國(guó)外計(jì)算機(jī)教育分析

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一、引言

美國(guó)伊利諾伊大學(xué)建立于1867年，共有3個(gè)分校。其中芝加哥分校是芝加哥地區(qū)最大的一所結(jié)合教學(xué)、科研和開發(fā)為一體的綜合性高等教育院校，被美國(guó)卡耐基高等教育基金會(huì)①授予一類科研院校稱號(hào)②。伊利諾大學(xué)芝加哥分校(UniversityofIllinoisatChicago，以下簡(jiǎn)稱UIC)計(jì)算機(jī)系是2001年建立的，隸屬于該校的工程學(xué)院。該系目前擁有34名專職教師，負(fù)責(zé)本科、研究生和博士的培養(yǎng)。筆者于2010～2011年在該校計(jì)算機(jī)系做了半年的訪問學(xué)者，對(duì)美國(guó)計(jì)算機(jī)教育有一定的感觸，以下主要以UIC為例，從個(gè)人角度分析一下美國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)教育的特點(diǎn)。

二、專業(yè)課程設(shè)置

1．網(wǎng)絡(luò)資源設(shè)施

UIC學(xué)校擁有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持，校園網(wǎng)覆蓋整個(gè)東、西校區(qū)。每個(gè)新生入學(xué)后，都可以獲得一個(gè)@uic．edu的郵箱帳號(hào)，憑這個(gè)可以在校區(qū)的任何地方隨時(shí)隨地地上網(wǎng)。計(jì)算機(jī)系的電腦中心晝夜開放，大家上機(jī)完成自己的設(shè)計(jì)題目。機(jī)房附近設(shè)有通宵自習(xí)室，學(xué)生通常在這里進(jìn)行團(tuán)隊(duì)討論。機(jī)房和自習(xí)室由助教們輪班管理，并在這里解答學(xué)生遇到的問題。圖書館也是學(xué)生們充分利用的一個(gè)地方，在學(xué)期末通宵開放，學(xué)生不僅可以從這里借閱各種圖書，也可以通過網(wǎng)絡(luò)查閱、下載各種電子文檔，還可以隨時(shí)通過旁邊的打印機(jī)，自行復(fù)印所需要的資料。

2．課程設(shè)置

學(xué)校課程采用分級(jí)方式，共5級(jí)，難度也從1到5隨之升高。其中本科生可以選擇1～4級(jí)的課程，碩士、博士選擇4～5級(jí)。每門課程都明確規(guī)定了相應(yīng)的選修資格，比如CS202是“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與離散數(shù)學(xué)II”，學(xué)生選修的資格是通過了CS201“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和離散數(shù)學(xué)I”的考試，并且成績(jī)達(dá)到了C以上。計(jì)算機(jī)科學(xué)作為一個(gè)多學(xué)科交叉的學(xué)科，工程和數(shù)學(xué)是根本。所有本科學(xué)生不僅要在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域掌握一些基礎(chǔ)必修課，也要求掌握一定的數(shù)學(xué)和工程基礎(chǔ)，然后再按照專業(yè)方向選擇5門專業(yè)課程學(xué)習(xí)，取得不同的專業(yè)背景。總體來說，所有課程大致可分為5類:基礎(chǔ)必修課程、專業(yè)必修課程、專業(yè)選修課程、工程和數(shù)學(xué)選修課程、學(xué)院以外開設(shè)的其他課程。

3．專業(yè)方向

UIC計(jì)算機(jī)系從2007年以后設(shè)立了3個(gè)本科培養(yǎng)方向:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專業(yè)、軟件工程專業(yè)、人本計(jì)算專業(yè)(2007年后新增方向)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方向側(cè)重硬件，強(qiáng)調(diào)硬件知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生除了學(xué)習(xí)基礎(chǔ)必修課，還要求具有低層次的電路分析能力和高層次的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，這個(gè)方向是計(jì)算機(jī)科學(xué)和計(jì)算機(jī)工程的結(jié)合。軟件工程方向側(cè)重軟件，強(qiáng)調(diào)專業(yè)實(shí)踐所需的知識(shí)和技能，學(xué)生除了學(xué)習(xí)基礎(chǔ)必修課，還要參與軟件工程實(shí)踐的重要課題，如大型軟件開發(fā)和風(fēng)險(xiǎn)管理、軟件成本估算等等。人本計(jì)算方向側(cè)重計(jì)算機(jī)軟、硬件結(jié)合、人機(jī)交互，強(qiáng)調(diào)以人為中心的知識(shí)和實(shí)踐技能，如桌面或移動(dòng)設(shè)備的用戶界面設(shè)計(jì)和發(fā)展、計(jì)算機(jī)圖形和動(dòng)畫視頻游戲、電影特效和科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)可視化。

4．專業(yè)選擇方式

本科生入學(xué)有兩種專業(yè)選擇方式:可調(diào)劑和選定專業(yè)。可調(diào)劑的比較容易錄取，但是因?yàn)閷I(yè)待定，學(xué)生可以在第一學(xué)年末根據(jù)自己興趣選定專業(yè)方向，提交申請(qǐng)。從申請(qǐng)到知道結(jié)果大概需要1年，錄取后就可以學(xué)習(xí)對(duì)應(yīng)的專業(yè)課。學(xué)生成績(jī)完全采用學(xué)分制，本科生在獲得學(xué)位前至少需要獲得120個(gè)學(xué)分。一般來說，公共基礎(chǔ)課(包括數(shù)學(xué)、人文、社科等等)大約60學(xué)分，專業(yè)必修課要30學(xué)分左右，專業(yè)方向課要20學(xué)分左右。如果學(xué)生中途想換專業(yè)的話，有兩種方式可以選擇:學(xué)院內(nèi)換和跨學(xué)院換。學(xué)院內(nèi)換專業(yè)很容易，學(xué)生只需要再選修所學(xué)專業(yè)的專業(yè)必修課即可?？鐚W(xué)院選擇的話，不僅要完成專業(yè)必修課，連學(xué)院內(nèi)的專業(yè)基礎(chǔ)課也需要選修，但其他的基礎(chǔ)課的學(xué)分是一致的。這就減少了因?yàn)閾Q專業(yè)而造成的時(shí)間和金錢的浪費(fèi)。

5．第二專業(yè)

學(xué)校鼓勵(lì)學(xué)生輔修第二專業(yè)，并且專門為輔修學(xué)生設(shè)置了相關(guān)課程體系。這與當(dāng)前的計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)密切相關(guān)。計(jì)算機(jī)作為一個(gè)工具被普遍應(yīng)用到各行各業(yè)，現(xiàn)在跨學(xué)科的計(jì)算機(jī)研究越來越得到大家的重視。

三、學(xué)生培養(yǎng)

1．師資方面

授課老師主要進(jìn)行課堂講授和學(xué)術(shù)研究，另外每周有專門的辦公答疑時(shí)間，實(shí)驗(yàn)課和學(xué)生的課后答疑、批改和講評(píng)作業(yè)由助教負(fù)責(zé)，這也是系里提供給碩士生或博士生們的助學(xué)崗位。除了專職教師以外，學(xué)校還聘任校外在企業(yè)一線工作的專業(yè)人才作為兼職教師。因?yàn)橛行┘夹g(shù)人員不僅擁有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的實(shí)用技術(shù)，也喜歡分享，愿意到學(xué)校授課，他們也受到了學(xué)校和學(xué)生的熱烈歡迎。這些兼職教師沒有專門的辦公室，一般是下班后晚上到校授課。

2．誠(chéng)信問題

教師們非常重視學(xué)生的誠(chéng)信和道德教育，在每門課程的首次課，除了教師大體講一下課程主要內(nèi)容、課堂要求、課后作業(yè)要求外，還會(huì)強(qiáng)調(diào)一下誠(chéng)信問題，嚴(yán)禁抄襲。對(duì)于作業(yè)，學(xué)生一定要獨(dú)立完成，要是團(tuán)隊(duì)小組的作業(yè)，大家可以互相討論，可以查找資料，但是一定要添加注釋注明出處，絕對(duì)不允許出現(xiàn)作業(yè)雷同或者抄襲現(xiàn)象，一旦被發(fā)現(xiàn)，不僅僅是這門功課不及格的問題，而是退學(xué)，并且留下不良記錄，影響以后的職業(yè)發(fā)展。

3．課堂氣氛

教師在授課時(shí)非常注重提問，也鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑，通過提問讓學(xué)生思考，并激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。學(xué)生在課堂上質(zhì)疑是積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的最好體現(xiàn)，無論提問的問題是不是幼稚，教師們都很認(rèn)真幽默地回答。另外，質(zhì)疑、解惑的過程也能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。學(xué)生和教師之間是平等探討的關(guān)系，學(xué)生也不會(huì)因?yàn)榻處熁卮鸩簧夏硞€(gè)問題就質(zhì)疑老師的資格。

4．課后作業(yè)及其考核方式

每門課程都沒有特別指定的教材，但教師都會(huì)推薦幾本參考書，也隨堂布置課后作業(yè)。這些作業(yè)除了小型的題目外，也包括大量的閱讀材料和團(tuán)隊(duì)作業(yè)，學(xué)生僅僅依靠課堂的聽講遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，課后常常要付出幾倍的時(shí)間來完成這些。尤其是團(tuán)隊(duì)作業(yè)項(xiàng)目，這種作業(yè)的數(shù)量因課程的不同而有所區(qū)別，往往是1～3個(gè)，并且，每個(gè)項(xiàng)目必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提交，延遲會(huì)扣學(xué)分或者干脆取消學(xué)分。學(xué)生們需要自己協(xié)調(diào)分組，自己選定編程環(huán)境，并共同完成設(shè)計(jì)。這無形中給學(xué)生造成很大的學(xué)習(xí)壓力，但正是這種壓力鍛煉了學(xué)生。因?yàn)樗麄儾粌H要閱讀大量文獻(xiàn)，自己設(shè)計(jì)選題，寫出設(shè)計(jì)方案，還要熟悉所需工具，進(jìn)行編碼設(shè)計(jì)，最后還要在課堂上演講自己負(fù)責(zé)完成的工作，在演講過程中，也要認(rèn)真回答教師和其他學(xué)生隨時(shí)打斷話題提出的問題和觀點(diǎn)。教師會(huì)根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)給出相應(yīng)分?jǐn)?shù)?？己朔绞届`活自由，教師擁有很大的自由度。學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定包括課后作業(yè)、項(xiàng)目、期中考試、期末考試等多個(gè)部分，作業(yè)和項(xiàng)目的總量一般要超過50%，期末測(cè)試如果有的話也是對(duì)學(xué)生知識(shí)能力的測(cè)試，往往僅占30%左右。

5．學(xué)生管理

學(xué)生入學(xué)后沒有班主任，不分班級(jí)，但計(jì)算機(jī)系的每一個(gè)本科生在入學(xué)后由系里指定一名老師作為導(dǎo)師，在課程和專業(yè)選擇方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。第一學(xué)期的第9周或第10周時(shí)，學(xué)生可以預(yù)約指導(dǎo)老師一次，討論任何關(guān)于課程和學(xué)習(xí)的問題。不過導(dǎo)師只提供輔助建議，決定權(quán)還在學(xué)生。學(xué)生上課通過郵件和教師溝通交流，如果想申請(qǐng)活動(dòng)、成立組織，可以隨時(shí)找相關(guān)管理人員申請(qǐng)場(chǎng)地或?qū)徟欢ǖ慕?jīng)費(fèi)，實(shí)現(xiàn)完全的自治。這不僅培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立性，也鍛煉了他們的管理能力。筆者在UIC期間，多次參與中美學(xué)生組織的各種活動(dòng)，學(xué)生們通過組織這些活動(dòng)不僅增長(zhǎng)了見識(shí)，擴(kuò)大了知識(shí)面，也鍛煉了自己的組織協(xié)調(diào)能力。

四、科研

大學(xué)是科研創(chuàng)新的搖籃，也是培養(yǎng)科研人才的基地。學(xué)生的研究和創(chuàng)新能力也是大學(xué)教育質(zhì)量的重要特征之一。UIC最大程度地提供給學(xué)生一個(gè)探索的學(xué)習(xí)環(huán)境，并給學(xué)生一個(gè)充分自由的發(fā)展空間，在科研人才培養(yǎng)方面的主要特色是:多學(xué)科交叉、科研環(huán)境的創(chuàng)造和學(xué)生綜合能力的訓(xùn)練。計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程設(shè)置強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉，學(xué)生可以選擇工程院系的多門自然科學(xué)課程，比如數(shù)學(xué)課程、生物課程、物理課程、工程類課程等等。因?yàn)閷W(xué)科的交叉性容易使得學(xué)生產(chǎn)生創(chuàng)新性思想，發(fā)揮潛力，提高科研能力。系里很多教師也都從事交叉學(xué)科的研究，教師之間跨系的交流合作很多，這同時(shí)給學(xué)生創(chuàng)造了跨系學(xué)習(xí)和交流的機(jī)會(huì)，比如一個(gè)計(jì)算機(jī)系的學(xué)生，可以同時(shí)選修生物系的課程，并且可以選擇一個(gè)生物學(xué)系的教授作為副導(dǎo)師聯(lián)合培養(yǎng)，這不僅適應(yīng)信息社會(huì)發(fā)展的需要，創(chuàng)造了更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，也促使了跨學(xué)科創(chuàng)新性科研的發(fā)展。

五、小結(jié)

綜上所述，由于國(guó)情和文化的不同，美國(guó)和中國(guó)的計(jì)算機(jī)教育存在一些不同之處。伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校計(jì)算機(jī)系的計(jì)算機(jī)教育只是美國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育的一個(gè)縮影，有許多方面值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。如何根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，依據(jù)女子學(xué)校的特點(diǎn)，更加合理、有效的促進(jìn)我們的計(jì)算機(jī)教育，需要大家不斷地探索。