中美高校本科計算機教育的差異與思考

趙嫦花，米春橋

（1． 懷化學(xué)院 計算機科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 懷化 418008；2．武陵山片區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)智能控制技術(shù)湖南省重點實驗室，湖南 懷化 418008）

0 引 言

隨著計算機技術(shù)滲透到社會生活的各個領(lǐng)域，計算機作為我國高校教育重要組成部分及其具有的國際化的教育地位[1]，我們有必要了解國際上計算機專業(yè)教育教學(xué)狀況，學(xué)習(xí)其他國家先進(jìn)的教學(xué)理念，以促進(jìn)我國高等教育對優(yōu)秀計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)，增強學(xué)生的國際競爭力。

美國阿肯色州立大學(xué) (University of Arkansas，UA)于1871年創(chuàng)校，是美國中南部一所公立的綜合性研究型大學(xué)，位于費耶特維爾（Fayetteville）,附近有沃爾瑪（Wal-mart）總部、美國最大肉類加工企業(yè)之一的Tyson的總部。美國前總統(tǒng)克林頓及前任國務(wù)卿希拉里在步入政壇前均執(zhí)教于該校。該校計算機專業(yè)為Google（谷歌）、Microsoft（微軟）、Wal-mart（沃爾瑪）、Tyson、McDonnell Douglas（麥道，美國飛機制造商）和Amazon（亞馬遜）輸送了千余名計算機人才。

1 培養(yǎng)目標(biāo)

UA計算機科學(xué)與計算機工程系（computer science and computer engineering，CSCE）屬于工程學(xué)院（College of Engineering）,包括計算機科學(xué)理學(xué)學(xué)士、計算機科學(xué)文學(xué)士、計算機工程理學(xué)學(xué)士3個學(xué)士學(xué)位，分別對應(yīng)計算機科學(xué)、計算機工程兩個專業(yè)。計算機科學(xué)理學(xué)學(xué)士培養(yǎng)學(xué)生尋求有效的計算方法來自動化日常工作，創(chuàng)建和解釋新的信息，并尋求新的應(yīng)用程序來增強人機交互。通過計算機專業(yè)核心課程學(xué)習(xí)，促使學(xué)生將他們的技能與其他領(lǐng)域跨學(xué)科融合，如計算生物學(xué)、化學(xué)和藝術(shù)，滿足地區(qū)和企業(yè)的需要。計算機工程理學(xué)學(xué)士主要通過互聯(lián)網(wǎng)計算系統(tǒng)和通用系統(tǒng)（如臺式機和筆記本電腦）以及超級計算機，從事嵌入式系統(tǒng)（如手機、航空電子設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字無線電通信）的設(shè)計，讓學(xué)生掌握從硬件到軟件，即物理組件結(jié)構(gòu)到操作系統(tǒng)和編程語言的工作機制，具備將物理和抽象組件集成到工作系統(tǒng)中的能力。計算機科學(xué)文學(xué)士注重計算機科學(xué)技術(shù)在其他學(xué)科中的應(yīng)用。

在國內(nèi)，以筆者所在的懷化學(xué)院計算機科學(xué)與工程學(xué)院為例，學(xué)院包括計算機科學(xué)與技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)、軟件工程3個專業(yè)，主要培養(yǎng)具有良好信息素養(yǎng)的應(yīng)用型人才，學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)對應(yīng)的計算機科學(xué)與技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)，軟件工程的相關(guān)理論、基本知識和技術(shù)，能夠勝任相關(guān)領(lǐng)域計算機應(yīng)用開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)置等工作。

通過對比，兩所學(xué)校都注重應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，但美國教育比較看重通用知識教育和跨學(xué)科專業(yè)選修，培養(yǎng)目標(biāo)的層次性非常明顯[2]。

2 課程設(shè)置

UA計算機系為本科生開設(shè)的專業(yè)課程非常豐富，學(xué)生有充分的選擇空間，具體見表1、表2。

專業(yè)學(xué)生在校期間要修滿120個學(xué)分，其中18學(xué)分為人類或社會科學(xué)的公共課程；其余學(xué)分可從表1和表2中進(jìn)行選擇，其中至少有20學(xué)分的課程等級為3級以上。學(xué)校為每個專業(yè)的學(xué)生提供選課參考，每個學(xué)期最高選修18個學(xué)分。成績等級劃分為：A（90 分及以上）、B（80～89 分）、C（70～79分）、D（60～69分）、F（＜60分），成績達(dá)到D以上可獲得學(xué)分，但即使獲得學(xué)分，有8學(xué)分以上的成績?yōu)镈也不能獲得學(xué)位，而不像國內(nèi)高校60分萬歲，他們對及格分?jǐn)?shù)課程的學(xué)分也有限制，這樣就促使學(xué)生爭取每門課程拿到高分。

通常美國高校計算機課程設(shè)置非常靈活，學(xué)校會根據(jù)計算機領(lǐng)域發(fā)展的實際情況和就業(yè)市場的需求等及時更新課程。但國內(nèi)多數(shù)高校計算機專業(yè)的課程設(shè)置更新較慢，很難及時地把日新月異的計算機行業(yè)的新理念和新技術(shù)引入到教學(xué)中去。筆者認(rèn)為，國內(nèi)高校計算機課程設(shè)置要打破傳統(tǒng)，以市場需求為導(dǎo)向，與時俱進(jìn)。

3 教學(xué)方式

美國大學(xué)本科計算機教學(xué)方式靈活多樣，主要有教師講授、專題講座、課堂討論、學(xué)生報告、項目實驗等。本科初級課程以講授為主，高級課程多以演講、討論、提問、實驗為主，美國大學(xué)課堂較為開放，學(xué)生允許并被鼓勵在課堂上隨時打斷老師教學(xué)提問，老師在講課過程中也會經(jīng)常停下來征詢學(xué)生是否有問題提出，隨時回應(yīng)學(xué)生提出的疑問和觀點，課堂氛圍相當(dāng)活躍，學(xué)生思維擴散，常常為一個觀點爭得面紅耳赤，而老師從來不會去批判某個人觀點的對錯，而是鼓勵學(xué)生發(fā)言。項目通常都由團隊合作完成，學(xué)生特別重視團隊精神，也很在意自己在項目中所做的貢獻(xiàn)，形成了良好的競爭環(huán)境。教學(xué)沒有統(tǒng)一的教材，每個教師都有自己的網(wǎng)站，上面有課程的詳細(xì)說明、課件、作業(yè)、項目等，這些資源都是開放的。例如筆者旁聽的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)這門課，教師提供了豐富的教學(xué)資料，學(xué)生可以隨時從網(wǎng)上下載。在講授過程中，老師會結(jié)合當(dāng)前的技術(shù)從各個方面對學(xué)生的知識面進(jìn)行拓展并由學(xué)生組織開展討論，每節(jié)課基本上都安排了相應(yīng)的實驗進(jìn)行驗證，加深學(xué)生對該知識點內(nèi)容的理解和吸收，老師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)互動頻繁，充分體現(xiàn)了美國教育以“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，這種教學(xué)理念增強了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

表1 UA計算機專業(yè)核心課程

表2 UA計算機專業(yè)選修課

在國內(nèi)，本科生課程的教學(xué)要嚴(yán)格按照大綱進(jìn)行，教師要靈活自主地安排課程是較困難的[3]。按統(tǒng)一模式培養(yǎng)所有學(xué)生，重知識傳遞輕能力發(fā)展，不利于創(chuàng)新思維與能力的創(chuàng)造型人才的成長。在教學(xué)內(nèi)容上，教材是學(xué)生的唯一學(xué)習(xí)內(nèi)容，是學(xué)生知識的主要來源；在教學(xué)方法上，填鴨式的滿堂灌，只注重教師教，不重視學(xué)生學(xué)，考試主要靠死記硬背，不利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；在教學(xué)形式上，模式單一，忽視因材施教和知識的擴展；在師生關(guān)系上，教師是主動的施教者，學(xué)生是知識傳授對象，主體與受體的關(guān)系層次化太強，無法調(diào)節(jié)課堂氛圍?？傊瑖鴥?nèi)的計算機專業(yè)本科教學(xué)不能很好地滿足學(xué)生的能力發(fā)展需求，也不能讓學(xué)生適應(yīng)新時代創(chuàng)新型人才發(fā)展的需要。

4 評價體系

美國高校的計算機本科教育遵循“寬進(jìn)嚴(yán)出”的原則。學(xué)生進(jìn)入大學(xué)比較容易，但要想順利畢業(yè)就必須經(jīng)過刻苦的學(xué)習(xí)，學(xué)校有一套嚴(yán)格的評價體系，學(xué)生要獲得學(xué)分就必須認(rèn)真參加每一個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)[4]。UA的計算機本科課程對學(xué)生各種各樣的考核評價貫穿整個教學(xué)過程。美國的課程成績構(gòu)成豐富，小考特別多，作業(yè)也很多，教師嚴(yán)格按考勤、平時作業(yè)、平時小考、期中考試、期末考試、項目的比例作為課程最終成績。以筆者旁聽的一門數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為例，成績就由實驗與練習(xí)（30%）、不定期小測試（10%）、期中考試（10%）、項目（20%）、考勤（10%）和期末考試（20%）6部分組成。一般期中考試考完的內(nèi)容，期末考試就不會再考，幾乎每周都有評價，因此學(xué)生學(xué)習(xí)都非常緊張，要想靠期末突擊完成考試是不可能的，正因為如此，美國計算機專業(yè)學(xué)生的動手能力普遍都較強。一般系里都會指定1～2名研究生作為助教，幫助教師指導(dǎo)學(xué)生實驗，批改平時作業(yè)、期中與期末試卷等，由系里負(fù)責(zé)補助。

本科計算機教育已進(jìn)入大眾化學(xué)習(xí)階段，為培養(yǎng)出高素質(zhì)的學(xué)生，美國高校設(shè)置了非常嚴(yán)厲的考核與考評，每個階段的淘汰率也很高，各個學(xué)校依靠高比例的淘汰率來確保畢業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，在培養(yǎng)過程中，對學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力更為看重，如筆者所在的UA對本科生采取科研加項目的培養(yǎng)模式，為學(xué)生提供參加各種學(xué)習(xí)研究和實踐的機會，與本地企業(yè)Wal-mart及Tyson聯(lián)合進(jìn)行項目開發(fā)，學(xué)生不僅可獲得學(xué)分，還能找到自己研究的興趣點，提出很好的創(chuàng)意點。美國高校教師不需要考慮及格率的問題，因此教師完全可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行客觀地評價，而不像國內(nèi)高校的老師不得不考慮學(xué)生及格率等問題，從而降低考核標(biāo)準(zhǔn)，讓許多素質(zhì)較差根本達(dá)不到畢業(yè)要求的學(xué)生順利地拿到學(xué)位。國內(nèi)課程考試一般由期末考試決定，導(dǎo)致學(xué)生不注重平時的學(xué)習(xí)，只是死記硬背以通過期末考試，蒙混過關(guān)，考核結(jié)果和學(xué)生的實際能力不匹配。

筆者認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)的評價體系決定了學(xué)生的質(zhì)量，顯然，美國的教育評價體系明顯優(yōu)于國內(nèi)的評價體系，這也是他們能培養(yǎng)出高質(zhì)量人才的原因之一。但國內(nèi)高校教師資源缺乏，師生比例嚴(yán)重失衡，要想貫徹美國的這種評價體系，需要投入很多的精力，我國高校應(yīng)根據(jù)實際情況尋找解決策略，如采用增加教師資源、減小班級人數(shù)、給予相應(yīng)的補助等方法，鼓勵教師改變以期末考卷定成績的評價體系，提高教學(xué)效果。

5 誠信機制

美國十分重視學(xué)生的學(xué)術(shù)誠信教育，如讓學(xué)生做出學(xué)術(shù)誠實的保證、積極預(yù)防學(xué)生的舞弊、加強監(jiān)督管理、建立打擊學(xué)術(shù)不誠信網(wǎng)站、建立專門的學(xué)術(shù)誠信委員會等。筆者旁聽的UA也有嚴(yán)格的制度，在期末考試中發(fā)現(xiàn)作弊一律開除；平時隨堂小考作弊或作業(yè)抄襲，則該門課一律不及格。因此，學(xué)生形成了自律，多門計算機專業(yè)課程的考試、實驗、平時作業(yè)、課程設(shè)計都很少有學(xué)生作弊，有些期末考試?yán)蠋煻疾挥帽O(jiān)考，直接叫助教發(fā)卷收卷就行。

相較于美國高校，國內(nèi)高校學(xué)生的學(xué)術(shù)誠信問題比較嚴(yán)重。學(xué)生在平時作業(yè)、考試、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)，經(jīng)常會投機取巧，在網(wǎng)上百度，東拼西湊。在如何防止和減少學(xué)生舞弊問題上，我國高校雖然有相應(yīng)的措施，但執(zhí)行者在執(zhí)行過程中往往會動惻隱之心，使問題不了了之，久而久之，學(xué)生就無所懼怕。筆者認(rèn)為，規(guī)章制度一旦制定就要嚴(yán)格執(zhí)行，同時要向美國學(xué)習(xí)抓好新生教育、日常教育，讓誠信體制深入內(nèi)心，實現(xiàn)自我約束。

6 結(jié) 語

由于國情的不同，中美在大學(xué)計算機教育上必然會存在一定差異，我們要結(jié)合我國實際情況并借鑒美國成功經(jīng)驗，取其精華，去其糟粕，對我國計算機教育教學(xué)進(jìn)行積極探索和改革。首先，引導(dǎo)學(xué)生明白學(xué)習(xí)是自己的事，充分讓學(xué)生自己去想，使學(xué)生學(xué)得主動、靈活、高興；其次，以市場為導(dǎo)向，改進(jìn)課程體系設(shè)置，緊跟世界前沿技術(shù)，讓教師走出去，到國際化企業(yè)中學(xué)習(xí)新技術(shù)；再次，注重培養(yǎng)學(xué)生對知識和權(quán)威的質(zhì)疑、批判精神，注重對知識的拓展和創(chuàng)造；最后，建立科學(xué)合理的過程化評價體系，在實施過程中培養(yǎng)學(xué)生的誠信?？傊?，我們要加強與國際高校間的交流與學(xué)習(xí)，送出更多的老師外出訪問學(xué)習(xí)，以便緊跟國際計算機科學(xué)發(fā)展的最新理念和技術(shù)，設(shè)計適合我國國情的計算機教育發(fā)展思路和創(chuàng)新模式，為我國培養(yǎng)更多優(yōu)秀的計算機專業(yè)人才。