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国外著名大学计算机教学考察随笔 [复制链接]

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发表于 2009-9-5 13:32:09 |显示全部楼层
国外著名大学计算机教学考察随笔                                                                                        收藏                                                                                                                                                                                                                                                                       

王行言/文

为了解国外大学计算机教学情况,2002年春季,清华大学组团到美国进行了一次考察。考察组先后到斯坦福、伯克利、加州理工等著名学府进行了调研,旁听了一些计算机方面的课程,与有关教授、教务管理人员和中国留学生进行了座谈,并参观了学校的图书馆和计算机机房。下文就是我们约请清华大学计算机与信息管理中心副主任王行言教授撰写的考察随笔。
4月9日 斯坦福大学
上午,我们分头听了“数据库”和“编译原理”的课程。数据库为大班课程,本节课主要讲ER图和ER模型。授课方式是“黑板+粉笔”,6块黑板来回切换。教室有电视和录像设备,电视跟踪和放大黑板内容,所以无论坐在哪个角落,都能看到黑板的内容。教室后有制作室,可以对课堂教学当场录制。课上同学提问题很踊跃,老师也不时地提出问题,回答最好的几乎都是中国留学生。
中午饭后,我们参观计算中心和图书馆,两处都有学生上机的环境。学生来去匆匆,多半都是上网看一下课程通知或下载、打印几页文档资料。
我们在浏览网页时,看到上午的数据库课程已制作成视频课件(不到半天时间)。学生可以自主选择听老师的某段讲解,或看某页的板书。在斯坦福,有专门制作人员(并有学生参与)对部分课程进行录制加工,并及时放到网上,供学生下课复习。这些课件还有一个重要的目的,就是用于继续教育,为学校周围的在职人员学习提供方便。
在计算中心入口处的通知栏上,我们看到了白板上公布的一些课外讲座,如UNIX操作系统使用、Office工具软件的使用等,此外还有一些编程语言的入门课程。
下午我们又听了一门“程序设计”课程,估计教室可容纳四、五百人。学生进教室时,每人在门口拿一份本节课的讲义。很多老师在上课时都习惯准备随堂使用的讲义,内容包括补充的素材和本节课布置的习题。本课程由斯坦福大学计算机系副主任Eric S. Roberts教授主讲,他就是IEEE和ACM推出的“Computing Curricula 2001”的主要执笔人。这节课他主要是讲解算法设计(树搜索,迷宫等)和程序调试。Roberts教授使用笔记本电脑及大屏幕投影授课,屏幕上显示的是讲课用到的代码及程序调试环境,但他大部分时间是坐在讲台上,面向学生滔滔不绝地讲解。程序设计课程使用的教材是Roberts教授写的两本书:“The Art and Science ofC”和“Programming Abstractions in C”。这两本教材在美国被多所大学所采用。
4月10日 斯坦福大学
上午,我们与计算机系副系主任Eric S. Roberts教授座谈,请他谈一下斯坦福大学的计算机教育(包括非计算机专业的计算机教育)。他饶有兴趣地谈到了斯坦福大学计算机系的发展和计算机课程的设置情况。
他说,与大多数专业相比,计算机科学是一个非同寻常的领域。当100年前斯坦福大学成立之际,大多数学科就已经有了一定的历史。50年后,才发明了世界第一台计算机。又过了25年,计算机科学才成为一个独立的学科。斯坦福计算机科学系成立于1965年,并一直保持世界前4名的位置。
在最近25年中,计算机科学飞速发展,并极大地推动了社会的进步。计算机科学将继续成为一个令人兴奋的领域。
在斯坦福,大多数学生愿意学习计算机科学的主修课程。在CS主修课程中,学生可以追踪很多不同的领域:程序语言、图形学、数据库、计算理论、人机交互、机器人学、人工智能、数值分析等。随着近年来需求的变化,CS主修课更加灵活并满足大多数学生的需求。
在斯坦福大学,新生入校时不分专业,学生的专业要根据个人选修课程的情况到高年级才逐步明朗。当然,在入校时,学生还是有自己的意向。学校为每位想学计算机的同学都提供一份指导性文件,说明在斯坦福学习计算机的几种途径。除CS之外,还有五种其他选择供学生考虑:
1.C omputer Science Minor(CS辅修专业)
该辅修专业提供 CS主修课中本科的核心课程(见图1),由6-8门课组成,安排在两年中学完。
完成辅修课后,学生将获得很强的编程基础,并进入计算机科学的某个理论分支。进而,学生可以在自己感兴趣的领域学习更多更深入的课程。
图1是辅修专业的课程设置。
2. Computer Systems Engineering (CSE)
CSE是跨计算机科学和电子工程两个系的交叉学科。
CSE的主修课类似于计算机科学系,但一些偏理论的计算机课程被电子工程方面的课程所代替(如数字设计与电路分析)。
3. Electrical Engineering (EE)
适合于对计算机科学、特别是对硬件更感兴趣的同学选修。除了侧重硬件外,EE学位和其他学位的主要不同是侧重于工程。
4. Mathematical and Computational Sciences (Math/CS)
计算机科学和纯数学的结合。学位课包括计算机科学基础核心课以及各种数学课。除这些核心课程外,学生还侧重计算机或数学选一些课。
5. Symbolic System
是交叉学科,结合了计算机科学、心理学、社会学、以及语言学,研究人-机的认知。将人和计算机视为符号处理系统。
Roberts教授还讲到,由于计算机技术的发展,可以用计算机解决更复杂的问题,并且可以不需要编程,起码不是传统意义上的编程。所以计算机系和计算中心还面向全校开设了一些更侧重于应用的课程(包括各种语言与工具类课程),主要是满足全校非计算机专业学生自己学习计算机和应用计算机的需求。其中一些课程的内容就类似于我们计算机文化基础课的内容。这些课程包括:
CS1I—Using the Internet
CS193D—C++ and Object-Oriented Programming
CS193I—Internet Programming
CS193J—Programming in Java
CS193U—Software Engineering in C
CS193W—Microsoft Windows Programming
如何开始学习计算机课程呢?Roberts教授给我们画了一张图(见图2)。
Roberts教授指出,如果要从技术的角度(而不是从文化的角度)学习计算机,CS106A(即程序设计)是第一门必修的基础课。学完CS106A后,如果想继续深入学习编程的知识,可选修CS106B。对那些在中学就已具有一定编程能力的学生,如果想学习C语言或想进一步提高编程水平,可选修一学期的CS106X(浓缩两门课的快班)。学完CS106B后,学生就有了比较明确的意向,如果想进计算机专业,就可开始系统学习计算机专业的课程。而不想选择计算机专业的同学,可以选修计算机系等单位为非计算机专业开设的其他 课程。

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发表于 2009-9-5 13:32:23 |显示全部楼层
CS106课程采用的教学语言是C语言,Roberts教授解释说:C语言广泛应用于工业界,而且是学习更先进语言的基础(C++ 和Java)。
我们向Roberts教授提出一个问题:如果学生自己选专业,会不会有很多学生都选计算机专业?计算机系如何接纳这么多学生?Roberts教授说,的确新生中有很多人想学计算机,但学过1、2门计算机课程之后,不少同学就感到计算机专业不适合自己。经过多年操作,选择计算机系的人数已经趋于稳定。另外,美国的学生不见得都喜欢计算机,觉得整天坐在计算机前没有意思,而对于考古、地质等野外作业觉得更富有挑战性。
4月11日斯坦福大学
今天与计算机系教务座谈。系教务对我们讲,每个教授每年都要开一门核心课(研究生课程也算核心课)。教师的教学工作量要够一定点数,大课点数多,小课点数少。系里有一套评价体系,学生给系主任和教师本人打分,这些对教师的评级有影响。新生提前一周到校,招生办公室根据学生兴趣分派导师指导学生选课。每个学生都有一个导师帮助选课(一名导师负责若干名学生)。学校设有注册办公室,管理各种教学资源。
随后我们参观了硬件实验室。硬件实验普遍采用模拟软件,控制盒里有关键芯片。
下午我们听了一节毕业设计课,该节课的安排是请IBM公司的工程师讲解正在研究的一些新技术。根据我们的感觉,学校和公司的联系很密切。
下午我们和一位在斯坦福半导体研究所长期任教的清华老师进行了座谈。针对我们提的一些问题,这位老师说了一些自己的观点:对于硬件实验,电的教学、电路课做一些实验,单板机也有,但不是重点(有些爱动手的学生选修)。斯坦福大学还是偏软的多,同学出去主要是搞设计,搞算法。例如利用 spice软件,10个星期设计一个芯片。硅谷对半导体人才需求很明确,学会三门电路设计课就要。斯坦福实验室很少,偏专门化的课就外聘教师。而基础的物理、化学都是大牌教授。美国毕业生专门化很突出,工作中就做自己专业的事,不管别的杂七杂八的事,否则是浪费人才、时间。计算机各行各业都在用,但要懂多少,并不见得很多,硬件结构、软件OS、C语言、数值分析、专业用软件等。计算机能力强,表现在把计算机作为工具,会算法、数据分析,自己专业算法强。光会计算机编程是中等人才,最有价值是专业的东西。
之后,我们又与部分中国留学生举行了座谈。在座谈过程中,不时有人进进出出,有的刚下课,有的要去上辅导课(助教),大家显得都很忙碌。很多同学是在网上看到要和国内来的大学老