中美高校本科计算机教育的差异与思考

0 引 言

随着计算机技术渗透到社会生活的各个领域，计算机作为我国高校教育重要组成部分及其具有的国际化的教育地位^[1]，我们有必要了解国际上计算机专业教育教学状况，学习其他国家先进的教学理念，以促进我国高等教育对优秀计算机专业人才的培养，增强学生的国际竞争力。

美国阿肯色州立大学 (University of Arkansas，UA)于1871年创校，是美国中南部一所公立的综合性研究型大学，位于费耶特维尔（Fayetteville）,附近有沃尔玛（Wal-mart）总部、美国最大肉类加工企业之一的Tyson的总部。美国前总统克林顿及前任国务卿希拉里在步入政坛前均执教于该校。该校计算机专业为Google（谷歌）、Microsoft（微软）、Wal-mart（沃尔玛）、Tyson、McDonnell Douglas（麦道，美国飞机制造商）和Amazon（亚马逊）输送了千余名计算机人才。

1  培养目标

UA计算机科学与计算机工程系（computer science and computer engineering，CSCE）属于工程学院（College of Engineering）,包括计算机科学理学学士、计算机科学文学士、计算机工程理学学士3个学士学位，分别对应计算机科学、计算机工程两个专业。计算机科学理学学士培养学生寻求有效的计算方法来自动化日常工作，创建和解释新的信息，并寻求新的应用程序来增强人机交互。通过计算机专业核心课程学习，促使学生将他们的技能与其他领域跨学科融合，如计算生物学、化学和艺术，满足地区和企业的需要。计算机工程理学学士主要通过互联网计算系统和通用系统（如台式机和笔记本电脑）以及超级计算机，从事嵌入式系统（如手机、航空电子设备、通信网络和数字无线电通信）的设计，让学生掌握从硬件到软件，即物理组件结构到操作系统和编程语言的工作机制，具备将物理和抽象组件集成到工作系统中的能力。计算机科学文学士注重计算机科学技术在其他学科中的应用。

在国内，以笔者所在的怀化学院计算机科学与工程学院为例，学院包括计算机科学与技术、计算机网络、软件工程3个专业，主要培养具有良好信息素养的应用型人才，学生系统地学习对应的计算机科学与技术、计算机网络，软件工程的相关理论、基本知识和技术，能够胜任相关领域计算机应用开发、网络安全设置等工作。

通过对比，两所学校都注重应用型人才的培养，但美国教育比较看重通用知识教育和跨学科专业选修，培养目标的层次性非常明显^[2]。

2  课程设置

UA计算机系为本科生开设的专业课程非常丰富，学生有充分的选择空间，具体见表1、表2。

专业学生在校期间要修满120个学分，其中18学分为人类或社会科学的公共课程；其余学分可从表1和表2中进行选择，其中至少有20学分的课程等级为3级以上。学校为每个专业的学生提供选课参考，每个学期最高选修18个学分。成绩等级划分为：A（90分及以上）、B（80~89分）、C（70~79分）、D（60~69分）、F（<60分），成绩达到D以上可获得学分，但即使获得学分，有8学分以上的成绩为D也不能获得学位，而不像国内高校60分万岁，他们对及格分数课程的学分也有限制，这样就促使学生争取每门课程拿到高分。

通常美国高校计算机课程设置非常灵活，学校会根据计算机领域发展的实际情况和就业市场的需求等及时更新课程。但国内多数高校计算机专业的课程设置更新较慢，很难及时地把日新月异的计算机行业的新理念和新技术引入到教学中去。笔者认为，国内高校计算机课程设置要打破传统，以市场需求为导向，与时俱进。

3  教学方式

美国大学本科计算机教学方式灵活多样，主要有教师讲授、专题讲座、课堂讨论、学生报告、项目实验等。本科初级课程以讲授为主，高级课程多以演讲、讨论、提问、实验为主，美国大学课堂较为开放，学生允许并被鼓励在课堂上随时打断老师教学提问，老师在讲课过程中也会经常停下来征询学生是否有问题提出，随时回应学生提出的疑问和观点，课堂氛围相当活跃，学生思维扩散，常常为一个观点争得面红耳赤，而老师从来不会去批判某个人观点的对错，而是鼓励学生发言。项目通常都由团队合作完成，学生特别重视团队精神，也很在意自己在项目中所做的贡献，形成了良好的竞争环境。教学没有统一的教材，每个教师都有自己的网站，上面有课程的详细说明、课件、作业、项目等，这些资源都是开放的。例如笔者旁听的数据库管理系统这门课，教师提供了丰富的教学资料，学生可以随时从网上下载。在讲授过程中，老师会结合当前的技术从各个方面对学生的知识面进行拓展并由学生组织开展讨论，每节课基本上都安排了相应的实验进行验证，加深学生对该知识点内容的理解和吸收，老师教学和学生学习互动频繁，充分体现了美国教育以“以学生为中心”的教学理念，这种教学理念增强了学生的创新思维。

在国内，本科生课程的教学要严格按照大纲进行，教师要灵活自主地安排课程是较困难的^[3]。按统一模式培养所有学生，重知识传递轻能力发展，不利于创新思维与能力的创造型人才的成长。在教学内容上，教材是学生的唯一学习内容，是学生知识的主要来源；在教学方法上，填鸭式的满堂灌，只注重教师教，不重视学生学，考试主要靠死记硬背，不利于调动学生的学习积极性；在教学形式上，模式单一，忽视因材施教和知识的扩展；在师生关系上，教师是主动的施教者，学生是知识传授对象，主体与受体的关系层次化太强，无法调节课堂氛围。总之，国内的计算机专业本科教学不能很好地满足学生的能力发展需求，也不能让学生适应新时代创新型人才发展的需要。

4  评价体系

美国高校的计算机本科教育遵循“宽进严出”的原则。学生进入大学比较容易，但要想顺利毕业就必须经过刻苦的学习，学校有一套严格的评价体系，学生要获得学分就必须认真参加每一个学习环节^[4]。UA的计算机本科课程对学生各种各样的考核评价贯穿整个教学过程。美国的课程成绩构成丰富，小考特别多，作业也很多，教师严格按考勤、平时作业、平时小考、期中考试、期末考试、项目的比例作为课程最终成绩。以笔者旁听的一门数据库管理系统为例，成绩就由实验与练习（30%）、不定期小测试（10%）、期中考试（10%）、项目（20%）、考勤（10%）和期末考试（20%）6部分组成。一般期中考试考完的内容，期末考试就不会再考，几乎每周都有评价，因此学生学习都非常紧张，要想靠期末突击完成考试是不可能的，正因为如此，美国计算机专业学生的动手能力普遍都较强。一般系里都会指定1~2名研究生作为助教，帮助教师指导学生实验，批改平时作业、期中与期末试卷等，由系里负责补助。

本科计算机教育已进入大众化学习阶段，为培养出高素质的学生，美国高校设置了非常严厉的考核与考评，每个阶段的淘汰率也很高，各个学校依靠高比例的淘汰率来确保毕业学生的综合素质，在培养过程中，对学生的创新实践能力更为看重，如笔者所在的UA对本科生采取科研加项目的培养模式，为学生提供参加各种学习研究和实践的机会，与本地企业Wal-mart及Tyson联合进行项目开发，学生不仅可获得学分，还能找到自己研究的兴趣点，提出很好的创意点。美国高校教师不需要考虑及格率的问题，因此教师完全可以根据学生的学习情况进行客观地评价，而不像国内高校的老师不得不考虑学生及格率等问题，从而降低考核标准，让许多素质较差根本达不到毕业要求的学生顺利地拿到学位。国内课程考试一般由期末考试决定，导致学生不注重平时的学习，只是死记硬背以通过期末考试，蒙混过关，考核结果和学生的实际能力不匹配。

笔者认为，优质的评价体系决定了学生的质量，显然，美国的教育评价体系明显优于国内的评价体系，这也是他们能培养出高质量人才的原因之一。但国内高校教师资源缺乏，师生比例严重失衡，要想贯彻美国的这种评价体系，需要投入很多的精力，我国高校应根据实际情况寻找解决策略，如采用增加教师资源、减小班级人数、给予相应的补助等方法，鼓励教师改变以期末考卷定成绩的评价体系，提高教学效果。

5  诚信机制

美国十分重视学生的学术诚信教育，如让学生做出学术诚实的保证、积极预防学生的舞弊、加强监督管理、建立打击学术不诚信网站、建立专门的学术诚信委员会等。笔者旁听的UA也有严格的制度，在期末考试中发现作弊一律开除；平时随堂小考作弊或作业抄袭，则该门课一律不及格。因此，学生形成了自律，多门计算机专业课程的考试、实验、平时作业、课程设计都很少有学生作弊，有些期末考试老师都不用监考，直接叫助教发卷收卷就行。

相较于美国高校，国内高校学生的学术诚信问题比较严重。学生在平时作业、考试、课程设计、毕业设计等环节，经常会投机取巧，在网上百度，东拼西凑。在如何防止和减少学生舞弊问题上，我国高校虽然有相应的措施，但执行者在执行过程中往往会动恻隐之心，使问题不了了之，久而久之，学生就无所惧怕。笔者认为，规章制度一旦制定就要严格执行，同时要向美国学习抓好新生教育、日常教育，让诚信体制深入内心，实现自我约束。

6  结 语

由于国情的不同，中美在大学计算机教育上必然会存在一定差异，我们要结合我国实际情况并借鉴美国成功经验，取其精华，去其糟粕，对我国计算机教育教学进行积极探索和改革。首先，引导学生明白学习是自己的事，充分让学生自己去想，使学生学得主动、灵活、高兴；其次，以市场为导向，改进课程体系设置，紧跟世界前沿技术，让教师走出去，到国际化企业中学习新技术；再次，注重培养学生对知识和权威的质疑、批判精神，注重对知识的拓展和创造；最后，建立科学合理的过程化评价体系，在实施过程中培养学生的诚信。总之，我们要加强与国际高校间的交流与学习，送出更多的老师外出访问学习，以便紧跟国际计算机科学发展的最新理念和技术，设计适合我国国情的计算机教育发展思路和创新模式，为我国培养更多优秀的计算机专业人才。

基金项目：怀化学院教改项目“基于‘MOOC/SPOC+翻转课堂’的混合式教学”（怀院发[2017]76号/78）；湖南省教改项目“新工科背景下面向创新创业能力培养的软件工程专业个性化教学改革研究”（2017419）；湖南省教育科学规划课题“基于数据分析的学情预警方法与技术研究”（XJK016QXX003）；湖南省哲学社会科学基金项目“基于数据驱动的湖南地方高校学情风险评估与预警研究”（17YBQ087）；湖南省社会科学成果评审委员会课题“湖南地方高校教育大数据资源整合及价值挖掘研究”（XSP18YBC182）。

作者简介：赵嫦花，女，讲师，研究方向为语义网络、数据分析、机器学习，[e-mail]；米春桥（通信作者），男，副教授，研究方向为计算机应用与教育信息化，[e-mail]。

参考文献：

[1] 唐晓君, 赵秀岩, 路莹. 中美高校本科计算机教育之比较[J]. 计算机教育, 2010(21): 150-153.

[2] Ohashi Y, Yamachi H. Developing evaluation criteria for a service-learning course in computer science education[J]. International Conference, 2017(1): 53-57.

[3] 李志强. 中美计算机本科教育的比较与思考[J]. 计算机教育, 2013(13): 106-110. 

[4] Pappas I O, Giannakos M N, Jaccheri L, et al. Assessing student behavior in computer science education with an fsQCA approach: The role of gains and barriers[J]. ACM Transactions on Computing Education, 2017, 2(17): 30-35.

更多精彩：