ABET視角下的美國計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究

郭文平, 陳 盈, 樓宋江, 闖躍龍

(臺州學院 數學與信息工程學院, 浙江 臨海 317000)

世界大學實驗室

ABET視角下的美國計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究

郭文平, 陳 盈, 樓宋江, 闖躍龍

(臺州學院 數學與信息工程學院, 浙江 臨海 317000)

基于ABET認證的視角,從教育理念、專業(yè)培養(yǎng)目標、課程體系、教學組織和教學管理等方面詳細介紹了美國杰克遜維爾州立大學計算機本科專業(yè)的人才培養(yǎng)模式,為進一步樹立“以學生為中心”的教學理念,提高我國計算機專業(yè)的人才培養(yǎng)質量提供新的思路。

人才培養(yǎng)模式； ABET； 計算機專業(yè)

美國信息技術的產業(yè)競爭力、技術創(chuàng)新水平和人才培養(yǎng)在全世界處于絕對領先地位。而美國的ABET(Accreditation Board for Engineering and Technology,ABET)認證體現(xiàn)了美國教育界對工程和技術人才教育方面的思考和實踐。杰克遜維爾州立大學(Jacksonville State University, JSU)成立于1883年,位于美國南部阿拉巴馬州的杰克遜維爾市,其計算機專業(yè)于2003年10月通過了ABET認證。筆者曾于2012年在JSU的計算機系做了一學期的訪問學者,訪學期間,旁聽了大量的計算機本科課程,并與計算機系的教授和學生進行了廣泛的交流,近距離感受了美國大學計算機專業(yè)的人才培養(yǎng)現(xiàn)狀。本文從ABET認證的視角來剖析JSU計算機專業(yè)在人才培養(yǎng)方面的實踐和經驗,為提高我國計算機專業(yè)的人才培養(yǎng)質量提供借鑒。

1 人才培養(yǎng)模式和ABET認證

1.1 人才培養(yǎng)模式

隨著高等教育改革的不斷深入,有關人才培養(yǎng)模式的研究引起了學術界的重視[1]。1998年,時任教育部副部長周遠清對人才培養(yǎng)模式做出闡述,他認為,所謂人才培養(yǎng)模式就是人才的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)規(guī)格和基本培養(yǎng)方式,它決定著高等學校所培養(yǎng)的人才的根本特征,集中體現(xiàn)了高等教育的教育思想和教育觀念[2]。近年來,國內學者從不同層面、不同視角出發(fā),對人才培養(yǎng)模式提出了自己的認識[3-5]。與此相對應,國外并沒有明確提出“人才培養(yǎng)模式”這一概念。國外關于大學人才培養(yǎng)模式的直接研究較少,更多是滲透在大學教育實踐中進行探討和分析[6]。

1.2 ABET認證

美國工程技術認證委員會(ABET)創(chuàng)立于1932 年,是美國一個非政府、非營利性機構,也是工程教育本科專業(yè)學位互認協(xié)議——《華盛頓協(xié)議》發(fā)起組織之一,專門從事工程、技術、計算機、應用科學領域的工程及技術教育認證,其權威性得到全世界廣泛認可。

ABET認證的核心思想是聚焦質量、促進創(chuàng)新，也就是通過建立完整的質量保障體系,確保整個機構在認證的全過程和各個環(huán)節(jié)中都進行高質量的工作,以此來保障教學質量,同時ABET考慮到不同教育機構的發(fā)展情況,并不要求所有專業(yè)都按相同的方式發(fā)展,允許和鼓勵創(chuàng)新。ABET認證關于計算機專業(yè)的標準(2015—2016)[7]包括一般準則和專業(yè)準則。一般準則包括學生的學習參與、專業(yè)教育目標、學生產出、持續(xù)改進、課程體系、師資、設施和校方支持；專業(yè)準則針對學生產出、課程體系和師資作了更加詳細的規(guī)定。

1.3 人才培養(yǎng)模式和ABET認證對比

國內人才培養(yǎng)模式的不同表述和ABET認證標準的共同特征是體現(xiàn)人才培養(yǎng)目標及其實現(xiàn)過程。從我國教育部實施的普通高校本科教學工作水平評估情況看,對人才培養(yǎng)質量評估更加注重的是以投入為指標的教學生產力評估,而ABET認證的重點是關注學生的學習參與和產出,ABET 的一切活動都聚焦在教學質量上,通過持續(xù)改進來提高人才培養(yǎng)質量。

2 教育理念和專業(yè)培養(yǎng)目標

2.1 教育理念

美國擁有世界公認的發(fā)達的高等教育體系,并且每隔一段時期就反省教育,發(fā)起教育革新。20世紀初,美國的高等教育在對專業(yè)教育和職業(yè)教育批判的基礎上逐漸形成了通識教育理念。通識教育的核心內容是永恒學習, 這種學習能抽象出人性中的共同要素,實現(xiàn)人與人之間的聯(lián)系,將學生與人類文明的精華聯(lián)系在一起[8]，用通俗的話講就是“以人為本”。

ABET認證體系特別關注畢業(yè)生在校時是否受到了良好的教育和畢業(yè)時是否達到了畢業(yè)要求,集中體現(xiàn)了“以學生為中心”的理念。ABET認證要確保學生畢業(yè)時具備很強的技術技能(technical skills),即專業(yè)能力上要跟得上技術的發(fā)展；同時要具備很強的職業(yè)技能(professional skills),即現(xiàn)代工程師所必需的團隊合作精神、與人溝通的技巧、職業(yè)道德等。ABET認證明確了學生畢業(yè)時應具備的11種能力。

2.2 專業(yè)培養(yǎng)目標

確定專業(yè)培養(yǎng)目標是實現(xiàn)教學理念的首要問題。ABET鼓勵不同學校的計算機專業(yè)有不同的培養(yǎng)目標,而認證的重點是對這個學校計算機專業(yè)實現(xiàn)自己制定的專業(yè)培養(yǎng)目標的能力進行評估。

JSU計算機專業(yè)的培養(yǎng)目標如下:

(1) 準備。通過提供世界級的、嚴格的、有競爭力的培養(yǎng),為學生進入研究生院或職業(yè)生涯打好基礎。

(2) 核心能力。培養(yǎng)學生在計算機和信息科學領域開發(fā)計算機應用程序來解決現(xiàn)實世界問題的能力。

(3) 廣度。培養(yǎng)學生有足夠的數學和計算機知識去設計和創(chuàng)新計算機系統(tǒng)的解決方案。

(4) 職業(yè)技能。發(fā)展學生的專業(yè)精神和職業(yè)態(tài)度、有效的溝通和團隊合作能力,并能在更廣泛的社會環(huán)境里解決計算機問題的能力。

(5) 學習環(huán)境。為學生提供卓越的學術和創(chuàng)新環(huán)境,培養(yǎng)學生的領導力、職業(yè)技能和終生學習的能力。

JSU計算機專業(yè)的培養(yǎng)目標,既符合ABET認證要求的學生畢業(yè)時所需的技術技能和職業(yè)技能,同時也突出了專業(yè)培養(yǎng)特色，即重點培養(yǎng)學生大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)能力。

3 課程體系

課程體系是為專業(yè)培養(yǎng)目標服務的,即每一個專業(yè)培養(yǎng)目標都由課程去實現(xiàn),而每一門課程都是為專業(yè)的某一個或某幾個培養(yǎng)目標而設置的。

3.1 ABET的課程體系要求

ABET認證對計算機專業(yè)課程體系的總體要求:

(2) 至少1年學習自然科學和數學相關課程。其中至少半年學習數學，且必須包括離散數學,可能包括的數學課程有微積分、線性代數、計算方法、概率論、數理統(tǒng)計、數論、幾何或符號邏輯等.

(3) 還需包括人文學科、社會科學、藝術以及其他學科知識的學習,以培養(yǎng)學生的綜合素質和適應能力。

3.2 JSU的課程框架

JSU計算機專業(yè)需完成128個學分,其課程分類及比例如圖1所示。

圖1 JSU計算機專業(yè)課程框架

JSU計算機專業(yè)的課程比例總體符合ABET認證要求。其專業(yè)課程所占比例并不高,而數學與自然科學課30個學分、通識教育課30個學分,兩者相加超過了專業(yè)課的比重,這充分體現(xiàn)了美國“通識教育”的特點。正是這種課程體系培養(yǎng)出的學生支撐了世界最先進的信息技術產業(yè)。國內計算機專業(yè)應借鑒這種課程體系,并在實踐中不斷完善自身的課程體系。

JSU的計算機專業(yè)課程分為必修課和專業(yè)方向課,專業(yè)方向有3個:Information Assurance(信息安全)、Game Development(游戲開發(fā))和General(通用類)。必修課和專業(yè)方向課如表1和表2所示:

表1 必修課程

表2 專業(yè)方向課程

從表1和表2可以看出,JSU計算機專業(yè)非常重視專業(yè)基礎課程,專業(yè)方向課只需4門。這與國內很多高校的計算機專業(yè)重視專業(yè)課形成了鮮明的對比。事實上,國內的很多高校迫于就業(yè)壓力,給學生開設了大量的專業(yè)課,但由于專業(yè)課太多太雜,學生往往不容易消化理解。專業(yè)知識雜而不精,對就業(yè)幫助并不大,而打下扎實的計算機基礎,才能在畢業(yè)后很好地適應千變萬化的社會需求。

3.3 教學大綱

教學大綱是為教學服務的。美國大學的教學大綱和國內的教學大綱差別非常大。在JSU,每位教師負責制定所教課程的教學大綱,形式上也沒有統(tǒng)一的規(guī)定和格式,一般每學期會修訂一次。

以JSU的CS450Computer Networking(計算機網絡)為例,其教學大綱包含了教學目標、課程描述、先修課程、所需軟件、教材、簡要的課程目錄、成績評定方法、課程政策(課堂紀律、是否可以補考、作業(yè)規(guī)定、學術誠信等)、期末考試安排、指導教師(包含電子郵件、電話、辦公室地點、答疑時間)、詳細的教學內容等。

不同的教師制定的教學大綱一般包含以上的各項內容,但在一些細節(jié)上差異較大,比如有的教師會制定很詳細的作業(yè)數量和具體的要求,有的教師會制定很嚴格的課堂紀律,有的教師會列出很多的參考資料(包含教材、參考書、論文、專著、研究報告等)。

4 教學組織

4.1 師資隊伍

師資隊伍是保證教學質量、實現(xiàn)專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。為了實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標,ABET認證要求一個專業(yè)擁有足夠數量的教師,這些師資必須有足夠的廣度和深度來覆蓋該專業(yè)所有課程的任職資格或能力,并且在教學計劃制定、執(zhí)行、評價、修訂和持續(xù)改進的過程中擁有足夠的權力。ABET認證要求部分全職教師必須擁有計算機科學的博士學位。

JSU計算機系招聘一名教師需要經過多方面的考核,一般從教育背景、職業(yè)資格認證、工程經驗、教學經驗、溝通能力、學術水平等方面進行評價,這與目前國內大學招聘教師的時候重科研、輕教學,重理論研究、輕工程實踐形成了鮮明的對比。

JSU的終身教職系列(助理教授、副教授、教授)的教師全部擁有博士學位,個別教師還擁有多個博士學位。表3列出了JSU計算機系教師的職稱比例,可以看出其擁有較高的教授比例,師資實力比較雄厚。

表3 JSU計算機系教師職稱比例

4.2 課堂教學

在JSU計算機系,教師在制定教學計劃和組織教學內容上具有很大的自主性。授課教師可根據實際需要自己修訂教學大綱、選用合適的教材、布置合理的作業(yè),同時也可以在教學過程中自由發(fā)揮。

在JSU實行的是小班化教學,一般專業(yè)課的人數不超過15人,通識教育類課程一般不超過30人。教師授課方式則是多種多樣,主要包括教師講課(lecture)、學生報告(presentation)、專題講座(special topic)、課堂討論(class discussion)等。教師在教學過程中十分關注學生的課堂反饋,在課堂上講的最多的一句話是“Any questions?”或“Any comments?” 學生想發(fā)言也可以隨時打斷教師,提出自己的疑問和觀點。教師對學生的提問不管是簡單還是復雜,總是用“Good question”加以鼓勵,有時一個問題還會引起全班學生和教師參與討論,課堂氣氛非常活躍。

4.3 實驗教學

JSU計算機專業(yè)的大部分課程都有專門的實驗時間,一般每周課堂講授3 h,實驗1.5 h,在實驗時間里,學生必須到課。程序如果不能通過編譯或運行,將自動被記0分。指導教師不僅檢查結果,而且還會與學生討論一些算法的細節(jié)。有些課程沒有專門的實驗時間,教師也會布置大量的編程作業(yè)。學生需要在規(guī)定的時間上傳到系統(tǒng),否則成績記0分。

實驗室全部采用電子密碼鎖,任課教師會在第一次上課的時候告訴學生密碼,只要這個實驗室沒有課,學生可隨時去實驗室完成作業(yè)。

4.4 教學手段

與目前國內普遍采取多媒體教學不同,雖然JSU幾乎所有的教室都配有投影儀,但仍有不少教師采用板書教學,只是在需要調試一些程序的時候,才打開電腦和投影儀。教室的布置也很有特點,一般桌子和椅子是活動的,在正面和側面都有黑板,教師在講課過程中,不怎么需要擦黑板。遇到學生有問題,也很方便地返回去講解。

總體而言,在JSU，教學過程更注重教師講解和師生互動,而不太依賴現(xiàn)代化手段給學生灌輸大量的知識點,這與ABET認證強調教學過程相符。

4.5 課程考核

課程考核是教學活動的一個必不可少的環(huán)節(jié),它既是衡量學生是否掌握專業(yè)崗位所應具備的知識、技能、素質和態(tài)度的重要途徑,也是檢驗教師教學質量和教學效果的體現(xiàn)[9]。在JSU,課程考核普遍采用形成性考核,即重視過程考核,學生平時必須努力完成相關的考核(作業(yè)、測試、報告、項目、論文等),才能拿到相應的學分。而教師對所教課程的考核方式擁有絕對的自主權。表4列出了5門典型課程的考核細則。

從表4中看出,JSU的課程考核具有以下特點:

(1) 期末考試一般不超過30%,所以如果學生平時不努力,靠期末突擊是拿不到學分的；

(2) 平時一般有2次以上的測試,教師很注重學生的學習效果,以便改進教學；

(3) 考核類別很多，而不同的課程的具體要求也相差很大,以homework(作業(yè))為例:C350就有4次書面作業(yè)和3次編程作業(yè)；C310有3次個人作業(yè)和3次小組作業(yè)；

(4) 作業(yè)遲交一般不接受,幾乎所有教師的課程政策都有這么一句: absolutely no late assignments will be accepted for any reason(不管什么原因,作業(yè)遲交是絕對不接受的),這完全體現(xiàn)了教師的權威性。

表4 典型課程的考核細則 %

從JSU的課程考核方法可以看出,只有強化學生對課程學習過程的重視,從多個側面來評定學生的課程成績,關注學生的學習效果和進度,才能全面而科學地評定學生的課程成績。

4.6 教材

與國內高校大量采用自編教材不同,在JSU,如果不是知名教授,很少有教師去編教材。教師在教材的選擇上都有一個共同點,即采用與世界名校相同的權威教材。以“計算機網絡”課程為例,采用的是世界上使用最廣泛、最權威的計算機網絡經典教材:《Computer Networks》(Andrew S. Tanenbaum),而版本保持更新。這樣做的好處是，即使學生在一般的院校,學到的內容也和世界名校是一樣的,而且采用權威教材,教師對教學內容的組織也更容易。

4.7 配套設施

計算機專業(yè)作為工科教育,其配套設施對實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標非常重要。ABET認證要求學校保證教師和學生能方便地獲取、使用所需的各種儀器。在JSU,幾乎所有的教室都配備了傳統(tǒng)的黑板、白板、投影儀以及電子講臺等先進的教學設備。

JSU采用世界領先的“Blackboard”在線教學管理平臺,加上強大的有線和無線網絡支持,無論學生注冊、選課程、選擇導師、提交作業(yè)、課程答疑、成績管理等均可在網上完成。只要擁有JSU的學校賬號,就可以登錄學校的網站,使用學校提供的服務。計算機實驗室24 h開放(需獲得相關的電子密碼)供學生使用,在圖書館等公共場所還有免費的計算機和打印機使用,方便學生完成作業(yè)。

5 教學管理

5.1 學制

JSU與大部分美國高校一樣,每學年分為3個學期:春季(約17周),夏季(提供4周和6周2種類型的課程),秋季(約17周)。完全實行學分制,學生只要修滿專業(yè)所要求的課程學分并通過考試合格即可畢業(yè),申請相應的學位。有能力的學生可以同時修讀不同的專業(yè),獲得不同的學位。

JSU的三學期制充分體現(xiàn)了“以學生為中心”的教學理念,一方面可以為想提前畢業(yè)的學生提供時間；另一方面也可以為學生出去打工或實習提供更多、更自由的空間。JSU2015學年的教學日歷如表5所示。

表5 JSU2015教學日歷

5.2 學生管理

與國內高校每個院系配備眾多的辦公人員、輔導員、實驗人員不同,JSU計算機系管理人員只有一名系主任,一名指導教師(負責新生的日常生活指導、心理咨詢),一名秘書,一名實驗管理人員。只有大一的新生由學校統(tǒng)一安排公寓,且公寓管理也是獨立的。二年級以上住宿就不再由學校統(tǒng)一安排,完全社會化。在JSU,校園體育動動、文化活動、學術活動等豐富多彩,學生根據自己的需要和愛好自由選擇參加。

5.3 導師制

與人們熟悉的國內的研究生階段的導師制不一樣,JSU的本科生也實行導師制,每名學生都會被分配一位導師,而每位導師一般只帶兩三名學生,每星期都要進行一對一或一對二的會面,學生可以詢問課程學習過程中的疑難點,或是自學中遇到的問題,或是其他任何想要咨詢的問題。師生之間會進行平等開放的討論,學生可以提出問題挑戰(zhàn)導師,也可以在辯論中捍衛(wèi)自己的觀點。這種導師制最大的好處就是教師對自己指導的學生的學習狀況、個人特點和喜好都非常了解,利于因材施教,也能很好地進行過程控制。

5.4 學術誠信

美國是一個非常注重誠信的社會。在JSU,十分重視學生的學術誠信教育,且積極采取了許多應對措施。在JSU學生手冊的學校政策里，專門有一節(jié)對學術失信(academic dishonesty)做了規(guī)定,明確了13種行為屬于學術失信[10]。學生入學時,都要求在榮譽守則上簽名,做出學術誠信的保證。每位教師在第一次課的時候都會強調學術誠信問題。教師鼓勵學生間合作,但學生一定要完成自己應做的部分,學生一旦被認定為學術失信,本門課程就會記0分,嚴重的還會紀律處理。筆者在JSU訪學的時候,旁聽了多門課程,平時大考小考,教師試卷一發(fā)就走了，沒有監(jiān)考教師,也很少看見學生有作弊行為。

5.5 教學質量的持續(xù)改進

教學質量的持續(xù)改進是ABET認證的重要一環(huán)。在JSU計算機系,一般在每個學期結束后,系里會組織多種形式的討論會來收集數據、定期評估專業(yè)培養(yǎng)目標的實現(xiàn)程度、定期地改進教學計劃等來不斷改進教育活動,提高教學質量。

6 結束語

基于ABET認證的美國計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式帶有很深的通識教育的烙印,而這種體系培養(yǎng)出的學生,支撐了世界上最發(fā)達的信息技術產業(yè)。我們應該研究和借鑒ABET的認證思想,制定合理的專業(yè)培養(yǎng)目標、關注學生的產出、持續(xù)改進,最終提高我國的計算機專業(yè)人才培養(yǎng)質量。

References)

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[7] ABET Board of Directors. Criteria for Accrediting Computing Programs ( 2015-2016 ) [EB/OL]. http://www.abet.org/accreditation/accreditation-criteria/criteria-for-accrediting-computing-programs-2015-2016/.

[8] 孔德懿,魏丹.通識教育視野下的創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].大學教育,2015(3):66-68.

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[10] Jacksonville State University STUDENT HANDBOOK(2013-2014)[EB/OL]. http://www.jsu.edu/studentaffairs/Student-Handbook.pdf.

Research on talent cultivation mode of American Computer Science major based on ABET

Guo Wenping, Chen Ying, Lou Songjiang, Chuang Yuelong

(School of Mathematics and Information Engineering, Taizhou Institute, Linhai 317000, China)

This paper presents the talent cultivation mode of JSU’s Computer Science major, including educational philosophy, program training objective, curriculum system, teaching organization, and teaching management. It helps us to establish a “student-centered” teaching philosophy and improve the quality of talent cultivation for China’s Computer Science major.

talent cultivation mode; ABET； computer science major

2015- 05- 27 修改日期：2015- 06- 19

浙江省教育科學規(guī)劃課題(2015SCG163)；臺州市教育科研規(guī)劃課題(GG14013,GG15015)

郭文平(1978—),男,浙江臨海,碩士,副教授,研究方向為計算機網絡與信息系統(tǒng).

E-mail：guowp@tzc.edu.cn

G642.0

A

1002-4956(2015)12- 0217- 05