伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校計(jì)算機(jī)科學(xué)系本科生培養(yǎng)剖析

伊利諾伊大學(xué)（University of Illinois）是一所公立學(xué)校，始建于1868年，分芝加哥（Chicago）、斯普林菲爾德（Springfield）和厄本那-香檳（Urbana-Champaign）三個(gè)校區(qū)，占地面積10 496英畝。2005—2006學(xué)年，學(xué)校注冊(cè)在校生總數(shù)為68 325人，全日制教師總數(shù)為5576人，管理和專業(yè)技術(shù)人員7 573人，年度總運(yùn)行經(jīng)費(fèi)為32億美元（不包括社會(huì)捐贈(zèng)等所得收入），研究經(jīng)費(fèi)總額為6.688億美元（在美國所有大學(xué)中排名第10）。

伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校（University of Illinois at Chicago）位于芝加哥市的中心地帶，下設(shè)醫(yī)學(xué)院、工程學(xué)院、文學(xué)與科學(xué)學(xué)院、建筑與藝術(shù)學(xué)院、工商管理學(xué)院和城市規(guī)劃與公共管理學(xué)院等14個(gè)學(xué)院，其中工程學(xué)院又由計(jì)算機(jī)科學(xué)系、電子與計(jì)算機(jī)工程系、生物工程系、化學(xué)工程系、土木工程與材料系和機(jī)械與工業(yè)工程系組成。

學(xué)習(xí)訪問期間，筆者有幸旁聽了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)算法、操作系統(tǒng)概念與設(shè)計(jì)、面向?qū)ο缶幊獭⒏呒?jí)軟件工程和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等課程。通過自己的切身感受，以及與任課教師和學(xué)生交流，筆者有幾點(diǎn)感觸較深，拋磚引玉，或許值得國內(nèi)計(jì)算機(jī)教育界思考和借鑒。

一、通識(shí)教育

從計(jì)算機(jī)科學(xué)系本科生的課程設(shè)置要求和培養(yǎng)方案，我們不難看出，伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校像大多數(shù)美國大學(xué)一樣，非常注重加強(qiáng)對(duì)學(xué)生人文藝術(shù)素質(zhì)的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)通識(shí)教育。

為此，筆者曾走訪了一位計(jì)算機(jī)科學(xué)系資深教授，他的一番話頗有意味。他說，從整體上講，大學(xué)階段在一個(gè)人的發(fā)展過程中，只能算是打基礎(chǔ)的時(shí)期，一個(gè)廣闊的知識(shí)面可以為學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展提供一個(gè)更好的平臺(tái)。就計(jì)算機(jī)科學(xué)系而言，由于現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)無所不在，與之完全無關(guān)的專業(yè)可以說少之又少。所以，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科生來說，無論他們以后想成為IT企業(yè)的管理人員或者計(jì)算機(jī)方面的法律人士，本科階段打下的良好基礎(chǔ)可以讓他們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦懈佑稳杏杏唷Ｍ瑫r(shí)，對(duì)那些以后準(zhǔn)備從事計(jì)算機(jī)科學(xué)研究和工程技術(shù)開發(fā)的學(xué)生來說，他們也不可避免地要與其他領(lǐng)域的人士進(jìn)行溝通和交流，而一個(gè)全面的基礎(chǔ)知識(shí)在這時(shí)候可以很好地派上用場。

在此方面，實(shí)際上，國內(nèi)一些高校已經(jīng)給予了足夠的重視，并進(jìn)行了卓有成效的改革。但據(jù)了解，仍有不少的高校對(duì)大力加強(qiáng)通識(shí)教育的必要性存在爭議，筆者在此提出此點(diǎn)，希望引起同行們的思考。

二、教材問題

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)（尤其是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)）發(fā)展非常迅速，在美國，計(jì)算機(jī)教材的更新速度相當(dāng)快，教師的講授內(nèi)容基本能與之同步，這樣就基本保證了學(xué)生所學(xué)到的知識(shí)是該領(lǐng)域中最新的技術(shù)。與此相比，由于當(dāng)前我國在計(jì)算機(jī)技術(shù)方面與美國還有一定的差距，而且反映最新技術(shù)的文章大多都是英文的，這些都在客觀上造成了我國計(jì)算機(jī)教材與美國相比相對(duì)滯后。為此，筆者提出如下建議：

首先，進(jìn)一步加強(qiáng)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教材的引進(jìn)工作（值得欣慰的是，教育部在幾年前就已經(jīng)開始了此項(xiàng)工作的試點(diǎn)）。由于生活水平的差異，美國的計(jì)算機(jī)教材一般較貴，每本大約在400～800元人民幣之間，這對(duì)我國絕大多數(shù)學(xué)生來說都是無法承受的。為此，應(yīng)結(jié)合教育部“在有條件的學(xué)校推動(dòng)開展英語授課或雙語教學(xué)”的指導(dǎo)思想，在精選的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加大英文影印版教材的引進(jìn)力度，同時(shí)，要想方設(shè)法縮短影印版教材與原版教材出版的時(shí)間差，使開展英語教學(xué)或雙語教學(xué)的學(xué)校以及有能力閱讀英文教材的學(xué)生盡早受益。

其次，在加大英文影印版教材引進(jìn)的同時(shí)，也要進(jìn)一步重視對(duì)經(jīng)典英文教材的翻譯，加大工作力度。近年來，國內(nèi)一些出版單位陸續(xù)推出了不少經(jīng)典計(jì)算機(jī)教材的中文譯本，為我國計(jì)算機(jī)教育的發(fā)展作出了一定的貢獻(xiàn)。誠然，這些中文譯本絕大多數(shù)都譯得不錯(cuò)，但很遺憾，筆者也在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)了一些讀者對(duì)極個(gè)別譯本不甚滿意（大多是因?yàn)榉g過程中，直譯過多，這樣讀者理解起來非常困難），如能在這方面更加注意，則將會(huì)取得更好的效果。

總之，我們加大英文影印版引進(jìn)及中譯本工作力度的最終目的是要提高我們自已的教材水平。實(shí)際上，我們國內(nèi)絕大多數(shù)教師對(duì)教材質(zhì)量是非常重視的。只要我們?cè)诩哟蠼滩囊M(jìn)工作力度的同時(shí)，進(jìn)一步探索調(diào)動(dòng)教師出版教材積極性的有效機(jī)制，我國的計(jì)算機(jī)教材建設(shè)一定可以在不久的將來迎來一個(gè)嶄新的局面。

三、教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)

與諸多美國大學(xué)相類似，伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校教職工隊(duì)伍分為教師和管理服務(wù)人員兩大類，而擔(dān)任教學(xué)任務(wù)的教師一般都是學(xué)校的知名教授或副教授，應(yīng)該說在美國能夠給學(xué)生講課是一種榮譽(yù)。這樣，與高質(zhì)量的教材等因素綜合在一起，就為學(xué)生能夠接受到最好的教育提供了保證。

與之相比，在國內(nèi)高校中，雖然有很多知名的教授一直工作在教學(xué)一線，但由于受課題任務(wù)重等各種外在因素的影響，也使得一些知名教授在開展教學(xué)方面感到分身乏術(shù)。這一問題的解決是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到學(xué)校的教學(xué)、科研和管理等許多方面。

四、教學(xué)方式

談及伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的課堂教學(xué)，筆者對(duì)兩點(diǎn)印象較深，一是老師課堂上講的相對(duì)較少，除了講授基本知識(shí)之外，老師將更多的時(shí)間和精力用于引導(dǎo)學(xué)生如何去思考和解決問題，即重在加強(qiáng)方法的傳授；二是學(xué)生課外練習(xí)相對(duì)較重。由于美國的信用體系較為完備，學(xué)生在完成自己的課外作業(yè)時(shí)，絕大多數(shù)都是獨(dú)立或組成小組共同完成的，基本不存在抄襲現(xiàn)象，即使對(duì)個(gè)別問題確實(shí)不清楚，偶爾也會(huì)向同學(xué)請(qǐng)教或參考同學(xué)的作業(yè)，但最終提交給老師的作業(yè)都是經(jīng)過認(rèn)真思考、自己完成的。

經(jīng)過與教師和學(xué)生交流，筆者了解到，就對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握而言，國內(nèi)的本科生并不比美國的學(xué)生差，甚至有一定的優(yōu)勢；但從凝練、思考和解決實(shí)際問題的角度講，國內(nèi)的本科生與美國學(xué)生確有差距。

實(shí)際上，在一個(gè)人的成長過程中，大學(xué)本科階段是充滿激情與夢想的年代。如果我們能更多地從現(xiàn)實(shí)中提煉出一些問題作為學(xué)生的課外作業(yè)，對(duì)于學(xué)生深入理解和掌握基本知識(shí)，靈活運(yùn)用各種方法和工具，提高分析問題和解決問題的能力，進(jìn)而強(qiáng)化對(duì)其創(chuàng)新意識(shí)和能力的培養(yǎng)都是非常有益的；而圓滿解決現(xiàn)實(shí)問題后所獲得的成就感和喜悅之情，正是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促使學(xué)生在已有的基礎(chǔ)上向更深層次進(jìn)行思考的強(qiáng)大的精神動(dòng)力。

當(dāng)然，在強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)的同時(shí)，要兼顧到對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。具體來說，我們要優(yōu)化課程設(shè)置，完善培養(yǎng)方案，避免課時(shí)過多，要保證學(xué)生有足夠的時(shí)間完成課外練習(xí)。

總之，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和培養(yǎng)學(xué)生思考和解決實(shí)際問題的能力是一個(gè)問題辨證的兩個(gè)方面。我們既要避免單純重視對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，造成學(xué)生的動(dòng)手能力不強(qiáng)、創(chuàng)新性不足，也要避免只重視動(dòng)手能力，而導(dǎo)致學(xué)生基礎(chǔ)不扎實(shí)、發(fā)展后勁不足的情況。我們應(yīng)在認(rèn)真比較研究國內(nèi)外本科課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，通過改革試點(diǎn)，不斷完善課程設(shè)置和培養(yǎng)方案，逐步實(shí)現(xiàn)掌握基礎(chǔ)知識(shí)和培養(yǎng)動(dòng)手能力的最優(yōu)組合，構(gòu)建最符合人才成長規(guī)律的本科培養(yǎng)新模式。

五、感受

筆者曾參加了一次創(chuàng)新意識(shí)討論課，特別對(duì)以下案例感觸頗深：

美國某學(xué)校物理考試中有一道題是“如何運(yùn)用氣壓表測量大樓高度”。其中有一個(gè)中學(xué)生答道：把氣壓表一段拴上繩子，站到大樓樓頂，把氣壓表扔下來，氣壓表掉到地上時(shí)給手中繩子做上標(biāo)記，從標(biāo)記段到氣壓表段繩子長度就是大樓高度。老師說這種答案不能接受，因?yàn)闆]有用到物理學(xué)理論。這位同學(xué)又答道，假定氣壓表重量為g，從樓頂扔下到達(dá)地下的時(shí)間是t，根據(jù)自由落體公式：L=1/2g*t*t，可以求出大樓高度L。老師說你這樣做有風(fēng)險(xiǎn)會(huì)損壞氣壓表。這位學(xué)生馬上說，我拿繩子從一樓往上走，一個(gè)一個(gè)樓梯臺(tái)階量，加起來就是大樓的高度。老師又說，這樣做一方面太費(fèi)事，另一方面沒用到氣壓表。該學(xué)生思考片刻，非常興奮地說，我到大樓管理處，請(qǐng)求管理員告訴我大樓的高度，作為回報(bào)我把氣壓表送給他。最后老師問他，你難道不知道，根據(jù)樓底樓頂氣壓差可以計(jì)算出樓的高度嗎？這位學(xué)生義正言辭地回答，我當(dāng)然知道，這是我在物理課上學(xué)到的。但我同時(shí)學(xué)到的是要充分調(diào)動(dòng)大腦，提出所有可行方案，每種方案都有存在的道理。討論課老師又問學(xué)生誰發(fā)現(xiàn)美洲新大陸，很多學(xué)生回答哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸。老師問是這樣嗎？有學(xué)生就說哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸時(shí)同時(shí)看到了印第安人，是印第安人發(fā)現(xiàn)新大陸。馬上又有學(xué)生提出異議，并引用了圣經(jīng)的典故認(rèn)為是猶太人。爭論了一個(gè)小時(shí)，雖然沒有唯一答案，但所有學(xué)生都自信自己的結(jié)論。這是美國上課普遍看到的現(xiàn)象，答案可以不是唯一的，但所有解釋都有理有據(jù)。