中美高校本科計算機教育的差異與思考

趙嫦花，米春橋

（1． 懷化學院 計算機科學與工程學院，湖南 懷化 418008；2．武陵山片區生態農業智能控制技術湖南省重點實驗室，湖南 懷化 418008）

0 引 言

隨著計算機技術滲透到社會生活的各個領域，計算機作為我國高校教育重要組成部分及其具有的國際化的教育地位[1]，我們有必要了解國際上計算機專業教育教學狀況，學習其他國家先進的教學理念，以促進我國高等教育對優秀計算機專業人才的培養，增強學生的國際競爭力。

美國阿肯色州立大學 (University of Arkansas，UA)于1871年創校，是美國中南部一所公立的綜合性研究型大學，位于費耶特維爾（Fayetteville）,附近有沃爾瑪（Wal-mart）總部、美國最大肉類加工企業之一的Tyson的總部。美國前總統克林頓及前任國務卿希拉里在步入政壇前均執教于該校。該校計算機專業為Google（谷歌）、Microsoft（微軟）、Wal-mart（沃爾瑪）、Tyson、McDonnell Douglas（麥道，美國飛機制造商）和Amazon（亞馬遜）輸送了千余名計算機人才。

1 培養目標

UA計算機科學與計算機工程系（computer science and computer engineering，CSCE）屬于工程學院（College of Engineering）,包括計算機科學理學學士、計算機科學文學士、計算機工程理學學士3個學士學位，分別對應計算機科學、計算機工程兩個專業。計算機科學理學學士培養學生尋求有效的計算方法來自動化日常工作，創建和解釋新的信息，并尋求新的應用程序來增強人機交互。通過計算機專業核心課程學習，促使學生將他們的技能與其他領域跨學科融合，如計算生物學、化學和藝術，滿足地區和企業的需要。計算機工程理學學士主要通過互聯網計算系統和通用系統（如臺式機和筆記本電腦）以及超級計算機，從事嵌入式系統（如手機、航空電子設備、通信網絡和數字無線電通信）的設計，讓學生掌握從硬件到軟件，即物理組件結構到操作系統和編程語言的工作機制，具備將物理和抽象組件集成到工作系統中的能力。計算機科學文學士注重計算機科學技術在其他學科中的應用。

在國內，以筆者所在的懷化學院計算機科學與工程學院為例，學院包括計算機科學與技術、計算機網絡、軟件工程3個專業，主要培養具有良好信息素養的應用型人才，學生系統地學習對應的計算機科學與技術、計算機網絡，軟件工程的相關理論、基本知識和技術，能夠勝任相關領域計算機應用開發、網絡安全設置等工作。

通過對比，兩所學校都注重應用型人才的培養，但美國教育比較看重通用知識教育和跨學科專業選修，培養目標的層次性非常明顯[2]。

2 課程設置

UA計算機系為本科生開設的專業課程非常豐富，學生有充分的選擇空間，具體見表1、表2。

專業學生在校期間要修滿120個學分，其中18學分為人類或社會科學的公共課程；其余學分可從表1和表2中進行選擇，其中至少有20學分的課程等級為3級以上。學校為每個專業的學生提供選課參考，每個學期最高選修18個學分。成績等級劃分為：A（90 分及以上）、B（80～89 分）、C（70～79分）、D（60～69分）、F（＜60分），成績達到D以上可獲得學分，但即使獲得學分，有8學分以上的成績為D也不能獲得學位，而不像國內高校60分萬歲，他們對及格分數課程的學分也有限制，這樣就促使學生爭取每門課程拿到高分。

通常美國高校計算機課程設置非常靈活，學校會根據計算機領域發展的實際情況和就業市場的需求等及時更新課程。但國內多數高校計算機專業的課程設置更新較慢，很難及時地把日新月異的計算機行業的新理念和新技術引入到教學中去。筆者認為，國內高校計算機課程設置要打破傳統，以市場需求為導向，與時俱進。

3 教學方式

美國大學本科計算機教學方式靈活多樣，主要有教師講授、專題講座、課堂討論、學生報告、項目實驗等。本科初級課程以講授為主，高級課程多以演講、討論、提問、實驗為主，美國大學課堂較為開放，學生允許并被鼓勵在課堂上隨時打斷老師教學提問，老師在講課過程中也會經常停下來征詢學生是否有問題提出，隨時回應學生提出的疑問和觀點，課堂氛圍相當活躍，學生思維擴散，常常為一個觀點爭得面紅耳赤，而老師從來不會去批判某個人觀點的對錯，而是鼓勵學生發言。項目通常都由團隊合作完成，學生特別重視團隊精神，也很在意自己在項目中所做的貢獻，形成了良好的競爭環境。教學沒有統一的教材，每個教師都有自己的網站，上面有課程的詳細說明、課件、作業、項目等，這些資源都是開放的。例如筆者旁聽的數據庫管理系統這門課，教師提供了豐富的教學資料，學生可以隨時從網上下載。在講授過程中，老師會結合當前的技術從各個方面對學生的知識面進行拓展并由學生組織開展討論，每節課基本上都安排了相應的實驗進行驗證，加深學生對該知識點內容的理解和吸收，老師教學和學生學習互動頻繁，充分體現了美國教育以“以學生為中心”的教學理念，這種教學理念增強了學生的創新思維。

表1 UA計算機專業核心課程

表2 UA計算機專業選修課

在國內，本科生課程的教學要嚴格按照大綱進行，教師要靈活自主地安排課程是較困難的[3]。按統一模式培養所有學生，重知識傳遞輕能力發展，不利于創新思維與能力的創造型人才的成長。在教學內容上，教材是學生的唯一學習內容，是學生知識的主要來源；在教學方法上，填鴨式的滿堂灌，只注重教師教，不重視學生學，考試主要靠死記硬背，不利于調動學生的學習積極性；在教學形式上，模式單一，忽視因材施教和知識的擴展；在師生關系上，教師是主動的施教者，學生是知識傳授對象，主體與受體的關系層次化太強，無法調節課堂氛圍。總之，國內的計算機專業本科教學不能很好地滿足學生的能力發展需求，也不能讓學生適應新時代創新型人才發展的需要。

4 評價體系

美國高校的計算機本科教育遵循“寬進嚴出”的原則。學生進入大學比較容易，但要想順利畢業就必須經過刻苦的學習，學校有一套嚴格的評價體系，學生要獲得學分就必須認真參加每一個學習環節[4]。UA的計算機本科課程對學生各種各樣的考核評價貫穿整個教學過程。美國的課程成績構成豐富，小考特別多，作業也很多，教師嚴格按考勤、平時作業、平時小考、期中考試、期末考試、項目的比例作為課程最終成績。以筆者旁聽的一門數據庫管理系統為例，成績就由實驗與練習（30%）、不定期小測試（10%）、期中考試（10%）、項目（20%）、考勤（10%）和期末考試（20%）6部分組成。一般期中考試考完的內容，期末考試就不會再考，幾乎每周都有評價，因此學生學習都非常緊張，要想靠期末突擊完成考試是不可能的，正因為如此，美國計算機專業學生的動手能力普遍都較強。一般系里都會指定1～2名研究生作為助教，幫助教師指導學生實驗，批改平時作業、期中與期末試卷等，由系里負責補助。

本科計算機教育已進入大眾化學習階段，為培養出高素質的學生，美國高校設置了非常嚴厲的考核與考評，每個階段的淘汰率也很高，各個學校依靠高比例的淘汰率來確保畢業學生的綜合素質，在培養過程中，對學生的創新實踐能力更為看重，如筆者所在的UA對本科生采取科研加項目的培養模式，為學生提供參加各種學習研究和實踐的機會，與本地企業Wal-mart及Tyson聯合進行項目開發，學生不僅可獲得學分，還能找到自己研究的興趣點，提出很好的創意點。美國高校教師不需要考慮及格率的問題，因此教師完全可以根據學生的學習情況進行客觀地評價，而不像國內高校的老師不得不考慮學生及格率等問題，從而降低考核標準，讓許多素質較差根本達不到畢業要求的學生順利地拿到學位。國內課程考試一般由期末考試決定，導致學生不注重平時的學習，只是死記硬背以通過期末考試，蒙混過關，考核結果和學生的實際能力不匹配。

筆者認為，優質的評價體系決定了學生的質量，顯然，美國的教育評價體系明顯優于國內的評價體系，這也是他們能培養出高質量人才的原因之一。但國內高校教師資源缺乏，師生比例嚴重失衡，要想貫徹美國的這種評價體系，需要投入很多的精力，我國高校應根據實際情況尋找解決策略，如采用增加教師資源、減小班級人數、給予相應的補助等方法，鼓勵教師改變以期末考卷定成績的評價體系，提高教學效果。

5 誠信機制

美國十分重視學生的學術誠信教育，如讓學生做出學術誠實的保證、積極預防學生的舞弊、加強監督管理、建立打擊學術不誠信網站、建立專門的學術誠信委員會等。筆者旁聽的UA也有嚴格的制度，在期末考試中發現作弊一律開除；平時隨堂小考作弊或作業抄襲，則該門課一律不及格。因此，學生形成了自律，多門計算機專業課程的考試、實驗、平時作業、課程設計都很少有學生作弊，有些期末考試老師都不用監考，直接叫助教發卷收卷就行。

相較于美國高校，國內高校學生的學術誠信問題比較嚴重。學生在平時作業、考試、課程設計、畢業設計等環節，經常會投機取巧，在網上百度，東拼西湊。在如何防止和減少學生舞弊問題上，我國高校雖然有相應的措施，但執行者在執行過程中往往會動惻隱之心，使問題不了了之，久而久之，學生就無所懼怕。筆者認為，規章制度一旦制定就要嚴格執行，同時要向美國學習抓好新生教育、日常教育，讓誠信體制深入內心，實現自我約束。

6 結 語

由于國情的不同，中美在大學計算機教育上必然會存在一定差異，我們要結合我國實際情況并借鑒美國成功經驗，取其精華，去其糟粕，對我國計算機教育教學進行積極探索和改革。首先，引導學生明白學習是自己的事，充分讓學生自己去想，使學生學得主動、靈活、高興；其次，以市場為導向，改進課程體系設置，緊跟世界前沿技術，讓教師走出去，到國際化企業中學習新技術；再次，注重培養學生對知識和權威的質疑、批判精神，注重對知識的拓展和創造；最后，建立科學合理的過程化評價體系，在實施過程中培養學生的誠信。總之，我們要加強與國際高校間的交流與學習，送出更多的老師外出訪問學習，以便緊跟國際計算機科學發展的最新理念和技術，設計適合我國國情的計算機教育發展思路和創新模式，為我國培養更多優秀的計算機專業人才。