计算机专业课程体系优化整合的研究与实践

【摘要】本文简要分析了计算机专业的发展趋势和社会人才需求现状,简述了人才培养模式改革的思路,提出了计算机专业课程体系优化与整合的思想与方法,即“小核心、多模块”课程体系。其中,实践环节和双语教学环节起着非常重要的作用。

【关键词】计算机专业 课程体系 优化与整合

【中图分类号】G42【文献标识码】A【文章编号】1009-9646(2008)11(a)-0249-03

从1956我国高校开办“计算装置与仪器”专业,到现在采用“计算机科学与技术”一级学科的称谓,计算机专业教育在我国已经走过了50多年的历程。在我国现有的600多所本科高校中,500多所开设有计算机专业,其中70%是1994年以后开办的。近10年来,这些高校共培养了近百万名各类计算机专业人才,而且每年的人数还在不断递增;然而软件业人才的供需缺口却越来越大,出现了前所未有的“软件人才饥荒”,各行业对软件人才的争夺战也不断升温。另一方面,在软件人才的质量上也出现了一个有趣的矛盾,目前软件企业不仅奇缺高级程序员、需求分析师等“高、精、尖”人才,也紧缺从事软件产业基础性工作的软件蓝领。研究表明,造成这种现象的根本原因是计算机教育体制调整的速度落后于软件产业发展的速度,学校的课程设置存在理论与实践脱节,所培养人才的能力与企业所需的专业技能需求有一定差距。因此,改革教学模式,调整、优化计算机专业的课程体系,加强学生专业能力的培养就显得十分迫切。结合教改项目,我们在这方面进行了大胆探索和尝试,现将研究结果与具体实践应用总结如下。

1 计算机专业发展趋势与社会人才需求现状

1.1 计算机专业发展趋势

作为借鉴,我们首先跟踪、研究了国际上计算机专业办学的发展和现状,尤其是著名的IEEE-CS/ACM Computing Curricula研究成果。其中,最重要的启迪是:计算机科学与技术的内涵和外延都在迅速地扩大,各个分支形成了丰富和足够完整的知识体系,已经不可能将如此丰富的内容安排在一个单一的本科教学课程体系之中,传统的培养模式也不能适应社会对多种规格高级技术人才的需求,因此,必须对传统的培养计划进行大幅度调整、优化与整合。这种认识也使得CC2001正在演化成CC2004。结论是,计算机学科中将至少包含5个相对独立的部分:计算机科学(CS)、计算机工程(CE)、软件工程(SE)、信息系统(IS)和信息技术(IT)。[1]

1.2 信息化社会人才需求现状

教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会的战略研究报告指出[2]:

计算机市场很大程度上决定着对计算机人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的具体要求。计算机类专业毕业生就业出现困难的主要原因,不是数量太多或质量太差,而是满足社会需要的针对性不够明确,导致了结构上的不合理。计算机人才培养也应当是金字塔结构,与社会需求的金字塔结构相匹配,才能提高金字塔各个层次学生的就业率,满足社会需求,降低企业的再培养成本。

①国家和社会对计算机专业本科生的人才需求,必然与国家信息化的目标、进程密切相关。

②从国家的根本利益考虑,必然要有一支计算机基础理论与核心技术的创新研究队伍,需要高等学校计算机专业培养相应的研究型人才。

③国内的大部分IT企业(包括跨国公司在华的子公司或分支机构),都把满足国家信息化的需求作为本企业产品的主要发展方向。这些用人单位需要高等学校计算机专业培养的是工程型人才。

④国家信息化进程已经涉及到各行各业。企事业单位和国家信息系统的建设与运行,是目前和今后采购、应用计算机产品的主流需求。这些用人单位需要高等学校培养大批信息化类型的人才。

⑤企业对素质的认识与目前高等学校通行的素质教育在内涵上有较大差异。以学习能力为代表的发展潜力,是用人单位最关注的素质之一。

⑥在校学生的实际动手能力亟待大幅度提高。

有鉴于此,目前计算机专业课程体系、课程内容和教学模式必须进行大力度的改革,而课程体系的优化、整合则首当其冲,因为它决定着培养目标和培养方案的实施。

2 计算机专业人才培养模式改革的思路

基于对计算机专业人才培养规律的正确认识,我们认为在计算机专业人才培养模式方面应主要进行以下方面的改革:

(1)优化、整合课程体系,适时更新教学内容。通过深入探讨,理清各门课程在整个学科中所处的地位、与其他课程之间的关系,根据计算机专业知识体系(分为知识领域、知识单元和知识点三个层次)对课程体系进行优化整合。注重教学内容先进性和实用性,同时适时更新,保持与社会需求紧密联系。

(2)改革教学方式方法,因材施教,注重主动性和兴趣培养。要求学生在每门课程学习的过程中打好基础,养成良好习惯,努力发挥学生作为教学主体的作用。

(3)理论联系实际,增强实践动手能力。加大课内实践环节的比例,改善考核机制,保证课程实践部分的效果;适当增加课外实践训练,让学生在闲暇时能参与教师的实际科研项目,由老师负责学生的指导及考评;鼓励学生参加各种校内外竞赛等。

(4)课内、课外相结合,重视综合素质培养。在每门课程的教学过程中,注意学生的参与程度,鼓励学生自己发现问题、解决问题;在学生学习的多个阶段,形成课外兴趣小组和课题小组,在教师的指导下,通过案例式、启发式等方法,逐步提高学生的综合素质。

(5)坚持双语教学不断线,提高专业英语应用能力。针对计算机学科自身性质、软件开发以及软件外包业务所需的较强的专业外语使用能力的要求,开展双语教学。学生借助英文原版教材,直接通过外语学习专业知识,对今后继续深造,迅速查阅新的外文资料等,都会起到很好的支持作用。

3 课程体系优化、整合的思想与方法

3.1 指导思想

根据计算机科学与技术专业的人才培养目标,密切联系社会需求,以专业知识、专业技能和综合素质的培养为目的,以专业基础理论、专业技术应用和专业技术创新为主线,以厚基础、宽口径、强能力为人才培养的原则,是我们进行课程体系优化整合的基本指导思想。

3.2 优化、整合后的课程体系

随着计算机技术的迅猛发展,计算机学科覆盖的知识领域越来越宽,几乎国内外所有大学都面临计算机专业课程膨胀的趋势。如何精选课程,在必修课上为学生减负担,在选修课设置上拓宽学生的知识面,已成为计算机教育普遍关注的问题。经过调研分析,结合社会实际及我校计算机专业学生的特点,我们理论联系实际,压缩课程门数,整合课程内容,强化实践教学,精简课程体系,夯实基础,以不变应万变,提出“小核心,多模块”的课程体系,如图1所示[3]。

“小核心”即提炼出10门左右的核心专业基础课程和专业课程,包括计算机科学导论、离散数学、算法与数据结构、程序设计基础、数字逻辑、计算机组成与体系结构、操作系统、数据库系统原理、软件工程、计算机网络原理。其中,数字逻辑整合了原来电路原理、模拟电子技术和数字电子技术三门课程的内容,重点在于让学生主要掌握与计算机设计及计算机原理有关的内容,相应减少其实现细节方面的章节;计算机组成与体系结构课程整合了计算机组成原理与计算机系统结构两门课程的内容,压缩重叠的部分,使知识关联更紧密。

“多模块”表现在专业方向课程设置上,搭建不同专业方向所需的课程模块,尽可能拓宽学生的知识面,以满足多元化的人才需求。多模块包括软件工程、网络工程、嵌入式系统、计算机辅助设计、图形图像处理、数字控制等六大模块,每个模块各有多门选修课供学生依自己的兴趣、爱好来选择。如网络工程模块可包含:网络编程、网络安全技术、分布式计算导论、网站规划与网页设计等课程;图形图像处理模块可包含:计算机图形学、多媒体技术原理、数字信号处理、虚拟现实技术导论等课程。

3.3 课程体系中的实践环节

美、英等国大学计算机专业的课程教学内容与社会需求紧密结合,十分重视动手能力的培养,同样,目前我国的计算机人才需求也越来越注重实践动手能力。为此,我们根据课程体系、专业特性及社会对计算机专业人才的要求,以提高学生综合素质、培养创新精神和实践能力为重点,十分注重实践教学环节,构建了“两个平台、三个层次、四个板块”的实践教学体系,如图2所示[3]。

两个平台指课内实践教学平台(含实验、实习、课程设计等)和课外实践教学平台(认识实习、社会实践、就业实习等);三个层次包括:程序设计能力及专业基本素质培养层次,实现手段是“程序设计基础课+理论提高课程+程序设计实训”;专业综合能力培养层次,实现手段是“实验+实习+课程设计”;工程应用能力培养层次,实现手段是“业界人士讲座+企业工程师校内授课+校外专业实习基地”。这三个层次突出了从低年级到高年级贯穿始终的实践能力培养。四个板块包括基础教学板块、课外兴趣小组板块、工程实践板块、专业创新板块。基础教学板块按照培养方案要求,采用系列化、层次化模式进行设计[4]。专业课程的实践环节为一个系列和多个层次:课内的认知性、验证性实验属基础知识层次,有助于加深理解该课程重点、难点内容;设计性或综合性实验属综合应用层次,提高学生综合利用该课程知识分析问题、解决问题的能力;部分核心课程设置综合性课程设计,属于能力提高层次,使学生利用多门课程的知识,以团队合作方式进行小规模设计,进一步提高实践动手能力;如表1所示。

工程实践板块坚持“案例导向、项目驱动”,精心设计和实施综合性的项目案例,培养学生的工程意识;课外兴趣小组板块主要是教学与科研有机结合,让有兴趣的学生课外适当参与到教师的科研项目中去,或者在校企联合实验室(我院已有Intel-西建大多核技术实验室、西建大-金蝶中间件实验室、西建大-松翰单片机实验室等)进行实际课题的实验和研究,锻炼初步的科研能力与团队协作精神;专业创新板块主要是鼓励学生参与各种与本专业相关的竞赛,如程序设计竞赛、数学建模比赛、电子设计竞赛等,进一步突出实践能力、团队协作精神和创新意识的培养。我们的学生在这些比赛中多次获得奖项,取得优异成绩。

3.4 课程体系中的双语教学环节

多年的教学实践表明,计算机专业所教的程序设计语言基本都采用英语子集实现;数据结构的构造及相应的操作算法也是采用英语词汇描述;数据库定义与各种操作一般也采用英语词汇作为描述工具;常见的系统软件、应用软件、工具平台、前沿的参考文献,无论是源代码还是文档资料,几乎都是英文。此外,中国的软件外包业务也正在日益蓬勃的发展,一些国际化的跨国公司纷纷在中国建立研发基地,学生到外企、合资或独资企业专业就业英语必须过关。凡此种种都迫使计算机学科的人员对专业英语“学也得学,不学也得学”。当然,这也从另一个侧面表明,相对于其它专业,在计算机类专业采用英文原版教材,开展双语教学更切合实际、更迫切,且有着得天独厚的优越条件。

我们8年来的双语教学实施方案:[5,6]

①教材以国家教育部推荐的英文原版教材为主

②首选的课程有:C++程序设计,离散数学,数据结构,数据库系统。

既然在计算机科学与技术专业实行双语教学改革的目的和意义十分明确,加之又具备必要的实施条件,因此,很有必要结合实际有组织地全面开展,而不应局限于一门课、仅针对部分学员进行。选择上述四门课程的原因,一是由于这些课程由大一第二学期一直延伸到大三第一学期,每学期一门,保持不断线,且这几门课程互相之间衔接相对紧密,能先后呼应,互相支持;二是相应的任课教师也有一定前期准备和较高的积极性。从历届毕业生反馈回来的信息看,双语教学的效果明显,学生受益匪浅。

③在教改项目中有重点、有选择地陆续增加新的课程。例如,从2007年起开设“计算机科学导论”等课程,进一步巩固、扩大双语教学成果。

4 结束语

要提高计算机专业学生的就业竞争力,就必须在教学的各个环节进行深入的改革,课程体系的优化、整合是其中非常重要的一环。除此之外,教学模式、教学内容更新、教学方式方法等方面的改进措施也必须紧随其后,这对教师就提出了更高的要求,只有各方面齐头并进,才能培养出更多符合社会需求的高质量合格人才。

参考文献

[1] ACM/IEEE. Computing Curricula 2001

[2] 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)[M].(高等教育出版社,2006.09).

[3] 西安建筑科技大学特色专业—计算机科学与技术专业建设任务书[R] 2008.06.

[4] 周丽涛,苑洪亮.计算机科学与技术专业实验课程体系的创新与实践.[J](计算机教育,2008.10).

[5] 马光思,董丽丽,祁飞.双语教学改革的创新之路[J].(2006.05,陕西教育学院学报) .

[6] 西安建筑科技大学计算机科学与技术专业课程体系优化整合教改项目结题报告[R]. 2008.10.