美国大学计算机基础课程设置.docx

       美国大学计算机基础课程设置                     程向前，赵英良，吴 宁(西安交通大学计算机教学实验中心，陕西西安710049)摘要：介绍了美国UIUC. IIT两所大学的计算机基础课程设置及其特点，并对我国的计算机基础教学情况进行了反思关键词：美国；计算机；基础课程；教学大纲2009年11月，作为国家示范教学实验中心建设工作的一部分，国内高校计算机教学单位组团，对美国中部几所大学的计算机教育情况进行了考察本文对美国伊利诺伊大学香槟分校(Lnuc)和伊利诺伊理工学院(IIT)的计算机基础教育和美国大学非计算机专业计算机基础教育的指导方针进行介绍和探讨伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois atUrbana - Champaign，Lnuc)成立于1867年，学科专业设置齐全，共有近200个专业，最好的学科是工程和商科，还有农学院、法学院、教育学院、航空学院、工程学院、通信学院、兽医学院、艺术学院、劳资关系学院、企业管理学院、社会研究学院、人类学院、化学和化工学院、人文和家庭研究学院、应用科学生命学院、哲学和理学院等20多所学院。

UIUC的计算机科学系创建于1972年，经历30多年的发展，一直雄居全美前5名，仅次于Stanford、Berkeley. MIT和CMUUIUC的计算机科学(CS，Computer Science)课程体系规划基本成形于1986年，并在此后的20多年间不断完善目前有57位教员(Faculty)[2]，承担着全部本科教学和科研工作CS本科课程设置特点为广、深结合，理论、实践结合课程覆盖计算机理论、设计和应用等领域伊利诺伊理工学院(IIT)始创于1890年，坐落于芝加哥，是一所同时重视科学和工程学的学府，是美国知名的三大理工院校之一，下设7个学院和1个研究中心，即阿默工程学院(Armour CoUege ofEngineering)、芝加哥肯特法学院(Chicago-Kent College of Law)、建筑学院、文理学院、设计学院、心理学院、斯图尔特商学院(Stuart School of Business)和职业发展中心‘卅IIT的CS系目前有16位教员，承担着计算机本科教学和科研工作1 计算机专业基础教学的特点分类的计算机基础课是美国大学基础教学的主要特色，不同类型的计算机基础课分别面向计算机专业、理工科专业和非理工专业。

其中，根据美国本科教育的特点，计算机专业的基础课有非常显著的针对性非计算机专业的计算机基础课设计也很耐人寻味美国的计算机基础课一般有两门，在UIUC分别是CS100 Freshman Orientation(新生指导，1学分)和CS 125 Intro to Computer Science(计算机科学导论，4学分)在IIT分别是CS100 Introduction to Professions(职业生涯介绍，2学分）和CS201- Accelerated Introductionto Computer Science(简明计算机科学导论，4学分)[6]面向新生开设的CS100类课程不仅课时较少，内容也比较简单，在国内高校中较为少见例如，IIT的CS100课程“作为一种（从事计算机）科学和工程职业介绍，阐述应用（计算机）工程和科学解决问题的过程，强调跨学科和国际化解决问题并需要评估计算、金融和社会制约因素下的解决方案学习目标定位在使学生“理解计算机科学基本概念，包括计算历史、二进制计算／逻辑／程序转换、算法、计算机体系结构、操作系统等；展示使用伪代码解决基本问题，如排序和递归；与计算机科学职业生涯有关的职业操守(ACM Ethics Code);利用图书馆资源研究和撰写计算机科学技术的研究论文；创建并进行计算机科学理论的教学演示或计算机科学技术销售演示。

这类课程在美国大学是非常有意义的许多选择计算机为职业方向的本科新生对计算机专业的培养目标、专业课程和职业生涯并没有真正了解，而这门课程就可以帮助这些学生了解计算机专业的培养目标和就业前景，然后再作决定不少学生学完这门课后，发现现实与自己想象的完全不同，就可以尽快转到其他专业另一种情况则相反，一些没有专业方向的本科生（美国大学允许大学生没有专业方向，但需要辅修若干小专业）在选修了这门课程后，可能将计算机作为自己的主修或辅修专业UIUC的CS125计算机科学导论是以Java语言为主的编程入门课，涵盖了一些算法的内容，介绍与解决计算问题有关的基本概念和基本技术，此外还有与之配套的实验课，拟作为计算机科学专业的第一门课程该课程与我们国内多计算机专业开设的第一门计算机课程有共同之处2非计算机专业计算机基础指导方针美国大学的非计算机专业计算机基础的指导方针出自美国国家科学研究委员会(National ResearchCouncil，NRC)1999年出版的报告《Being Fluent withInformation Technology》在报告中，该委员会将现代高等教育中受教育者的计算机或信息技术应用能力分别定义为智力性能力、信息技术的概念和信息技术技能3个方面，每个方面包含10项内容，共30项。

这3个方面的具体内容如下：1) Intellectual capabilities(智力性能力，指在复杂和支撑性环境中应用信息技术)1) Engage in sustained reasoning(持续运用推理能力)2) Manage complexity(管理复杂性)3) Test a solution(测试解决方案)4) Manage problems in faulty solutions(在失败的解决方案中寻找并解决问题)5) Organize and navigate information structuresand evaluate information(组织和导出信息结构并评估信息)6) Collaborate(合作)7) Communicate to other audiences(与他人沟通)8) Expect the unexpected(准备好应对预料之外、情理之中的情况)9) Anticipate changing technologies(预见技术的变化)10) Thinking aboutinformation technology abstractly（关于信息技术的抽象思维）。

2) Information technology concepts(信息技术的概念)1) Computers(计算机)2) Information systems(信息系统)3) Networks(网络)4) Digital representations of information(信息的数字化表达)5) Information organization(信息组织)6) Modeling and abstraction(建模和抽象)7) Algorithmic thinking and programming(算法思考与程序设计)8) Universality(普遍性)9) Limitations ofinformation technology(信息技术的局限性) (10) Societalimpact ofinformation and informationtechnology(信息和信息技术的社会影响)3) Information technology skills(信息技术技能)1) Settingupapersonalcomputer(设置个人计算机)2) Using basic operating system features(使用操作系统的基本功能)。

3) Using a word processor to create a text document（使用文字处理器创建文本文件）4) Using a graphics and/or artwork package tocreate illustrations, slides, or other image-based expressionsof ideas（使用图形和／或艺术创作软件包创建插图作品、幻灯片或其他基于图像的思想表达）5) Connecting a computer to a network(将计算机连接到网络)6) Using the Internet to find information andresources（利用因特网来查找信息和资源）7) Using a computer to communicate with others（使用计算机与他人交流）8) Using a spreadsheet to model simple processesor financial tables(使用电子表格建立简单的程序模型或财务报表)9) Using a database system to set up and accessuseful information(使用数据库系统建立和访问有用的信息)。

10) Using instructional materials to learn how touse new applications or features(使用教材来学习使用新的应用程序或功能)根据这个报告要求，开设非计算机专业计算机或信息基础课程的学校在美国较为普遍，较为著名的有华盛顿大学的CSE100: Fluency in InformationTechnology3 UIUC非计算机专业计算机基础教学的特点UIuc非计算机专业的计算机基础课也有两门，分别是CS 101 Intro Computing(计算导论)：Engrg&Sci和CS 105 Intro Computing(计算导论)：Non-Tech理工科专业的计算机基础课是CS 101(3学分)，内容涵盖与计算有关的基本原则、概念和方法，并强调它们在物理科学和工程领域中的应用该课程包括基本问题的解决及编程技术、基本算法和数据结构、运用计算机解决工程和科学问题该课程介绍工程项目设计所需的软件开发环境，学生需要经历“通晓”软件方面的训练，加强对基本和高级工程软件设计专题的认识具体内容包含Matlab的数值工程环境：工程CAD/原型工具和数值科学计算；Unix/Linux操作系统、用户界面／桌面环境、X-Window管理器、XEmacs编辑器；C语言程序设计(C编译器gcc);结构化程序设计原则和范式；工程软件设计。

非理工科专业的计算机基础课是CS105(3学分)[9]，介绍计算（机）是学术和专业活动的重要工具；电脑的功能与系统组件：硬件、操作系统和应用软件与网络之间的关系：广泛应用的应用程序包，如电子表格与数据库；应用编程的概念和实践解决不同应用领域的简单问题学习目标是使学生了解计算机内部和外部所有正在发生的一切，在学习操作技能的同时也学习有关的计算机科学理论通过解决问题发展批判性思维，通过流程图和程序设计为今后的发展打下基础具体内容则包括微型计算机原理、Excel、数据库和查询、VB程序设计、Web应用（包括交互式Web网页）等4 IIT计算机基础教学的特点IIT的CS系有两门本科学位课程，分别是计算机科学和计算机信息系统前者培养计算机软件大师，后者培养应用软件开发人才作为通识教育(General Education)的一。