張樂君 夏松竹 國林 健沛 楊靜

摘??? 要： 各國的發(fā)展歷史、經(jīng)濟體制、文化背景的不同，使得各國在計算機專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面存在顯著差異。本文以國內(nèi)某“211”重點建設(shè)院校和美國卡耐基梅隆大學為對象，分別從計算機專業(yè)人才培養(yǎng)的目的、課程體系、教學方法等方面入手進行了細致的比較和分析，并對我國計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)模式提出建議。

關(guān)鍵詞： 中外比較??? 計算機專業(yè)??? 創(chuàng)新能力??? 培養(yǎng)體系

隨著科技的發(fā)展和社會的不斷進步，對于創(chuàng)新的需求比以前更迫切，因此切實加強高校學生創(chuàng)新意識和科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對于提高我國科技水平具有重要意義。由于各國的發(fā)展歷史、政治制度、經(jīng)濟體制及文化背景不同，勢必造成各高校在人才培養(yǎng)類型、目標和專業(yè)設(shè)置模式等方面的差異。筆者以國內(nèi)某“211”重點建設(shè)院校和美國卡耐基梅隆大學為目標，比較分析了計算機專業(yè)人才培養(yǎng)的目的、課程體系、教學方法等，并總結(jié)了我國高等院校計算機專業(yè)人才培養(yǎng)方面存在的問題并提出建議。

1.創(chuàng)新能力培養(yǎng)的意義

目前，國內(nèi)知名高等學校都十分重視學生的科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)，并在如何提高學生的創(chuàng)新能力方面進行了多種探索和實踐。近年來教育部在國家層面上組織實施了一系列計劃。正在編寫的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》明確提出要加強學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，更新教育理念，改革人才培養(yǎng)體制，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[1]。但我國高等教育和培養(yǎng)質(zhì)量并未很好地滿足國家和社會的希望。根據(jù)中國教育部哲學社會科學研究重大攻關(guān)項目“中國教育與人力資源問題研究”課題組通過對全國97所普通高校、20個研究所的千余名導師進行問卷調(diào)查顯示[2]，近50%的研究生導師認為研究生質(zhì)量在下降。隨后西南大學高等教育研究所對我國不同層次的高校管理人員、教師和學生進行了問卷調(diào)查，問卷分別從思想品德水平、專業(yè)素養(yǎng)、學術(shù)倫理道德、專業(yè)發(fā)展?jié)摿?、外語水平、交流溝通能力、團結(jié)協(xié)作能力、科技創(chuàng)新能力、學術(shù)論文水平九個維度對研究生培養(yǎng)質(zhì)量進行了調(diào)查，調(diào)查顯示我國大學生科技創(chuàng)新能力和學術(shù)論文水平的均值最低[3]。在我國傳統(tǒng)教育中，各高校計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式的制定主要是依據(jù)教育部制定的統(tǒng)一的專業(yè)培養(yǎng)目標和體系，使得很多學校沒有考慮自己的辦學特色，沒有考慮社會發(fā)展的實際需要，導致培養(yǎng)出來的人才缺乏個性和特色[4]。

2.中外人才培養(yǎng)目標比較

我國高等教育的培養(yǎng)目標分為一般性目標和多元化目標[5]。

（1）高等院校人才培養(yǎng)的一般性目標。我國《高等教育法》第五條指出：“高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才，發(fā)展科學技術(shù)文化，促進社會主義現(xiàn)代化建設(shè)。”

（2）各類高校人才培養(yǎng)的多元化目標。由于不同類型、不同層次的大學在高等教育體系中所承擔的職責不同，各自的人才培養(yǎng)目標必然有別，即使是同一類型、同一層次的大學，因為自身條件的特殊性，其培養(yǎng)目標也不盡相同?！把芯啃痛髮W以理論創(chuàng)新、科技創(chuàng)新為主，以為社會培養(yǎng)大量高層次拔尖創(chuàng)新的理論人才、學術(shù)型人才和原創(chuàng)性、基礎(chǔ)性科學研究為主要職責;教學研究型大學是在大量培養(yǎng)專門應(yīng)用人才的基礎(chǔ)上，重視高層次拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng);教學型高校則著重承擔面向生產(chǎn)、管理、服務(wù)一線的應(yīng)用專門人才的培養(yǎng)，致力于社會現(xiàn)實問題和生產(chǎn)實踐問題的研究與探索;高職高專院校則主要承擔職業(yè)技能型人才的培養(yǎng)”。

結(jié)合以上兩點及具體的計算機專業(yè)，我國某“211”重點建設(shè)高校的計算機專業(yè)人才具體的培養(yǎng)目標為：計算機科學與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)具有自然科學知識及適用的計算機科學與技術(shù)基本理論知識和工程基礎(chǔ)知識，具有在工程實踐中運用實驗分析方法、現(xiàn)代工程技術(shù)技能的能力，具有對法律、職業(yè)和倫理責任的基本認知的應(yīng)用型工程高級專門人才。學生畢業(yè)后可在科研院所、企事業(yè)單位和行政管理部門從事計算機方面的科學研究、計算機系統(tǒng)設(shè)計、技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用等工作。

美國高等院校協(xié)會通過對其全國高等教育改革和發(fā)展實踐的分析，提出要在新的歷史背景下復興自由教育，并將自由教育確定為長期目標。

自由教育中的“自由”是指開放心智、解放心靈。自由教育是一種教育哲學，而不是一系列的知識、特定的課程或者特定類型的學院。從其性質(zhì)上說，自由教育是多樣的，包容各種各樣的方式。它尋求各種視角，跨越學科界限，從多元文化中汲取智慧，采用一系列教學策略。它發(fā)生在所有類型的學校，不僅僅是在精英學院。它對所有的學生，無論是學習傳統(tǒng)的藝術(shù)和科學的學生，還是學習專業(yè)課程的學生，都是有力量的。最后，它要求高的標準，但是并不強加標準化的解決辦法。美國高等院校協(xié)會提出要復興自由教育，旨在使學生成為自覺的學習者。這樣的學習者是通過把握智力和實踐技能而獲得能力的學習者，是通過獲得自然和社會知識及探索知識而獲得啟蒙的學習者，是對他們的個人行為和公民價值負責任的學習者。該協(xié)會甚至還預言，21世紀最好的高等教育將是立足于自由教育之上的，能夠培養(yǎng)出自覺地學習和生活，自覺地發(fā)展自己的能力，自覺地獲取信息，自覺地承擔責任的個體的教育。

3.中外計算機專業(yè)課程體系比較

我國計算機專業(yè)課程體系的設(shè)置主要從培養(yǎng)學生的知識和素質(zhì)兩方面入手，需要學生掌握從事計算機專業(yè)所需的數(shù)學和其他相關(guān)的自然科學知識，掌握一定的經(jīng)濟學、管理學知識及相關(guān)法律法規(guī)知識，掌握英語和文獻檢索知識，初步了解計算機科學與技術(shù)學科的知識結(jié)構(gòu)、學科形態(tài)、核心概念和典型方法，系統(tǒng)掌握計算機專業(yè)核心知識，具有較扎實的基礎(chǔ)理論知識，了解學科發(fā)展現(xiàn)狀。課程設(shè)置中學分要求：本專業(yè)學生必須修滿170學分，其中必修課150學分，專業(yè)選修課10學分，通識教育選修課10學分。核心知識領(lǐng)域課程包括：離散結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯、算法、計算機組成、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)及其計算、程序設(shè)計語言、信息管理、軟件工程、電子學、職業(yè)問題等。專業(yè)核心課程：計算機科學與技術(shù)專業(yè)導論、離散數(shù)學、電子技術(shù)C、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)字邏輯、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、計算機組成原理、軟件工程、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理、算法設(shè)計與分析、計算機網(wǎng)絡(luò)。主要實踐性課程環(huán)節(jié)：工程認識、工程實踐、課程實驗、課程設(shè)計、專業(yè)實習、學士學位論文等。課程配置流程如下圖所示。

圖??? 我國某“211”重點建設(shè)高校計算機科學與技術(shù)專業(yè)配置流程圖

CMU的計算機科學系成立于1965年，是全美最早的，如今它已經(jīng)升格為計算機科學學院。其研究生項目中除了機器人方向與硬件關(guān)系較多之外，其他基本上都是純軟的。從這個意義上說，CMU的教學體系屬于偏軟的計算機科學系。CMU的教學手冊上沒有從傳統(tǒng)意義上針對計算機科學專業(yè)學生的導論課，雖然有名為“計算機科學偉大思想”的兩學期課程，但是從內(nèi)容上看應(yīng)該是離散數(shù)學的替代，但要比傳統(tǒng)離散數(shù)學靈活得多，涉及概率、代數(shù)、算法、加密理論、復雜性理論、博弈論等，非常注重學習的趣味性和實用性。CMU對程序設(shè)計的重視也給人留下很深刻的印象：新生的第一堂課是“初中級程序設(shè)計”，直接講授Java。然后是中高級程序設(shè)計、C語言編程技巧、高級編程實踐、程序設(shè)計原理。

目前計算機科學專業(yè)教學計劃中的一個難點，是硬件課程的設(shè)置問題。硬件知識體系本身非常豐富，但是硬件課程多了，又削弱計算機科學專業(yè)的特色。CMU在這一問題上用“計算機系統(tǒng)導論”一門課完成硬件知識的教學。這項教學改革的成果是一本厚達900多頁的書：“Computer Systems：A Programmer’s Perspective”（中譯本《深入理解計算機系統(tǒng)》）一書。該書的序言中說：本課程的宗旨是用一種不同的方式向?qū)W生介紹計算機。因為學生中幾乎沒有人有機會構(gòu)造計算機系統(tǒng)。而大多數(shù)學生，甚至是計算機工程師，要求能日常使用計算機和編寫計算機程序。所以我們決定從程序員的角度講解系統(tǒng)，并采用這樣的過濾方法：只討論那些影響用戶級程序的性能、正確性或?qū)嵱眯缘闹黝}。

這種做法使得“計算機系統(tǒng)導論”講授本課程的方式對學生來講既實用、具體，又能實踐，更有利于調(diào)動學生的積極性。課程網(wǎng)站上的一些隨書配套實驗，獨具匠心。因此，此書是一本相當具有參考意義的書籍，目前它已經(jīng)被全球80多所院校采用作為教材。

4.中外計算機專業(yè)教學方法比較

筆者在美國CMU訪問期間最大的感受就是中美大學之間在教育教學方法上的差距，美國的大學教育的確有很多值得我們學習和借鑒的地方，下面分別從教學環(huán)境、課程氛圍、授課方式、課程考核、實驗環(huán)節(jié)五個方面進行對比分析。

（1）教學環(huán)境：在CMU，Wifi網(wǎng)絡(luò)覆蓋的整個校園里，幾乎任何一門課都有自己的網(wǎng)站。學生選課、發(fā)布通知、課程要求、課件資源、成績查詢等所有的信息都放在網(wǎng)上。任何一座教學樓內(nèi)除教學專用教室、實驗室及科研專用研究室之外，一般另設(shè)專門的學習區(qū)域。所有的實驗室都是全天免費開放的，學生可以隨時驗證自己的各種想法，這在很大程度上提高了學習質(zhì)量。學期末的時候圖書館全天24小時開放，并安排專人值班，為學生學習、查閱資料提供方便。

（2）課程氛圍：教學過程中，無論是學生還是教師都比較隨意，課堂氣氛輕松活躍。學生可以隨時舉手打斷教師授課進行提問，對于一個問題有時會有多個學生參與討論。在國內(nèi)，教師著重對教學內(nèi)容的詳解，學生在課堂上一般不參與討論，而美國學生已經(jīng)適應(yīng)教師點到為止的教學思路，課堂上教師會努力創(chuàng)造學生的參與機會，討論式教學讓學生體驗到學習的樂趣，有利于提高學生分析問題和解決問題的能力。在教學上美國比較注重實踐，即使是課堂教學，只要條件允許教師就會帶著很多實物，通過投影機展示給學生，如果是小班教學教師還會將實物傳遞給學生觀看。

（3）授課方式：CMU授課方式多種多樣，既有傳統(tǒng)的板書教學，又有現(xiàn)代多媒體教學。與國內(nèi)大學相比，CMU的小班教學更多。為保證教學效果，國際一流大學對師生比例要求相對比較嚴格。國外大學比較重視基礎(chǔ)理論，這從課程中間穿插的眾多大大小小的考試、課堂測驗、課后回顧總結(jié)、家庭作業(yè)中就可以看出。在此基礎(chǔ)上，學校對學生自主創(chuàng)新能力、實踐能力及科研素質(zhì)的培養(yǎng)更為重視，通常在開課之初主講教師就會要求四五名學生組成一個討論小組，每周都會有一次討論。這種討論通常圍繞課程、實驗及一切有關(guān)該領(lǐng)域?qū)W生感興趣的話題進行。除此之外，教師會組織一些與該課程相關(guān)的課外活動，如參觀某些技術(shù)中心等。

（4）課程考核：美國高校對一門課程的考核通常實行累加制，一般包括課堂參與、作業(yè)、課堂測試、實驗、期中考試、大作業(yè)、期末考試等幾項。美國大學對作業(yè)的要求注重質(zhì)量而不是數(shù)量，內(nèi)容要求不局限于理解，而應(yīng)該有學生自己的想法。學生上交作業(yè)不僅是為了完成任務(wù)，更是為了和老師、同學討論交流自己的觀點。教師尤其鼓勵原創(chuàng)性工作，學生也非常樂于體現(xiàn)自己的與眾不同。

（5）實驗環(huán)節(jié)：對于實驗的理解，國內(nèi)大學與國外大學的認識截然不同。國內(nèi)大學多數(shù)是讓學生重復地完成各種指定項目，輔導老師甚至會手把手地教授。而美國的大學認為實驗是科學研究的一部分，要求學生在完成指定實驗的同時要自己設(shè)計實驗，得出不同結(jié)論，或者用不同方法驗證相同結(jié)論。在實驗中指導教師始終起啟發(fā)和引導作用，絕對不會告訴學生容易犯的錯誤，一下子給學生指出問題和錯誤在哪里，而是由學生自己分析并找到錯誤加以改正。

5.幾點建議

通過對以上中外計算機專業(yè)人才培養(yǎng)方面的比較分析，我們認為，應(yīng)該從以下方面改進，以提高我國計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

（1）大力改進課程體系：加強程序設(shè)計類課程的比例滲透。具體方式為可在大量開設(shè)編程類選修課程并要求選修學時、學分的基礎(chǔ)上，在專業(yè)課程中引進基礎(chǔ)理論與實際應(yīng)用的復合課程。另外，改進課程體系還需要增加各種選修課以提高學生選課學習的靈活性，不斷更新和完善課程內(nèi)容。

（2）改革評價體系：目前高校對計算機專業(yè)教育的考核往往只注重關(guān)注知識點，而不注意學生的實踐能力。由于評價體系的局限，很難在教學中貫穿能力培養(yǎng)的理念，很難讓不同研究方向的學生自主決定教學內(nèi)容。

（3）以項目帶動課程學習：國外大學在應(yīng)用軟件類課程的教學中，很重視通過項目訓練培養(yǎng)學生的程序分析、設(shè)計和開發(fā)能力，幾乎所有程序設(shè)計類課程，都有完成項目訓練的要求，而且，對項目訓練環(huán)節(jié)的輔導工作也很重視，通常對學生進行分組，每一個小組都有指定的助教來輔導，每周定時討論答疑，在這種項目討論中，強調(diào)的不是一個人說，其他人聽，而是注重集體討論、相互引導、講究討論的過程。

6.結(jié)語

高等學校計算機專業(yè)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是影響我國計算機行業(yè)發(fā)展的重要因素，是提高我國計算機領(lǐng)域國際地位的重要手段。筆者在美國卡耐基梅隆訪問期間，對計算機專業(yè)的人才培養(yǎng)目標、課程體系建設(shè)及教學方法等方面進行了調(diào)研，并將其與我國某211重點建設(shè)院校的計算機專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行對比分析，對我國計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)模式提出可供參考的建議。

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本文得到哈爾濱工程大學教育教學改革項目（JG2014YYB09）;中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助（HEUCF061002）資助。