北大计算机专业教学改革与课程建设

1. 北大计算机专业教学改革与课程建设 张铭 北京大学信息学院计算机系 2007.5.24 北京高校计算机课程教学沙龙

2. 内容提要 • 1. 北大计算机专业教学改革计划 • 近年北大全校教改的过程 • 国际计算机教育状况研究 • 北大计算机系教学改革 • 2. 中国高校计算机课程网介绍 • 建设和共享优质资源 • 教师个人空间

3. 1. 北大计算机专业教学改革计划 • 近年北大全校教改的过程 • 国际计算机教育状况研究 • ACM/IEEE CC2005 • GeorgiaTech 8个专业线程 • 美国前4名计算机专业 • 香港3所名校 • 北大计算机系教学改革 • 重视理论基础、加强工程实践、细化专业引导（CS, CE, SE） • 人才金字塔：研究型、工程型、应用型

4. 北大教学改革——四年一度 • 1977 -1981年，学年学时制, 学制四年 • 1981年开始，学分制改革，辅修第二专业 • 1988年，低年级通识基础，高年级宽口径专业 • 加强基础、淡化专业、因材施教、分流培养 • 2001年 “元培计划”本科教改试验 • 通识教育和宽口径专业教育相结合 • 2002年进行了大幅度的教学计划修订 • 2006年教学计划修订， “以学生为本” • 增加学生对于课程、专业的选择空间。尊重学生的个性特点，因材施教

5. 国际计算机教育状况研究 • 计算机课程体系的IEEE/ACM CC2005系列规范 • MIT、CMU、Stanford、Berkeley • 佐治亚理工大学(GeorgiaTech) • 多元化培养ThreadsTM • 香港的大学 • 港大、中文、港科大

6. 我国计算机专业人才培养现状 • 毕业生过剩 • 全国505个学校在校生近30万 • 约占全国理工科在校生总数的15% • 缺少合格的人才 • 缺50万、80万等多种说法 • 规格单一，偏CS • 工程教育和产业脱节 • 专业性不强，特色不明显 • 竞争优势不强 由热门到降温

7. ACM/IEEE Curriculum Reports Pre-1990s: EE/CE CS IS Post-1990s: EE CE* SE* CS* IT IS* Computing Curricula Overview Report (CC)*

8. 就业优势 覆盖面宽，各行各业

9. CS计算机科学方向的特色 组织系统行为 应用技术 软件开发 系统平台结构 计算机硬件体系 应用部署 配置 理论原理 创新 开发 倾向应用 倾向理论

10. CE计算机工程方向的特色 组织系统行为 应用技术 软件开发 系统平台结构 计算机硬件体系 应用部署 配置 理论原理 创新 开发 倾向应用 倾向理论

11. SE软件工程方向的特色 组织系统行为 应用技术 软件开发 系统平台结构 计算机硬件体系 应用部署 配置 理论原理 创新 开发 倾向应用 倾向理论

12. IT信息技术方向的特色 组织系统行为 应用技术 软件开发 系统平台结构 计算机硬件体系 应用部署 配置 理论原理 创新 开发 倾向应用 倾向理论

13. 美国著名大学课程体系 • Berkeley • 计算机理论、计算机工程 • Princeton • 计算机工程、信息技术 • MIT • EE和CS的融合，硬件和软件实验课 • Stanford • 选修课程丰富：算法理论、数据库和信息系统、图形和人机交互、网络与分布式系统、人工智能、软件系统设计等

14. GeorgiaTech 8个专业线程 • 线程和角色两个构件 • 更恰当的教育，而不仅是更多的教育 • 8个线程，学生的计算身份，选择两个 • 计算建模、嵌入式系统、计算机基础、网络和信息技术、人工智能、媒体技术、计算机与人、计算机平台 • 角色代表学生学习计算机技术和技能的轨道 • 实践者、企业家、发明家和交流者 • 实践者：实验室课程或新架构工作室课程，密集的实践技术 • 企业家：修管理学院学分，参与新的计算项目，实现计算机与管理方面的跨学科学习

15. 香港名校实地考察 • 香港大学 • CS、CE、SE、IS四个方面 • IT融入SE，信息系统集成 • 香港中文大学 • CS、CE两个方向比较明显 • 高年级专业分流：数据库、图形图像处理、网络与信息系统等 • work-study，50%以上学生选择 • 香港科大 • CS、CE两个方向 • 数据库、网络、图形图像、模式识别等系列专业课程（有些与研究生合上） • 荣誉研修班（honor track）

16. 北大计算机系的现状 • 学生需要更多的课程和专业选择 • 经济学和管理学：>50%经济双学位 • 数学训练、理论基础：数学双学位 • 盲目从众、应付作业、疲于奔命 解决方案 • 多元化培养 • 学生能力、个性、兴趣差异 • 领袖人才：强化数学、理论、核心课 • 应用人才：更实用的，就业面更广

17. 分类型、多层次培养 • 计算机人才需求的金字塔 • 研究型、工程型、应用型 • 工程、应用型人才缺乏 • 重视理论基础、加强工程实践、细化专业引导 • 一流大学计算机系的毕业生供不应求

18. 北大计算机系培养特色 • 全科教育，合理的知识结构（北大特色） • 扎实的理论功底 • 数学基础 • 计算机理论课程 • 分析和解决实际问题的能力 • 强化上机训练和实验课 • 本科生参与科学研究 • 捕捉新趋势和学习新技术的能力 • IBM，新技术专题 • Intel，多核环境并行编程技术 • 实习学分

19. 修课学分要求

20. 计算机系课程体系 程序设计 计算概论 程序实习 数据结构 算法分析 硬件基础 数字逻辑 微机原理 体系结构 系统软件 编译技术 编译实习 操作系统 操统实习 五大基础为必修课（37学分） 数学物理 数学分析 高等代数 普通物理 电路基础 …… 数学物理 数学分析 高等代数 普通物理 电路基础 …… 专业数学 数理逻辑 集合论和图论 代数结构 概率统计 计算机专业课程 计算机专业课程

21. 专业课构成 1+2+1+x 培养方案（26学分） 1门理论课 + 2门传统专业课 + 1门新技术课 +任意专业课程组合 计算机理论 传统专业课 应用及新技术 人工智能导论 数值计算 理论计算机科学基础 程序设计语言概论 数据库概论 汇编语言程序设计 计算机图形学 面向对象技术引论 计算机网络概论 数字图像处理 人机交互 信息安全引论 软件工程 趣味算法实习 数据结构与算法实习 web技术概论 JAVA程序设计 Linux程序设计 Windows程序设计 电子商务概论 语言统计分析 开源中间件技术导论 科技交流与写作 面向服务SOA概论 信息论基础（智能） 随机过程引论（智能） 机器学习导论（智能） …….新课程……

22. 数理基础 • 偏数学类（CS方向），1+2+（5,6,7）中的一门 • 偏物理类（CE方向），3+4+5+6+7 • 均衡（SE方向），2+3+（5,6,7）中的任意两门

23. 练习和测试平台：ACM/ICPC程序设计竞赛 实习训练：搜索引擎、XML数据库管理、小型数据库索引和检索、文本聚类…… 程序设计基础（12学分）

24. 大型软件实习训练 • 科研实习（4学分） • 创新计划，校长基金等 • 教学实习（4学分） • 学校签约的教学单位 • 工作实习（2学分） • 学校签约的公司或企业 • 毕业论文（6学分） • 在学校实验室或者签约研究机构

25. 北大计算机系教学改革宗旨 • 重视理论基础、加强工程实践、细化专业引导（CS, CE, SE） • 理论基础 • 系统的理论知识 • 思维方法、创新能力 • 配套的实验 • 加强实践 • 问题求解 • 数学和软件建摸 • 捕捉新趋势、学习新技术 • 不是简单的编程技能

26. 2. 中国高校计算机课程网 • http://computer.cncourse.com/computer/coursecenter/index • 建设优质资源 • 持续的维护与发展 • 共享优质资源 • 个性化教与学 • 全学科、多来源的主干基础课程

27. 课程资源 • 教学大纲和教学安排 • 电子教案 • 习题和解答 • 知识中心 • 知识点的定义和内容 • 资源中心 • 获取与本课程相关的教学资源 • 交流和交互 • 常见问题 • 作者博客

28. 教师“个人空间” • 创建课程 • 灵活“使用模版” • 任何一门课程作为模板 • 在此基础上重新搭建自己的课程 • “资源管理”获取、建设教学资源 • 上传自己制作的教学资源 • 免费使用网站的绝大部分资源

36. 总体目标 • 为高校提供建设精品课程的技术平台和维护服务，同时提供网站资源库的丰富资源。 • 以国家精品课程为龙头，组织全国高校，承担教学资源协同建设的任务。 • 为院校优质课程提供展示平台，交流课程建设方面经验。

37. http://dean.pku.edu.cn/jiaoxuejihua/ http://dean.pku.edu.cn/jxbgs/jxjh.rar

38. 谢谢大家！ 张铭 电话：010-62765825 Email：mzhang@db.pku.edu.cn 鸣谢：北大信息学院《离散数学》课程组屈婉玲教授等