基于大類招生的地方普通大學計算機本科專業教學改革研究

陳永強 李國勇 彭利華

摘要:計算機學科教育正在飛速發展,取得了較大成績,但在教育和教學過程中也存在諸多問題。本文全面分析了地方普通高校計算機專業的形勢與問題,結合教指委的專業規范建議,研究提出了在大類招生基礎上的培養方案、教學計劃、課程設置、課程大綱、課程建設、教學管理、師資配備等教學改革的措施。

關鍵詞:計算機專業教育;教學改革;大類招生;地方普通大學

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

1引言

近年來計算機專業在規模上蓬勃發展,給更多的學子創造了接受高等教育的機會,為社會輸送了大批專業人才;但同時也存在著專業特色不明顯以及教育質量需要提高等問題。

教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會(以下簡稱教指委)編制的《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)》(以下簡稱《報告》)已于2006年9月通過高等教育出版社出版發行,這是指導我國地方普通高校計算機專業辦學的重要報告。

在目前的計算機專業發展形勢和專業規范的指導下,地方普通大學計算機專業如何調整培養模式,突出特色,適應地方和社會經濟發展,是一項具有重大意義的教學改革命題。

2目前形勢與問題

2.1辦學規模

從20世紀50年代末期哈爾濱工業大學等院校率先開辦計算裝置與儀器專業開始,早期計算機本科專業主要包括計算機軟件、計算機系統結構、計算機及應用等專業。20世紀90年代提出“寬口徑”人才培養思路,計算機本科專業合并為一個計算機科學與技術專業。20世紀末,由于計算機網絡、多媒體技術、通信技術和計算機軟件等迅速發展,國家又批準設置了一批新專業,在本科層次與計算機學科相關的專業有網絡工程、軟件工程、電子商務、信息安全等,還成立了35所示范性軟件學院。

2004年初,本科學校679中的505所開設有計算機科學與技術專業,是全國專業點數之首,其中368個是1994年后開辦的。僅僅經過短短的14年時間,2008年已有1180余所高校開設有計算機專業,在校生人數已超過80萬,專業的設點數和在校生人數仍然位居全國各專業之首。目前,從清華、北大的一流大學到規模很小的一些地方院校,幾乎都開設了計算機專業,計算機專業是全國規模最大的專業。

隨著計算機本科專業的招生高校數量和在校總人數的增加,地方普通高校的計算機專業招生規模卻呈現出波浪式發展態勢:開辦專業伊始,規模逐年擴大,學生人數劇增;至今,由于專業特色不明顯、學生競爭力優勢不強、就業狀況達不到期望值等原因,各地又開始紛紛壓縮招生規模。

2.2教學狀況

地方普通高校計算機專業在培養人才定位上有明顯偏差,教學內容設計存在明顯的盲目性等問題。

對學生的專業定位和發展缺乏統籌規劃,照搬其他學校的教學計劃。學生在專業學習期間,對計算機專業的自豪感和興趣喪失,選修外院系第二學位專業人數比例較大。

不遵守現有教學計劃,隨意更改教學內容和教學進程的情況較普遍,質量無監督控制。調整教學內容的現象嚴重,教學過程和質量處于失控狀態,無法達到應用的教學內容和難度要求,教師對專業基礎課把關不嚴,致使學生學習理解計算機課程的能力普遍不強,學生專業基礎知識薄弱。從專業基礎課程開始,后續課程的教學質量越來越差。

不重視計算機專業文化教育和專業基礎課程。很多從事計算機專業教學的教師是從外專業轉行過來,對計算機歷史和發展過程缺乏足夠的認識,對學生專業素質的培養和指導重視不夠。很多學習計算機專業的學生,到大學畢業時,對計算機認識和了解還是模糊的,在就業方向選擇和走向現代信息化社會時無所適從。

有的計算機專業學生急功近利,只重視眼前利益。普遍存在著忽視英語、數學等專業基礎課程的學習,多數學 生只重視就業需要的專業課,甚至只愿意學習軟件開發工具性的課程,其結果則表現為發展后勁不足現象。

專業課程特色不明顯,選修課的方向引導性作用弱化。專業課設置趨同現象嚴重,學校沒有自己的個性和專業特色。選修課的設置流于形式,幾乎都成為必選課,學生失去選擇權,方向引導作用不明顯,反映了現有教師的教學和研究水平不高。

2.3就業考研情況

2000年前,每年的計算機專業畢業生僅有5～9萬人,人才培養遠遠不能滿足社會經濟發展的需要,就業市場長期處于“賣方市場”。2000年以后,尤其是在高校擴大招生規模以后,各高校競相開設計算機專業,招生規模擴大,畢業生人數劇增,就業市場步入“買方市場”。

進入21世紀以來,中國IT產業的年增長率已遠低于20世紀90年代32%的年均增長速度,眾多IT企業不斷調整自身結構以適應行業發展和產業變革,對從業人員的素質要求不斷提高。計算機與通信工程、自動化、電子技術等相近專業間擠占和競爭就業崗位現象更為突出,IT人才市場競爭日趨激烈,社會需求愈來愈向名牌大學集中,就業格局逐漸明朗。近幾年重點大學計算機專業初次就業率在90%以上,地方大學就業率則為60%～90%。地方普通大學的計算機專業畢業生畢業后大多集中于學校當地與周邊地區的非IT性質的私營企業,從事著計算機相關工作,或者完全與計算機學科無關的工作。高校計算機專業初次就業率連年下滑,起薪大幅下降,成為就業市場上一大焦點。

許多計算機專業畢業生為了逃避就業壓力,使得報考研究生的人數大增,計算機學科報考碩士人數位于各學科之首。考慮到計算機專業考研學生人數巨大,生源和教學質量參差不一,從2009年研究生入學考試起,國家教育部把數據結構、操作系統、計算機組成原理和計算機網絡合并成計算機學科專業基礎綜合科目,實行聯合命題和統一考試,這將對地方普通大學計算機專業教學產生重大影響。

3教指委的專業方向建議

針對計算機專業的一些畢業生專業特色不明顯、競爭優勢不強的現狀,《報告》明確提出以“培養規格分類”為核心思想的計算機專業發展的建議,把計算機科學與技術專業人才培養規格歸納為三種類型、四個專業方向:科學型(計算機科學專業方向)、工程型(計算機工程專業方向和軟件工程專業方向)和應用型(信息技術專業方向)。對每個專業方向給出了專業規范,詳細描述了人才培養的規格、教育內容和知識體系,建議開設的核心課程。在目前的計算機科學與技術專業名稱下,鼓勵不同的學校根據社會的需求和自身的實際情況,為學生提供不同類型且達到本科水平的教學計劃和培養方案。一個學校在其中一種類型上通過評估合格,就被認為計算機科學與技術專業辦得合格。

3.1計算機科學與計算機工程

計算機科學是一門研究計算機和可計算系統的學科,包括它們的理論、設計、開發和應用技術。培養目標是培養德、智、體、美全面發展,掌握自然科學基礎知識,系統地掌握計算機科學理論、計算機軟硬件系統及應用知識,基本具備本領域分析問題解決問題的能力,具備實踐技能,并具備良好外語運用能力的計算機專業高級專門人才。著重于理論知識的教學和分析問題、解決問題能力的培養。知識與課程體系包含14個知識領域和15門核心課程,見計算機工程是研究計算機的理論、設計、實現、開發和應用的專業。培養目標是培養德、智、體、美全面發展,掌握自然科學基礎知識,系統地掌握計算機科學理論、計算機軟硬件系統及應用知識,基本具備本領域分析問題解決問題的能力,具備一定的工程實踐能力,并具備良好外語運用能力的計算機工程專業方向高級專門人才。著重于理論與工程知識的教學,使學生掌握較高層次的分析問題、解決問題的能力。知識與課程體系包含18個知識領域和16門核心課程,也見表1。

比較計算機科學與計算機工程兩個專業方向設置的核心課程,有11門課程是相同名稱,只是課程的執行學時和包含的知識單元略有不同。

計算機科學和計算機工程的實踐教學體系都包括課程實驗、綜合設計、教學實習、社會實踐、畢業設計等多種形式。

3.2軟件工程

軟件工程是一門用系統的、規范的、可度量的方法開發、運行和維護軟件的學科。培養目標是培養德、智、體、美全面發展,掌握自然科學和人文社科基礎知識、計算機科學基礎理論、軟件工程專業及應用知識,具有軟件開發能力,具有軟件開發實踐和項目組織的初步經驗,具有創新、創業意識,具有競爭和團隊精神,具有良好的外語運用能力,能適應技術進步和社會需求變化的高素質軟件工程專門人才。軟件工程教學既重視理論知識和較高層次分析問題、解決問題的方法,也重視軟件設計和工程實踐。包含10個知識領域:SE-CMP計算基礎,SE-FND數學和工程基礎,SE-PRF職業實踐,SE-MAA軟件建模與分析,SE-DES軟件設計,SE-VAV軟件驗證與確認,SE-EVO軟件進化,SE-PRO軟件過程,SE-QUA軟件質量,SE-MGT軟件管理。共設置了27門課程,如圖1所示,并分成A、B、C、D、E共五個模塊。

在模塊基礎上形成四個可選參考教學計劃,分別為A+C+D、A+C+E、B+C+D和B+C+E,每種計劃平均課程數目一樣,包含19門課程。制定具體教學計劃時可只選其中一組實施。實踐教學的形式包括:課程實驗、綜合設計、項目實踐、企業實踐、畢業設計等。

3.3信息技術

信息技術是一門針對社會與各種企事業單位的信息化需求,提供與實施技術解決方案的學科,涉及對計算機軟硬件、計算機網絡等相關技術與產品的選擇、評價、拓展、集成、應用與管理。培養具有如下特點的高級專門人才:德、智、體、美全面發展,掌握與信息技術相關的自然科學和數學知識,并具有創造性地將這些知識應用于信息系統構建和應用的潛力;掌握計算機學科的基本理論和信息系統的基本工作原理,熟練掌握計算機軟硬件系統的應用知識,對信息技術的效用和發展趨勢有深入理解和評估能力;有良好的組織管理和交流溝通能力,能根據不同組織和機構的需求,選擇相應的信息技術,并能有效地實施;具備良好的國際交流能力,能適應技術進步和社會需求的變化。該方向有12個知識領域:IT-ITF信息技術基礎,IT-HCI人機交互,IT-IAS信息保障和安全,IT-IM信息管理,IT-IPT集成程序設計及技術,IT-NET計算機網絡,IT-PF程序設計基礎,IT-PT平臺技術,IT-SA系統管理和維護,IT-SIA系統集成和體系結構,IT-SP信息技術與社會環境,IT-WS系統和技術。15門必修課程:信息技術導論,信息技術應用數學入門,程序設計與問題求解,數據結構與算法,計算機系統平臺,應用集成原理與工具,Web系統與技術,計算機網絡與互連網,數據庫與信息管理技術,人機交互,面向對象方法,信息保障和安全,社會信息學,信息系統工程與實踐,系統管理與維護。實踐教學包括實驗課程、專業實習和畢業設計。本專業方向的絕大多數必修課程都含有實驗環節,一部分知識與技能更適合通過實踐教學(而不是課堂教學)傳授給學生。

在計算機科學與技術專業名稱下四個專業方向的培養各有側重,計算機科學專業方向注重計算機的科學理論掌握,計算機工程偏向計算機的硬件實踐,軟件工程偏重計算機的軟件開發,信息技術則適宜計算機的系統集成。

4普通高校教改措施

本科計算機教育中,目前單一的計算機科學與技術專業設置下的單一的培養規格,難以滿足眾多領域的社會需求。計算機學科綜合交叉的發展態勢日趨明顯,高校計算機專業人才培養應體現寬口徑、分層次的模式,培養研究型、復合型、應用型等符合市場需求的人才。不同類型、不同層次的高校,其計算機專業的人才培養目標和規格要有一定的差異。

按大類招生是高校采取的新的人才選拔培養模式。在這種招生方式下,高校按院系或學科大類招生,而不是按專業招生。學生在本科階段前兩年統一學習基礎課,大三時根據自己的興趣和雙向選擇的原則再進行專業分流。按大類招生能減少考生填報專業志愿的盲目性,學生通過一段時間的大學學習和生活,了解大學、學科、專業,發現自己的興趣和特長,相對準確地預測和了解畢業時社會發展的趨勢,選擇符合自己實際情況和社會需求的專業方向。

地方普通科研教學型和教學型的大學計算機專業培養應瞄準IT人才市場變化,調整模式,突出特色,立足培養符合地方社會經濟發展的工程型或應用型計算機技術人才。可結合教指委計算機專業規范和大類招生,建立以平臺加模塊的“2+2”為主要教學形式的教學培養模式,開展涉及培養方案、教學計劃、課程大綱、教學管理、師資配備等一系列內容的計算機專業教學改革。

4.1培養目標與方案

在充分評估社會或地區對計算機人才目標需求的基礎上,有針對性地確定本校學生未來就業方向及其所需要的知識、能力和素質,據此制定學生培養方案與專業建設方案。

由于歷史原因,普通大學計算機院系一般設置有計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程等計算機專業。依據教指委的計算機專業發展建議和專業規范,可有兩種方式改革已有的計算機專業培養方案。

方案一,把幾個專業進行合并形成一個大的計算機科學與技術專業,爭取在新的計算機科學與技術專業里設置計算機科學、計算機工程、軟件工程和信息技術等三到四個不同的專業方向。招生時在計算機科學與技術專業下統一招生,前兩年是統一培養,但到后兩年由學生根據自己興趣選擇不同的專業方向。

方案二,保留原來的專業名稱,但在計算機科學與技術專業里設置計算機科學和計算機工程兩個專業方向,軟件工程和網絡工程等專業修改為與專業規范大致相同。招生時,可按照各自專業招生,前兩年仍是統一培養,到大二學年末則允許學生重新自由選擇專業方向,在后兩年按專業方向培養。

兩種改革方式的核心就是要實現大類招生下的分類分層次培養,在高年級分流學生,使得每個人都有一個非常明確的求知思路和學習目標,充分發展學生的個性空間。

4.2教學計劃與課程設置

教學計劃與課程設置應實現兩個目標:合理組織知識體形成一門門課程;合理安排課程數量與課程學時,使學生能夠在規定的學制內完成所需知識的學習和能力、素質訓練。

為了配合培養方式的改變,必須制定拓寬專業面和增強適應性的教學計劃。把計算機專業學生所學課程分成公共基礎課程、專業基礎課程、專業方向課程,構建由基礎教育平臺課程、學科基礎平臺課程和專業方向模塊課程組成的課程體系。

基礎教育平臺課程是由普通教育(通識教育)和綜合教育類的課程組成,包括思想品德、政治法律、體育、外語、數學、物理、電工電子、經濟管理、某些跨專業選修課等理工類學生必修的課程,這類基礎教育平臺課程由學校教務部門統一安排管理,課程由相應的院系派教師教學完成。

學科基礎平臺課程主要指計算機學科的專業基礎課程,是由四個專業規范所建議設置的核心課程的基本和共有部分經過適當抽取和組合形成。根據本文第3部分分析,計算機科學和計算機工程的相同核心課程有11門,軟件工程不僅有計算機科學優先課程模塊A,在其他模塊也有與計算機科學相同或相近的課程,而且計算機科學專業方向是其他專業方向的理論基礎。因此,學科基礎平臺課程可由計算機科學專業方向的部分核心課程構成,具體的可在計算機導論、程序設計基礎、離散結構、算法與數據結構、計算機組成基礎、計算機體系結構、操作系統、數據庫系統原理、軟件工程、計算機網絡、數字邏輯、社會與職業道德等課程中選擇,并形成對應的實踐性教學內容。

專業方向模塊課程由代表各自專業方向的方向特色課程和高級課程組成,也包括專業的綜合設計、教學實習、社會實踐和畢業設計等。

采取“平臺+模塊”的教學模式,前兩學年按大類實行基礎平臺教學,后兩學年按方向實行模塊教學。基礎教育平臺課程安排在前兩學年,專業方向模塊課程安排在后兩學年。學科基礎平臺課程大部分安排在前兩年,少部分作為共同開設課程可在大三上學期完成。可以看出,這種教學模式的重點是學科基礎平臺課程和專業方向模塊課程的選擇與教學。在基礎平臺課程教學中,可實行以外語和計算機編程為試點分類施教;在專業方向學習上,根據學生的實際,因材施教,循序漸進,給優秀本科生選配導師,培養各類不同的人才。

4.3課程大綱與建設

在院系和專業教研室的兩級層面上,應組織教師認真研讀專業規范,學習體會專業規范中對知識領域、知識體系和課程體系的教學要求。教學計劃中所涉及的每門課程都要精心制定相應的課程大綱,并能根據專業發展進行適時調整。課程大綱應對每門課程的教學目標、教學內容、教學要求、教材選用、教學方法和考核方式作出明確規定,同時應對學習該課程所需的各種先決條件(比如先修課程)以及該課程和相關課程的知識銜接問題做出準確描述。

核心課程的大綱編寫教師應消化吸收規范中的課程描述,結合自己學校計算機專業學生的實際情況,制定合乎規范的詳細教學大綱。非核心專業方向課程的編寫老師宜結合學校的行業背景,調查本地區需求和畢業生流向,制定有針對性和特色的課程教學大綱。

要強調教學大綱的嚴肅性。專業基礎和專業方向課程的教學宜由相應的課程大綱編寫教師完成,非編寫大綱的其他授課教師也應嚴格按照課程大綱組織教學。

應有計劃地開展課程建設活動。學科基礎平臺課程盡量選擇國外典型教材和國內優秀教材,專業方向模塊課程應努力編寫適合本校特點的教材。能結合課程特點盡量采用先進的教學手段,如多媒體教學、網絡教學、互動式教學等,適當組織力量開發和利用多種類型的教學資源,能根據計算機發展情況適時調整授課內容,并強化學生的實踐動手能力培養。

4.4教學管理

計算機專業的大類招生與分類分層次培養對傳統的計算機專業教學管理提出了更高要求。在傳統的分管領導、教學秘書和專業教研室的教學行政管理基礎上,對分離出來的學科基礎平臺課程需要增加獨立的管理權限,從而形成相應的分類、分層次教學管理模式。建立執行嚴格的教學工作規范和完善的教學文檔管理制度。結合實際制訂切實可行的教學質量保障措施和考核辦法,確保科學規范、嚴格高效的教學質量保證和監控體系暢通,這樣將構成合理的教學管理架構——即為分管教學領導、教學秘書、教研室、課程組,再加上教學指導委員會和教學督導委員會。

分管教學的院系領導負責本科教學的宏觀管理。

教學秘書的人數根據在校計算機專業本科學生總人數而定,為1～2人,其主要任務是完成教學管理中的事務性工作。

教研室分為兩類,一是學科基礎教研室,二是專業方向教研室。學科基礎教研室由一批固定的經驗豐富的教師組成,其主要精力偏重于教學和教學研究,學科基礎教研室主任受院系委托全權負責學科基礎平臺課程的教學管理工作。專業方向教研室則由在這個方向有一點研究基礎的教師組成,可結合科研方向從事相應的專業方向課程教學,專業方向教研室主任負責專業方向建設及專業方向模塊課程的管理工作。專業方向教研室之間是一種合作與競爭的關系,既要共同支持學科基礎教研室的工作,又要努力提高本專業方向的教學質量,彰顯特色,吸引學生選擇本專業方向。

課程組是講授同一門課程的若干教師組成,一般隸屬于學科基礎教研室,共同完成全院系的專業基礎課程的建設和教學工作。課程組中應確定主講、輔講和助教人員,形成比較完善的教學隊伍。

教學指導委員會由分管教學領導、教學秘書、教研室主任組成,負責培養方案修訂、課程規劃與教學指導。教學督導委員會由教學經驗豐富的老教師組成,負責教學質量檢查、評估和評價。

4.5教師配備

教師配備得當將有利于發揮教師的潛能。適當分流教師,讓他們到各自的崗位各司其職非常必要。在地方普通高校,青年教師大多數都有研究生學歷,具有一定的科研要求和能力,多不安心于教學,在教學經驗和專業素質方面有欠缺,因此可發揮青年教師的激情和積極性,多在結合科研和專業方向教學上發展。中老教師職稱較高,比較缺乏科研的原動力,對計算機專業發展的敏感性略顯不足,掌握新知識的積極性也不高,往往只滿足于完成教學任務,但應該看到,他們具有很好的工作經驗和良好的工作態度,教學過程中認真負責,適合學科基礎平臺課程的教學,也比較適合主持教研項目。

加強青年教師的業務培訓與提高。青年教師已經成為一線教學的主力軍,但教學水平亟待提高,應安排有針對性、有相當規模和時間跨度的青年教師業務培訓計劃。

建立制度化的助教隊伍,安排專門的資金和相應的崗位。部分助教崗位應該安排計算機專業的研究生承擔,新進教師應在助教崗位上鍛煉半年到一年的時間。確定課程的主講教師和助教,各自遵守明確的崗位責任和職業規范。主講教師集中精力上課,助教講習題課、帶實驗、改作業,共同配合完成課程的教學內容、教學方法和課程建設,從而能上好、上精一門課。

在學生專業方向的把握上,可以借鑒研究生培養的模式,由專業方向教研室給一部分學有余力的學生配備導師,從全方位指導學生的專業發展。

5結論

計算機專業是全國招生和培養規模最大的本科專業,從清華、北大的一流大學到規模很小的一些地方院校,幾乎都開設了計算機專業,為國家培養了大批專業人才。隨著IT人才市場競爭日趨激烈,地方普通大學計算機專業的畢業生存在著專業特色不明顯、競爭優勢不強的問題。結合教指委的研究報告和專業規范,地方普通大學計算機專業應調整教學模式,加強教學質量管理,突出培養特色。在大類招生基礎上,建立以平臺加模塊的“2+2”為主要教學形式的分類分層次教學培養模式,是地方普通大學計算機專業教學改革的一條可行之路。

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Research of Computer Specialty Teaching Reform Based on Subject Enrolment

in Primarily Undergraduate Ranking

CHEN Yong-qiang, LI Guo-yong, PENG Li-hua

(School of Computer Science, Wuhan University of Science and Engineering, Wuhan 430073,China)

Abstract: The computer specialty in China has been developing at very fast speed. Although some achievements have been acquired in computer teaching process, there are many questions in it. In this paper, the position and questions of computer specialty in primarily undergraduate ranking are discussed. Aiming at actual situation, some steps of teaching reform are researched and put forward combined with specialty criterion advice and based on subject enrolment.

Key words: computer specialty education; teaching reform; subject enrolment; primarily undergraduate ranking