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，被美國卡耐基高等教育基金會①授予一類科研院校稱號②。伊利諾大學(xué)芝加哥分校(UniversityofIllinoisatChicago，以下簡稱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名專職教師，負責(zé)本科、研究生和博士的培養(yǎng)。筆者于2010～2011年在該校計算機系做了半年的訪問學(xué)者，對美國計算機教育有一定的感觸，以下主要以UIC為例，從個人角度分析一下美國大學(xué)計算機教育的特點。
二、專業(yè)課程設(shè)置
1．網(wǎng)絡(luò)資源設(shè)施
UIC學(xué)校擁有強大的網(wǎng)絡(luò)支持，校園網(wǎng)覆蓋整個東、西校區(qū)。每個新生入學(xué)后，都可以獲得一個@uic．edu的郵箱帳號，憑這個可以在校區(qū)的任何地方隨時隨地地上網(wǎng)。計算機系的電腦中心晝夜開放，大家上機完成自己的設(shè)計題目。機房附近設(shè)有通宵自習(xí)室，學(xué)生通常在這里進行團隊討論。機房和自習(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，還可以隨時通過旁邊的打印機，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，并且成績達到了C以上。計算機科學(xué)作為一個多學(xué)科交叉的學(xué)科，工程和數(shù)學(xué)是根本。所有本科學(xué)生不僅要在計算機科學(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計算機系從2007年以后設(shè)立了3個本科培養(yǎng)方向:計算機系統(tǒng)專業(yè)、軟件工程專業(yè)、人本計算專業(yè)(2007年后新增方向)。計算機系統(tǒng)方向側(cè)重硬件，強調(diào)硬件知識的學(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)計能力，這個方向是計算機科學(xué)和計算機工程的結(jié)合。軟件工程方向側(cè)重軟件，強調(diào)專業(yè)實踐所需的知識和技能，學(xué)生除了學(xué)習(xí)基礎(chǔ)必修課，還要參與軟件工程實踐的重要課題，如大型軟件開發(fā)和風(fēng)險管理、軟件成本估算等等。人本計算方向側(cè)重計算機軟、硬件結(jié)合、人機交互，強調(diào)以人為中心的知識和實踐技能，如桌面或移動設(shè)備的用戶界面設(shè)計和發(fā)展、計算機圖形和動畫視頻游戲、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)�？烧{(diào)劑的比較容易錄取，但是因為專業(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。從申請到知道結(jié)果大概需要1年，錄取后就可以學(xué)習(xí)對應(yīng)的專業(yè)課。學(xué)生成績完全采用學(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。這就減少了因為換專業(yè)而造成的時間和金錢的浪費。
5．第二專業(yè)
學(xué)校鼓勵學(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)前的計算機發(fā)展趨勢密切相關(guān)。計算機作為一個工具被普遍應(yīng)用到各行各業(yè)，現(xiàn)在跨學(xué)科的計算機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間，實驗課和學(xué)生的課后答疑、批改和講評作業(yè)由助教負責(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。因為有些技術(shù)人員不僅擁有豐富的實踐經(jīng)驗和先進的實用技術(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．誠信問題
教師們非常重視學(xué)生的誠信和道德教育，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，還會強調(diào)一下誠信問題，嚴(yán)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(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
教師在授課時非常注重提問，也鼓勵學(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)生也不會因為教師回答不上某個問題就質(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隊作業(yè)，學(xué)生僅僅依靠課堂的聽講遠遠不夠，課后常常要付出幾倍的時間來完成這些。尤其是團隊作業(yè)項目，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，并且，每個項目必須在規(guī)定的時間內(nèi)提交，延遲會扣學(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。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。因為他們不僅要閱讀大量文獻，自己設(shè)計選題，寫出設(shè)計方案，還要熟悉所需工具，進行編碼設(shè)計，最后還要在課堂上演講自己負責(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)生隨時打斷話題提出的問題和觀點。教師會根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)給出相應(yīng)分?jǐn)?shù)。考核方式靈活自由，教師擁有很大的自由度。學(xué)生成績評定包括課后作業(yè)、項目、期中考試、期末考試等多個部分，作業(yè)和項目的總量一般要超過50%，期末測試如果有的話也是對學(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)后沒有班主任，不分班級，但計算機系的每一個本科生在入學(xué)后由系里指定一名老師作為導(dǎo)師，在課程和專業(yè)選擇方面對學(xué)生進行輔導(dǎo)。第一學(xué)期的第9周或第10周時，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，如果想申請活動、成立組織，可以隨時找相關(guān)管理人員申請場地或?qū)徟欢ǖ慕?jīng)費，實現(xiàn)完全的自治。這不僅培養(yǎng)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，學(xué)生們通過組織這些活動不僅增長了見識，擴大了知識面，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)生一個探索的學(xué)習(xí)環(huán)境，并給學(xué)生一個充分自由的發(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。計算機專業(yè)的課程設(shè)置強調(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，這同時給學(xué)生創(chuàng)造了跨系學(xué)習(xí)和交流的機會，比如一個計算機系的學(xué)生，可以同時選修生物系的課程，并且可以選擇一個生物學(xué)系的教授作為副導(dǎo)師聯(lián)合培養(yǎng)，這不僅適應(yīng)信息社會發(fā)展的需要，創(chuàng)造了更多的就業(yè)機會，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)我國的國情，依據(jù)女子學(xué)校的特點，更加合理、有效的促進我們的計算機教育，需要大家不斷地探索。
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