首页 -> 2008年第4期

北京大学计算机学科的教学体系改革

作者:李文新 梅 宏 陈徐宗




  在提高实验教学质量方面,学院也作了多种尝试,其中最典型的是在提高学生程序设计和实现能力方面,自主研发了“百练”程序在线评测系统。该系统在基础实验教学中被广泛应用,并辐射至全国全球。“百练”程序在线评测系统是一个基于万维网的服务系统,全天24小时向全球提供服务。用户在练习某个题目时,只需要将源程序通过网页提交,在几秒钟之内就会得到正确与否的回答。“百练”对于程序的评判是极为严格的,学生的程序根据系统给出的输入数据进行计算并输出结果。“百练”在服务器端编译、运行被提交的程序,取得输出结果和标准答案对比,必须一个字节都不差程序才能算通过。这对于培养严谨、周密的程序设计作风极为有效,学生必须考虑到每一个细节和特殊边界条件,而不是大体上正确就能通过。传统的人工评判是难以做到这一点的。使用“百练”系统进行程序设计类相关课程教学时,一方面可以在网上布置作业题目,学生随时完成作业、提交并获得评测结果,减轻了教员批改作业的负担同时增强了批改的准确性;另一方面教员亦可在网上监督学生作业完成情况,并就存在的问题进行解答。网上实时的编程考试,更能考察出学生的动手能力,同时有助于威慑和杜绝作弊现象。五年的教学实践表明,“百练”系统在提高学生程序设计能力和编程的熟练和准确性方面起到了突出的作用。“在“百练”上做题对你创造力和思维能力都是种挑战,有助于戒骄戒躁,任何一个字节都要处理得当,否则就会出错。这不但可以使你懂得理论,而且使你真正开始写自己的程序。”这是06级一位本科生的最深感受。四、参与科研项目,培养研究和创新能力
  信息科学技术学院建立了一整套本科生科研实习制度,将科研实习与本科生课程训练并列为本科生培养的两个组成部分。在一、二年级学生中遴选一些基础好的学生通过“校长基金”、“若政基金”、“教育部大学生科研实践计划”、教师自筹等项目进入课题组参与科研项目的研究。三年级时,各个研究所实验室制度化招收实习本科生,包括组织报名、考核、录取、基础培训、规章制度培训、前沿介绍、与学生讨论确定选题,之后进入与研究生同样的培养模式进行培养。四年级时,所有没进入实验室实习的学生通过双向选择进入实验室完成本科论文。
  “在和高年级学生的协作中,我们学到的不仅是知识,而且还有一种信念,大家为同一个项目互相合作,以我们自己的方式鼓励自己,如果我们能保持这种心态,我们一定能取得更大的成就。”已毕业的一位03级本科生认为,本科参加院里的科研实习,除了培养动手能力、科研创新能力之外,更重要的是培养了她的团队协作能力。
  让本科生从一年级开始就陆续进入实验室,跟随导师和硕士生博士生参与真实课题研究。这样做的好处是:(1)让学生提前感受研究的文化氛围,培养科学素养。(2)通过科研,充分认识数理基础的重要性,积极主动奠定坚实基础。(3)导师和学生互相沟通了解,提高研究生生源质量。(4)提前培养专业基础知识,将研究生培养延伸至本科,有助于出高质量的研究成果。
  信息科学技术学院有1个教学研究所和11个科研研究所,其中有2个国家重点实验室、6个部委级重点实验室,承担了国家863、973、自然科学基金项目100多个,每年纵向科研经费6000多万,为本科生就读期间直接参加科研工作提供了条件。近几年在一些研究基金的资助下很多本科生在研究所里受到很好的训练,参与完成了重大科研课题,发表了高水平的论文。
  
  五、科研团队建设系列课程,促进科研成果向教学转化
  
  计算机系的教师是以研究所为单位组织的。每个研究所的教师有一个共同的大的研究方向。计算机系本科生课程分为基础课和专业课两个层面,针对这两种课程,教师有两种组织方式,一方面从各个研究所抽调有经验的老教师和年富力强的中青年教师组织成基础课教学团队,负责全院基础课程的建设,例如计算概论教学团队、程序设计实习教学团队、数据结构与算法教学团队:另一方面,教师按研究方向组织成系列专业课程授课团队,负责建设各个研究方向的系列课程,例如数据库方向教学团队、计算机网络方向教学团队、软件工程方向教学团队、计算机理论方向教学团队、人机交互方向教学团队、人工智能方向教学团队、数字媒体方向教学团队等等。每个研究方向的教学团队负责建设一个方向的系列课程,保持课程内容与学科发展的同步,并设计使学生在该领域掌握相应技术基础的递进式系列课程。这样做的好处是:(1)教师在自己的研究方向上开课,可以随时将研究进展注入课程内容,可以讲得更生动。(2)教师可在课上物色对本方向感兴趣的学生,使他们加入到自己的研究团队。(3)不同研究方向的系列课程在给学生提供更多选择的同时,也形成了适度的竞争,如果没有学生选修自己研究方向的课程,一定程度上会影响本方向的研究生生源质量。(4)基础课的教学团队教师来自不同的研究方向,在基础课程内容的设计上可以更好地兼顾不同方向学生对基础的要求,因此可以建设内容更加合理的基础课程内容。
  以科研团队建设系列专业课程的模式促进了科研成果向教学的转化。例如,在中国教育网格研究项目支持下,学院自主研发的大学课程在线系统成为中国互联网上最大的大学教育资源之一。“大学课程在线系统”目前拥有4 970个大学课程视频,约84 000个小时每天超过1000个不同的用户IP地址访问,36所大学加入,成为中国互联网上最大的教学资源之一。
  数据库研究团队自主开发的COBASE数据库管理系统被作为本科生数据库概论课程的实习环境,研究生数据库原理与技术课程实习环境和北京市高等教育自学考试数据库概论课上机考试环境。软件工程研究团队研发的面向对象的软件建模工具JBOO一教学版,2000年至今,每年均用于本校本科生“面向对象技术引论”教学,现有北京大学软件学院、江西师大、河北科技大等十余所大学采用该工具进行教学。
  北大信息学院下一步的工作将在巩固前期建设成果的基础上,本着实事求是的原则,对学院建设的各个层面进行科学合理的规划和布局,继承传统、发挥优势、推陈出新,积极稳妥地推进教学改革,实现可持续发展。继续坚持促进学生“知识、能力和素质”协调发展的教育理念,实践“以实验能力和科学素质培养为核心”的教学指导思想,不断完善既注重基础又着眼于发展和创新的教学体系,使之与北京大学人才培养目标和生源特点相适应。
  
  [责任编辑:文和平]

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