的計算學科教育本身缺少深厚的理論與實踐基礎(chǔ)，更多地停留在模仿與學習層面。這一實際情況導致了我國當前計算機應(yīng)用人才的快速增長。但是，計算機技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的目的之一是更好地為社會提供服務(wù)。從2010年中國互聯(lián)網(wǎng)大會的主題“服務(wù)——網(wǎng)絡(luò)價值之本；綠色——網(wǎng)絡(luò)發(fā)展之道”和近年來中國計算機學會引導的方向來看，面向服務(wù)的計算學科教育已經(jīng)成為學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的雙重期待。計算學科教育立足點的變化致使計算學科核心教學體系做出相應(yīng)的調(diào)整。中國的計算學科教育經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，其內(nèi)容描述需要更加細致。一般認為，計算學科教育中的基本問題主要包括：（1）計算的基礎(chǔ)平臺和環(huán)境問題。（2）計算過程的能行操作與效率問題。（3）計算的正確性問題。（4）計算的服務(wù)性問題。圍繞前三個問題，計算機教育專家們已經(jīng)給出很好的解決途徑，相關(guān)課程的設(shè)置構(gòu)成了計算學科目前的專業(yè)課程群[5]。對于第四個問題，目前還沒有得到很好的解決。從計算學科的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，服務(wù)計算已經(jīng)滲透到計算機科學、信息技術(shù)和信息管理等多個領(lǐng)域。從科學哲學的角度來看，當技術(shù)發(fā)展到一定地步，提升技術(shù)、服務(wù)社會成為一種必然[6]。因此，構(gòu)建面向服務(wù)的計算教育模式正成為一個富有挑戰(zhàn)性的學科教育新課題。

2面向服務(wù)的計算學科教育框架

面向服務(wù)的計算學科課程體系可以借助學科的極小課程集加以描述。計算學科的極小課程集是指僅包含與其相應(yīng)的科學概貌、基本原理和基本技術(shù)的最少課程。極小課程集與核心課程或基本課程概念不同，與學科各專業(yè)方向課程的交集相比，極小課程集的基數(shù)更小，更能凸現(xiàn)學科特征，所以它們的作用是不可替代的。計算框架的本質(zhì)是從服務(wù)的視角實現(xiàn)計算學科的發(fā)展任務(wù)。服務(wù)具有無形性、同步性、動態(tài)性等特征。因此，面向服務(wù)的計算學科與傳統(tǒng)計算學科課程設(shè)置的差別主要在于理念不同。面向服務(wù)的計算學科課程著重體現(xiàn)了學以致用的學習特征。這是因為計算學科理論框架和硬件產(chǎn)品以及系統(tǒng)軟件在我國目前情形下難以形成重大突破。如果將成熟的計算學科理論和技術(shù)應(yīng)用到社會實踐中，一方面會提升社會信息服務(wù)水平，同時也會促進計算學科自身的發(fā)展。面向服務(wù)的計算學科課程體系與現(xiàn)有的課程體系是兼容的。

面向服務(wù)的導論類課程主要面向一年級學生。課程目標是根據(jù)社會服務(wù)的計算需求激發(fā)新生的學習興趣。課程一方面全面介紹計算領(lǐng)域的總體概貌和計算學科的知識體系，另一方面深度挖掘社會服務(wù)環(huán)境中的計算需求，使學生感受計算學科廣泛的社會需求，進而激發(fā)學生的學習熱情。面向服務(wù)的計算理論與實踐課程主要包括計算機組成原理和操作系統(tǒng)等。這部分課程的學習強調(diào)基本的計算原理，以及這些基本理論產(chǎn)生的社會服務(wù)功能。面向服務(wù)的程序設(shè)計語言類課程也是計算學科的必修課。新的課程群設(shè)置注重面向服務(wù)的軟件開發(fā)功能，同時兼顧傳統(tǒng)計算課程的融合，在舍棄和充實的原則下，構(gòu)建具有自適應(yīng)性的面向服務(wù)的計算學科框架，并在此基礎(chǔ)上，建立新的面向服務(wù)的計算學科課程體系。

新課程群主要以服務(wù)語言開發(fā)和服務(wù)計算范型為基礎(chǔ)，以服務(wù)感知、服務(wù)聚合、服務(wù)挖掘、服務(wù)管理、服務(wù)優(yōu)化，服務(wù)保障為理念而設(shè)計。計算導論類課程主要使學生增加社會服務(wù)意識，而面向服務(wù)的系統(tǒng)開發(fā)課程和面向服務(wù)的計算原理課程是兩大支撐課程組。服務(wù)通識課程以及面向服務(wù)的軟件工程等課程主要是培養(yǎng)學生的社會適應(yīng)度和學生的實際工程應(yīng)用能力。面向終端用戶（包括學生以及社會人才需求方）的服務(wù)感知、服務(wù)聚合和服務(wù)設(shè)計是面向服務(wù)課程效果反饋的智能化動態(tài)調(diào)整模塊。