美國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程特點(diǎn)和啟示

【摘要】美國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)歸納起來主要有這樣一些特點(diǎn)：要求學(xué)生強(qiáng)調(diào)誠(chéng)信，嚴(yán)懲抄襲行為，樹立踏實(shí)作風(fēng)；要求教師從細(xì)節(jié)處發(fā)現(xiàn)問題改進(jìn)教學(xué)方法，注重提問環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生思考；課程設(shè)置方面注重能力培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)過程的重要性。

【關(guān)鍵詞】美國(guó)計(jì)算機(jī)教育 能力培養(yǎng) 課程設(shè)置

一、前言

一直思考為什么美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)能在世界保持領(lǐng)先地位，是什么動(dòng)力讓這種領(lǐng)先性保持下去？最近接觸到了美國(guó)的CMU、Stanford、Purdue、UCLA、Cornell、MIT等幾所重點(diǎn)大學(xué)的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程設(shè)置及部分課程內(nèi)容，由表及里看到他們的人文思想和辦學(xué)理念，也與我們的相關(guān)文化進(jìn)行了對(duì)比，從中得到了很多有益的啟示。

二、美國(guó)計(jì)算機(jī)教育的特點(diǎn)

1.強(qiáng)調(diào)誠(chéng)信和道德，不準(zhǔn)抄襲

無論是程序還是報(bào)告，都必須是原創(chuàng)。各大學(xué)都把這當(dāng)作重要的一點(diǎn)來提。各門課老師在第一次課也強(qiáng)調(diào)此點(diǎn)，如果違反此項(xiàng)會(huì)有很嚴(yán)厲的懲罰。比如purdue的Computer Security課程老師的懲罰措施：第一次被發(fā)現(xiàn)抄襲成績(jī)記作F(成績(jī)分等級(jí)：ABCDEF，F(xiàn)是很低的成績(jī))，第二次發(fā)現(xiàn)抄襲就遣送回家了。為確保誠(chéng)信和鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手，也采取了一系列相關(guān)措施。UC Berkeley還給出了十條建議：作業(yè)要明確的、有趣的和課程內(nèi)容緊密聯(lián)系；提供作業(yè)的相關(guān)模型，以便學(xué)生參考并且知道要做到什么程度，授課教室對(duì)學(xué)生作業(yè)的評(píng)價(jià)會(huì)讓學(xué)生有認(rèn)同感，會(huì)激發(fā)他的熱情；不僅重視結(jié)果，同樣重視過程；做project前要有草稿，作品內(nèi)要有注釋，提交作品時(shí)連同草稿和筆記都要上交，還包括相關(guān)報(bào)告，報(bào)告中應(yīng)有中間過程和結(jié)果。建議非常具體，到可操作步驟就是要在過程中培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，而且從上大學(xué)開始就灌輸這種思想，學(xué)生就會(huì)依此慣性的做下去。就像告訴小學(xué)生不要遲到、曠課，學(xué)生沒有遲到曠課的概念，就不會(huì)有相應(yīng)的行為。這個(gè)道理很簡(jiǎn)單，中國(guó)自古就講仁、義、理、智、信，現(xiàn)在也強(qiáng)調(diào)誠(chéng)信，但卻出現(xiàn)上海交大“漢芯”系列芯片涉嫌造假事件；中國(guó)政法大學(xué)的“楊帆門”事件；耶魯大學(xué)教授Stearns指控北大學(xué)生論文抄襲事件等。Sterns認(rèn)為剽竊的學(xué)生是受傷最重的，因?yàn)閼{其聰明才智和努力是可以自己做出相應(yīng)的成果。我們應(yīng)該從這句話讀出一種警覺和期望。

2.重視提問環(huán)節(jié)

教師授課時(shí)非常注重如何提問，通過提問讓學(xué)生思考，而不是直接把結(jié)果和現(xiàn)在使用的技術(shù)講給學(xué)生，而沒有來源。解題過程會(huì)給很多例子，強(qiáng)調(diào)一件事的來龍去脈而不是結(jié)果，這符合我們的思維習(xí)慣。提問是一門技巧，UC Berkeley給出了如何提問的技巧：首先能提出好的問題是很難的，給問題一個(gè)好的答案也很難，但相比下，更難的是提出一個(gè)好的問題；不要對(duì)學(xué)生做太多假設(shè)，要知道學(xué)生知道什么，不知道什么；問題要清晰，而且鼓勵(lì)學(xué)生提問；在學(xué)生提問時(shí)，注意自己的行為和語氣，不要否定學(xué)生，用“我們已經(jīng)覆蓋了此問題”這樣的字眼；開始上課時(shí)不要用“今天我們講……”而是用煽動(dòng)性的問題來吸引學(xué)生的注意力；備課時(shí)要設(shè)計(jì)一堆問題，講課時(shí)選擇幾個(gè)最有趣、較難的開始引出課程內(nèi)容；課堂上所提出的問題盡量在課堂內(nèi)讓學(xué)生討論出解決方案，課后去實(shí)現(xiàn)。

由此，我想到我校的一位老教授的疑問“學(xué)而不問，可乎？”其不解為何在答疑課上見到的學(xué)生越來越少，其分析原因，一是高中老師事無巨細(xì)沒培養(yǎng)好學(xué)生愛問的習(xí)慣，另一方面是因?yàn)槊孀訂栴}，覺得提問會(huì)讓人嘲笑，還告誡學(xué)生萬不可養(yǎng)成學(xué)而不問的學(xué)習(xí)習(xí)慣。希望能從教師做起幫助學(xué)生樹立起愛思考愛鉆研愛探索的習(xí)慣。

3.課程設(shè)置注重能力培養(yǎng)

計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程設(shè)置至少包括編程、數(shù)學(xué)分析和認(rèn)知科學(xué)三個(gè)層面。非常重視編程和設(shè)計(jì)，這部分課程占了很大的分量，以Stanford、Carneegie mellon、UC Berkeley、Cornell這四所大學(xué)為例，各自就分別設(shè)置了10、14、15、17門編程的課程。編程課一般分初級(jí)和中級(jí)，學(xué)生可根據(jù)自己的編程水平自行選課。一般來說在大一時(shí)就能達(dá)到初級(jí)編程水平，在后續(xù)專業(yè)課里學(xué)生陸續(xù)做project和設(shè)計(jì)來加強(qiáng)其系統(tǒng)編程概念。通過一步一個(gè)腳印的學(xué)習(xí)及提高的過程，強(qiáng)化了學(xué)生的專業(yè)技能。

如何保證學(xué)生能夠達(dá)到和完成教師的要求？借助于助教，每門課配2個(gè)或以上的助教，助教的工作包括帶實(shí)驗(yàn)和專題講座。那么學(xué)生會(huì)不會(huì)誤以為計(jì)算機(jī)課就是編程？不會(huì)，比如在設(shè)置編程設(shè)計(jì)課程最多的 Cornell大學(xué)，在計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的選課頁面就強(qiáng)調(diào)CS≠programming。Programming的目的是認(rèn)知，比如藝術(shù)、音樂、游戲、文化和計(jì)算機(jī)的融合，生物系統(tǒng)和人造系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的智能信息處理等。

4.強(qiáng)調(diào)過程的重要性

讓學(xué)生在一個(gè)學(xué)期中一直和老師互動(dòng)。首先我們來看成績(jī)的評(píng)定：包括幾個(gè)部分，由課后作業(yè)、project、期中考試、期末考試等多個(gè)部分組成，并且作業(yè)和project的總量一般都超過50%，而期末考試成績(jī)也就占30%左右。教師對(duì)學(xué)生的所有要求包括作業(yè)難度，考核標(biāo)準(zhǔn)等，上課前都會(huì)讓學(xué)生知曉以便學(xué)生有時(shí)間進(jìn)行規(guī)劃。各個(gè)大學(xué)的成績(jī)考評(píng)方法雖不同但卻有很強(qiáng)的一致性，例如：

(1)Purdue的Computer Security課程成績(jī)?cè)u(píng)定方法：written assignments：20%， classroom

quizs：10%， midterm exam：20%， projects：20%， final exam：30%。

(2)Rutgers的Information Security課程成績(jī)?cè)u(píng)定方法：Mid-term exam:30%，Project: 60%，Class participation: 10%。

(3)Rutgers的internet technology課程成績(jī)?cè)u(píng)定方法：Homeworks: 30%，F(xiàn)inal: 35%，Project：35%。

(4)UC Berkely的Computer Security課程評(píng)定方法：35% Homeworks：(7% each)，20% Project，20% Midterm exam，25% Final exam。

(5)Stanford的Operating System and System Programming課程評(píng)定方法Programming Assignments: 50%，Midterm Exam: 17%，F(xiàn)inal Exam: 33%。

在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生除了要看書和上課，課下還需要看老師指定的參考文獻(xiàn)，文獻(xiàn)都是通俗易懂，由淺入深的。參考文獻(xiàn)一方面可以讓學(xué)生了解相關(guān)專業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大學(xué)生的視野，另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生的鉆研熱情。

在大學(xué)的授課過程中不僅僅強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與，還要強(qiáng)調(diào)教師水平的提高。美國(guó)的大學(xué)生也對(duì)老師的授課進(jìn)行評(píng)教，學(xué)校為了避免教師授課效果不好，建議教師不要等到學(xué)期末再看效果，那樣等到最后學(xué)生給老師一個(gè)很低的評(píng)教，一切都太遲了。比如，建議教師在第一次課時(shí)起就要求學(xué)生做課堂筆記，教師要時(shí)常地借學(xué)生的課堂筆記看，通過看學(xué)生的課堂筆記來發(fā)現(xiàn)學(xué)生是否理解課程內(nèi)容，哪些地方?jīng)]聽懂，知道自己是否講的清晰，以便改正。這樣教師能夠在教學(xué)過程中認(rèn)識(shí)到自己的問題并及時(shí)改進(jìn)，提高自己的教學(xué)水平，真正達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)，真正起到評(píng)教的目的。

三、結(jié)論

總結(jié)起來，美國(guó)的計(jì)算機(jī)教育更強(qiáng)調(diào)過程，過程走好了就肯定會(huì)有好的結(jié)果，就像我國(guó)奧運(yùn)會(huì)冠軍林丹和朱啟南在接受記者采訪時(shí)都不約而同地強(qiáng)調(diào)打好基礎(chǔ)，踏實(shí)地走好每一步。縱觀美國(guó)的計(jì)算機(jī)教育，給人以種簡(jiǎn)單、樸實(shí)、清晰的感覺，可卻正是這種簡(jiǎn)單樸實(shí)支撐起美國(guó)計(jì)算機(jī)業(yè)大踏步地向前進(jìn)，希望我們國(guó)家的計(jì)算機(jī)教育也能從中得到借鑒，打好基礎(chǔ)。

(作者單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)）