第1篇:爱尔兰国立高威大学计算机教育中的实践特色
一、引言
1908年起成为七所国立大学成员之一的爱尔兰国立高威大学(NationalUniversityofIreland,Galway,简称NUIGalway)位于爱尔兰西部海滨城市高威,该大学的前身是始建于1845年的高威女王学院(QueensCollegeGalway)。该校曾被评为2002-2003爱尔兰年度大学(IrishUniversityoftheYear),一直致力于提供高质量的教育和研究。
爱尔兰政府从20世纪60年代起开始资助建立世界一流的教育系统。最直接影响信息技术产业的改革发生在高等教育中。国家着手改革教育体制,使其面向技术教育。大学把它们的教学方向调整到技术和科学领域,并加强了与产业界的联系。顺应国家教育体制改革,高威大学于1991年成立了隶属于工程学院(EngineeringFaculty)的信息技术系(DepartmentofInformationTechnology)。年轻的信息技术系在爱尔兰软件业迅速发展的大背景下,现已成为高威大学的重要学科之一。该系面向实践的教学培养工作,于2001年取得爱尔兰工程师学会(InstitutionofEngineersofIreland,简称IEI)的认证。
本文作者自2005年8月起在高威大学信息技术系做全职访问学者(Full-timeVisitingResearcher)。作者在信息技术系近一年的研修中,在完成自己专业科研任务基础上,对信息技术系的教学工作,尤其对该系计算机教育中的实践环节作了简单的调研。本文的工作就是通过分析高威大学计算机教育中的实践特色,探讨软件工程教育的规律和方法。
二、面向市场的多层次培养目标
信息技术系现提供本科、硕士、博士三个层次的学生培养。面向市场细化了多层次的培养目标:博士学位、研究型(ByResearch)硕士主要是培养学术型人才;授课型(ByTaught)硕士、文凭课程(HigherDiploma)主要是培养应用型人才;本科学位则注重培养技能型人才。
信息技术系提供四种类型的研究生培养(PostgraduateProgramme):
*软件设计与开发应用科学文凭课程HigherDiplomainAppliedScience(SoftwareDesign&Development)
*授课型硕士(MasterByTaught)
*研究型硕士(M.Sc.ByResearch)
*研究型博士(Ph.D.ByResearch)
授课型硕士培养再细化为两种培养方案:
>软件设计与开发工学硕士学位M.Sc.inSoftwareDesignandDevelopment
>信息技术硕士学位MastersDegreeinInformationTechnology(MIT)
其中信息技术硕士学位MIT培养方案是面向市场,与爱尔兰管理学院(IrishManagementInstitute)联合设计的。
信息技术系现同时提供四种本科培养方案(UndergraduateProgramme):
*信息技术工学学士学位B.Sc.(IT)—BachelorofScienceDegreeinInformationTechnology
*信息技术电子工程学士学位B.E.(IT)—BachelorofElectronicEngineeringDegreeinInformationTechnology
*信息技术文学学士学位B.A.(IT)—BachelorofArtsDegreeinInformationTechnology
*计算机科学工学学士学位B.Sc.(CS)—BachelorofScienceDegreeinComputerScience
其中信息技术电子工程学士学位B.E.(IT)为与电子工程系(DepartmentofElectronicEngineering)联合设计的培养方案,信息技术文学学士学位B.A.(IT)为与文学院(ArtsFaculty)联合设计的培养方案。这两种培养方案,在使学生在具有跨专业知识的同时,主要面向市场培养学生的计算机和商务技能。
三、面向应用的高实践课程体系
信息技术系的课程设置及教学内容会随着社会需求的变化及时作出调整,不过分强调课程门类的齐全以及理论深度,精简课内学时,强化实践内容。
结合工业标准及美国计算机协会(AmericanAssociationofComputingMachinery,简称ACM)、电器与电子工程师学会计算机协会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineersComputerSociety,简称IEEEComputerSociety)和英国计算机协会(BritishComputerSociety,简称BCS)指导性文件设计的信息技术工学学士学位B.Sc.(IT)和信息技术电子工程学士学位B.E.(IT)两培养方案,于2001年成功取得爱尔兰工程师学会认证。
下面,我将主要以信息技术工学学士学位B.Sc.(IT)课程体系结构为例,浅谈高威大学面向应用的高实践课程体系。
1.增加实践环节比例
信息技术系通过提高设计开发类、工程实践类课程比例;增加计算机核心课程实践学时(PracticalHours);加强毕业设计(FinalYearProject)难度等方式建立了高实践性的课程体系。
图1为信息技术系信息技术工学学士学位B.Sc.(IT)课程比例分布图,我们可以从该图中看到,设计与开发类的课程PA(d)比例高达20%,工程实践类课程PA(e)比例高达11%。
信息技术系还根据各年级的学习特点,逐渐增加了实践课程比例,见图2。低年级主要强调科学基础类课程,高年级则主要侧重设计与工程实践。
信息技术系在每门计算机学科核心课程中分别设置了理论学时(LectureHours)和实践学时。实践学时比例不低于课程总学时数的1/3,个别课程实践学时甚至占到课程总学时的1/2。
学生需要用第四学年一整年的时间完成毕业设计(CT413“FinalYearProject”)。
2.注重职业素质培养
信息技术系的课程体系中,注重学生职业素质的培养。大学二年级开始增加了语言类和商务类的选修课程,强调工作态度、表达能力、团队精神等非技术素质的培养。
信息技术文学学士学位B.A.(IT)培养方案中,在计算机学科核心课程基础上,设置了“专业技能”(CT231“ProfessionalSkill”)和“高级专业技能”(CT435“AdvancedProfessionalSkill”)课程。这些课程看似与计算机技术课程并无关联,但却与学生日后的工作息息相关。通过职业素质课程的学习,使学生了解到软件项目中的角色定义与分工,开发团队中的沟通与合作,如何作陈述(Presentation)、评论(Review)和报告(Report),让学生在学习期间就对自己日后可能从事的职业有所了解,并培养他们相应的职业素质。
授课型硕士的培养中设置了必修课程“研究讨论”(CT535“ResearchSeminarandProject”)。该课程为研究训练课程(ResearchTraining),主要讲解如何撰写研究方案(ResearchProposal)、怎样整理研究工作中的参考文献(ManageReference)、如何设计实验支撑自己的研究(DesignofExperiments)、如何作研究(ResearchMethods),及如何写研究总结(FinalReport)等内容。
文凭课程中也提供了类似的课程“技术写作”(CT868“TechnicalWriting”)。
3.强化企业实地实习
图3为信息技术系信息技术工学学士学位B.Sc.(IT)课程体系结构,从图3中我们看到,这一课程体系结构在计算机、软件工程核心课程基础上,更加强调了三年级学生的实习工作经验(ProfessionalExperienceProgramme,简称PEP)。
三年级学生必须完成6个月的企业实地实习。在实习中,他们必须努力使自己融入企业,并综合运用所学,完成在项目组中承担的工作。这种实习,使学生从生产第一线中获得了实际工作经验(Gain“real-world”workingexperience),不仅塑造了学生的人格,还能够让学生学得更好。学生的实际工作经验,使得他们毕业后能很快适应工作岗位。
爱尔兰向科技开发部门注入大量资金,大量扶植大学校园公司,在大学校园内设立高新科技园区。高威商务园(GalwayBusinessPark)就设在大学校园内。信息技术系三年级的学生,可以选择到大学科技园区的任何一家公司或研究中心实习,也可以选择到爱尔兰,甚至世界各地的软件公司或研究中心实习。
专业课程、职业素质培养课程的学习与学生的企业实地实习,使得学生在大学期间养成了良好的品德与职业精神、优秀的学习能力和团队合作意识及顽强的社会适应能力与基本的专业技能,为自己今后的学习、工作和发展打下了坚实的基础。
四、案例与项目驱动的教学方式
信息技术系的讲师(Lecturer),大多具有软件工程的实际项目经验,授课中不使用统一的固定教材(Textbook),主要采用参考书目列表(ReferencesList)及课件(Notes)方式。教师在教学过程中,主要运用自己的实际项目和研究进行案例教学(CaseStudy)。在课程讲解过程中,要求学生完成一个相对完整的实际系统,这种项目驱动(ProjectDriven)式的授课方式,使得学生在实践中通过自我学习掌握很多课堂上从未讲过的内容,培养了学生自我学习的能力及分析问题与解决问题的能力。
五、实践与理论并行的考核方式
课程考核方式上注重对实践能力的认定。成绩评定上要求实践环节合格后才能参加课程笔试。笔试题目多为设计、分析类试题,考察学生解决实际问题的能力。
三年级学生必须在三年级课程考试结束前获得信息技术系、工程学院和学校实习办公室(UniversityPlacementOffice)对自己实习工作经验PEP的认定,认定合格后,学生方可进入大学四年级的学习。
六、借鉴
爱尔兰有“欧洲软件之都”、“新的硅谷”等美誉,根据联合国经合组织(OrganisationforEconomicCo-operationandDevelopment,简称OECD)2000年公布的报告,爱尔兰超过美国成为世界第一大软件出口国。在中国,原有的大学计算机教育偏重于理论上的学习,学生实践的机会较少,到了工作单位需要较长时间的磨合期,难以适应软件产业快速发展的节奏。高威大学软件人才培养中注重实践的特色值得我们借鉴和学习。
北京理工大学软件学院从2006年起与高威大学信息技术系进行了教师交流(LecturerExchange)和课程共享(SharedTeachingModules)合作,引进了高威大学信息技术系部分实践特色较强的专业选修课程。
作者:单纯等
第2篇:美国印第安纳大学计算机教育的启示
美国印第安纳大学建立于1820年,共有8个分校,其中以布卢明顿分校最好,学术声誉曾排名全美公立大学第31名,其都市环境曾被美国纽约杂志评为美国10个最佳大学城之一,也是美国最适宜居住的城市之一。笔者2005至2006年期间在印第安纳大学布卢明顿分校的CommunityGridsLab做了一年的访问学者,该实验室是独立于计算机系,但主要从事计算机科学研究的机构。访问期间,除了参加实验室的科研项目研究之外,分别在两个学期里选修了两门课程,对美国的计算机项目研究和课程学习有一定的感触,因此笔者以个人的观点来分析和比较一下中美大学计算机教育的特点。
一、教学
1.本科教育
美国的计算机本科教育首先就是有强大的网络支持,无论学生注册、选择课程、挑选教授、提交作业、课程答疑等等均在网上完成。当你注册为学校的学生、教师或其他职员时,将会获得一个学校的账号,供你在网络上登录学校的网站,享受学校提供的服务。美国大学的计算机房全天开放供学生使用,甚至在学校的体育馆、图书馆、医院、书店等公共场所均有免费使用的计算机和打印机,使你可以随时方便地完成你的学习和工作,可以说,在这里,网络无处不在。
因笔者在国内讲授计算机体系结构课程已有多年,为了能更清楚地了解中美课程教授的区别,所以在印第安纳大学也专门完整选修了这门课程。首先带给我的冲击是,本门课程的教授并不像想象中的那样。在我的认识空间中,美国是世界上计算机技术发展最快的国家之一,其教授的课程内容也应该是最新最快的,而当教授打开电子讲义时,我发现其中很多内容是1998年的讲义。惊诧之余,我也对此进行了很长时间的思考。
计算机体系结构课程教学主要是解决“如何在现有的技术条件下设计出性能价格比高的计算机系统”的问题,也即着重介绍如何运用各种先进的技术将计算机系统的各个功能单元有效地组织起来,以最小的代价获取最高的系统性能。基于这样的思想,对本门课程的学习需有一些先修的前导课程和预备的知识点,也就是说,要有一定的技术储备才能更好地掌握这门课程的精髓。
目前国内的大学面对计算机科学这样一门迅速发展的学科,希望最大限度地紧跟国际计算机科学发展的最新理念和技术,并将最新的信息传授给学生,而实际上会导致教师一味追求最新最快,而忽略了最基础的知识,反而结果适得其反。
就计算机体系结构这门课程而言,其关键内容包括计算机体系结构的基本概念、指令集结构设计、流水线技术、向量处理技术、并行处理技术、存储系统设计技术、I/O系统设计技术、多处理机技术等等,这些技术在整个计算机发展的过程中其指导思想并没有发生根本的变化。例如流水线技术,自出现以来,就遵循时间并行的思想,实质上是多条指令同时执行各自的操作,在此基础上发展了超流水线等技术,只有打好了基础,才可能举一反三,使学生在了解了流水线基本原理的基础上迅速掌握其他更新技术。因此,在课程讲授上,应紧密结合实际情况,克服脱离实际的现象,避免因迎合市场而盲目追求最新的理论。
在美国的大学,几乎每一门课程都有它的主页和教授的个人主页链接,所有的作业和project都会通过网络发布,教授也可以通过网站和电子邮件解答学生的问题,这些工作在网络上解决已经成为最为方便和快捷的方式。
在计算机的课程中,课堂讲授只是其中的一部分,在实验室完成的项目和作业占很大的比例。以计算机体系结构为例,课堂讲授每周两次,每次两个学时;实验室每周两次,每次两个学时。平时的作业和project很多,这也是与国内不太相同之处。国内比较重视最后的考试,因此可能出现的情况就是学生平时很轻松,甚至可以不上课,只靠期末的紧急突击就可取得好成绩,但是知识的掌握却不扎实。印第安纳大学的计算机体系结构课程的学生成绩由4部分组成:Homeworks/Paper占15%,Labs占30%,Midterm占20%,Final占35%。它将学生最终取得的成绩分散在整个学期内,并且在学习的过程中除了理解课堂讲授的知识之外,还会从各个角度扩展学生的知识面。教授会给学生布置团队作业,由3-4名学生自由组合成一个团队,充分发挥团队中每个人的力量,完成团队作业后要交paper(论文),并由团队中每个人在课堂上为所有学生演讲自己负责部分的研究成果,每名成员的演讲时间很短,但是可以保证给每名学生上讲台的机会。在演讲过程中,教授和其他学生可以随时打断话题,提出自己的问题或观点,只要是与演讲内容有关的问题都可以发问。在此过程中,可以考查学生的查阅资料、完成作业的能力,培养学生分工合作和学生之间的团队合作能力,并且给学生充分的空间提出创新思想,还可以锻炼学生的表达能力,从各个角度都可以很大程度地提高学生对本门课的理解和吸收。
2.研究生教育
美国的研究生教育与中国有着很大的不同。首先,美国的计算机研究生无论是TA(TeachAssistant),还是RA(ResearchAssistant)都有学校或教授提供的奖学金,并足以经济独立,这就使学生可以没有后顾之忧地全面投入学习和科研。在国内的高校中,基本上没有严格的淘汰制,即使答辩没有通过也有延期答辩的机会,所以基本都可以获得学位。美国大学对硕士生和博士生的学位评定却非常严格,淘汰率也很高,要进行层层筛选。
美国大学的研究生培养非常重视课程学习,而且课程的设置范围很广。以印第安纳大学的计算机系为例,每个博士生需要修满90个学分,一般一个课程3学分,但是有很多课程不需要上课,一般有50个学分是需要上课的。注册以后导师会指定几门与研究方向有关的课程,其他的由学生自行选择,最后由导师批准。
每门课程的编号都有特殊的意义,例如,初始字母中A代表非专业,B代表本科和研究生的其他课程,C代表本科生专业课程,P代表编程课程,Y代表自学等等;课程编号中的第一个数字分为几种,1-4代表本科生课程,5-6代表研究生课程,7代表研究生的研究和自学课程;中间的数字含义是0-1代表基础和算法,2代表程序设计语言,3-4代表硬件和软件系统,5-8代表应用,9代表特殊主题。在计算机系的主页上会有详细的课程列表和介绍,包括必修和先修课程,以及教授的主页,方便学生查阅。
在选课过程中,还可以选择其他系和专业的课程,都不受限制,这样可以为学生提供掌握交叉学科的机会,甚至可以打破一级学科的限制进行选课,这样培养出来的学生适应能力和研究能力相对较强,尤其是对计算机学科而言,在很大程度上将成为一门工具,在与其他学科交叉后将发挥更大的威力。例如,计算机学科在与生物、化学、物理等学科结合起来后会有更大的发展空间,也有利于学生毕业后的发展。
在美国的大学里,申请博士研究生需要通过qualify(资格审查),计算机系的学生通常要通过3~5门考试,每门课程有两次机会,如果两次都不能通过,就没有资格申请博士学位,只能转成master(硕士)了。通过qualify以后要进行proposal(开题)和finaldefense(答辩),全部通过才可以获得博士学位,每一个步骤的审查都非常严格。通常情况下,从入学到获得博士学位至少需要5年时间,有的甚至需要7年以上,取决于研究课题的进展。整个博士研究期间,都由导师负责,指导研究方向,分配研究任务,关注课题进展情况,参加学术会议,从而提高学术水平和扩大知识面。
在中国,博士生也通常要5年或5年以上,也有3年或4年可以获得博士学位的,不过没有资格审查这一关,因为中国一般想获得博士学位首先要取得硕士学位,除非少数硕博连读的学生,这一点有很大的不同。美国的硕士学位相对来说比国内要容易一些,一年或一年半修完课程即可获得学位,不用参加课题研究,因此美国的教授通常认为中国的硕士学位要比美国的硕士学位含金量高一些,而博士的水平要比美国差一些。
二、科研
笔者所在的实验室是专门做科研的,不兼顾教学任务,相对来说课题任务多,成果也多。大多数项目都是与其他学科的结合。例如,笔者在作访问学者期间就参加了一个与化学系合作的科研项目,使用现代网格技术将分布的化学工具、模拟、文档和相关的生物资源的数据库进行集成。这样的项目必须需要计算机系和化学系共同完成,因此计算机系与其他系的合作显得尤其重要。
博士生需要有论文发表,就需要投入大量的精力进行科学研究,而一个良好的科研环境非常重要。在美国,实验室会为你提供你所需要的软硬件设备,只要你拥有学校的账号,就可以免费到学校的网站下载需要的常用软件,教授也会提供你科研所必备的正版软件。实验室会为你提供一个纯粹的学术环境,为你的论文成果提供完善的条件和空间。
三、总结
综上所述,美国和中国的计算机教育存在一些不同之处。美国的大学会最大程度地提供给学生一个探索性的学习环境,让学生通过发现和引导发现的过程来指导自己的学习。在教学过程中会采用构造式的教育模式,发挥学生的潜力,提出新思想、新概念,给学生一个充分自由的发展空间。这种构造式教学法可以鼓励学生根据自己的问题创造自己的学习产品,使学生有计划、有组织地研究课题并找到解决问题的方法,为学生提供大量的合作机会来达到更高的学习目标。
当然,我们国家有自己的国情,不能盲目跟从西方技术。中国应在充分了解本国国情的基础上寻找适应东方文化结构的教学方法,积极引导学生有效学习和充分思考,创造一个更完善的教育制度,培养出具有创造力的新一代人才。
作者:方娟
第3篇:英国大学计算机教育特点与思考
1引言
人类社会进入了一个信息的新时代,以计算机为基础的信息技术渗透到社会的各个领域,围绕计算机的应用与技术正在快速地发展和变化。高等院校作为输送高素质现代人才的摇篮,面对计算机技术日新月异的变化,局限于传统教育模式的弊端,我国高校计算机教育正在面临巨大挑战,需要借鉴国际上,特别是发达国家的教育经验,以适应社会对人才的需求。
英国的高等教育历史悠久,起源于700多年前,无论是科研还是毕业生的质量在世界上均享有盛誉。20世纪80年代后期,为了适应经济与社会发展,迎接21世纪的挑战,英国政府和教育界人士就高等教育的发展方向展开了激烈的讨论,英国政府发表了《90年代英国高等教育的发展》绿皮书,绿皮书强调高等教育应为国民经济服务,英国大多数大学都同业界保持着密切的联系。
由于计算机技术的快速发展,激起了信息产业革命,为了满足工业和科研的需求,大学计算机教育处于英国教育改革的前沿。计算机科学是一门多学科交叉的学科,具有很强的理论性和实践性,而且,与其他学科相比,它的一个显著特点是快速的变化性,需要不断更新和改革大学计算机的课程、教学内容以及培养方式。在英国传统文化的影响下,英国大学追求自治,形成了自由而严谨的风尚,大学有独立的自我管理机构,有权设置不同课程和教育评估体系,为了适应就业市场对人才的需要,英国的大学计算机教育紧密反映了当今工业以及科研的需求。
尽管近年来我国大学计算机教育取得很大的发展,相对于西方发达国家,仍具有一定滞后性,需要借鉴发达国家的教育经验,提高计算机教育质量水平。本文根据笔者在英国大学学习和工作的经历和感受,着重从课程设置、学科建设和学生素质培养等方面,以个人的视角分析英国一些大学的计算机教育特点,并结合在国内大学计算机教育的经验,探讨计算机教育改革的一些问题。
2自主、灵活的课程设置
2.1英国大学计算机课程设置简介
计算机科学是一个多学科交叉的学科,工程和数学是其根本,同时与其他学科有广泛的联系。例如,硬件设计与电子学和电子工程紧密相关,芯片制造与固体物理相关,而用于构造、分析和软件验证的形式化方法更多地与数学相关。而且,计算机及其应用的理论与实践相关的各个课程还在继续演化,这意味着计算机课程选择具有较大的广泛性,特别是当今计算机科学技术正在快速变化发展,如何选择与当今工业和科研发展相适应的课程尤为困难。
英国大学自主性的教育体制特点使得英国计算机课程设置具有很大的灵活性和多样性,英国的大学由于不同的教育传统和研究特色,尽管同样是计算机专业,而在课程设置上有很大的不同。为了了解英国大学计算机课程体系特点,下面主要以剑桥大学(UniversityofCambridge)、爱丁堡大学(UniversityofEdinburgh)和利兹大学(UniversityofLeeds)为例,主要介绍其本科的课程设置特点。因为,本科阶段的教育是高等教育的基础,本科计算机课程体系是培养高级计算机人才的核心基础。英国的本科有3年学制和4年学制(一般英格兰本科是3年学制,而苏格兰是4年),但课程涵盖了非常广泛的范围。
剑桥大学的自然科学在世界上享有盛誉,它的计算机课程设置也反映它的研究特色。在剑桥大学的学生可以选择3年的计算机课程学习,也可选择先学习一年的计算机课程,接下来的2年学习其他自然科学,或者先学习一年的数学课程,再学习计算机课程。这一点与国内很不相同,国内学生一般不能跨专业选择课程。剑桥大学的计算机学位课程划分为3个部分(PartIA,PartIB和PartII),不同体系体现了不同的特色。前两个部分强调在计算机科学领域的扎实基础,而在后一个部分是专门深入的学习。第1、2年的基础课程涵盖了计算机科学基础理论和实践课程,包括:面向对象语言Java、操作系统、离散数学、密码学分析、算法、数字电子学、有限自动机、软件设计和专业实践等,其中数字电子学包括数字组件和电路基础。同时,学生还需选择一些面向自然科学的数学课程,以及自然科学课程,例如,化学、物理、地质学、进化与行为,以及有机生理学等。而第2年的课程主要是计算机专业核心技术与理论课程,例如,实践课程包括计算机设计、数字通讯、编译器构造和图形学等;理论课程包括语义学、逻辑与证明和计算复杂性等。第3年的课程主要是专业性很强的课程,学生根据兴趣和需求,选择偏向工程、理论或者应用方面的有针对性的课程学习。剑桥大学的学生生源较好,并且由于在自然科学研究的优势,计算机课程设置体现了多学科交叉和基础性特色。
在爱丁堡大学,计算机科学是信息科学的一个部分,涵盖人工智能和认知科学。爱丁堡大学的计算机学位课程均由从事相关领域研究的专家执教,爱丁堡大学在计算机理论研究方面拥有很高声誉,课程设置很大程度上反映了该校的研究特色。爱丁堡大学属于苏格兰体制,本科是4年学制,在第1、2年主要学习信息科学的课程和相关数学课程,第3年选择核心技术和理论课程,保证具有广泛的基础专业知识,最后一年完成毕业设计和专门课程学习。第1、2年主要包括数学、信息科学和计算机的基础课程,如:数据结构、算法、计算机系统、软件工程、有限自动机、语言处理和一些基础数学课程等。第3年是一些计算机专业相关课程,学生可选课程相当广泛,包括:算法和数据结构、可计算性和复杂性、语言语义学与实现、计算机设计、计算机体系结构、操作系统、企业计算、基于对象和组件的软件工程、计算机安全、编译技术、计算机通讯和数据库系统等。而最后一年的课程是与毕业设计相关的和提高性的课程,可选的课程主要包括高级数据库、高级编程语言、计算复杂性、计算机代数、计算机图形、计算机网络、分布式系统、嵌入式软件、形式编程语言语义学、人机接口、模型与仿真、并行体系结构、并行编程语言和系统、软件体系结构、过程和管理、系统级集成实践、类型和编程语言和可视化等。从这些课程设置体现出爱丁堡大学很强的计算机特色,课程覆盖面广泛而深入,反映了当前计算机科学研究发展。
利兹大学的计算机在分布式系统和人工智能方面的研究力量较强,同时与产业界有着密切的联系,课程设置也体现它的特色。利兹大学的计算机本科是3年学制,也可另加1年的社会实践。第1、2年的核心基础课体现了计算机专业性和它的研究特色,包括编程语言、计算机系统、分析与建模、计算数学、计算导论、系统工程、软件工程、知识管理、人工智能、信息学、分布式系统构建、人与计算和专家系统等。另外,高年级的选修课程主要涵盖具有特色的研究方向,体现出很强的专业性,如离散与优化、复杂性理论和逼近算法、计算机视觉、自然语言处理、知识表示与推理、生物计算、科学计算、高级计算机图形学等。这些课程基本上是与计算机直接相关的课程,课程设置尽量适应产业和科研的需求。
2.2课程设置的特点
对比上述3所英国大学的课程设置可以看出,尽管相同的专业,但除一些核心基础课程和数学课程外,在其他课程设置上具有很大差异,各有特点。剑桥大学强调多学科的交叉和学生综合能力,开设了较多其他学科尤其是自然科学课程。爱丁堡大学在计算机科学和数学方面课程较为全面,体现了在计算机方面的优势和特点,而利兹大学专业性更具倾向性,强调优势方向和产业应用。这些特点充分体现出英国大学教育体制的自主性和灵活性,这使得大学教育可以紧密结合产业界的需求,跟进国际计算机科学与技术的发展方向;另一方面,也易于使大学形成自己的特色,适应不同学生的需求。例如,对综合学科和计算机基础研究感兴趣学生选择剑桥大学,而偏爱计算机专业的学生可选择爱丁堡大学或者利兹大学。
目前我国高校的教学内容特别是本科,应该说还是普遍较为僵化,大学或者学院缺乏自己特色,不利于培养出紧密结合社会需求的人才,尤其是对于象计算机这样快速变化发展的学科。笔者认为,要培养出适应市场经济需求和科研发展的高级计算机人才,在课程设置上,应该让大学有更高的自主性,利于创办出具有自己特色的学科和方向。
3学生素质培养
3.1教学与评估
英国大学在传统上是一种典型的自治组织,学校拥有相当大的自治权,可以自由选择师资、学生、课程,并授予自己的学位。在大学自治的理念和体制下,教师是保障教育质量自觉的主要责任主体,教授课程,选举系主任、院长和校长,对学生的成绩评估。在新学期开始前,学院会在网站上给出授课信息列表,以供学生查阅和选择。例如本学期开设的课程、授课教授的信息、授课教授的接待时间、授课教室、期中期末考试的日期及考试地点等等。
教育质量是大学的生命。在教学方面,在英国的大学中授课教师是责任主体,负责选择教材,决定讲授内容及其方法。由于一些计算机技术的快速变化性(如计算机语言),教材更新很快,也有的教授不指定教材,而采用自己的讲义。让笔者感受到与国内大学很不同的方面是英国大学教学注重对学生综合能力的培养,以及学生学习的主动性。
在综合能力培养方面,国内大学教师主要关注传授知识(尤其是本科阶段),而学生在其他能力方面得到较少培养,例如动手解决实际问题的能力、团队协作能力和口头表达能力等,这使得培养的人才难以满足社会的需求,尤其是对于象计算机这种实践性很强的科学。英国大学计算机教学对学生综合能力的培养体现在教学过程和成绩评估方式,学生除了参加课堂教学外,还需要完成一系列的在编程和硬件方面的练习,以及团队作业。以剑桥大学为例,在第1年,需要参加大约1周12个讲座,并参加一些实践课,包括7个硬件、13个编程和10个自然科学实践课。除讲座和管理外,第2年需要完成一系列在编程、硬件设计的练习,以及承担一个团队作业,第3年需要完成一个实际的个人项目(毕业设计)。而成绩评定则依据在每年6月份举行的3个小时的考试以及一些实践作业(它与一篇论文具有同等重要性),而在利兹大学甚至允许有延长一年的实践锻炼。这种课程和评估结构意味着学生的能力得到全面的培养,例如实践练习培养动手能力,团队作业培养了学生的沟通能力和协作精神,而个人设计锻炼了独立工作的能力。在学生的毕业要求上,实践能力在评估同样占有重要地位,学生的毕业设计往往是实际的应用课题。例如,下面是选自利兹大学的几个计算机专业毕业生设计题目:隐藏与追踪:健壮的数字水印(HideandSeek:RobustDigitalWatermarking),胎儿映像的电子健康系统(E-HealthSystemforPrenatalScreening),基于计算机视觉的癌细胞自动计数(TheAutomatedCountingofCancerCellsUsingComputerVision)等。
在学生学习主动性方面,由于过去计划经济时代的影响,以前国内大学的毕业生没有就业压力,因此,学生没有迫切的学习动力和压力;而另一方面,大学设置的教学内容也与就业市场需要有相当大的差距,这些使得相当大部分的学生只以通过考试为目标,而被动地学习。在英国大学,在激烈的就业竞争驱使下,大多学生主动地进行学习。一个典型现象是课堂上,学生经常提问打断教师讲课,而教师也会注重培养学生分析和表述问题的能力,这在国内大学是少见的。
3.2科研与素质培养
大学是培养科研人才的基地,也是科研创新的摇篮。大学的研究生教育直接与科研相关,研究生的研究和创新能力是大学教育质量的重要特征之一。尽管一般的本科学生不直接参与科研,但为以后的科研打下了坚实的理论基础和专业基础,因此,课程体系建设和课程教学也是大学科研的重要一环。与国内高校情况相比,英国的大学在科研人才培养的特色主要体现在三个方面:多学科交叉、科研环境和学生综合能力训练。
在剑桥大学,从本科阶段就强调多学科交叉,计算机学生可以选择多门自然科学课程,而在爱丁堡大学,学生需要学习多门数学课程。利兹大学的计算机专业研究生可以选择两个来自不同学院的导师,比如,一个计算机系的研究生可以选择一个在生物学系的作为副导师,这种学科交叉性使得学生容易产生创新性的思想,提高科研能力。而国内的大学大多研究生的专业知识领域较窄,这样培养出来的学生对快速发展科研的适应能力较差,因此,需要研究生打破一些学科间的限制。
英国的大学计算机专业在硬件环境方面,应该说与国内没有明显的差距,特别是国内的一些名校。由于体制不同,英国大学对公共资源的使用有着较为严格的管理和控制,但另一方面,这些资源对校内师生开放,可以多个系共享计算资源。例如利兹大学计算机系每个研究生配备装有Linux和Windows两套平台的工作站,有覆盖全校的无线网络,也可使用图形和可视化实验室和虚拟现实设备,以及网格系统等。而国内的大学,不同团队间很少实现资源共享,这降低了资源的利用效率。此外,通常大学提供许多讲座和科研交流,让研究生能够充分交流思想,营造良好的科研氛围。
在综合能力培养方面,国内大学已经从关注知识传授,开始重视学生动手能力的培养,一些大学制定措施来促进学生动手能力的训练。然而,在学生综合能力培养方面,笔者认为国内的大学还存在一定差距。例如,国内大学主要通过笔试方法考核学生,很少关注对学生口头表达能力、交流能力、团队协作和管理能力等方面的培养。在英国的大学,通过团队作业、项目设计和演讲等对学生进行锻炼,这些方面的能力作为考核内容之一,还通过口试或者答辩考核学生,在口试中,教授是一对一的对学生的知识进行考察,这样的考试是很有针对性的。其实利用公式做出题目并不难,难的是能够清晰的阐述某个概念和原理,这才能真正体现出学生对所学知识的理解程度。因此,培养出来的人才具有更强的社会适应能力。
总的来看,与国内高校相比,对学生的综合能力和素质培养是英国大学计算机教育的一个主要特色之一,面向社会需求的教育理念使大学培养出具有竞争力的人才。
4结束语
目前我国大学计算机系大多还是采用传统的教学模式,这种教学模式的弊端已经为许多教育人士所认识,并呼吁计算机教育的改革。一些大学希望紧跟国际计算机科学发展的最新理念和技术,并将最新的信息传授给学生,然而,由于历史传统和教育体制不同,脱离实际盲目追求最新技术可能造成相反的效果。“他山之石,可以攻玉”,借鉴国际上先进的教育模式需要了解它的背景和特色。笔者结合在英国大学学习和工作的经历和感受,对英国大学在课程设置和素质培养方面的特点以及背景进行了简要地探讨和分析,相信英国大学面向产业和科研发展的课程体系,以及对学生综合能力培养的教学和评估方式,对于我国大学计算机教育改革具有一定的借鉴意义。
作者:李先贤
第4篇:德国大学计算机教育的几点感触
受亚历山大×冯×洪堡(AlexandervonHumboldt,1769-1859)基金会资助,笔者两次在德国从事访问研究,有幸对德国的高等教育,尤其是大学计算机教育,进行零距离的观察,并留下深刻印象。德国的计算机教育很普及,特色鲜明。为便于读者对德国大学计算机教育有更深入的了解,首先回顾一下德国教育的发展历程和高等教育的一些现状;然后,谈谈自己对德国大学计算机教育的几点感触;最后通过例子看看德国大学如何实现教学与科研的统一。
1德国教育
德意志民族一向非常重视教育。十八世纪,普鲁士国王腓特烈大帝(FriedrichWilhelmI,1688-1740)颁布学校教育法令,强制推行全世界最早的、免费的初级教育制度,确认公民接受教育的权利和义务。几十年后,洪堡(WilhelmvonHumboldt,1767-1835)对德国教育实行全面的改革,建立起一套完整的教育制度,确立教育的三个“自然阶段”,即“初等教育、中等教育和高等教育”。直到今天,洪堡的三阶段教育主张还被广泛采用。在德国,教育被视为国家之根本。有一次在内阁会议上,威廉三世国王(FriedrichWilhelmIII,1770-1840)就对大臣们说:“正是因为贫穷,所以要办教育,我从未听说一个国家是因为办教育而办穷了,办亡国的。教育不仅不会使国家贫穷,恰恰相反,教育是摆脱贫穷和落后的最好手段”。所以,即使在历史上非常困难的时期,政府也十分重视发展教育,保证教育方面有足够的投入。
教育具有双重功能,一方面是提高国民的素质,为国家培养了人才,为经济发展注入了活力;另一方面它是现有社会结构的稳定因素。在国家的教育体系里,高等教育是主要成分,发挥关键、重要的作用,为经济建设直接培养高素质的应用型专业人员,以及高水平的科学研究人才。在某种程度上,高等教育体现一个国家的竞争力。在欧美的发达国家,高等教育已从精英教育向大众化教育发展。德国的高等教育有很悠久的历史,最古老的海德堡大学成立于1368年。十九世纪,按照“洪堡教育理念”成立的德国大学更是以其教学与科研统一及学术自由等特点被奉为欧美各国高等教育发展的楷模。洪堡主张把大学办成哲学、科学和学术研究的中心。毫无疑问,作为老牌的经济大国,德国的高等教育也是非常发达,学科门类完善。但不像美、英等国有所谓的一流或名牌大学,德国大学的水平大体均衡,不同的是一所大学在某一学科或者专业有公认的声誉。比如,在计算机领域,亚琛工业大学、卡尔斯鲁厄大学、慕尼黑工业大学和锡根大学等具有很高的知名度。德国现有各类大学一百多所(不考虑其他的高等专科大学),在校学生约两百万。学生有多种途径取得大学入学资格,基本上能够根据兴趣选择不同的专业。一般地,经过五年的学习,才能被授予德国的Diplom学位,相当于一些国家的硕士学位。但是,由于在德国大学里没有学习年限,且不需交纳学费,相当一部分学生在学校逗留时间超过六年。这种情况导致了至今未停歇的、轰轰烈烈的一系列教育改革大讨论。且为了与国际接轨,德国一些大学开始授予学生“学士”和“硕士”学位文凭。
2计算机教育
德国是制造出世界上第一台计算机的国家,德国人KonardZuse(1910-1995)被认为是现代计算机的发明者。他在1936年建造出第一台可以编写程式的计算机Z1和后来更高级的Z3和Z4。然而,尽管是世界上计算机研制起步最早的国家,受二战后盟国政策的影响,计算机技术在德国属于受限制发展的范围。到了上个世纪六十年代后,德国计算机应用和技术的发展才开始,相关的计算机教育和学科建设才起步和推动。今天,德国的计算机和信息技术在工业、媒体和生活等各个领域已经相当普及。
计算机普及和就业市场的旺盛需求推动计算机学科纵向和横向地朝各个领域快速扩张和发展。德国的情形也是一样,跟随各个行业信息化的浪潮,计算机的影响席卷科学、社会和经济的所有部门。每个人都以某种形式来学习计算机的相关知识,计算机教育得到长足的发展。尤其在大学里,可以找到所有与计算机有关的课程和专业,可以授予计算机科学学士、硕士和博士学位。面对目前供不应求的情况,计算机毕业生炙手可热,大部分愿意早点时间进入就业市场,有些人在工作几年后再回来深造并完成博士论文研究。德国大学的计算机课程与电子电气课程在一个系里,不是彼此独立设置,这点给我深刻的印象。在德语里,Informatik其实是个来自法语的单词,表示计算机科学的涵义,与电气Electrotechnik或电子Electronik结合,意味着这一学科与工程的紧密关系。这点与德国人那种实践主义的精神很吻合,但并不就是说德国大学的计算机课程只注重工程方面的应用。
德国大学计算机专业设置与其他国家大体相同,有计算机科学、计算机工程、信息系统、信息技术和软件工程。也有像人工智能、多媒体、图形学、机器人和生物医学二级专业门类。计算机专业在德国能够吸引高质量的学生,大学能为他们提供最好的学习条件。在开始学习阶段,学的是学科和专业基础相关的课程,比如数学课程。到了后半段学习时间,学生才会深入接触专业课程。这些专业课程的选择通常与将来合作的教授的研究兴趣有很大关系,另外,学生的Diplom论文工作也与教授的研究项目有关。在德国的大学里,一个教授即是一个研究所,一个研究所一般也就一个研究方向,很少有超过两个教授以上的研究所。假使有两个教授的研究所,也是工作在同一个课题方向。德国大学的学生很容易接近教授的工作,这点跟我国的情况有很大的不同。
3教学和科研统一
德国的高等教育重视能力的培养,重视思维方法的训练,重视实践过程,甚至直截了当地将目光投向实际技能的教育。从课程设置、专业学习和Diplom论文工作,都能反映出这一点。特别是在学习的第二个阶段,学生非常有针对性、系统地学习专业课程,为将来工作和科研打下基础。德国大学的教授不会照本宣科地传授教材上的经典理论,事实上他们也不使用特定的教材,更多的是讲授根据个人对专业和科学的理解准备的素材,有些就是自己的专门研究成果。这样,教授可以基于最新的资料,在较高的层次上传授学生将来从事研究和工作所需要的专门知识和技能。这点不光在计算机学科,其他的学科也是这样。这种教学与科研的结合非一般的通识教育,在德国已有相当长的传统。我国大学的计算机教育情况有些不同。虽然学生在后半个阶段也是专业课程学习,老师们教的较多的是教材上的知识。而且在这个关键的专业学习阶段,学生接触实际的机会较少。
笔者在德国锡根大学实时学习系统研究所(EchtzeitLernsysteme-EZLS)学习和工作过,以为该所在教学与科研统一方面做的非常成功,有许多值得思考和学习之处。EZLS的正式大学员工只有一个教授、一个访问学者、一个工程师、一个秘书和四个博士研究生,其余是不定数量的Diplom学生。教授每年张贴一次广告,招收对研究有兴趣的、三年级以后的学生。经过全面考核,每次录用十个左右。这些学生在项目里的分工不同,一般以三个或四个为一组。以AMOR项目为例,每年有两组学生加入,算上固定的科研人员,可以看出项目有一支强壮的、可持续的队伍。AMOR是一台室外移动机器人,学生的分组是依据它的研究内容进行,目前有计算机操作系统和数据通讯组、惯性传感系统组、视觉信息处理组和导航方案组。因为在前一阶段学习了基础课程,学生加入项目组后学习的是深入的专业知识和技能,比如嵌入系统、计算机接口与通讯、数字信号处理、计算机视觉、移动机器人和人工智能,等。这些专业课程,可以是本所教授开的课,也可以是外所教授开的课。可以看出来,这种专业学习是面向项目研究的。也正是在这个学习阶段,学生获得许多手工实践的机会,研究所也提供学生实现想法和思路的最好条件,比方说,设计、加工和检测进行信号采集与处理的印刷板电路,利用AMOR平台进行新算法测试和验证,等。这类实践,对运用所学基础理论、提高专业知识和技能以及培养科研创新能力有重大的意义。AMOR能在今年欧洲移动机器人大赛(C-ELROB)的激烈对抗中获得自动巡航赛道的冠军,可以说是教学与科研统一结下的一个硕果。教学与科研统一在德国大学计算机教育基本有一定的模式,不同专业方向与上面的例子大同小异。
作者:杨唐文
第5篇:浙江大学计算机教育进入快速发展轨道
30年前,以何志均教授领衔的一代前辈开创了浙江大学计算机学科的历史。1978年何志均等教授在原浙江大学创立计算机科学与工程学系;1984年张森等教授在原杭州大学创立计算机科学技术系;1998年随着浙江大学四校合并,新浙江大学计算机系成立;2002年在计算机系基础上成立浙江大学计算机学院。经过30年的艰苦奋斗,浙江大学计算机学科从无到有,逐步做强做大,在2006年教育部全国一级学科综合水平评估中浙江大学计算机科学与技术一级学科排名列全国第三。
目前,学院设有计算机科学与技术一级学科博士点和博士后流动站,拥有计算机应用国家重点学科、计算机软件与理论国家重点(培育)学科和浙江大学CAD&CG国家重点实验室。截至2008年4月底,计算机学院现有教职工225名,其中中国工程院院士2人、“长江学者计划”特聘教授2人、浙江省特级专家1人、国家杰出青年获得者3人。学院在校生规模1854人,其中本科生为782人,硕士研究生653人,博士研究生419人,另还有软件学院本科生774人,第二学士学位30人,软件工程硕士研究生861人。计算机学院以及软件学院在校生的总规模已达全校的9%以上。
从20世纪90年代中期以来,浙江大学计算机系(学院)进入了快速发展的轨道。在科学研究上,注重基础理论研究、高技术研究和关系到国计民生的重大科技攻关,在人工智能与应用、计算机图形学、计算机辅助设计与集成制造等主要研究领域基础上,进一步凝炼学科方向,大力发展网络与多媒体、产品创新设计、数据库、嵌入式系统、网络分布计算等具有特色的新型学科方向。科研经费大幅度增长,2006、2007连续两年学院科研经费突破1亿,名列全校前列。2004年潘云鹤院士负责的“面向区域经济发展的高技术产品开发系统”成果获国家科技进步二等奖;2007年,陈纯教授负责的“纺织品数码喷印系统及其应用”成果获国家技术发明二等奖。
在人才培养上,学院目前设有计算机科学与技术、工业设计、数字媒体技术专业,软件学院还设有软件工程专业。目前,学院(包括软件学院)已获得国家精品课程4门,国家双语示范课程1门,国家第二类特色专业4项,国家第一类特色专业2项,国家人才培养模式创新实验区1项,另外还获得大学生创新性实验11项。学院学生注重工程创新实践能力培养,近年来学生在各类国际重要竞赛中频频获奖。学院培养的学生以其扎实的专业基础、良好的动手能力,在就业市场中广受好评。每年都为Intel、Microsoft、IBM、Google、Autodesk、Nokia、StateStreet、华为、百度、网易、腾讯、网新等国内外著名IT企业提供一大批优秀毕业生,涌现了许多耀眼的“新星”,如浙江省十大“创业之星”、“手机备备”的发明人方毅,北京奥运会“祥云火炬”的核心设计师章俊,被美国商业周刊称为TopCoder程序设计竞赛“大赢家”并据此要重新评估中国软件工业水平的吴嘉之等。
2008年5月25日,浙江大学计算机学院举行了隆重的30周年院庆庆典大会。中国工程院常务副院长、原浙江大学校长潘云鹤院士,中国科学院计算技术研究所所长、浙江大学计算机学院院长李国杰院士,江南计算技术研究所总工程师、系友陈左宁院士,原浙江大学计算机系创始人何志均、原杭州大学计算机系创始人张森教授,浙江大学校长杨卫院士、校党委副书记王玉芝、副校长吴朝晖,法国巴黎十一大、加拿大西门菲沙大学、新加坡国立大学、香港大学等6所海外高校的代表,清华、北大、北航、国防科大、上海交通大学、南京大学等15所国内高校计算机学院(系)代表;Intel、Google、GE、IBM、浙大网新、微软亚洲研究院、腾讯等28家国内外知名IT企业代表,历届海内外校友代表,学院师生代表等近900人在浙江大学玉泉校区永谦小剧场见证了这一历史时刻。
回眸三十年,浙江大学计算机学院秉承浙江大学“求是创新”精神,坚持“高水平,强辐射”的学科建设与人才培养的发展道路,逐步形成了“人为本,和为贵,变则通”的学院发展理念。