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

近年來，計算學科的教育創新問題已經受到國內外教育界的高度關注[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“算法和數據結構”、“編程語言”、“體系結構”、“數值與符號計算”、“操作系統”、“軟件方法學和工程”、“數據庫和信息檢索系統”、“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計算機專業課程的設置依據之一。但是隨著計算需求的增加，現存的計算學科教學內容并不能很好地適應社會發展新形勢。究其原因，一是教學內容沒有很好地體現社會計算、情感計算、服務計算、普適計算、綠色計算等計算范型；二是隨著信息技術墻的到來[3]，計算學科已經成為其他學科必不可少的基礎服務性學科。從當前計算機人才培養類型來看[4]，信息服務型的計算機人才培養模式尚未成熟。在國內，根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》和國務院2009年發布的《關于加快發展服務業的若干意見》，信息服務的需求愈發強烈。為了適應這一形勢，我們從服務計算的視角，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實需要。同時，我們結合河北師范大學的專業實踐和南京郵電大學的智慧校園系統建設為案例，驗證了本文所提出的服務計算新模式的科學性和可行性。

1計算學科教育現狀分析與課程設置調查

在60年代，學者們普遍認為計算學科教育的主要任務是培養學生的算法設計能力。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、設計、效率分析、實現和應用系統的研究；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容更加系統化、科學化。但是，隨著計算機軟件技術和硬件技術的日益成熟，計算學科教育的著眼點發生了相應的變化。自1989年，ACM攻關小組提交了著名的“計算作為一門學科”的報告之后，計算學科教育人才培養的目標一直處于動態變化的過程。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該包括三個方面：（1）計算思維能力的培養。（2）工程開發能力的培養。（3）服務創新意識的培養。根據美國專家JeannetteM.Wing的觀點，計算機科學工作者首先應該具有計算思維的能力。計算思維能力的培養主要通過“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。

比較國內外的計算學科教育理念，國外強調深層次學科思維能力的培養，而國內則更為強調應用層面的人才培養。我們認為，國內的計算學科教育本身缺少深厚的理論與實踐基礎，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用人才的快速增長。但是，計算機技術開發與應用的目的之一是更好地為社會提供服務。從2010年中國互聯網大會的主題“服務——網絡價值之本；綠色——網絡發展之道”和近年來中國計算機學會引導的方向來看，面向服務的計算學科教育已經成為學術界和產業界的雙重期待。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的調整。中國的計算學科教育經歷了幾十年的發展，其內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）計算的基礎平臺和環境問題。（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）計算的服務性問題。圍繞前三個問題，計算機教育專家們已經給出很好的解決途徑，相關課程的設置構成了計算學科目前的專業課程群[5]。對于第四個問題，目前還沒有得到很好的解決。從計算學科的應用現狀來看，服務計算已經滲透到計算機科學、信息技術和信息管理等多個領域。從科學哲學的角度來看，當技術發展到一定地步，提升技術、服務社會成為一種必然[6]。因此，構建面向服務的計算教育模式正成為一個富有挑戰性的學科教育新課題。

2面向服務的計算學科教育框架

面向服務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的科學概貌、基本原理和基本技術的最少課程。極小課程集與核心課程或基本課程概念不同，與學科各專業方向課程的交集相比，極小課程集的基數更小，更能凸現學科特征，所以它們的作用是不可替代的。計算框架的本質是從服務的視角實現計算學科的發展任務。服務具有無形性、同步性、動態性等特征。因此，面向服務的計算學科與傳統計算學科課程設置的差別主要在于理念不同。面向服務的計算學科課程著重體現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品以及系統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應用到社會實踐中，一方面會提升社會信息服務水平，同時也會促進計算學科自身的發展。面向服務的計算學科課程體系與現有的課程體系是兼容的。

面向服務的導論類課程主要面向一年級學生。課程目標是根據社會服務的計算需求激發新生的學習興趣。課程一方面全面介紹計算領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環境中的計算需求，使學生感受計算學科廣泛的社會需求，進而激發學生的學習熱情。面向服務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等。這部分課程的學習強調基本的計算原理，以及這些基本理論產生的社會服務功能。面向服務的程序設計語言類課程也是計算學科的必修課。新的課程群設置注重面向服務的軟件開發功能，同時兼顧傳統計算課程的融合，在舍棄和充實的原則下，構建具有自適應性的面向服務的計算學科框架，并在此基礎上，建立新的面向服務的計算學科課程體系。

新課程群主要以服務語言開發和服務計算范型為基礎，以服務感知、服務聚合、服務挖掘、服務管理、服務優化，服務保障為理念而設計。計算導論類課程主要使學生增加社會服務意識，而面向服務的系統開發課程和面向服務的計算原理課程是兩大支撐課程組。服務通識課程以及面向服務的軟件工程等課程主要是培養學生的社會適應度和學生的實際工程應用能力。面向終端用戶（包括學生以及社會人才需求方）的服務感知、服務聚合和服務設計是面向服務課程效果反饋的智能化動態調整模塊。