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摘要:计算机学科教育正在飞速发展,取得了较大成绩,但在教育和教学过程中也存在诸多问题。本文全面分析了地方普通高校计算机专业的形势与问题,结合教指委的专业规范建议,研究提出了在大类招生基础上的培养方案、教学计划、课程设置、课程大纲、课程建设、教学管理、师资配备等教学改革的措施。
关键词:计算机专业教育;教学改革;大类招生;地方普通大学
中图分类号:G642 文献标识码:A
1引言
近年来计算机专业在规模上蓬勃发展,给更多的学子创造了接受高等教育的机会,为社会输送了大批专业人才;但同时也存在着专业特色不明显以及教育质量需要提高等问题。
教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会(以下简称教指委)编制的《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》(以下简称《报告》)已于2006年9月通过高等教育出版社出版发行,这是指导我国地方普通高校计算机专业办学的重要报告。
在目前的计算机专业发展形势和专业规范的指导下,地方普通大学计算机专业如何调整培养模式,突出特色,适应地方和社会经济发展,是一项具有重大意义的教学改革命题。
2目前形势与问题
2.1办学规模
从20世纪50年代末期哈尔滨工业大学等院校率先开办计算装置与仪器专业开始,早期计算机本科专业主要包括计算机软件、计算机系统结构、计算机及应用等专业。20世纪90年代提出“宽口径”人才培养思路,计算机本科专业合并为一个计算机科学与技术专业。20世纪末,由于计算机网络、多媒体技术、通信技术和计算机软件等迅速发展,国家又批准设置了一批新专业,在本科层次与计算机学科相关的专业有网络工程、软件工程、电子商务、信息安全等,还成立了35所示范性软件学院。
2004年初,本科学校679中的505所开设有计算机科学与技术专业,是全国专业点数之首,其中368个是1994年后开办的。仅仅经过短短的14年时间,2008年已有1180余所高校开设有计算机专业,在校生人数已超过80万,专业的设点数和在校生人数仍然位居全国各专业之首。目前,从清华、北大的一流大学到规模很小的一些地方院校,几乎都开设了计算机专业,计算机专业是全国规模最大的专业。
随着计算机本科专业的招生高校数量和在校总人数的增加,地方普通高校的计算机专业招生规模却呈现出波浪式发展态势:开办专业伊始,规模逐年扩大,学生人数剧增;至今,由于专业特色不明显、学生竞争力优势不强、就业状况达不到期望值等原因,各地又开始纷纷压缩招生规模。
2.2教学状况
地方普通高校计算机专业在培养人才定位上有明显偏差,教学内容设计存在明显的盲目性等问题。
对学生的专业定位和发展缺乏统筹规划,照搬其他学校的教学计划。学生在专业学习期间,对计算机专业的自豪感和兴趣丧失,选修外院系第二学位专业人数比例较大。
不遵守现有教学计划,随意更改教学内容和教学进程的情况较普遍,质量无监督控制。调整教学内容的现象严重,教学过程和质量处于失控状态,无法达到应用的教学内容和难度要求,教师对专业基础课把关不严,致使学生学习理解计算机课程的能力普遍不强,学生专业基础知识薄弱。从专业基础课程开始,后续课程的教学质量越来越差。
不重视计算机专业文化教育和专业基础课程。很多从事计算机专业教学的教师是从外专业转行过来,对计算机历史和发展过程缺乏足够的认识,对学生专业素质的培养和指导重视不够。很多学习计算机专业的学生,到大学毕业时,对计算机认识和了解还是模糊的,在就业方向选择和走向现代信息化社会时无所适从。
有的计算机专业学生急功近利,只重视眼前利益。普遍存在着忽视英语、数学等专业基础课程的学习,多数学 生只重视就业需要的专业课,甚至只愿意学习软件开发工具性的课程,其结果则表现为发展后劲不足现象。
专业课程特色不明显,选修课的方向引导性作用弱化。专业课设置趋同现象严重,学校没有自己的个性和专业特色。选修课的设置流于形式,几乎都成为必选课,学生失去选择权,方向引导作用不明显,反映了现有教师的教学和研究水平不高。
2.3就业考研情况
2000年前,每年的计算机专业毕业生仅有5～9万人,人才培养远远不能满足社会经济发展的需要,就业市场长期处于“卖方市场”。2000年以后,尤其是在高校扩大招生规模以后,各高校竞相开设计算机专业,招生规模扩大,毕业生人数剧增,就业市场步入“买方市场”。
进入21世纪以来,中国IT产业的年增长率已远低于20世纪90年代32%的年均增长速度,众多IT企业不断调整自身结构以适应行业发展和产业变革,对从业人员的素质要求不断提高。计算机与通信工程、自动化、电子技术等相近专业间挤占和竞争就业岗位现象更为突出,IT人才市场竞争日趋激烈,社会需求愈来愈向名牌大学集中,就业格局逐渐明朗。近几年重点大学计算机专业初次就业率在90%以上,地方大学就业率则为60%～90%。地方普通大学的计算机专业毕业生毕业后大多集中于学校当地与周边地区的非IT性质的私营企业,从事着计算机相关工作,或者完全与计算机学科无关的工作。高校计算机专业初次就业率连年下滑,起薪大幅下降,成为就业市场上一大焦点。
许多计算机专业毕业生为了逃避就业压力,使得报考研究生的人数大增,计算机学科报考硕士人数位于各学科之首。考虑到计算机专业考研学生人数巨大,生源和教学质量参差不一,从2009年研究生入学考试起,国家教育部把数据结构、操作系统、计算机组成原理和计算机网络合并成计算机学科专业基础综合科目,实行联合命题和统一考试,这将对地方普通大学计算机专业教学产生重大影响。
3教指委的专业方向建议
针对计算机专业的一些毕业生专业特色不明显、竞争优势不强的现状,《报告》明确提出以“培养规格分类”为核心思想的计算机专业发展的建议,把计算机科学与技术专业人才培养规格归纳为三种类型、四个专业方向:科学型(计算机科学专业方向)、工程型(计算机工程专业方向和软件工程专业方向)和应用型(信息技术专业方向)。对每个专业方向给出了专业规范,详细描述了人才培养的规格、教育内容和知识体系,建议开设的核心课程。在目前的计算机科学与技术专业名称下,鼓励不同的学校根据社会的需求和自身的实际情况,为学生提供不同类型且达到本科水平的教学计划和培养方案。一个学校在其中一种类型上通过评估合格,就被认为计算机科学与技术专业办得合格。
3.1计算机科学与计算机工程
计算机科学是一门研究计算机和可计算系统的学科,包括它们的理论、设计、开发和应用技术。培养目标是培养德、智、体、美全面发展,掌握自然科学基础知识,系统地掌握计算机科学理论、计算机软硬件系统及应用知识,基本具备本领域分析问题解决问题的能力,具备实践技能,并具备良好外语运用能力的计算机专业高级专门人才。着重于理论知识的教学和分析问题、解决问题能力的培养。知识与课程体系包含14个知识领域和15门核心课程,见计算机工程是研究计算机的理论、设计、实现、开发和应用的专业。培养目标是培养德、智、体、美全面发展,掌握自然科学基础知识,系统地掌握计算机科学理论、计算机软硬件系统及应用知识,基本具备本领域分析问题解决问题的能力,具备一定的工程实践能力,并具备良好外语运用能力的计算机工程专业方向高级专门人才。着重于理论与工程知识的教学,使学生掌握较高层次的分析问题、解决问题的能力。知识与课程体系包含18个知识领域和16门核心课程,也见表1。
比较计算机科学与计算机工程两个专业方向设置的核心课程,有11门课程是相同名称,只是课程的执行学时和包含的知识单元略有不同。
计算机科学和计算机工程的实践教学体系都包括课程实验、综合设计、教学实习、社会实践、毕业设计等多种形式。
3.2软件工程
软件工程是一门用系统的、规范的、可度量的方法开发、运行和维护软件的学科。培养目标是培养德、智、体、美全面发展,掌握自然科学和人文社科基础知识、计算机科学基础理论、软件工程专业及应用知识,具有软件开发能力,具有软件开发实践和项目组织的初步经验,具有创新、创业意识,具有竞争和团队精神,具有良好的外语运用能力,能适应技术进步和社会需求变化的高素质软件工程专门人才。软件工程教学既重视理论知识和较高层次分析问题、解决问题的方法,也重视软件设计和工程实践。包含10个知识领域:SE-CMP计算基础,SE-FND数学和工程基础,SE-PRF职业实践,SE-MAA软件建模与分析,SE-DES软件设计,SE-VAV软件验证与确认,SE-EVO软件进化,SE-PRO软件过程,SE-QUA软件质量,SE-MGT软件管理。共设置了27门课程,如图1所示,并分成A、B、C、D、E共五个模块。
在模块基础上形成四个可选参考教学计划,分别为A+C+D、A+C+E、B+C+D和B+C+E,每种计划平均课程数目一样,包含19门课程。制定具体教学计划时可只选其中一组实施。实践教学的形式包括:课程实验、综合设计、项目实践、企业实践、毕业设计等。
3.3信息技术
信息技术是一门针对社会与各种企事业单位的信息化需求,提供与实施技术解决方案的学科,涉及对计算机软硬件、计算机网络等相关技术与产品的选择、评价、拓展、集成、应用与管理。培养具有如下特点的高级专门人才:德、智、体、美全面发展,掌握与信息技术相关的自然科学和数学知识,并具有创造性地将这些知识应用于信息系统构建和应用的潜力;掌握计算机学科的基本理论和信息系统的基本工作原理,熟练掌握计算机软硬件系统的应用知识,对信息技术的效用和发展趋势有深入理解和评估能力;有良好的组织管理和交流沟通能力,能根据不同组织和机构的需求,选择相应的信息技术,并能有效地实施;具备良好的国际交流能力,能适应技术进步和社会需求的变化。该方向有12个知识领域:IT-ITF信息技术基础,IT-HCI人机交互,IT-IAS信息保障和安全,IT-IM信息管理,IT-IPT集成程序设计及技术,IT-NET计算机网络,IT-PF程序设计基础,IT-PT平台技术,IT-SA系统管理和维护,IT-SIA系统集成和体系结构,IT-SP信息技术与社会环境,IT-WS系统和技术。15门必修课程:信息技术导论,信息技术应用数学入门,程序设计与问题求解,数据结构与算法,计算机系统平台,应用集成原理与工具,Web系统与技术,计算机网络与互连网,数据库与信息管理技术,人机交互,面向对象方法,信息保障和安全,社会信息学,信息系统工程与实践,系统管理与维护。实践教学包括实验课程、专业实习和毕业设计。本专业方向的绝大多数必修课程都含有实验环节,一部分知识与技能更适合通过实践教学(而不是课堂教学)传授给学生。
在计算机科学与技术专业名称下四个专业方向的培养各有侧重,计算机科学专业方向注重计算机的科学理论掌握,计算机工程偏向计算机的硬件实践,软件工程偏重计算机的软件开发,信息技术则适宜计算机的系统集成。
4普通高校教改措施
本科计算机教育中,目前单一的计算机科学与技术专业设置下的单一的培养规格,难以满足众多领域的社会需求。计算机学科综合交叉的发展态势日趋明显,高校计算机专业人才培养应体现宽口径、分层次的模式,培养研究型、复合型、应用型等符合市场需求的人才。不同类型、不同层次的高校,其计算机专业的人才培养目标和规格要有一定的差异。
按大类招生是高校采取的新的人才选拔培养模式。在这种招生方式下,高校按院系或学科大类招生,而不是按专业招生。学生在本科阶段前两年统一学习基础课,大三时根据自己的兴趣和双向选择的原则再进行专业分流。按大类招生能减少考生填报专业志愿的盲目性,学生通过一段时间的大学学习和生活,了解大学、学科、专业,发现自己的兴趣和特长,相对准确地预测和了解毕业时社会发展的趋势,选择符合自己实际情况和社会需求的专业方向。
地方普通科研教学型和教学型的大学计算机专业培养应瞄准IT人才市场变化,调整模式,突出特色,立足培养符合地方社会经济发展的工程型或应用型计算机技术人才。可结合教指委计算机专业规范和大类招生,建立以平台加模块的“2+2”为主要教学形式的教学培养模式,开展涉及培养方案、教学计划、课程大纲、教学管理、师资配备等一系列内容的计算机专业教学改革。
4.1培养目标与方案
在充分评估社会或地区对计算机人才目标需求的基础上,有针对性地确定本校学生未来就业方向及其所需要的知识、能力和素质,据此制定学生培养方案与专业建设方案。
由于历史原因,普通大学计算机院系一般设置有计算机科学与技术、软件工程、网络工程等计算机专业。依据教指委的计算机专业发展建议和专业规范,可有两种方式改革已有的计算机专业培养方案。
方案一,把几个专业进行合并形成一个大的计算机科学与技术专业,争取在新的计算机科学与技术专业里设置计算机科学、计算机工程、软件工程和信息技术等三到四个不同的专业方向。招生时在计算机科学与技术专业下统一招生,前两年是统一培养,但到后两年由学生根据自己兴趣选择不同的专业方向。
方案二,保留原来的专业名称,但在计算机科学与技术专业里设置计算机科学和计算机工程两个专业方向,软件工程和网络工程等专业修改为与专业规范大致相同。招生时,可按照各自专业招生,前两年仍是统一培养,到大二学年末则允许学生重新自由选择专业方向,在后两年按专业方向培养。
两种改革方式的核心就是要实现大类招生下的分类分层次培养,在高年级分流学生,使得每个人都有一个非常明确的求知思路和学习目标,充分发展学生的个性空间。
4.2教学计划与课程设置
教学计划与课程设置应实现两个目标:合理组织知识体形成一门门课程;合理安排课程数量与课程学时,使学生能够在规定的学制内完成所需知识的学习和能力、素质训练。
为了配合培养方式的改变,必须制定拓宽专业面和增强适应性的教学计划。把计算机专业学生所学课程分成公共基础课程、专业基础课程、专业方向课程,构建由基础教育平台课程、学科基础平台课程和专业方向模块课程组成的课程体系。
基础教育平台课程是由普通教育(通识教育)和综合教育类的课程组成,包括思想品德、政治法律、体育、外语、数学、物理、电工电子、经济管理、某些跨专业选修课等理工类学生必修的课程,这类基础教育平台课程由学校教务部门统一安排管理,课程由相应的院系派教师教学完成。
学科基础平台课程主要指计算机学科的专业基础课程,是由四个专业规范所建议设置的核心课程的基本和共有部分经过适当抽取和组合形成。根据本文第3部分分析,计算机科学和计算机工程的相同核心课程有11门,软件工程不仅有计算机科学优先课程模块A,在其他模块也有与计算机科学相同或相近的课程,而且计算机科学专业方向是其他专业方向的理论基础。因此,学科基础平台课程可由计算机科学专业方向的部分核心课程构成,具体的可在计算机导论、程序设计基础、离散结构、算法与数据结构、计算机组成基础、计算机体系结构、操作系统、数据库系统原理、软件工程、计算机网络、数字逻辑、社会与职业道德等课程中选择,并形成对应的实践性教学内容。
专业方向模块课程由代表各自专业方向的方向特色课程和高级课程组成,也包括专业的综合设计、教学实习、社会实践和毕业设计等。
采取“平台+模块”的教学模式,前两学年按大类实行基础平台教学,后两学年按方向实行模块教学。基础教育平台课程安排在前两学年,专业方向模块课程安排在后两学年。学科基础平台课程大部分安排在前两年,少部分作为共同开设课程可在大三上学期完成。可以看出,这种教学模式的重点是学科基础平台课程和专业方向模块课程的选择与教学。在基础平台课程教学中,可实行以外语和计算机编程为试点分类施教;在专业方向学习上,根据学生的实际,因材施教,循序渐进,给优秀本科生选配导师,培养各类不同的人才。
4.3课程大纲与建设
在院系和专业教研室的两级层面上,应组织教师认真研读专业规范,学习体会专业规范中对知识领域、知识体系和课程体系的教学要求。教学计划中所涉及的每门课程都要精心制定相应的课程大纲,并能根据专业发展进行适时调整。课程大纲应对每门课程的教学目标、教学内容、教学要求、教材选用、教学方法和考核方式作出明确规定,同时应对学习该课程所需的各种先决条件(比如先修课程)以及该课程和相关课程的知识衔接问题做出准确描述。
核心课程的大纲编写教师应消化吸收规范中的课程描述,结合自己学校计算机专业学生的实际情况,制定合乎规范的详细教学大纲。非核心专业方向课程的编写老师宜结合学校的行业背景,调查本地区需求和毕业生流向,制定有针对性和特色的课程教学大纲。
要强调教学大纲的严肃性。专业基础和专业方向课程的教学宜由相应的课程大纲编写教师完成,非编写大纲的其他授课教师也应严格按照课程大纲组织教学。
应有计划地开展课程建设活动。学科基础平台课程尽量选择国外典型教材和国内优秀教材,专业方向模块课程应努力编写适合本校特点的教材。能结合课程特点尽量采用先进的教学手段,如多媒体教学、网络教学、互动式教学等,适当组织力量开发和利用多种类型的教学资源,能根据计算机发展情况适时调整授课内容,并强化学生的实践动手能力培养。
4.4教学管理
计算机专业的大类招生与分类分层次培养对传统的计算机专业教学管理提出了更高要求。在传统的分管领导、教学秘书和专业教研室的教学行政管理基础上,对分离出来的学科基础平台课程需要增加独立的管理权限,从而形成相应的分类、分层次教学管理模式。建立执行严格的教学工作规范和完善的教学文档管理制度。结合实际制订切实可行的教学质量保障措施和考核办法,确保科学规范、严格高效的教学质量保证和监控体系畅通,这样将构成合理的教学管理架构——即为分管教学领导、教学秘书、教研室、课程组,再加上教学指导委员会和教学督导委员会。
分管教学的院系领导负责本科教学的宏观管理。
教学秘书的人数根据在校计算机专业本科学生总人数而定,为1～2人,其主要任务是完成教学管理中的事务性工作。
教研室分为两类,一是学科基础教研室,二是专业方向教研室。学科基础教研室由一批固定的经验丰富的教师组成,其主要精力偏重于教学和教学研究,学科基础教研室主任受院系委托全权负责学科基础平台课程的教学管理工作。专业方向教研室则由在这个方向有一点研究基础的教师组成,可结合科研方向从事相应的专业方向课程教学,专业方向教研室主任负责专业方向建设及专业方向模块课程的管理工作。专业方向教研室之间是一种合作与竞争的关系,既要共同支持学科基础教研室的工作,又要努力提高本专业方向的教学质量,彰显特色,吸引学生选择本专业方向。
课程组是讲授同一门课程的若干教师组成,一般隶属于学科基础教研室,共同完成全院系的专业基础课程的建设和教学工作。课程组中应确定主讲、辅讲和助教人员,形成比较完善的教学队伍。
教学指导委员会由分管教学领导、教学秘书、教研室主任组成,负责培养方案修订、课程规划与教学指导。教学督导委员会由教学经验丰富的老教师组成,负责教学质量检查、评估和评价。
4.5教师配备
教师配备得当将有利于发挥教师的潜能。适当分流教师,让他们到各自的岗位各司其职非常必要。在地方普通高校,青年教师大多数都有研究生学历,具有一定的科研要求和能力,多不安心于教学,在教学经验和专业素质方面有欠缺,因此可发挥青年教师的激情和积极性,多在结合科研和专业方向教学上发展。中老教师职称较高,比较缺乏科研的原动力,对计算机专业发展的敏感性略显不足,掌握新知识的积极性也不高,往往只满足于完成教学任务,但应该看到,他们具有很好的工作经验和良好的工作态度,教学过程中认真负责,适合学科基础平台课程的教学,也比较适合主持教研项目。
加强青年教师的业务培训与提高。青年教师已经成为一线教学的主力军,但教学水平亟待提高,应安排有针对性、有相当规模和时间跨度的青年教师业务培训计划。
建立制度化的助教队伍,安排专门的资金和相应的岗位。部分助教岗位应该安排计算机专业的研究生承担,新进教师应在助教岗位上锻炼半年到一年的时间。确定课程的主讲教师和助教,各自遵守明确的岗位责任和职业规范。主讲教师集中精力上课,助教讲习题课、带实验、改作业,共同配合完成课程的教学内容、教学方法和课程建设,从而能上好、上精一门课。
在学生专业方向的把握上,可以借鉴研究生培养的模式,由专业方向教研室给一部分学有余力的学生配备导师,从全方位指导学生的专业发展。
5结论
计算机专业是全国招生和培养规模最大的本科专业,从清华、北大的一流大学到规模很小的一些地方院校,几乎都开设了计算机专业,为国家培养了大批专业人才。随着IT人才市场竞争日趋激烈,地方普通大学计算机专业的毕业生存在着专业特色不明显、竞争优势不强的问题。结合教指委的研究报告和专业规范,地方普通大学计算机专业应调整教学模式,加强教学质量管理,突出培养特色。在大类招生基础上,建立以平台加模块的“2+2”为主要教学形式的分类分层次教学培养模式,是地方普通大学计算机专业教学改革的一条可行之路。
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Research of Computer Specialty Teaching Reform Based on Subject Eolment
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 eolment.
Key words: computer specialty education; teaching reform; subject eolment; primarily undergraduate ranking
