_九校联盟_C9_计算机基础教学发展战略联合声明_呼唤教育的转型
中国大学教学  2010年第10期
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14 董荣胜，桂林电子科技大学教授。
《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》呼唤教育的转型
董荣胜
教师节祝福语 简短独特摘要：介绍了计算思维能力培养提出的背景及其丰富的内涵，并将其与“钱学森之问”有机地联系起来，论述了在基础教学方面，创新灵魂培育的重要性。文章最后指出，《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》呼唤教育的转型，这必将长久地影响我国高校的教育教学改革。
关键词：计算机基础教学；计算思维；教育转型；钱学森之问；创新灵魂
深层次的计算机基础教学改革，早就在教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会的酝酿之中。教指委主任委员陈国良院士一直在思考一个问题，那就是计算能不能起到像数学一样的作用？在教学上，能不能像数学和物理等基础课程一样进行教学？
关于计算科学的重要性，在美国总统信息技术咨询委员会（PITAC）2005年6月给美国总统提交的《计算科学：确保美国的竞争力》报告中有清晰的阐述。报告认为，虽然计算本身也是一门学科，但是它具
有促进其他学科发展的作用。报告断定，21世纪科学上最重要的，经济上最有前途的研究问题都有可能通过熟练地掌握先进的计算技术和运用计算科学得到解决。家长意见怎么写30字
鉴于计算科学的重要性，2010年7月20日，九校联盟（九校联盟指的是中国首批“985工程”建设高校，包括北京大学、清华大学、浙江大学、复旦大学、上海交通大学、南京大学、中国科技大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学，简称C9）在西安对计算思维与大学计算机基础教学进行了研讨，发表了《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》（以下简称《联合声明》）。声明认为，培养复合型创新人才的一个重要内容就是要潜移默化地使他们养成一种新的思维方式：运用计算科学的基本概念对问题进行求解、系统设计和行为理解，即建立计算思维。这表明，计算思维的培养已得到中国部分高校的重视，目的是为了培养能够参与国际竞争的创新人才，确保国家的竞争实力。
《联合声明》指出，国外一些著名高校已开始尝试基于计算思维能力培养的课程改革。这里指的国外，主要是美国，尽管美国的计算教育比较先进，但也存在不少问题。计算教育在美国占有十分重要的战略地位，他们认为，培养大批熟练掌握计算概念和方法的美国人，是
使美国科技持续领先于世界的保障。针对计算教育出现的问题，美国国家科学基金会2007年启动了基础科学研究计划大“学计算教育振兴的途径”（CISE Pathways to Revitalized Undergraduate Computing Education，CPATH），当年投入600万美元，2008年投入500万美元，2009年投入1000
万美元，加强了美国大学的计算教育改革力度。经过2007年和2008年的资助和项目实践，认识到“计算思维”在计划中所起的独特的重要作用，最终明确了以“计算思维”为核心的美国大学计算教育改革，资助并敦促更多的美国高校参与这个计划之中。目前，参与该计划的美国大学有：Carnegie Mellon University，Purdue University，Naval Postgraduate School，Pennsylvania State University，North Carolina State University，Duke University等70多所大学。另据美国国家科学基金会2009年公布的资料，在现有成果的基础上，美国正计划将“计算思维培育”向中学拓展，以便中学生能够顺利适应大学的学习。
CPATH计划启动后，不仅引起美国教育界的关注，也引起了美国科学界的关注，不同领域的科学家们自然很关心“计算思维”对各自学科的作用。在美国华裔女科学家、原Carnegie Mellon大学计算机科学系主任、现任美国国家科学基金会计算机与信息科学与工程学部负责人周以真（Jeannette M. Wing）教授等科学家的呼吁下，时隔一年，美国国家科学基金会便启动了借助于网络、涉及所有学科部门、以“计算思维”为核心的重大基础研究计划“计算使能的科学发现与技术创新”（Cyber-Enabled Discovery and Innovation，CDI）。CDI 计划于2008年启动，计划五年完成，2008年批准了共计4200万美元的72个项目的立项申请，2009年投入2600万美元，2010年投入3600万美元。CDI计划是美
国国家科学基金会一个革命性的、富有独创精神的五年计划，该计划旨在通过“计算思维”领域的创新
和进步来促进自然科学和工程技术领域产生革命性的成果。
美国正在进行的以计算思维能力培养为核心的教育变革，不禁让人想起著名的“钱学森之问”：为什么现在我们的学校总是培养不出杰出人才？钱老非常重视科技创新人才的培养问题，他讲到“今天，党和国家都很重视科技创新问题，投了不少钱搞什么‘创新工程’、‘创新计划’等等，这是必要的。但我觉得更重要的是要具有创新思想的人才”（摘自《人民日报》2009年11月5日发表的《钱学森系统谈话：国家要培养会动脑子的科技创新人才》一文）。
以上谈话已很清楚，解决“钱学森之问”的关键在于培养具有创新思想的人才。“创新思想”是什么，国科发财〔2008〕197号文《关于加强创新方法工作的若干意见》也许可给我们一些启发，它认为科学思维不仅是一切科学研究和技术发展的起点，而且始终贯穿于科学研究和技术发展的全过程，是创新的灵魂。既然科学思维是创新的灵魂，我们似乎可以将钱老的谈话理解成“培养具有科学思维的人才”。
推动人类社会文明进步和科技发展的三大科学思维分别是理论思维、实验思维和计算思维，它们是创新的灵魂。理论思维以数学为基础，实验思维以物理等学科为基础，计算思维以计算科学为基础。养老金计算方法
理论源于数学，理论思维支撑着所有的学科领域。正如数学一样，定义是理论思维的灵魂，定理和证明是它的精髓。公理化方法是最重要的理论思维方法，科学界一般认为，公理化方法是世界科技革命推动的源头。
中外科技史专家研究后认为，在中国漫长的古代数学中基本上没有公理化思想。以公理化方法为核心的理论思维就我国中小学教育来说是不足的，在大学的教育中也没有得到应有的重视。理科高考科目
股票停牌什么意思实验思维又如何呢？实验思维的先驱应当首推意大利著名的物理学家、天文学家和数学家伽利略，他开创了以实验为基础具有严密逻辑理论体系的近代科学，被人们誉为“近代科学之父”。爱因斯坦为之评论说“伽利略的发现，以及他所用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。
与理论思维不同，实验思维往往需要借助于某些特定的设备（科学工具），并用它们来获取数据以供以后的分析。例如，伽利略就不仅设计和演示了许多实验，而且还亲自研制出不少技术精湛的实验仪器，如望远镜等。
以实验为基础的学科有物理、化学、地学、天文学、生物学、医学、农业科学、冶金、机械等，以及由此派生的众多学科。
一般认为，实验思维是我们的一个强项。分析后才发现，实验思维是要借助仪器等科学工具的，而实验仪器是我们的一个弱项。据统计，“十五”期间，国家主体科技计划用于“科学仪器设备研制与开发”项目的经费只有0.85亿元，仅占三大科技计划经费的0.2%和科学仪器购置经费的1%；科学仪器水平与发达国家存在明显差距……科学研究“空芯化”现象严重，每年科学仪器固定资产投资中的60%用于进
口设备，其中，精密仪器、生命科学仪器、大型科学仪器等高技术含量的产品更是90%以上依靠进口（摘自《科学时报》2009年10月27日，科技部副部长刘燕华《关于我国科技创新方法存在五大问题》一文）。
最后一个是计算思维，根据周以真的定义，计算思维是运用计算科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解的涵盖计算科学之广度的一系列思维活动。
周以真教授认为，用操作的方法来教学生是一种最糟糕的计算机教育。她举了一个“计算器使用”的例子来说明这个事情，即指望通过计算器的使用来实现对“加减乘除开方”等算术基础概念的深入理解和熟练掌握。
综上所述，我们的基础教学，特别是我们的计算机基础教学是不是存有问题？或者说，在基础教学方面，我们是不是缺失灵魂？
人才的培养模式一直是九校联盟关注的焦点。今天，中国这些最优秀的大学联合起来发布了《联合声明》，旗帜鲜明地把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务，这是大学的福音。C9高校抓住了“问题解决、系统设计的思维方式，以及人类行为的理解”这个教育中最重要、最核心的内容，发出了必将影响深远的《联合声明》，为我国高校教育教学改革探索出一条充满“创新灵魂”的新路。
[致谢：本文一些观点在与教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会主任委员陈国良院士以及副主任委员西安交通大学冯博琴教授等同行的讨论中形成，在此一并表示感谢]
[责任编辑：余大品]
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