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【言十系列】计算机专业本科课程质量问题分析与建议

言十 计算机教育 2020-09-30

0 引 言

教学质量决定了一个学校办学的真实水平。如果将课程理解为为学校提供的最基本“产品”,那么,课程的教学质量无疑从根本上反映了整体教学质量。

衡量和评价一门课程的质量需要多个维度的观察与考评,但就当前的教学模式而言,学生期末考试成绩终归是一个重要观测项,业界对此的共识度也比较高。因此,本文以学生期末考试卷面成绩作为观测数据来讨论课程质量。之所以没有采用课程“总评成绩”,是因为在调查中发现期末考试以外的课程成绩随意性较大,缺乏可信的计算依据。

本文的“本科专业核心课程”是指对计算机类专业十分重要的部分必修课。这里以数据结构(也称“数据结构与算法”)、计算机组成与结构(也称“计算机组成原理”“计算机组成与系统结构”“计算机系统”等)和操作系统作为分析对象。

1 调研数据统计

以获取的36所国内(特指内地,下同)大学计算机科学与技术专业上述课程期末考试成绩作为数据。这36所大学既包括“985”和“211”高校,也包括二本和三本学校,有部属大学,也有地方大学,因此,数据有一定的代表性。

对上述考试成绩按2016—2019年的时间跨度进行统计,计算各校学生全年级及格率。因各校开课顺序不一样,数据无法取自同一年级,只能以同一时间和同一门课程进行比较。

统计数据显示,数据结构课程及格率最高为86%,最低为20%;计算机组成与结构课程及格率最高为84%,最低为8%;操作系统课程及格率最高为77%,最低为36%。如果计算3门课程的各校总平均及格率,均低于60%。虽然这种计算由于各校的教材和要求不尽相同而没有严格的数量统计意义,但大体说明了这样一个值得关注的问题——计算机科学与技术专业的专业核心课程成绩整体较低。

考试试题的类型大同小异,多为“选择”“问答”“分析”或“设计”等,“客观类型”的题目偏多,且多以基本概念和常识为主,这些基本内容所占比重一般都超过60%。“分析”“设计”“综合”等“主观类型”题目偏少,所占比重很少超过30%,最少的只占10%。没有发现考试题目难度较大或超出课程大纲要求的学校。换言之,即使学生卷面得高分,也只能说明掌握了该课程最基本的知识。

从查看试卷的过程中发现,卷面得分偏低是较普遍的现象。得分不足10分(百分制,下同)的并非个别,有的学校全年级参加考试人数超过200人,无一人得分超过70分,而从试卷分析看,并没有发现该校的试题难度和广度超过教学大纲基本要求。统计数据表明,学生毕业时,可能多数学生并没有掌握本专业核心课程基本知识。

2 原因分析

本科专业核心课程期末考试卷面得分整体偏低看来是一个客观存在的事实,由此有理由担忧课程教学质量,进一步担忧整体教学质量。

造成这种状况的原因可能有很多,概括起来,以下几个方面特别值得思考和关注。

2.1教学投入严重不足

教学投入主要是3个方面,一是学校的投入,二是教师的投入,三是学生的投入。

学校的投入不足是问题的关键所在。首先表现在对教师的评价及具体教学工作量的计算上。形成于20世纪90年代的“课时酬金制”原本是为了提高一线教师的待遇,不得已而临时采用的措施,但现在却变成教学考核的“金科玉律”。目前绝大多数学校没有基本的课程评估机制,对教师教学工作量的计算仍停留在简单的计算课堂授课节数,对教师教学方面的考核也主要是以计算教师授课的节数为主。如果是大班授课,多数学校对教师教学工作量的计算办法就是简单乘以某个大于1的系数,极少发现有学校因大班授课而另增助教的情况。这种以计算教师授课节数来计算教师教学工作量的办法,表面上看起来似乎只是一个教学工作量的统计问题,但其掩盖了学校对教学投入严重不足的事实。

教师投入不足主要反映在时间投入不足上,于是课程教学的实际实施过程演变成两个“基本动作”,即“课堂授课+期末考试”,传统的课后答疑辅导、作业批改、习题课、期中考试、平时测试,基本全部消失。课程的实验演变成了问题,或消失,或边缘化,或虚拟化。虽然有少数教师凭着自己的职业责任感也在探索各种新的教学模式,但是无法形成常态。

学校和教师对课程教学的投入不足,传递到课程学习者——学生身上,情况更不容乐观。根据与学生面对面的访谈,学生的以下几点看法有一定的普遍性:①对课堂教学内容不满意,认为课堂上老师只能讲讲目录,灌输一些名词和常识,基本上是点到为止,不去听课自己也能看懂,看不懂的听了课也不懂。②对课程实验应付了事,认为大多是简单的操作,达不提高实践能力的预期。实验报告相互抄袭比较严重。③对课程考试的看法有不少负面情绪,舞弊现象依然严重,甚至认为考试就是老师和学生相互对付,即老师以完成工作量为目的,学生以不挂科为目的。④认为修读课程只是为了混学分,混毕业,所学知识没能等到毕业就已还给老师或是过时了。⑤师生之间课后缺乏互动和交流。

2.2教学管理制度存在缺陷

教学管理制度最大的不足就是缺乏完善的课程评估和教学评价的基本制度。除此之外,仅从课程教学的角度来谈,教学管理在制度上仍存在很多亟待改进的地方。

教育部于2018年印发了《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》,通知要求,要切实加强学习过程考核,加大过程考核成绩在课程总成绩中的比重,严格考试纪律、严把毕业出口关,坚决取消“清考”制度。所谓“清考”,是指学生毕业前(一般在最后一个学期,也有的安排在学生毕业离校后的一两个月内),由学校教务处组织的针对应届毕业生中所有补考后仍然不及格的全部课程进行的一次考试,考试及格的学生可按期毕业。对“清考”后仍然还有不及格课程的学生,也有不少学校还会根据情况再进行一次“清考”。例如,某大学全校理工科学生的高等数学期末考试及格率仅32%,补考后及格率也只提高到46%。如果不进行“清考”,这个学校的理工类专业将有54%的学生不能按期毕业,这显然是学校无法接受的。在具体的实施过程中,“清考”实际上是“放水”。这样做虽然使得多数学生毕业,学校换得了暂时的安宁,但是后果是不言而喻的。“清考”已在各校悄然实行了多年。教育部虽然发文取消,但是真正完全取消,可能还没那么简单。

这样一个看似极为平常但完全违背教学常识的学校教务管理制度,也不得不由教育部发文要求取消,可见这个制度对教学的影响力和危害性。为何会形成如此荒唐的教学管理制度?根源还是在于教学管理制度存在系统性的缺失。

改革开放后,基本否定了20世纪50年代全面学苏联构建的教学管理体制,但又没有来得及建构适应新发展、新变化的新教学管理体制。例如,废除了实施多年的“学期制”,可又没有真正建立起“学分制”。“学期制”中有一个重要的制度是“升留级制度”,该制度维护了教学的基本秩序,使有多门课程不及格的学生无法进入下一年级学习,也就不会产生学生毕业时要“清考”的问题。“升留级制度”废除了,却没有建立起相应的制度来维持正常的教学秩序,于是出现了不少学生做完了毕业设计并答辩通过,但还有大量必修课程没有通过的现象,于是产生了“清考”一类的荒唐制度。

考察一些实行“学分制”的大学,一般都有非常完善的“导师制度”“学生学习预警制度”“课程重修制度”。这样一套完整的教务管理制度,确保了正常的教学秩序,也就不会出现“清考”之类的怪现象。

除了“清考”,还有的学校对少数学生的课程成绩,在原始考试成绩的基础上,由教务部门乘以一个大于1的系数后再重新纪录到成绩册。这个系数,已知的最大可到2.5,也就是说,有的学生只要得24分即可及格。确定哪些学生可以乘系数,要求乘多大系数,一般由学工部门提出名单。这种做法的荒唐,是可想而知的。

20世纪50年代建立起来的助教制度现在已经消失,主讲教师需要独自承担主讲和助教的工作,精力、时间、动力都难以保证。班级人数较多时更是如此。

2.3学生修课过多

由于毕业要求学分较高,学生还想尽早修够学分,因此普遍修课过多,这也是一个值得关注的问题。

这里选择了6所国内双一流学校,将其IT类学生修读门数和总学分情况列于表1中。从表中可以看出,这些学校的学生修读课程数量和总学分数都很高。调研发现,这是一个较普遍的现象。

不少学校的学生每学期修课门数一般都在10门以上,周授课学时普遍超过30节。以某大学(211学校)计算机科学与技术专业为例,全班学生一学期修课门数高达19门,学分数高达39学分。学生上课过多,在教室里的时间过长,教学效果并不好,期末考试学生得分整体偏低已说明问题。

3 建 议

合格专业的基石必然是合格的课程,因此,开设合格课程是一个学校最基本的任务。要做到这一点,必须“回归常识”,脚踏实地提高课程的教学质量。

1)建立科学的教学评价体系。

由行政部门主导的大学评估和评价越来越多,现行“学科评估”对各大学的“风向标”作用越来越显著。学校的资源配置也越来越以“学科评估”为中心。加大对“学科”的投入,对教学(特别是本科教学)的投入有限,而“学科评估”是否有利于本科教学,是否真正有利于科技发展,也值得思考。

他山之石,可以攻玉。英国有个系统叫做“TEF Teaching Excellence Framework”[1],由负责全英高等教育质量保障的政府机构——高等教育质量保证署(QAA)负责。用这个“教学卓越框架”监测英国的教学质量,还与政府对各大学的拨款相联系。英国还有一个系统称为“REF(Research Excellence Framework)”[2],用于现行的大学科研评估(Re-search Assessment Exercise,简称RAE),成为英国用于评价大学科研质量及选择性地分配高等教育科研机构研究经费的主要办法。

除了以上由政府主导的宏观层面的教学评估,英国各大学还有很完善的课程评价制度。按照工程教育专业认证的要求,课程教学的目的是使得毕业生达到一定的能力要求,课程教学计划要明确反映对毕业要求的支撑,需逐项评估毕业要求是否达成。现代教学的基本理念必须“基于产出”,即“成果导向(Outcomes-based)”。“基于产出”则必须说清楚具体的要求,这里的“具体”,就是要求达到基本可衡量的程度。只有课程评估合格,才有可能专业认证合格[3]。

2)建立完善的教学助理(Teaching Assistant,简称TA)制度。

教学助理(Teaching Assistant,简称TA)制度在国外非常完善,其是本科教学不可或缺的重要组成部分。国外的教学助理(Teaching Assistant,简称TA)一般由博士生担任,学校支付可观的酬金。一门课程会有十几个教学助理,如斯坦福大学“计算机系统”课程,学生不过200人,教学助理多达12人。同样这门课,美国CMU有3个教师,9个教学助理,而学生也不过200人。这些教学助理帮助任课教师直接指导学生,做了大量的课程教学辅助工作,他们是课程教学不可或缺的师资组成部分。在国内大学,几乎找不到类似的制度。国内高校虽有由学工系统主导的学生担任“三助”制度,但与这里所论的TA制度相去甚远,或者说完全不是一回事。没有完善的TA制度,仅靠任课教师,除了课堂授课,教师确实难有精力顾及教学的其他方面[4]。

3)改革课程体系。

在美国国家科学院、工程院、医学院2016年公布的大学本科课程设置方案中[3-5],本科4年的全部课程总数都只有40门,美国CMU的本科生4年总共只有32门课,MIT的学生修够30门课即可毕业。他们8个学期都开课,每年还有一个短学期,长学期学生修课一般都不敢超过4门。我们只有7个学期开课,因此国内大学各专业每学期(不含毕业前学期)修课数量平均都在7门以上。

4)加强教学技术层面的研究。

课程结构不合理、教学计划不规范现象普遍存在,如对课程数量和总学分数的确定,往往带有很大的随意性。“学分”的随意性,是造成学生修课数量过多的主要原因之一,反映了课程教学在技术层面的研究不足。近年来产生了不少“国家级”的教学成果,但多数是论述宏观改革,技术层面的成果比较少见。

国内多数大学无论是否真正实行了学分制,都引入了“学分”的概念,有的学校已经实行了“按学分收费”。即使没有说明实行“学分制”,也已从原来的“学时制”改成了“学分制”,即对课程的计量完全由“学时”改成了以“学分”为单位,但却没有对“学分”作技术上的分析与科学定量。以前以“学时”作为计量单位时,课堂授课1节课为1个学时,实验2节课为一个学时,量化的概念是明确和标准的。改用“学分”作计量单位后,这个计量单位本来也应该是明确和标准的。“学分”标准与“学期制度”紧密关联,即一学期的有效教学周数为1学分对应的授课节数。遵循最基本的教学规律和办学常识,一个教学周的课堂授课16节为宜,最多也不宜超过20节,这样就能确定出一门课的学分数和学生4年应修的总学分数,即总学分数等于有效教学周数。与此同时,这个总学分数与专业基本没关系,或者说专业之间的总学分数应该是相同的,即使有差别也是细微的。例如,台湾清华大学所有本科专业,最低毕业总学分都是128学分,不仅是台湾清华大学,岛内几乎所有大学和所有本科专业,最低毕业总学分也都是128学分,其中1学分为18课时,实行一年两期的长学期制。由此可见,本科学生最低毕业总学分的确定是有依据的、严谨的。内地大学的总学分数最低140,最高达220,其中1学分多为16课时,但又实行一年两期的长学期制,有的学校各专业之间本科学生最低毕业总学分差异超过20%。可见,现行的“学期制度”亟待研究和改革。

除此而外,在技术层面还有很多问题值得反思,如到底该如何设置课程?该设多少门课程?课程的教学过程要怎样改革?“创新创业”教育如何在不冲击正常教学秩序的前提下真正有效实施?现实情况表明,我们的教学管理在技术层面还处在粗放模式。国际工程教育专业认证的实质是借鉴现代管理学的理念与方法,改革现代工程教育。我们已推行了多年的工程教育专业认证,形式上已有很大进步,但技术上的进步并不显著。

4 结 语

2018年6月21日,教育部在四川成都召开新时代全国高等学校本科教育工作会议。会议强调,坚持“以本为本”,推进“回归常识、回归本分、回归初心、回归梦想”,其中“回归常识”摆在首位。到底哪些是办学常识?这正是我们无法回避的、需要讨论并认真面对的问题。

大学教育如长江奔流不息,每年都有一批批学子从这里走向社会,又有一个个新面孔出现在校园里。面对教育的百年大计,我们应该冷静下来思考,我们为他们做了什么?我们能为他们做些什么?我们希望的是学生在大学学了4年的计算机类专业,真正掌握了基本常识,为社会服务,否则便是大学的失职。否认40多年来的巨大进步是错误的,但如果不正视现实存在的问题,也许是危险的。


参考文献:

[1]安蓉, 莫奇. 英国教学卓越框架(TEF)计划及其对我国的启示[J]. 高教探索, 2017(10): 66-70, 95. 

[2]王中向. 英国REF评估框架研究[J]. 高教探索, 2013(4): 66-69, 85. 

[3]言十. 美国21世纪CPS教育报告简介[J]. 计算机教育, 2018(1): 2-9. 

[4]言十. 美国21世纪CPS教育报告的课程结构设计及启示[J]. 计算机教育, 2018(3): 1-5. 

[5]言十. 美国21世纪CPS教育报告的专业课程规划及启示[J]. 计算机教育, 2018(4): 9-15. 


(完)


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