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如何训练大学生的计算机思维和灵活运用计算机进行问题求解是国外高校计算机基础课程的教学重点。主要开设有计算机科学基础、计算机科学概论等课程,通过这些课程对计算机科学的基本概论、基本原理和方法等基础知识进行讲解,并运用示例解释抽象概念。主要采用学分制和小班制的形式,开设各类计算机进阶或个性化课程,允许课程内容由学生与老师商定。国内高校存在学生数量多、教学资源有限等客观原因,采取小班制教学的条件并不成熟,因此,针对大学计算机基础教学的分级方式较简单。目前,国内各高校主要针对计算机方面的基本概念和基础知识进行讲解。按照教育部教指委关于“分类、分层次指导教学”的要求,在认真做好通识教学的基础上,根据各高校的实际情况满足差异教学的需求。目前,国内各高校普遍根据教指委《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见》,广泛开展了大学计算机基础相关的分级改革,大部分高校普遍采用的课程体系为“1+X”,部分发达地区的个别高校采用“2+X”的课程体系。通过“X”门应用课程满足大学生计算思维的高层次教学要求,培养各专业学生利用计算机知识解决他们本专业中存在问题的能力。
2我校分级改革实践
随着塔里木大学办学规模逐步扩大,现已发展成为一所以农为主,农、理、工、文、管、法、经协调发展的综合性大学,面向全国招生。因此生源较复杂,大多数学生来自农村,父母的文化程度不高,少部分学生来自城区,父母的文化程度较高。少数民族学生占比30%左右,其中部分民族学生为民考汉学生,穿插在各汉族班进行专业学习。因此,各教学班的计算机基础参差不齐。自2008年以来,我校每年组织入学新生进行计算机水平摸底考试,一般都安排在军训结束后的第一周周末进行。采用我院教师开发的考试系统,由考试系统自动判卷,在摸底考试前,不对学生做任何辅导,以便更客观、更真实地反映入学新生的计算机水平。通过连续多年来的摸底测试,获取了大量客观数据,为我校的大学计算机基础课程教学改革提供了必要的参考。以2008年的测试数据为例,全校随机抽取了16个汉族本科新生班级参加摸底考试,合计494人。测试结果并不理想,平均测评成绩为37.47分,满足学校合格线的学生仅占9.1%,这充分反映出我校全体新生的计算机应用能力整体偏低。根据2008年和2009年连续两年的新生计算机水平摸底测试结果,我校从2010年开始,逐步开展了一系列大学计算机基础教学改革措施。经过2010年至今的分类、分层和分级相结合的教学实践,逐步形成了我校特色的计算机基础教学体系,并根据我校学生的实际情况组织编写满足我校学生计算机教学要求的课程教材。2009年以来,我校的大学计算机基础课程实现教考分离,从传统的笔试考核方式改革为机试。我校民族班学生,特别是民考民的学生,汉语交流能力不是很好,如果强行与汉族班学生安排在一个教学班学习,将出现一系列的学习困难问题。因此,我校首先对民族班和汉族班分开教学,分别制定不同的教学大纲,在课程授课过程中有所侧重地讲授相同各部分内容,并采用不同的考核和评价体制。然后,根据学校各学院的专业要求,按三个层次开设不同的信息技术基础课程。其中,第一层次开设的课程为“大学计算机基础”;第二层次开设的课程为“计算机技术基础”,目前主要有C语言程序设计和数据库应用技术这两门课程,分别面向理工科类专业和文科类专业开设;第三层次开设的计算机课程主要为与本专业密切相关的计算机应用技术课程,以各学院自行设置为主。然后,针对第一层次的学生开展分级教学模式,在新生军训完的第一周进行分级测试,对大部分基础较为薄弱的学生按“大学计算机基础”课程教学大纲开展教学,并将理论授课与实验授课分离,实验课除要求上课的学生外,其他学生也可随时进入实验室开展实验。对分级测试中获得较高成绩的同学,另开设四门选修课供学生选择其一进行学习,包括多媒体技术及应用、网页设计与制作、photoshop图像处理技术和flas设计。
3我校分级改革效果
我校从2008年开始逐步推进计算机基础教学的分级改革以来,认真听取师生反馈意见,调整教改方案,不断探索适合我校计算机基础教学的新的教学方法,形成现有的分类、分层和分级相结合的教学模式,教学效果和教学质量有了显著的提高。
3.1学生成绩提高分级教学
改革以来,学生对计算机的学习产生了浓厚的兴趣,学习成绩获得较大幅度的提高,在新疆自治区高校计算机水平考试一级考试中达到了97%的通过率,且优秀率非常高。
3.2提高了学生学习的自主性和积极性
入学时已有较好计算机基础知识的学生,通过分级测试后,可根据自己的兴趣,选择自己感兴趣的提高班课程进行深入学习。学生计算机特长得到充分发挥,增强了同学间相互学习的积极性,逐步形成了良好的学习氛围。学生的学习积极性和主动性获得了提高,能够积极主动拓宽学习范围,逐步形成了“以教师为主导,以学生为主体”的新型教学形式。
3.3教师的授课针对性更强分级
改革后,同班次的学生水平相差不大,各层次教学的授课教师所面向的教学对象的差异度相比原来得到明显改善,从而能较容易实现一致的教学目标。原先“前推后拽、力不从心”的局面已不复存在,教学效率得到了明显改善,对教师评价的优秀率也逐年提高。
4结语
目前部分学校对大学计算机基础这门课程的教学评价方式单一,用学生参加国家级计算机考试过关率来衡量,这样将导致教师的授课重点单纯集中在考试内容上,学习这门课程的精力集中在考试的相关内容上,导致学生追求考试合格率。造成与实际应用脱节,如部分学生在写论文,或者社团活动中连简单的排版都不会应用。
2大学计算机基础教学改革措施
1)案例教学
在教学中,通过课程内容的讲解来帮助学生由浅入深地掌握教材中的基本内容和相关知识点,在课堂一问一答过程中,吸引学生的注意力,从而使学生能轻松掌握基本知识点、概念,活跃学生的思维,并使学生能自主分析,逐步提高学生理解、思考、表达、分析的能力,从而达到教学目的。如在讲信息安全这一章时,采用案例讲解分析、概念分析、课堂问答、幻灯片演示、图表讲解等方式来完成教学任务。整个单元的讲课以案例“不翼而飞的存款”为例引入信息加密的概念,从而培养起学生对信息安全的正确概念和对整个课程的兴趣。由每个学生上网查询资料、整理企业案例,让学生在结合教学内容的同时,访问相关的精品课程网站,阅读教师指定的参考资料,最后完成给定实验题目,并写出实验报告,帮助学生消化课堂上所讲授的基本知识点。
2)开设第二课堂教学,注重课外实践活动
在教学的过程中,我发现学生喜欢实用性的技术,对于理论等不是很感兴趣,喜欢能够看得见、能够动手试一试的学习方式,而且更加关心这些知识或者技术能否在今后有用。学生们的这种心情可以理解,但是,我觉得大学教育阶段除了知识教授之外,还需要开阔学生的知识视野,开设第二课堂教学。为了提高计算机基础知识的学习和应用技能,有限的课堂教学是不能满足需求,尤其对于计算机基础知识较好的学生,如何培养他们的创新学习,培养他们的计算机信息素养,正确引导他们的兴趣。为此,我们每年举办全院性的计算机基础知识和操作技能大赛。如多媒体设计大赛、计算机基本技能大赛、编程大赛等形式多样的比赛活动,设立计算机协会、网络协会,组织学生参与课题小组。丰富了校园文化,极大地激发了学生学习计算机的兴趣,即提高学生的计算机应用能力,又锻炼了学生自主学习的能力。培养了学生解决问题的思维能力、团队协作能力及创新能力,我院参加河南省ACM大赛,荣获三等奖。
3)注重理论与工程实践相结合
在全面学习专业理论知识的同时,深入了解信息技术应用的环境,将会使所学的知识与实际应用相结合,更加全面深刻地理解专业理论知识。在课程学习阶段就参加科研实践活动是理论与工程实践结合的方式之一。另一方面在课堂教学中引入实践活动有利于培养学习中的具体技能,如复杂的文字处理工作等,这些技能经过亲历亲为的锻炼将会更好的掌握。所以在课程教学过程中理论与实践结合方式要更加注重,本门课程所讲述的内容在今后的学习工作中有什么样的用途,以及如何在灵活的应用本门课程的知识。所以在课程教学中,在保证所讲述课程知识体系完整的前提下,需要注意尽量阐述课程知识的应用。将会进一步提高所学知识的被理解程度,提高学习效率。开拓学生的思路,锻炼学生解决实际问题的能力。
4)基础课要系统、透彻,专业课程要覆盖全面
基础课程属于学生专业知识体系的基本盘,是学生基础知识向专业知识延伸的过渡。掌握基础知识使学生在今后的学习中可以举一反三,不断扩展自身知识面。因此在课程教学中要充分注意课程知识结构的系统性和完整性,要把知识结构之间的联系和相互影响关系讲述明确,尽量建立起概念和理念,是学生对知识的掌握达到理性的认识水平。计算机专业是一个不断发展的学科。各种新技术和新思想不断涌现。因此其课程内容可能具有很快的更新速度。课程教学要能够准确地反正这种变化。但是由于其变化的迅速,我们很难在课堂上将每一个变化都讲解透彻。所以一个可行的办法就是在讲好专业基础课的前提下,尽可能使专业课程的覆盖面广,让同学们对该部分知识有一个感性的认识。具体理性的理解则可以让其在后期的具体工作中继续锻炼提高,升华为理性认识。在专业课程教学过程全面性可以包括为两类:一是要覆盖本专业课程所涉及领域的最新科研进展;第二是要尽量把本课程所涉及领域的发展历程描述清楚,阐述清楚不同历史进程之间的衔接关系。对于一些比较新的领域,可以对其近似的知识体系进行综合的阐述。
5)要重视提升理论水平高度
在课程教学过程中要注意同学们理论水平的提升。理论水评的提升反映在两个方面:一是对理论知识的掌握,二是从实际的工作中发现问题,总结和提出问题的能力。所以在课程学习过程中注意引导学生能够发现问题和总结问题,以及什么样的问题才是科学问题等,提高学生对总结和发现问题的感觉。课程学习阶段虽然很难让同学们熟练掌握发现和提出问题的能力,但是至少可以提升大家对理论水平提升的兴趣和积极性,为其在今后的学习工作中打下一定的基础。
6)当好导演,引导学生自主学习
研讨式教学是一种在老师的指导下,通过老师设计“问题”,激发学生去思考、设计、总结和报告,由学生自主完成。让学生通过自主学习获取知识、发展智力和培养创新能力的教学方式。在教学活动中需要老师的指导,教师以问题为载体,创设一种类似科学研究的情境和途径,引导学生通过开展导向性的专题研究和讨论,让学生通过自己的思维和亲身实践去获取知识。培养学生独立完成学习任务的能力,让学生树立起自主学习的信心。学会解决实际问题的方法,为以后的学习研究奠定基础。知识教授很重要,兴趣教学也很重要。因此,我们还需要讲究教学的艺术,大量的知识灌输,学生可能兴趣不大。应多举实例,多联系信息时代的新技术。同时,把知识教授转化为一种问题解决的过程,启发大家共同思考,共同学习。
7)培养学生的创新能力
在讲授课程的过程中,注重引导学生总结前人创新方法。让学生有意识地分析前人如何在当时的知识框架和一般看法之上,独辟蹊径,取得自己的成果。通过这样的实例,学生就会了解前人的创新方法和思路,为我所用。鼓励学生在自己想法的基础上继续研究,做出成绩。对于课程内容相关的问题,如果学生有自己的想法,作为老师,最好能够进行鼓励;如果学生思考方向有更深的内容可做,并且符合学生的研究方向,可以引导学生继续做下去。平时作业中,设置一些开放问题,有意识的锻炼学生的创新能力。作业中的一部分当然应该是锻炼基本能力和基本知识的问题,但除此之外,可以设置一些没有标准答案的问题,让学生发挥自己的思考能力和创新能力,得出自己的答案。
3结束语
在大学生计算机大赛中,云计算主要给评委和参赛者提供一个交流的平台,这个平台要是要进行运算工作的话,就必须要有硬件服务群。它的虚拟平台和储存空间也是有等级制度的,因为只有服务器才能合成它的储存和内存资源池。这样一来,在大学生计算机大赛中整理那些数据资料就非常方便了。
2云计算的服务平台
服务平台最大的功能就是通过VMware虚拟化技术为用户提供操作系统和其他操作模块,比如有:IOS、Linux、windows,还有比赛中规定的移动开发平台:安卓、苹果的IOS、windowsPhone、JavaME、MTK、黑莓、塞班。
3云计算的应用程序
云计算的应用程序并不死板,在大学生计算机应用大赛中,参加比赛的人可以根据自己不同的需要提前最应用进行部署修改,参加比赛的队伍如果发现自己的程序有什么问题,可以根据当时的情况及时做修改,不管参加比赛的队伍的作品有什么技术上的问题需要支持,云计算的应用程序都能在最大的限度上满足他们。
4如何在计算机大赛中运用云计算
在大学生计算机大赛里面主要运用到云技术的地方是计算资源,不过,云技术的资源量要和实际情况一样才行,有了云计算技术可以让大赛不限参赛地区,对参赛者没有区域要求,这样不管参赛者在那个城市都可以非常方便的参加比赛,这样也方便了评委对他们进行考核,比赛结束之后,参赛者浏览云端开发环境也很方便,只要在某个规定的网站登陆就能查看。要让云计算技术运行顺畅需要两个技术:安全网络技术、负载均衡技术,只有这两个技术才能支撑整个云计算技术的运行,加快访问速度,对系统的安全性和实用性也有很大的保障。不过不管用户使用的是哪一种云计算方式,数据安全是最重要的,只有备份大赛的数据才能保障比赛的公平公正,如果数据不小心丢失了,只要一个小时,这些数据就能恢复。在比赛中,参赛者可以通过网络随时随地的访问云端开发环境,云平台分为两个登陆通道,参赛者可以根据实际情况向云平台申请资源,资源使用的时间也是根据参赛者实际情况决定的。在某一届比赛中,参赛评委分布于北京、香港、台湾、澳门等地,如果想要集中现场评选可能会很困难,不过有了云计算平台,云平台使评审环节通过网络,跨越了区域,提高了工作效率,也节约了比赛成本。专家评审可以在网络上通过云计算平台查看各个参赛团队上在虚拟资源上的自己的作品,评审将自己的已经通过网络发到组委会。
5云计算技术的发展案例
在2014年8月份的时候面向全国高校开展了全国高校云计算应用创新大赛,这个比赛目的是培养学生在云计算方面的学习能力、创新意识和动手能力,为全国高校云计算教育教学和研究创新成果提供一个集中展示的平台。这个比赛主题是云计算,比赛的方式也很好的运用了云计算,比赛的举办方也是通过云平台参赛要求、参赛题目的,同时也在平台上参赛资料、公布通过名单,参赛者也将作品上传到云平台上。这个比赛也表明了云技术的发展越来越好了。
6结束语
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美国麻省大学(University of Massachusetts Amherst)阿默斯特校区(以下简称麻省大学)是马萨诸塞州立大学系统五个校园中的主校园,是美国知名的研究型大学。该校创办于1863年,坐落在美国东部美丽的新英格兰地区。
麻省大学计算机系成立于1964年,其研究生教育也有超过40年的发展历史。由最初的3名教授发展到现在拥有43名教授,其中包括9名ACM计算机学会(Association for Computing Machinery)院士(Fellow)、4名电子和电气工程师协会(IEEE)院士、5名人工智能学会(AAAI)院士和2名美国科学促进协会(AAAS)院士。麻省大学计算机系在人工智能、网络与分布式系统、计算理论等多个领域的研究处于世界领先水平。作为美国知名的计算机系,麻省大学计算机系的教育理念是“培养下一代能以创新的方法解决真实世界问题的计算机科学家”(cs.umass.edu/grads/msphd-requirements)。在这个核心思想的指导下,该系非常注重对博士研究生的培养,为了达到培养学生具备进行原创性科学研究(Original Research)的能力的教育宗旨,该系制定了一套非常严格的课程计划,以培养学生坚实而广博的基础知识、良好的科学研究方法和思维习惯。麻省大学计算机系每年大约会收到1000份左右来自世界各国的优秀学生的申请,攻读其博士学位,而录取的人数一般保持在30名左右。完善和严格的博士研究生培养体系、开放而先进的教育理念,使麻省大学计算机系成为全美最具有竞争力的计算机院系之一。
麻省大学计算机系招收两种形式的博士研究生:硕士/博士连读研究生和直博研究生。只有在美国其他大学获得相应计算机硕士学位,并修完麻省大学计算机系认可的相关课程的学生,才有资格申请直接攻读博士学位;否则,学生在录取后必须经过硕士/博士的连续培养才能获得博士学位。
无论哪种形式,麻省大学计算机系博士生培养大体分为两个阶段:博士生资格学习阶段和博士生研究阶段。博士生资格学习阶段主要是对学生进行基础知识培养和基本研究能力训练。学生只有在通过博士资格考试论证,成为正式博士候选(PhD Candidate)人后,才能进入下一步的博士论文研究阶段学习。以下是麻省大学计算机系对硕士/博士研究生的培养要求:
(1)Actively participate in research under the guidance of an advisor(在导师的指导下,积极参与研究)
(2)Satisfy 6 Core Requirements (完成6门核心课程的要求)
(3)Complete 42 course credits (core courses taken to satisfy core requirements are included)(完成42个课程学分,其中包括核心课程的学分)
(4)Complete a 6-credit MS Project (完成6个学分的硕士研究项目)
(5)Graduate with an M.S. Degree(申请获得硕士学位)
(6)Pass the Department Qualifying Exam- Portfolio(通过博士资格考试)
(7)Form a Committee(成立答辩委员会)
(8)Propose a Thesis(提交博士开题报告)
(9)Complete 18 Dissertation Credits (完成18个学分博士论文)
(10)Pass the Teaching Assistant Requirement(完成助教的工作要求)
(11)Pass the Residency Requirement (at least 9 credits in back-to-back semesters) (完成连续两个学期修9个学分的要求)
(12)Defend and Submit a Thesis (博士答辩和提交博士论文)
本文将以麻省大学计算机系为例,探讨美国计算机专业博士研究生培养的一个重要环节――博士研究生课程教育体系的特点,以期为提高我国的计算机专业博士生教育提供借鉴。
2掌握牢固的理论知识是培养优秀博士生的基础
美国的计算机博士教育非常注重对学生基础理论知识的培养,为了使学生掌握牢固而广博的基础知识,麻省大学计算机系要求每个硕士/博士研究生必须修完6门博士核心课程,而且成绩必须达到B+以上。这些核心课程分别属于计算机科学的三大领域:理论(Theory)、系统(Systems)和人工智能(Artificial Intelligence),课程设置具体如下:
(1) 理论核心课:计算理论(Computation Theory)、高级算法(Advanced Algorithms)
(2) 系统核心课:有三组课程,分别是:
编译技术(Compiler Techniques)、现代计算机体系结构(Modern Computer Architecture)
数据库设计和实现(Database Design and Implementation)、高级计算机网络(Advanced Computer Networking)、操作系统(Operating Systems)
高级软件工程I(Advanced Software Engineering: Synthesis and Development)、高级软件工程II(Advanced Software Engineering: Analysis and Evaluation)、程序设计语言(Programming Languages)
(3) 人工智能核心课程:高级人工智能(Artificial Intelligence)、机器人学(Robotics)、信息检索(Information Retrieval)、不确定环境下的推理(Reasoning and Acting under Uncertainty)、增强型学习(Reinforcement Learning)、机器学习(Machine Learning: Pattern Classification)
根据不同的研究方向,学生可以在六门核心课程的选择上有所不同,但为了加强理论基础和掌握知识的广度,无论哪个研究方向的学生,都必须修完两门理论核心课程和一门高级人工智能课程,同时,再根据自己的研究方向选修其他三门核心课程。例如,一个系统方向的博士研究生除了修完以上两门理论和一门人工智能课程以外,还必须修完来自于系统方向不同组的三门系统方向的课程;而一个人工智能方向的博士生则必须修完另外两门人工智能方向的核心课程和一门系统方向的核心课程。
每门核心课程由教师讲授一学期,其中每星期2次课,每次2小时,3个学分。根据内容不同,每门课程一般要安排5~8次书面作业、1次期中考试和1次期末考试。其中,对系统方向的课程来说,每个章节完成后一般还有一次课程项目设计(Course Project),主要要求学生实现相应的算法和进行性能评价。由于核心课程要求高,课程学习内容多,导师和系里会建议学生每学期选学不超过一门的核心课程,所有6门核心课程则在三年内完成。如果成绩没有达到B+,麻省大学计算机系允许学生重修该核心课;但是,如果学生在规定的博士资格考试申请时间前没有通过全部的6门核心课,则不再具备继续攻读博士的资格。
严格的核心课程作业、考试制度和淘汰制度,不但使学生牢固掌握了计算机科学各领域的基础知识,培养了学生勤奋刻苦的专研精神,而且极大地丰富了学生的视野,为学生进入实际科学研究打下了坚实的基础。
3灵活而完善的博士生选修课程体系是培养创新型人才的重要途径
美国一流研究型大学博士生教育的目标是培养世界一流的科学家和拔尖创新型人才,为了实现这个目标,美国的博士生教育除了注重培养学生扎实和精深的基础知识外,还非常注重培养学生的创新思维和发现新问题的探索精神及能力。
如果核心课程体系的设置是培养优秀博士生的基础,是向学生传授学科领域的重要基本知识和原理与技术,是学生全面掌握计算机基本理论与方法的重要途径,那么,选修课的设置则是对学科基本知识的补充,是培养学生学习新的知识和了解并探索前沿研究方向,从而成为创新型人才的重要手段。
麻省大学计算机系的做法是,在博士研究阶段,除了要求学生完成18个学分(6门)的核心课程学习以外,还要求完成24个学分(8门)的非核心课程(或称为选修课)学习。这些选修课大多是关于本学科及相关专业前沿领域近3~5年的新研究方向、研究方法或新技术的相关内容的介绍,一般由教师在每学期开学前提出新的课程计划,学生则根据自己的研究兴趣和职业目标自由选课。通过课程的学习,学生能在最短的时间内了解本学科相关领域的最新研究现状,更重要的是,在课程的学习过程中,教授会将许多新出现的问题在课堂上和学生讨论,同时,通过2~3个课程项目培养学生独立(或合作)解决新问题的能力,以及教会学生各种探索问题的研究方法。
在教学模式上,可以采用由教授主讲的传统方式,也可以采用以讨论为主的方式。以教授为主讲的教学模式在此就不再赘述,以下着重描述以讨论为主的选修课教学模式。
以讨论为主的Seminar是美国计算机院系的教授最常用的选修课教学模式。Seminar的课程设置没有固定模式,但通常有以下几方面的特点。
第一,课程的选题一般是近年新出现的有代表性的前沿研究课题。
第二,课程内容的选择一般来自近年来该领域顶级国际会议的专题论文。
第三,课程内容的组织由教师完成。教师在确定题目后,一般会根据论文的情况将讨论的内容分为多个子专题,每个子问题由3~4篇论文组成。课程的开始一般是综述性的论文或在该领域出现的最早的学术论文,其目的是探讨该研究方向出现的新的应用背景需求和所带来的新的挑战。其后的每个子专题则将对具体问题和方法进行深入探讨。
第四,选课的学生人数一般在20~30人左右,而且通常是由学完了核心课程以后的高年级博士生组成。学生人数太少,论文的覆盖面可能太小;学生太多,可能导致讨论的深度不够。同时,只有学完了基本理论后,学生才有可能具备较深入分析问题的能力。在Seminar的学习讨论中,找到新的研究问题也是该课程设置的重要目的之一。
第五,课堂教学的模式基本上是教师和学生互动的教学方式。教师在第一节课引导学生对该领域的基本问题有了初步认识后,学生将对每篇论文进行评估(Review)、宣讲(Presentation)和进行课堂讨论。每篇论文的宣讲时间是25~30分钟,课堂讨论时间是10~15分钟。其中教师将引导学生对论文中所研究的问题和关键技术进行深入讨论,学生参与讨论的情况将作为课程考核的重要依据。
选择合适的题目并对教学讨论的内容(论文)进行筛选和组织对开课教师的要求非常高。为了准备一门新的Seminar课,教师一般需要预先通读该研究方向所有重要国际会议的相关论文,然后根据不同的研究问题对论文分类,并将其中有代表性的论文提炼出来,作为课程学习的论文。在课程项目的设置上,教师会事先准备一些题目,如对某些算法的实现、评估和改进,实现原形系统等,同时也非常鼓励学生在论文讨论的过程中有针对性地提出自己的见解和新的解决问题的方法。
4合理的课程学习安排是培养高质量博士生的有效保证
美国的博士教育是以博士生的最终质量为评判标准,而不是以年限来规定学生的毕业时间。在美国计算机专业,培养一个硕士/博士生一般需要至少5年时间。由于强调博士生专业知识学习的深度和广度,在整个博士学习阶段,博士生都会积极参与课程的学习,并尽可能地将研究项目中的问题和课程学习联系起来,用所学到的方法或思路来解决新问题。
以麻省大学计算机系为例,虽然学生的背景不同,但为了在保证质量的前提下帮助学生用最短的时间顺利完成博士课程要求和博士论文要求,系里建议学生按如表1所示的时间表安排整个博士阶段的学习计划。
麻省大学计算机系不但在本系有完善的研究生课程体系,学生可以根据自己的研究兴趣和职业规划来自由选课,而且也鼓励学生在其他相关院系选修本系没有开设但对研究有用的课,如数学系或电子工程系的高级课程。总之,美国博士教育的一个重要特点是强调基础知识的学习,鼓励学生以积极的态度参与到课程的学习中,同时训练学生在课程学习的过程中逐步学会发现问题和研究问题的方法。
5启示和建议
美国的博士教育强调坚实的基础理论知识、完善的知识体系和用于探索与创新的研究能力,而这些恰恰是决定博士毕业生日后发展潜力的关键。长期以来,我国计算机博士教育主要是通过参与科研项目的形式来对学生进行培养,这种“研究项目驱动型教育”在我国恢复研究生教育的初期起到了很好的推动作用,培养了大批科研人才。但随着教育本质的回归和创新型人才培养的需要,从总体来看,我国的这种单纯强调研究项目的教育模式培养的博士生,质量与国际先进水平相比还有一定的差距。由于没有严格的博士课程要求和淘汰制度,学生在学习阶段往往会忽略对基础知识的学习和对知识结构的完善。长此以往,必然会影响博士生的研究水平和发展潜力,最终将会影响国家的整体创新能力。
笔者建议,为了使学生掌握牢固的专业基础知识,同时培养学生在某一学科领域的研究兴趣和基本的研究能力,应该首先强调核心课程体系的建设,不论哪个方向的学生都必须通过一定数量的核心课程的学习,如算法、分布式操作系统、人工智能等,这些核心课程应由教师来讲授;同时,应严格课程的考核制度和课程评价体系。对于选修课,由于其主要目的是扩展学生的视野,培养学生分析问题和研究问题的能力,所以应借鉴国内外Seminar课程的成功经验,积极有效地激励教师和学生共同上好Seminar课。
博士生教育是一项复杂而艰巨的系统工程,而其中的课程学习是研究生培养中非常重要的一个环节,如何通过严格的培养机制和灵活的培养方法,在给学生传授基础知识的同时培养学生分析问题和解决问题的能力;如何将合理的研究生课程体系和研究项目结合起来,严格博士生培养机制,完善博士生资格评估体系,从制度上保障博士研究生的质量;以及如何真正教会学生探索科学基本问题的方法,培养学生良好的科研习惯和勇于开拓创新的精神等,是我们在计算机学科建设中应该进一步思考的问题。
力学、热学课程是师范院校物理教育专业的专业基础课程,在大学一年级开设,而紧跟力学、热学课程而开设的计算机程序设计课程是培养学生计算机程序设计能力的重要课程。物理教育专业学生在计算机程序设计课程学习中,随着课程的深入,递归循环、指针等难度较大内容出现,一部分学生感觉较难理解,更难自己编写计算机程序实现某些略为复杂的算法,容易产生计算机程序设计课程学习无从与物理专业课相联系、枯燥无味的感觉,降低了计算机程序设计课程的积极性、主动性。然而大学物理与与计算机的关系密切,物理教育专业本科毕业论文、物理学科硕士论文,都涉及大量的计算机编程,因为物理学复杂的非线性问题已经无法找到理论精确解,只能利用计算机进行计算、求解、分析、预测,另外计算机仿真实验提供了验证物理学理论、探测真实物理实验方案的可行性、验证物理数据的一种实验成本低廉、快捷的方法[1-3],因此,物理教育专业学生计算机程序设计能力的强弱,直接影响到其本科毕业论文研究以及将来可能的硕士论文研究。现有的教学研究论文中,未见定量分析大学物理基础课程成绩对计算机程序设计课程成绩的影响[4-6]。因此,选取论文作者所授课的广西师范大学物理教育专业4届5个班本科生的力学与热学课程期考成绩、计算机程序设计课程的段考与期考成绩,利用相关系数法定量分析力学、热学课程成绩对计算机程序设计课程成绩的影响。
2实验对象与分析方法
实验对论文作者所授课的广西师范大学物理教育专业4届5个班本科生,其中1997级81人、1999级78人、2000级65人、2001级1班59人、2001级2班55人,选取大学一年级的力学、热学的期考成绩,力热课程开设之后的计算机程序设计课程的段考、期考成绩。利用相关系数法反映计算机程序设计课程成绩与力学、热学课程成绩之间线性关系的密切程度[7,8]。
3实验结果
分析所选取的计算机程序设计课程成绩比例分布,考虑优秀、不及格两端的学生人数相对较少,进行相关分析的误差较大,而良好、中等、及格分数段的学生人数较多,因此将分数S分为优良分数段(S≥80)、中等分数段(70≤S<80)、及格与不及格分数段(S<70)三段,三段中的学生人数相差不大,分别计算计算机程序设计课程成绩全部、优良分数段、中等分数段、及格与不及格分数段与力学、热学课程相对应成绩的相关系数,结果见表1、表2。可以看出,表中所有相关系数均为正值,除个别外主要分布在0.40~0.80之间,绝大部分相关系数均大于0.45,大于0.8的相关系数很少,没有大于0.9的相关系数,说明力学、热学课程成绩对计算机程序设计课程成绩有一定的影响,但影响并不是特别显著,有一定的正相关性,但相关性并不是特别高,计算机程序设计课程成绩还受其它因素的综合影响。
计算机程序设计课程成绩在优良分数段、及格与不及格分数段与力学、热学课程相对应成绩的相关系数几乎都低于全部分数段的相关系数,甚至出现相关系数为0.20~0.39,极低无显著性意义的现象,而中等分数段的相关系数几乎都略大于全部分数段的相关系数,说明中等分数段的计算机程序设计课程成绩受力学、热学课程相对应成绩的影响要比优良分数段、及格与不及格分数段显著一些,即有一些计算机程序设计课程成绩优良的学生未必对应力学、热学课程成绩优良,也即有一些计算机程序设计课程成绩较差的学生也未必对应力学、热学课程成绩较差。力学、热学两门课程成绩各自与计算机程序设计课程成绩的相关系数整体差异不大,影响的显著性相差不大。
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一、研究生论文档案收集途径的探讨
研究生论文具有分散性,个体性的特点,比如我校,在研究生毕业离校之前,论文档案尚分散在600多名研究生的手中。那么,我们如何来进行有效的保质保量的收集呢?在研究生毕业离校之前,我们把论文的归档工作作为他们离校手续中必办的一项内容。如果他们的论文没有归档,那么他们不能最后办完离校手续,也就不能离校。
然后,具体该由准来进行收集呢?笔者最近走访了几所高校,一般由系里的兼职档案员负责收集。兼职档案员由研究生秘书或学科秘书,科研秘书,图书资料员等来担任,笔者认为由研究生秘书担任的最佳。因为研究生秘书能和研究生取得直接联系,有关论文归档的内容和要求可以提早通知他们。在实际工作中,往往会遇到这样的情况,研究生拿了材料来归档,这时,如果论文不符合要求,他们会说事先不知如何要求,而现在他们马上要毕业离校了,这不仅给收集工作带来困难,也给即将离校的研究生造成不便。如果由研究生秘书担任兼职档案员来收集论文,一些归档需要的表格和具体要求说明提早交给研究生秘书,由各系研究生秘书发到研究生手里,也就可以对归档中的一些不合格品打一剂预防针。而由其它人员担任,没有研究生秘书所具有的优势。
研究生论文档案的归档工作,也是研究生管理工作中的一部份。复旦大学实行了部门立卷制度,即由研究生院统一归口、立卷,然后移交学校档案馆,档案馆对他们作具体的业务指导和监督。这一途径既符合部门立卷制度,又宜于做好研究生论文的归档工作。一方面,研究生院论文材料的内容最为熟悉,他们最了解档案的完整与否及内容之间的相互联系。另一方面,有利于档案人员集中精力和时间,开发档案资源,主动提供利用,同时,也可以更好地进行监督和指导。如果不经研究生院而直接归到档案馆,首先,这不符合部门立卷制度;其次,研究生秘书不属于档案人员系列,档案馆对研究生秘书工作不能施加任何影响。因此,由研究生院统一归口,有利于保证论文的质量。
二、研究生论文整理中组卷方式的探讨
纵观几所院校,无外乎两种组卷方式:一是按人头组卷,即把一个研究生的所有材料都集中在一起,包括论文和评阅材料。另一种是论文和评阅材料分开组卷,论文以人组卷,而评阅材料按系或专业集中组卷。按人头组卷,一个人的材料比较集中和清楚,然而,笔者以为还是论文和评阅材料分开组卷为宜。首先,从利用的角度看,一般来讲,很少出现论文和评阅材料同时使用的情况,而对评阅材料利用较多的是各系在搞研究生教学质量评估或单个硕士点,博士点申报、评估的时候,即大量利用时,多以系或专业的单位。因此,评阅材料以系或专业为单位集中保管,有利于迅速地査借利用。其次,按人头组卷,由于论文材料直接来源于研究生,而评阅材料往往以系为单位集中,要把一个人的所有材料都集中在一起。这样,组卷工作就比较麻烦,这于实际工作并无必要。
三、研究生论文如何实行计算机管理:
研究生论文经研究生院部门立卷之后,移交到档案馆,然后,我们对它进行全面的计算机管理工作。计算机管理功能如下:输入功能:我们设了与论文有关的以下字段,如分类号、排架号、排架流水号、密级、论文题名、系别、论文作者、导师、备注等。这些字段大致反映了论文档案所要标识的所有内容。
统计功能:根据需要可以设多种统计功能,如“按系统计”、“按导师统计”等等。
修改功能:包括修改和删除。
查借利用功能:结合输入的字段,运用“与、或、非”的逻辑关系,可以提供多种检索途径。
打印功能:分类簿册,总簿册及各种统计报表等均可打印出来。
论文实行了计算机管理之后,直接输入计算机,并在计算机上迅速地进行统计,修改、查找和打印各类簿册。这样,不仅大大减轻了手工劳动,而且为进一步开发档案资源打好了基础。
四、小结
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