1 引言

隨著我國(guó)教育改革的深入，向世界一流大學(xué)學(xué)習(xí)，建設(shè)世界一流大學(xué)，是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)和民族強(qiáng)大的需要。中國(guó)的高等教育事業(yè)從無(wú)到有，從小到大，取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。但相對(duì)于世界著名的一流大學(xué)，我國(guó)高等教育水平還存在較大差距，無(wú)論在基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)費(fèi)投入以及學(xué)科建設(shè)與師資力量，還是培養(yǎng)的學(xué)生影響力，整體上目前都難以趕超發(fā)達(dá)國(guó)家一流大學(xué)的水平。在中國(guó)全面發(fā)展高等教育，以培養(yǎng)高素質(zhì)人才來(lái)推動(dòng)社會(huì)的強(qiáng)大，我國(guó)高等教育正經(jīng)歷著誕生以來(lái)最為深刻的變革，面臨著歷史上最好發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)一方面來(lái)自我國(guó)加入ＷＴＯ對(duì)教育服務(wù)所作出的承諾，另一方面來(lái)自經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求。面對(duì)新情況，我國(guó)高等教育必須進(jìn)一步加快改革和發(fā)展步伐。學(xué)習(xí)世界一流大學(xué)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，拓展國(guó)際視野，根據(jù)自身特點(diǎn)在課程結(jié)構(gòu)和課程設(shè)置上有所突破和創(chuàng)新，從而縮小與世界一流大學(xué)的差距，是一件十分緊迫而又意義深遠(yuǎn)的事情。

目前我國(guó)高等教育中計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教學(xué)的課程結(jié)構(gòu)，專業(yè)形勢(shì)，社會(huì)認(rèn)同，學(xué)生感受與教師教學(xué)等都存在一定需要改革的問(wèn)題。本文探討了世界一流大學(xué)伯克利分校及其電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系的先進(jìn)做法和特色，結(jié)合我國(guó)高等教育計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科課程結(jié)構(gòu)教學(xué)改革，提出了一種計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生課程結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的課程設(shè)置參考方案，以供交流。

2 加州大學(xué)伯克利分校及其電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系的做法與啟示

課程結(jié)構(gòu)是指學(xué)校課程體系中各種課程類型及具體科目的組織、搭配所形成的合理關(guān)系與恰當(dāng)比例，是由各類課程構(gòu)成的、有機(jī)的、完整的統(tǒng)一體。

2.1獨(dú)具一格的課程結(jié)構(gòu)與培養(yǎng)模式

在加州大學(xué)伯克利分校，計(jì)算機(jī)科學(xué)系隸屬于工程學(xué)院，但由于其擁有獨(dú)立的系主任和教學(xué)安排，因此在整個(gè)學(xué)校內(nèi)也占有相當(dāng)重要的地位。目前，伯克利分校的計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)課程設(shè)置采用了混合多元的模式，注重培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力和獨(dú)立研究能力。計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的培養(yǎng)目標(biāo)為[1]：“①有能力配置、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)條件，估計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果；②有能力根據(jù)給定的系統(tǒng)描述和限定開(kāi)銷下開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出系統(tǒng)、組件和程序；③能夠與人合作共事，并能創(chuàng)造性地轉(zhuǎn)換其環(huán)境；④理解研究過(guò)程和如何創(chuàng)造新的知識(shí)；⑤具有解決問(wèn)題和作出決定所必需的技能，并能考慮決定的廣泛社會(huì)和倫理意義；⑥能夠處理模糊性，能夠靈活思考并具有在職業(yè)生涯中不斷發(fā)展知識(shí)的技能。⑦有很強(qiáng)的表述與寫(xiě)作能力”。它的課程結(jié)構(gòu)如下表1。

加州大學(xué)伯克利電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系提供兩種理學(xué)學(xué)士培養(yǎng)方案，分別為電氣及計(jì)算機(jī)工程(ECE) 及計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程(CSE)，學(xué)生可自由從上述培養(yǎng)方案中選擇其一。為了滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在ECE培養(yǎng)方案中設(shè)有4個(gè)方向可供學(xué)生選擇，分別為選項(xiàng)1 (電子學(xué))、選項(xiàng)2 (通信、網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng))、選項(xiàng)3 (計(jì)算機(jī)系統(tǒng))、選項(xiàng)4 (計(jì)算機(jī)科學(xué))、選項(xiàng)5 (general) ，其中選項(xiàng)5是針對(duì)那些在電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域興趣廣泛的學(xué)生而設(shè)置的，允許學(xué)生同時(shí)探索學(xué)習(xí)該領(lǐng)域的幾個(gè)方向[2]。

2.2先進(jìn)靈活的課程設(shè)置[1，3]

為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，增強(qiáng)人才培養(yǎng)的適應(yīng)性，伯克利分校在課程設(shè)置上按寬口徑原則，把本科生課程分為低年級(jí)課程、高年級(jí)課程，實(shí)行分階段培養(yǎng)。在低年級(jí)階段的兩年中，同一個(gè)系科的學(xué)生所學(xué)課程基本相同，以基礎(chǔ)課教學(xué)為主，即對(duì)應(yīng)課程結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)課程。同時(shí)在前兩年還要修低層次核心課程。后兩年的高年級(jí)階段課程開(kāi)始分化，增加了專業(yè)課程，即對(duì)應(yīng)課程結(jié)構(gòu)中的高層次課程，在課程設(shè)置上把高層次課程分為高層次核心課程和高層次工程課程。

伯克利電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系要求學(xué)習(xí)的低層次核心課程也是學(xué)生必修的課程，如表2。

學(xué)校實(shí)行學(xué)分制，修滿120個(gè)以上的學(xué)分，即可獲得學(xué)士學(xué)位。其中至少要修20學(xué)分的高層次核心課程，鼓勵(lì)學(xué)生選修其他系的課程。在該系培養(yǎng)方案中明確指出：近年來(lái)由于工程技術(shù)的進(jìn)步，學(xué)生所選課程已過(guò)于專業(yè)化，而學(xué)生畢業(yè)后的工作領(lǐng)域可能會(huì)發(fā)生變化，往往是與所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域有交叉或其他相關(guān)領(lǐng)域，這就要求學(xué)生對(duì)電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)有基本理解，而且工程師在技術(shù)進(jìn)步的過(guò)程中為避免失業(yè)，往往要改變他們的專業(yè)方向，因此廣泛學(xué)習(xí)電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)是非常重要的。綜合各方面的要求，設(shè)計(jì)出高層次核心課程，如表3。這些高層次核心課程既考慮了培養(yǎng)技術(shù)專家與非技術(shù)專家的需要，也考慮了理論與實(shí)踐的均衡。

高層次工程類課程的設(shè)置主要是根據(jù)工程要求培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和技能，這類課程與高層次核心課程有部分重復(fù)，在培養(yǎng)方案中沒(méi)有對(duì)所修高層次工程課程提出明確的學(xué)分要求，學(xué)生所修這類課程的學(xué)分可計(jì)入工程課程學(xué)習(xí)學(xué)分。主要高層次工程課程如表4。

研討課是伯克利分校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要措施之一。在每一年級(jí)均開(kāi)設(shè)研討課，研討課重在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生接觸學(xué)科發(fā)展的前沿。從內(nèi)容上看，研討課涉及面很廣，甚至可以說(shuō)是五花八門(mén)。

本科生科研是伯克利分校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的又一個(gè)有力舉措。在學(xué)?？磥?lái)，一流的大學(xué)不僅應(yīng)該出杰出的科學(xué)家和卓越的科研成果，而且應(yīng)該為本科生提供參加科學(xué)研究的機(jī)會(huì)，使其理解和掌握知識(shí)的來(lái)源與科學(xué)研究的基本方法。為了鼓勵(lì)本科生參加科研，學(xué)校給學(xué)生一定的經(jīng)濟(jì)資助，學(xué)生如果要發(fā)表文章，或者參加學(xué)術(shù)會(huì)議，也可以向?qū)W校申請(qǐng)資助。另外，該校每年投入經(jīng)費(fèi)資助《伯克利本科生雜志》、《伯克利科學(xué)》、《加州工程師》、《思想者》等雜志，為該校本科生研究成果提供發(fā)表陣地，促進(jìn)學(xué)生之間的學(xué)術(shù)性對(duì)話以及學(xué)問(wèn)的增長(zhǎng)。

由以上課程結(jié)構(gòu)與課程設(shè)置得出一些啟示[2]：

(1) 重視基礎(chǔ)知識(shí)和基本能力的教學(xué)

在培養(yǎng)方案中明確要求學(xué)生在選修課程時(shí)應(yīng)多選擇數(shù)學(xué)、自然科學(xué)及電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)的核心課程修讀，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)基本原理的應(yīng)用能力，知識(shí)與綜合能力，競(jìng)爭(zhēng)與應(yīng)變能力。學(xué)生一旦具備這些學(xué)科所需的基礎(chǔ)知識(shí)和獨(dú)立學(xué)習(xí)的基本能力，將能夠很好地進(jìn)行后續(xù)高層次課程學(xué)習(xí)。

(2) 培養(yǎng)獨(dú)立學(xué)習(xí)能力

為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)獨(dú)立學(xué)習(xí)能力這一目標(biāo)，首先在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中每學(xué)期都設(shè)置了研討課程，這類課程由教授主持，讓學(xué)生自己閱讀資料，然后進(jìn)行課堂討論。學(xué)生通過(guò)主動(dòng)及相互幫助學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和協(xié)作精神。

(3) 重視學(xué)生人文修養(yǎng)的訓(xùn)練

在培養(yǎng)方案中把工程教育與人文教育相結(jié)合，使學(xué)生受多方面的訓(xùn)練，目的是擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面、調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)解決挑戰(zhàn)性問(wèn)題的能力。伯克利加州大學(xué)電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系在培養(yǎng)目標(biāo)中明確指出應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生交際與溝通能力、人文與社會(huì)科學(xué)的背景知識(shí)。

(4) 倡導(dǎo)個(gè)性發(fā)展

培養(yǎng)方案充分體現(xiàn)了這一點(diǎn)，120學(xué)分中明確限定必須修讀的課程數(shù)目不多，如工程類課程，即使限定了學(xué)分，也很少限定到具體的課程，充分尊重學(xué)生的個(gè)人志愿，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)有廣泛的選擇空間。同我國(guó)高校同類專業(yè)相比，課程整合程度高，反映學(xué)科領(lǐng)域前沿的課程多。另外電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系還鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)個(gè)人的興趣愛(ài)好選修一些該系以外的課程，進(jìn)一步擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。

3計(jì)算機(jī)專業(yè)課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

對(duì)比分析我國(guó)高校計(jì)算機(jī)專業(yè)本科課程設(shè)置，認(rèn)為存在以下一些問(wèn)題：

(1) 課程數(shù)量偏多，有些課程完全可以列入自學(xué)，有些專業(yè)甚至可以不學(xué)，但在統(tǒng)一教育機(jī)制下，開(kāi)出的課程數(shù)量繁多；

(2) 教學(xué)內(nèi)容不夠深入，教師教學(xué)發(fā)揮空間不夠。由于課程數(shù)量多，每門(mén)課的課時(shí)數(shù)自然大幅下降；

(3) 各學(xué)校教學(xué)計(jì)劃定得呆板，缺少靈活性?，F(xiàn)在是要求本科生入學(xué)前就要制定這一級(jí)的四年培養(yǎng)計(jì)劃，而且在教學(xué)過(guò)程中基本不允許改動(dòng)；

(4) 教授主持的研討課太少，特別是科研能力非常突出的教授專家開(kāi)設(shè)的本科生研討課太少。

通過(guò)對(duì)加州大學(xué)伯克利分校電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系的課程結(jié)構(gòu)設(shè)置與教學(xué)特色分析，結(jié)合我國(guó)高等教育計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實(shí)際情況，提出四層課程結(jié)構(gòu)模式，如下表5。

通識(shí)教育課程對(duì)應(yīng)素質(zhì)教育，著重提高學(xué)生的基本素質(zhì)。學(xué)科基礎(chǔ)與專業(yè)基礎(chǔ)課程對(duì)應(yīng)能力培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)、自然科學(xué)基本原理的應(yīng)用能力，知識(shí)與綜合能力，競(jìng)爭(zhēng)與應(yīng)變能力。專業(yè)方向課程對(duì)應(yīng)就業(yè)能力的培養(yǎng)，直接與社會(huì)需求進(jìn)行接軌，使學(xué)生有很強(qiáng)的就業(yè)能力。

根據(jù)四層課程結(jié)構(gòu)，我們制訂了如下計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生修課流程圖，見(jiàn)圖1。

圖1 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生修

課流程

根據(jù)四層課程結(jié)構(gòu)與修課流程，結(jié)合實(shí)際情況，制訂了如下必修課程與核心課程，其中計(jì)算機(jī)核心課程中的前6門(mén)為必修，后6門(mén)至少選修1門(mén)課程。如下表6、表7：

除了學(xué)院規(guī)定的必修課與計(jì)算機(jī)核心課程外，針對(duì)三個(gè)專業(yè)方向分別再制定了專業(yè)必修課與選修課[4]。

(1) 專業(yè)方向之一——計(jì)算機(jī)科學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)注重計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)理論，兼顧計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用，分析。

(2) 專業(yè)方向之二——計(jì)算機(jī)工程，計(jì)算機(jī)工程學(xué)是計(jì)算機(jī)科學(xué)和電子工程的交叉學(xué)科，工程型為主兼顧硬件科學(xué)型和應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)和構(gòu)建計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)、強(qiáng)調(diào)的是硬件(嵌入式系統(tǒng))，培養(yǎng)的學(xué)生擅長(zhǎng)解決計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件問(wèn)題綜合。

(3) 專業(yè)方向之三——軟件工程，軟件工程學(xué)科是以計(jì)算機(jī)科學(xué)為基礎(chǔ)的新興交叉學(xué)科，具有鮮明的工程特色，與應(yīng)用領(lǐng)域結(jié)合緊密。

(4) 專業(yè)方向之四——信息技術(shù)，信息技術(shù)學(xué)科主要包括媒體計(jì)算、信息安全、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字媒體與信息管理，與信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及安全領(lǐng)域緊密相關(guān)。

選修課直接對(duì)應(yīng)四層結(jié)構(gòu)中的專業(yè)方向課程，與社會(huì)需求接軌，根據(jù)社會(huì)發(fā)展每年度調(diào)整相應(yīng)教學(xué)計(jì)劃，以提高學(xué)生有很強(qiáng)的社會(huì)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力，同時(shí)，對(duì)于工科學(xué)生也可以開(kāi)設(shè)一些文學(xué)與傳統(tǒng)文化之類的選修課程，加強(qiáng)學(xué)生心理素質(zhì)與修養(yǎng)。

4結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)世界一流大學(xué)加州大學(xué)伯克利分校及其電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系的辦學(xué)理念、辦學(xué)特色，特別是課程結(jié)構(gòu)的設(shè)置進(jìn)行了深入的探討，以此為基礎(chǔ)結(jié)合我國(guó)高等教育計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生課程結(jié)構(gòu)教學(xué)改革，提出了一種四層課程結(jié)構(gòu)模式，并對(duì)比加州大學(xué)伯克利分校電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系的課程結(jié)構(gòu)，設(shè)置了符合對(duì)應(yīng)四層課程結(jié)構(gòu)的相應(yīng)課程體系，在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生實(shí)踐教學(xué)中，取得了較好的效果。

參考文獻(xiàn)

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