國外計算機教育分析論文
一、引言
美國伊利諾伊大學(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最大的一所結合教學(xué)、科研和開(kāi)發(fā)為一體的綜合性高等教育院校，被美國卡耐基高等教育基金會(huì )①授予一類(lèi)科研院校稱(chēng)號②。伊利諾大學(xué)芝加哥分校(UniversityofIllinoisatChicago，以下簡(jiǎn)稱(chēng)UIC)計算機系是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(zhuān)職教師，負責本科、研究生和博士的培養。筆者于2010～2011年在該校計算機系做了半年的訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者，對美國計算機教育有一定的感觸，以下主要以UIC為例，從個(gè)人角度分析一下美國大學(xué)計算機教育的特點(diǎn)。
二、專(zhuān)業(yè)課程設置
1．網(wǎng)絡(luò )資源設施
UIC學(xué)校擁有強大的網(wǎng)絡(luò )支持，校園網(wǎng)覆蓋整個(gè)東、西校區。每個(gè)新生入學(xué)后，都可以獲得一個(gè)@uic．edu的郵箱帳號，憑這個(gè)可以在校區的任何地方隨時(shí)隨地地上網(wǎng)。計算機系的電腦中心晝夜開(kāi)放，大家上機完成自己的設計題目。機房附近設有通宵自習室，學(xué)生通常在這里進(jìn)行團隊討論。機房和自習室由助教們輪班管理，并在這里解答學(xué)生遇到的問(wèn)題。圖書(shū)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(kāi)放，學(xué)生不僅可以從這里借閱各種圖書(shū)，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )查閱、下載各種電子文檔，還可以隨時(shí)通過(guò)旁邊的打印機，自行復印所需要的資料。
2．課程設置
學(xué)校課程采用分級方式，共5級，難度也從1到5隨之升高。其中本科生可以選擇1～4級的課程，碩士、博士選擇4～5級。每門(mén)課程都明確規定了相應的選修資格，比如CS202是“數據結構與離散數學(xué)II”，學(xué)生選修的資格是通過(guò)了CS201“數據結構和離散數學(xué)I”的考試，并且成績(jì)達到了C以上。計算機科學(xué)作為一個(gè)多學(xué)科交叉的學(xué)科，工程和數學(xué)是根本。所有本科學(xué)生不僅要在計算機科學(xué)領(lǐng)域掌握一些基礎必修課，也要求掌握一定的數學(xué)和工程基礎，然后再按照專(zhuān)業(yè)方向選擇5門(mén)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習，取得不同的專(zhuān)業(yè)背景�？傮w來(lái)說(shuō)，所有課程大致可分為5類(lèi):基礎必修課程、專(zhuān)業(yè)必修課程、專(zhuān)業(yè)選修課程、工程和數學(xué)選修課程、學(xué)院以外開(kāi)設的其他課程。
3．專(zhuān)業(yè)方向
UIC計算機系從2007年以后設立了3個(gè)本科培養方向:計算機系統專(zhuān)業(yè)、軟件工程專(zhuān)業(yè)、人本計算專(zhuān)業(yè)(2007年后新增方向)。計算機系統方向側重硬件，強調硬件知識的學(xué)習，學(xué)生除了學(xué)習基礎必修課，還要求具有低層次的電路分析能力和高層次的系統設計能力，這個(gè)方向是計算機科學(xué)和計算機工程的結合。軟件工程方向側重軟件，強調專(zhuān)業(yè)實(shí)踐所需的知識和技能，學(xué)生除了學(xué)習基礎必修課，還要參與軟件工程實(shí)踐的重要課題，如大型軟件開(kāi)發(fā)和風(fēng)險管理、軟件成本估算等等。人本計算方向側重計算機軟、硬件結合、人機交互，強調以人為中心的知識和實(shí)踐技能，如桌面或移動(dòng)設備的用戶(hù)界面設計和發(fā)展、計算機圖形和動(dòng)畫(huà)視頻游戲、電影特效和科學(xué)、工程和醫學(xué)可視化。
4．專(zhuān)業(yè)選擇方式
本科生入學(xué)有兩種專(zhuān)業(yè)選擇方式:可調劑和選定專(zhuān)業(yè)�？烧{劑的比較容易錄取，但是因為專(zhuān)業(yè)待定，學(xué)生可以在第一學(xué)年末根據自己興趣選定專(zhuān)業(yè)方向，提交申請。從申請到知道結果大概需要1年，錄取后就可以學(xué)習對應的專(zhuān)業(yè)課。學(xué)生成績(jì)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(lái)說(shuō)，公共基礎課(包括數學(xué)、人文、社科等等)大約60學(xué)分，專(zhuān)業(yè)必修課要30學(xué)分左右，專(zhuān)業(yè)方向課要20學(xué)分左右。如果學(xué)生中途想換專(zhuān)業(yè)的話(huà)，有兩種方式可以選擇:學(xué)院內換和跨學(xué)院換。學(xué)院內換專(zhuān)業(yè)很容易，學(xué)生只需要再選修所學(xué)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課即可�？鐚W(xué)院選擇的話(huà)，不僅要完成專(zhuān)業(yè)必修課，連學(xué)院內的專(zhuān)業(yè)基礎課也需要選修，但其他的基礎課的學(xué)分是一致的。這就減少了因為換專(zhuān)業(yè)而造成的時(shí)間和金錢(qián)的浪費。
5．第二專(zhuān)業(yè)
學(xué)校鼓勵學(xué)生輔修第二專(zhuān)業(yè)，并且專(zhuān)門(mén)為輔修學(xué)生設置了相關(guān)課程體系。這與當前的計算機發(fā)展趨勢密切相關(guān)。計算機作為一個(gè)工具被普遍應用到各行各業(yè)，現在跨學(xué)科的計算機研究越來(lái)越得到大家的重視。
三、學(xué)生培養
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(zhuān)門(mén)的辦公答疑時(shí)間，實(shí)驗課和學(xué)生的課后答疑、批改和講評作業(yè)由助教負責，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(zhuān)職教師以外，學(xué)校還聘任校外在企業(yè)一線(xiàn)工作的專(zhuān)業(yè)人才作為兼職教師。因為有些技術(shù)人員不僅擁有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗和先進(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(méi)有專(zhuān)門(mén)的辦公室，一般是下班后晚上到校授課。
2．誠信問(wèn)題
教師們非常重視學(xué)生的誠信和道德教育，在每門(mén)課程的首次課，除了教師大體講一下課程主要內容、課堂要求、課后作業(yè)要求外，還會(huì )強調一下誠信問(wèn)題，嚴禁抄襲。對于作業(yè)，學(xué)生一定要獨立完成，要是團隊小組的作業(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，絕對不允許出現作業(yè)雷同或者抄襲現象，一旦被發(fā)現，不僅僅是這門(mén)功課不及格的問(wèn)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(wèn)，也鼓勵學(xué)生質(zhì)疑，通過(guò)提問(wèn)讓學(xué)生思考，并激發(fā)他們的學(xué)習熱情。學(xué)生在課堂上質(zhì)疑是積極主動(dòng)學(xué)習的最好體現，無(wú)論提問(wèn)的問(wèn)題是不是幼稚，教師們都很認真幽默地回答。另外，質(zhì)疑、解惑的過(guò)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 )因為教師回答不上某個(gè)問(wèn)題就質(zhì)疑老師的資格。
4．課后作業(yè)及其考核方式
每門(mén)課程都沒(méi)有特別指定的教材，但教師都會(huì )推薦幾本參考書(shū)，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隊作業(yè)，學(xué)生僅僅依靠課堂的聽(tīng)講遠遠不夠，課后常常要付出幾倍的時(shí)間來(lái)完成這些。尤其是團隊作業(yè)項目，這種作業(yè)的數量因課程的不同而有所區別，往往是1～3個(gè)，并且，每個(gè)項目必須在規定的時(shí)間內提交，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)調分組，自己選定編程環(huán)境，并共同完成設計。這無(wú)形中給學(xué)生造成很大的學(xué)習壓力，但正是這種壓力鍛煉了學(xué)生。因為他們不僅要閱讀大量文獻，自己設計選題，寫(xiě)出設計方案，還要熟悉所需工具，進(jìn)行編碼設計，最后還要在課堂上演講自己負責完成的工作，在演講過(guò)程中，也要認真回答教師和其他學(xué)生隨時(shí)打斷話(huà)題提出的問(wèn)題和觀(guān)點(diǎn)。教師會(huì )根據學(xué)生的表現給出相應分數�？己朔绞届`活自由，教師擁有很大的自由度。學(xué)生成績(jì)評定包括課后作業(yè)、項目、期中考試、期末考試等多個(gè)部分，作業(yè)和項目的總量一般要超過(guò)50%，期末測試如果有的話(huà)也是對學(xué)生知識能力的測試，往往僅占30%左右。
5．學(xué)生管理
學(xué)生入學(xué)后沒(méi)有班主任，不分班級，但計算機系的每一個(gè)本科生在入學(xué)后由系里指定一名老師作為導師，在課程和專(zhuān)業(yè)選擇方面對學(xué)生進(jìn)行輔導。第一學(xué)期的第9周或第10周時(shí)，學(xué)生可以預約指導老師一次，討論任何關(guān)于課程和學(xué)習的問(wèn)題。不過(guò)導師只提供輔助建議，決定權還在學(xué)生。學(xué)生上課通過(guò)郵件和教師溝通交流，如果想申請活動(dòng)、成立組織，可以隨時(shí)找相關(guān)管理人員申請場(chǎng)地或審批一定的經(jīng)費，實(shí)現完全的自治。這不僅培養了學(xué)生的獨立性，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(guò)組織這些活動(dòng)不僅增長(cháng)了見(jiàn)識，擴大了知識面，也鍛煉了自己的組織協(xié)調能力。
四、科研
大學(xué)是科研創(chuàng )新的搖籃，也是培養科研人才的基地。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)生綜合能力的訓練。計算機專(zhuān)業(yè)的課程設置強調多學(xué)科的交叉，學(xué)生可以選擇工程院系的多門(mén)自然科學(xué)課程，比如數學(xué)課程、生物課程、物理課程、工程類(lèi)課程等等。因為學(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)習和交流的機會(huì )，比如一個(gè)計算機系的學(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)系的教授作為副導師聯(lián)合培養，這不僅適應信息社會(huì )發(fā)展的需要，創(chuàng )造了更多的就業(yè)機會(huì )，也促使了跨學(xué)科創(chuàng )新性科研的發(fā)展。
五、小結
綜上所述，由于國情和文化的不同，美國和中國的計算機教育存在一些不同之處。伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校計算機系的計算機教育只是美國高等學(xué)校計算機教育的一個(gè)縮影，有許多方面值得我們學(xué)習和借鑒。如何根據我國的國情，依據女子學(xué)校的特點(diǎn)，更加合理、有效的促進(jìn)我們的計算機教育，需要大家不斷地探索。
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