大数据时代的计算机科学与技术专业综合改革.docx

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大数据时代的计算机科学与技术专业综合改革

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田绪红，肖磊，黄琼，梁早清

（华南农业大学软件学院，广东广州510642）

摘要：结合大数据、计算思维及CS2013等时代背景，论述计算机科学与技术专业综合改革的必要性，从改革的基本理念、专业方向调整、教学团队建设、深化企业合作、完善课程与教学资源建设、教育教学方式改革、实践教学环节改革、教学管理改革等方面详细阐述计算机科学与技术专业综合改革的方案。

关键词：大数据；计算思维；CS2013；专业综合改革

1背景

1.1大数据时代

尽管学界对于大数据的定义还存在诸多不同看法，但是大数据时代已经来临却是不争的事实。据估计，到2015年，全球数据世界中的数字容量将会达到8ZB，这相当于近1800万个美国国会图书馆，这一数据海洋将由近150亿台联网设备生成，其中包括30亿互联网用户和机对机连接。麦肯锡全球研究所的研究显示，数据对于企业的重要性正变得与劳动力和资本并驾齐驱。该项研究指出，如果企业能够有效捕捉、分析、可视化并应用大数据洞察来实现业务目标，他们将能够从激烈的竞争中脱颖而出，在运营效率和收入方面战胜竞争对手。2012年3月，美国奥巴马政府公布了“大数据研发计划”(BigDataResearchandDevelopmentInitiative)。该计划旨在提高和改进人们从海量和复杂的数据中获取知识的能力，进而加速美国在科学与工程领域发明的步伐，增强国家安全。美国国家科学基金会(NSF)、国立卫生研究院(NIH)、国防部(DOD)、能源部(DOE)、国防部高级研究计划局（DARPA）、地质勘探局(USGS)等6个联邦部门和机构宣布投资2亿美元，共同提高收集、储存、保留、管理、分析和共享海量数据所需核心技术的先进性，扩大大数据技术开发和应用所需人才的供给。

在美国宣布大数据计划后，世界其他国家以及各大商业公司也对大数据给予了极大关注。在Gartner2014年成熟度曲线上，“数据科学”成为一匹黑马，预计它将在2～5年时间里达到稳定期。尽管大数据热度在市场趋向稳定，但Gartner认为大数据还有5—10年才会达到稳定期。如何抓住这一时机，是摆在学术界、工业界研究者以及计算机教育界面前的机会与挑战。

目前大数据在企业中迅速扩张，相关人才短缺的问题相当严重，多数观察家都认同数据科学家短缺这一点。麦肯锡公司预测，到2019年，全球可处理大数据的科学家的缺口将达到19万。企业对数据分析师（又称数据科学家）、数据工程师及IT数据管理专家的需求增加使得相关从业人员炙手可热。

1.2计算思维

2006年，美国卡内基·梅隆大学(CMU)周以真教授认为，计算思维是运用计算机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等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。2010年7月，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、西安交通大学九所知名高校在西安交通大学举办了“C9高校联盟计算机基础课程研讨会”，发布了《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》，明确提出把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务。随后教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会组织了一系列相关会议，探讨开展“计算思维：确保学生的创新能力”的大学计算机基础课程教学改革的研究。

1.3CS2013

为顺应计算机科学前沿理论和技术发展以及工业界的需求，每十年，ACM和IEEE-CS会共同发起制订关于“计算机科学”学科的课程大纲，目的是为全球“计算机科学”专业的本科生提供必威体育精装版的课程指导。该课程指导必威体育精装版的完整版于2013年发布，命名为CS2013[9]。

2010年12月，ACM/IEEECS2013工作组对全球高校计算机系系主任进行问卷调查，收到201份有效反馈。反馈表明：关于计算机专业核心知识，排名前三的是计算思维、程序设计基础、数据结构；建议加入课程体系的新内容中，排名前三的是信息安全、分布与并行计算、移动计算。

CS2013遵循的理念：大帐篷策略(bigtent)；控制学时总数；提供真实课程范例；兼容习俗和文化的需要。

CS2013的特点：

(1)知识体单元的3层结构分类：Core(Tier1)，绝对基础的主题，任何CS本科培养计划都需要；Core(Tier2)，重要的基础主题，绝大部分（80%-90%）应该包含在一个CS本科培养计划中；Elective(Tier3)，其他的主题，可以被包含在一个CS本科培养计划中从而组成一个完整的CS本科培养计划。

(2)重视系统和基础。

(3)保留经典。。

1.4小结

云计算、物联网、计算思维、大数据等的发展，使得计