美国计算机专业研究生教育特点与启示

郑丽萍 邓淼磊

摘 要：为满足社会对高层次计算机人才的需求，对美国大学计算机研究生教育培养模式、必修和选修课程设置及课堂实施过程进行分析，并以河南工业大学计算机科学与技术专业研究生课程设置为例，介绍我国应用型大学计算机专业研究生课程设置情况。对比中美计算机研究生教育特点，提出我国计算机研究生教育应该在交叉学科协同培养模式下，增加跨专业选修课程，实施“以学生为中心”的课堂教学。这将有利于增强学生创新能力、科研能力及应用能力，提高我国计算机专业研究生培养质量。

关键词：协同培养;选修课程;交叉学科;研究生教育

DOI：10. 11907/rjdk. 182635

中图分类号：G434

文献标识码：A文章编号：1672-7800（2019）006-0204-03

Abstract： In order to meet the needs for high-level computer talents in enterprises and institutions in China， this paper analyses the training mode of computer postgraduate education in American universities， the necessary courses and elective courses setting， and the implementation process in class. At the same time， taking the curriculum of computer science and Technology Postgraduates of Henan University of Technology as an example， this paper introduces the curriculum of computer science postgraduates of Applied Universities in China. Through comparing the characteristics of computer postgraduate education between China and the United States， this paper finally proposes that computer postgraduates in China should increase the curriculum of cross-disciplinary elective courses under the mode of interdisciplinary collaborative training， and carry out the “student-centered” teaching in class. This will help to improve students' innovative ability， tap the scientific research and application ability on computer postgraduates in interdisciplinary disciplines， and ultimately improve the quality of training computer postgraduates in China.

Key Words： collaborative training; elective courses; interdisciplinary; student centered

0 引言

計算机专业研究生教育与计算机本科生教育最大的区别是更倾向于提高学生发现问题、探究问题、解决问题的能力。为了满足各行各业对计算机高层次人才的需求，计算机研究生教育应更注重学生的实践能力和创新能力培养，注重学生在学习过程中的主体性、参与性和探究性。目前，我国计算机专业研究生教育与发达国家存在一定差距，我国研究生的实践动手能力和创新能力有待提高。李志欣等[1]指出了我国计算机研究生在创新意识、创新思维和创新实践中存在的问题;高超等[2]针对计算机研究生创新素质、创新评价和创新方法方面存在的问题，提出了改进措施;傅彦等[3]从研究生教学、研究、竞赛、实践和合作方面提出了“五维一体”的计算机研究生创新培养改进措施;夏小娜等[4-5]结合当前研究生创新能力现状，提出了校企合作培养模式，以实现学以致用、学用结合的研究生培养目标;黄贤英等[6-8]针对创新能力培养、研究生导师制及研究生管理提出了相应改进措施;刘达明等[9]针对计算机研究生创新能力培养，就课程设置和课堂教学提出了相应的改革措施;王慧强等[10-15]结合我国现状，提出协同育人工学结合、项目驱动式协同培养、多学科交叉创新人才培养等计算机人才培养模式，以提升我国研究生培养质量。

美国研究生教育一直处于世界领先地位，很多学者对中美研究生教育进行研究，以学习和借鉴。赵茜[16]和初旭新[17]从研究生管理制度上对中美研究生教育进行比较，探讨我国研究生管理制度改革，但没有给出研究生培养实施过程中的具体措施;付小艳[18]介绍了多样性的美国研究生教育特色，但没有根据计算机专业特点，提出具体的教学方式;毛新军[19]等研究了卡内基·梅隆大学、斯坦福大学和康奈大学计算机科学与技术专业的研究生教育和培养过程，这3所大学的硕士研究生和博士研究生课程授课会交叉进行，不适合我国应用型大学计算机专业研究生培养;张欢欢[20]通过研究美国研究生课程体系建设，对中国研究生教育提出了跨学科课程和多样化的课堂教学等建议。

本文通过分析美国计算机研究生教育特点，结合我国社会对计算机专业高层次人才需求，对我国计算机专业研究生教育提出相应改进措施，以提高计算机专业研究生培养质量，满足社会对高层次计算机人才的需求。

1 美国计算机研究生教育特点

1.1 协同培养模式

美国研究生院委员会2007年发布《研究生教育：美国竞争力与创新力的支柱》（Graduate Education： The Backbone of American Competitiveness and Innovation）的报告中指出，为了发展具有竞争力的高技能劳动力，美国的大学、企业、社区、政府等各界需要深化合作，共同支持研究生教育的发展。麻省理工学院研究生协同培养模式实现了高校与研究所、高校与高校、学科与学科、教师与教师间多元化的协同培养。在协同培养模式下实现了文理交叉、理工交叉的跨学科课程选修，促进基础科学、应用科学、社会科学和人文学科间的相互渗透。

1.2 具有“选修”特点的美国计算机研究生课程

美国研究生课程设有专业课程和选修课程，专业课程又称为核心基础课程，选修课程大多以学分或大类的形式制定课程选修要求，这样有利于学生根据自己的兴趣爱好选择和安排研究生阶段的学习。

专业核心课也具有选修的特点，在专业课程中制定多门核心课程，要求选定制定的门数或者相应的学分数。例如，宾夕法尼亚大学要求计算机专业研究生在给定的必修课程中选4门作为自己的必修课程。其中Software Foundations（软件基础）和Artificial Intelligence（人工智能）是必选课程，根据研究生个人意愿在Computer Architecture（计算机结构）和Soft Systems（软件系统）中选1门， 在Analysis of Algorithms（算法分析）和Theory of Computation（计算理论）中选1门[18]。

美国研究生教育鼓励学生跨学科选课，多样化的选修课程和选修方式是美国大学研究生教育的一个重要特点。选修课程可与教授的研究方向相关，体现科技前沿，或者结合一个具体的大型项目。选修课程数量多，研究生有较高的选课自由度，这样更有利于构建适合自己的课程体系。例如哈佛大学选修课占总学分要求的60%，Computer Science（计算机科学）专业研究生除了选修所在学院选修课外，必须选修全校范围内课程至少10学分。

1.3 以学生为主体的美国研究生课程教学

美国研究生的课堂教学强调课堂的交流和讨论，教师在课堂上的角色是引导者。在课堂上教师会围绕重要的知识点，按事先拟好的主题组织学生讨论，学生课前准备好PPT，阐释自己的观点，并以学生个体或小组的形式展开讨论。教师在课堂上对学生的观点进行点评，引导学生进一步思考和讨论。一堂课中学生讨论、提问时间占70%，教师讲解时间占30%。学生在课前作了充分准备，因此在课堂上表现非常投入和积极。“以学生为中心”的学习氛围可以激发学生学习的积极性和潜能。

因此，美国研究生的任课教师在开学前将课程教学大纲发给学生，教学大纲详细地展示本门课程的教学安排，包括教学进度、教学内容、 学生课前要做的准備以及课后要完成的作业。这样每个学生必须提前查阅资料，自主学习，在课前作充分准备，否则无法融入课堂教学。

2 我国研究生教育现状

我国计算机专业研究生课程设置为：公共课、专业学位课、选修课和实践课[]。其中公共课是必修课程，计算机专业必修课主要包括学科基础理论课程，即计算机理论课和计算学科方法相关课程;计算机专业选修课是指按研究生不同研究方向而设置的课程;计算机实践课是指研究生通过独立实践或团队合作训练发展自己实践的课程。

以河南工业大学计算机科学与技术专业研究生为例，介绍应用型高等学校计算机专业研究生教育的特点。学校该专业研究生培养方案中明确指出，取得研究生学位应完成的学分为：公共课、学位课、选修课、实践环节合计学分≥30学分。课程设置与学分如表1所示。其中，中国特色社会主义理论与实践研究等公共课为全校研究生必修课程，占5个学分;学位课共9门课程，18个学分，要求必修至少13个学分;选修课共16门课程，32个学分，要求必修不少于6个学分;两个实践环节作为必选，占7个学分。

在公共课程设置中体现了中国特色，将文科课程渗透到计算机专业的研究生教育中，通过公共课程学习，研究生能够结合中国国情，以辩证的视角分析学习和将来工作中遇到的问题。选修的16门课程为计算机专业课程，结合学校粮食专业特点，只设置了一门跨学科课程“粮食信息处理”。为了加强学生实践能力培养，实现课堂教学与实践教学的有机结合，设置了不少于6个月的工程实践作为必修环节。

3 启示

3.1 鼓励多学科协同培养模式

目前，我国研究生培养模式较为单一，跨学科的资源整合与利用有待加强，建立计算机专业和学校优势专业的协同培养模式尤为必要。计算机专业与协同方围绕共建学科制定研究生培养方案，在培养学生理论知识和科研创新能力基础上，加强计算机专业研究生在协同培养学科中解决实际问题的能力，提升计算机研究生人才培养质量。

以河南工业大学为例，可以将计算机科学与技术专业和学校食品科学与工程、控制科学与工程、机械工程以及材料科学与工程等优势专业相结合进行研究生协同培养，实现资源共享，协同创新。

3.2 加强交叉学科选修课程设置

当前，社会正处于一个大信息、大融合、大交叉的时代，计算机在各学科中都发挥着支撑作用，各行各业对高层次计算机专业人才的需求也越来越大。在多学科协同培养模式下，协同双方根据培养目标制定特定的课程体系，以共建课程体系为基础，加强协同专业双方的学科选修课程设置。例如，河南工业大学计算机科学与技术专业与食品科学与工程专业协同起来进行研究生培养，将计算机专业和食品专业的专业基础课作为专业选修课程，在计算机专业选修课中增加食品科学与工程专业选修课。这样的课程设置将有利于研究生使用计算机专业知识在食品科学与工程领域开展更深入的研究，同时对食品科学与应用领域起到指导与促进作用。

3.3 “以学生为中心”的课程教学

“以学生为中心”的教育，又称“探究式科学教育”，是教师和学生共同探究。教师在课前结合所讲课程内容，结合专业背景，推荐具有一定深度和广度的文献列表;学生课前查阅相关文献，开展探究式学习，结合自己所掌握的知识，形成自己的观点，并以多种方式进行验证。课堂实施过程采用师生互动、学生间互动的方式进行，由学生主动展示自己的探究过程和探究结果，其他学生对其所讲内容进行讨论和推敲，教师适时加以引导。计算机专业研究生教育应注重学生实践能力和创新能力的培养。“以学生为中心”的课程教学，有利于在课堂中充分发挥教师主导、学生主体作用，更好地激发学生的探索精神，充分挖掘学生的潜能，更好地培养学生的创新能力。

4 结语

结合我国社会对计算机专业高层次人才的需求，对美国计算机专业研究生教育的培养模式、课程设置和课堂实施进行分析可知，我国计算机专业研究生教育可以借鉴美国研究生教育中多形式的协同培养模式，设置自由、灵活、丰富的选修课程，“以学生为中心”开展课程教学。各高校在计算机研究生培养模式制定和课程设置过程中，结合学校研究生培养定位，可考虑将计算机专业与学校的优势专业相结合进行研究生协同培养。后续研究将以河南工业大学计算机科学与技术专业和食品科学与工程专业研究生协同培养为例，进行培养方案制定、研究课程体系设置及课堂教学实施。

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（责任编辑：孙 娟）