1、 北大計算機專業(yè)教學(xué)改革與課程建設(shè)張銘張銘北京大學(xué)信息學(xué)院計算機系北京大學(xué)信息學(xué)院計算機系2019.5.242019.5.24北京高校計算機課程教學(xué)沙龍北京高校計算機課程教學(xué)沙龍 內(nèi)容提要內(nèi)容提要l1. 北大計算機專業(yè)教學(xué)改革計劃北大計算機專業(yè)教學(xué)改革計劃l近年北大全校教改的過程近年北大全校教改的過程l國際計算機教育狀況研究國際計算機教育狀況研究l北大計算機系教學(xué)改革北大計算機系教學(xué)改革l2. 中國高校計算機課程網(wǎng)介紹中國高校計算機課程網(wǎng)介紹l建設(shè)和共享優(yōu)質(zhì)資源建設(shè)和共享優(yōu)質(zhì)資源l教師個人空間教師個人空間1. 北大計算機專業(yè)教學(xué)改革計劃北大計算機專業(yè)教學(xué)改革計劃l近年北大全校教改的過程近年北大

2、全校教改的過程l國際計算機教育狀況研究國際計算機教育狀況研究lACM/IEEE CC2019lGeorgiaTech 8個專業(yè)線程個專業(yè)線程l美國前美國前4名計算機專業(yè)名計算機專業(yè)l香港香港3所名校所名校l北大計算機系教學(xué)改革北大計算機系教學(xué)改革l重視理論基礎(chǔ)、加強工程實踐、細(xì)化專業(yè)重視理論基礎(chǔ)、加強工程實踐、細(xì)化專業(yè)引導(dǎo)引導(dǎo)CS, CE, SE）l人才金字塔：研究型、工程型、應(yīng)用型人才金字塔：研究型、工程型、應(yīng)用型北大教學(xué)改革北大教學(xué)改革四年一度四年一度l1977 -1981年，學(xué)年學(xué)時制年，學(xué)年學(xué)時制, 學(xué)制四年學(xué)制四年l1981年開始，學(xué)分制改革，輔修第二專業(yè)年開始，學(xué)分制改革，輔修第二

3、專業(yè)l1988年，低年級通識基礎(chǔ)，高年級寬口徑年，低年級通識基礎(chǔ)，高年級寬口徑專業(yè)專業(yè)l加強基礎(chǔ)、淡化專業(yè)、因材施教、分流培加強基礎(chǔ)、淡化專業(yè)、因材施教、分流培養(yǎng)養(yǎng)l2019年年 “元培計劃元培計劃本科教改試驗本科教改試驗l通識教育和寬口徑專業(yè)教育相結(jié)合通識教育和寬口徑專業(yè)教育相結(jié)合l2019年進行了大幅度的教學(xué)計劃修訂年進行了大幅度的教學(xué)計劃修訂l2019年教學(xué)計劃修訂，年教學(xué)計劃修訂， “以學(xué)生為本以學(xué)生為本”l增加學(xué)生對于課程、專業(yè)的選擇空間。尊增加學(xué)生對于課程、專業(yè)的選擇空間。尊重學(xué)生的個性特點，因材施教重學(xué)生的個性特點，因材施教國際計算機教育狀況研究國際計算機教育狀況研究l計算機課程

4、體系的計算機課程體系的IEEE/ACM CC2019系列規(guī)范系列規(guī)范lMIT、CMU、Stanford、Berkeleyl佐治亞理工大學(xué)佐治亞理工大學(xué)(GeorgiaTech)l多元化培養(yǎng)多元化培養(yǎng)ThreadsTMl香港的大學(xué)香港的大學(xué)l港大、中文、港科大港大、中文、港科大l畢業(yè)生過剩畢業(yè)生過剩l全國全國505505個學(xué)校在校生近個學(xué)校在校生近3030萬萬l約占全國理工科在校生總數(shù)的約占全國理工科在校生總數(shù)的15%15%l缺少合格的人才缺少合格的人才l缺缺5050萬、萬、8080萬等多種說法萬等多種說法l規(guī)格單一，偏規(guī)格單一，偏CSCSl工程教育和產(chǎn)業(yè)脫節(jié)工程教育和產(chǎn)業(yè)脫節(jié)l專業(yè)性不強，特色

5、不明顯專業(yè)性不強，特色不明顯l競爭優(yōu)勢不強競爭優(yōu)勢不強l由熱門到降溫由熱門到降溫我國計算機專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀我國計算機專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀Pre-1990s:EE/CECSISPost-1990s:EECE*CS*SE*ITIS*Computing Curricula Overview Report (CC)*ACM/IEEE Curriculum Reports就業(yè)優(yōu)勢就業(yè)優(yōu)勢覆蓋面寬，各行各業(yè)覆蓋面寬，各行各業(yè)CS計算機科學(xué)方向的特色計算機科學(xué)方向的特色理論原理創(chuàng)新應(yīng)用部署配置開發(fā)傾向理論傾向理論傾向應(yīng)用傾向應(yīng)用組織系統(tǒng)行為應(yīng)用技術(shù)軟件開發(fā)系統(tǒng)平臺結(jié)構(gòu)計算機硬件體系CE計算機工程方向的特色計算機

6、工程方向的特色理論原理創(chuàng)新應(yīng)用部署配置開發(fā)傾向理論傾向理論傾向應(yīng)用傾向應(yīng)用組織系統(tǒng)行為應(yīng)用技術(shù)軟件開發(fā)系統(tǒng)平臺結(jié)構(gòu)計算機硬件體系SE軟件工程方向的特色軟件工程方向的特色理論原理創(chuàng)新應(yīng)用部署配置開發(fā)傾向理論傾向理論傾向應(yīng)用傾向應(yīng)用組織系統(tǒng)行為應(yīng)用技術(shù)軟件開發(fā)系統(tǒng)平臺結(jié)構(gòu)計算機硬件體系IT信息技術(shù)方向的特色信息技術(shù)方向的特色理論原理創(chuàng)新應(yīng)用部署配置開發(fā)傾向理論傾向理論傾向應(yīng)用傾向應(yīng)用組織系統(tǒng)行為應(yīng)用技術(shù)軟件開發(fā)系統(tǒng)平臺結(jié)構(gòu)計算機硬件體系美國著名大學(xué)課程體系美國著名大學(xué)課程體系lBerkeleyl計算機理論、計算機工程計算機理論、計算機工程lPrincetonl計算機工程、信息技術(shù)計算機工程、信息技

7、術(shù)lMITlEE和和CS的融合，硬件和軟件實驗課的融合，硬件和軟件實驗課lStanfordl選修課程豐富：算法理論、數(shù)據(jù)庫和信選修課程豐富：算法理論、數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)、圖形和人機交互、網(wǎng)絡(luò)與分布息系統(tǒng)、圖形和人機交互、網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)、人工智能、軟件系統(tǒng)設(shè)計等式系統(tǒng)、人工智能、軟件系統(tǒng)設(shè)計等GeorgiaTech 8個專業(yè)線程個專業(yè)線程l線程和角色兩個構(gòu)件線程和角色兩個構(gòu)件l更恰當(dāng)?shù)慕逃粌H是更多的教育更恰當(dāng)?shù)慕逃粌H是更多的教育 l8個線程，學(xué)生的計算身份，選擇兩個個線程，學(xué)生的計算身份，選擇兩個l計算建模、嵌入式系統(tǒng)、計算機基礎(chǔ)、計算建模、嵌入式系統(tǒng)、計算機基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)、人

8、工智能、媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)、人工智能、媒體技術(shù)、計算機與人、計算機平臺計算機與人、計算機平臺l角色代表學(xué)生學(xué)習(xí)計算機技術(shù)和技能的角色代表學(xué)生學(xué)習(xí)計算機技術(shù)和技能的軌道軌道l實踐者、企業(yè)家、發(fā)明家和交流者實踐者、企業(yè)家、發(fā)明家和交流者l實踐者：實驗室課程或新架構(gòu)工作室課實踐者：實驗室課程或新架構(gòu)工作室課程，密集的實踐技術(shù)程，密集的實踐技術(shù)l企業(yè)家：修管理學(xué)院學(xué)分，參與新的計企業(yè)家：修管理學(xué)院學(xué)分，參與新的計算項目，實現(xiàn)計算機與管理方面的跨學(xué)算項目，實現(xiàn)計算機與管理方面的跨學(xué)科學(xué)習(xí)科學(xué)習(xí)香港名校實地考察香港名校實地考察l香港大學(xué)香港大學(xué)lCS、CE、SE、IS四個方面四個方面lIT融入融入S

9、E，信息系統(tǒng)集成，信息系統(tǒng)集成l香港中文大學(xué)香港中文大學(xué)lCS、CE兩個方向比較明顯兩個方向比較明顯l高年級專業(yè)分流：數(shù)據(jù)庫、圖形圖像處理、網(wǎng)絡(luò)高年級專業(yè)分流：數(shù)據(jù)庫、圖形圖像處理、網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)等與信息系統(tǒng)等lwork-study，50%以上學(xué)生選擇以上學(xué)生選擇l香港科大香港科大lCS、CE兩個方向兩個方向l數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、圖形圖像、模式識別等系列專業(yè)數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、圖形圖像、模式識別等系列專業(yè)課程有些與研究生合上）課程有些與研究生合上）l榮譽研修班榮譽研修班honor track）北大計算機系的現(xiàn)狀北大計算機系的現(xiàn)狀l學(xué)生需要更多的課程和專業(yè)選擇學(xué)生需要更多的課程和專業(yè)選擇l經(jīng)濟學(xué)和管理學(xué)：經(jīng)

10、濟學(xué)和管理學(xué)：50%經(jīng)濟雙學(xué)位經(jīng)濟雙學(xué)位l數(shù)學(xué)訓(xùn)練、理論基礎(chǔ)：數(shù)學(xué)雙學(xué)位數(shù)學(xué)訓(xùn)練、理論基礎(chǔ)：數(shù)學(xué)雙學(xué)位l盲目從眾、應(yīng)付作業(yè)、疲于奔命盲目從眾、應(yīng)付作業(yè)、疲于奔命l解決方案解決方案l多元化培養(yǎng)多元化培養(yǎng)l學(xué)生能力、個性、興趣差異學(xué)生能力、個性、興趣差異l領(lǐng)袖人才：強化數(shù)學(xué)、實際、核心課領(lǐng)袖人才：強化數(shù)學(xué)、實際、核心課l應(yīng)用人才：更實用的，就業(yè)面更廣應(yīng)用人才：更實用的，就業(yè)面更廣分類型、多層次培養(yǎng)分類型、多層次培養(yǎng)l計算機人才需求的金字塔計算機人才需求的金字塔l研究型、工程型、應(yīng)用型研究型、工程型、應(yīng)用型l工程、應(yīng)用型人才缺乏工程、應(yīng)用型人才缺乏l重視理論基礎(chǔ)、加強工程實踐、細(xì)重視理論基礎(chǔ)、加強工

11、程實踐、細(xì)化專業(yè)引導(dǎo)化專業(yè)引導(dǎo)l一流大學(xué)計算機系的畢業(yè)生供不應(yīng)一流大學(xué)計算機系的畢業(yè)生供不應(yīng)求求北大計算機系培養(yǎng)特色l全科教育，合理的知識結(jié)構(gòu)北大特色）全科教育，合理的知識結(jié)構(gòu)北大特色）l扎實的理論功底扎實的理論功底l數(shù)學(xué)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)l計算機理論課程計算機理論課程l分析和解決實際問題的能力分析和解決實際問題的能力l強化上機訓(xùn)練和實驗課強化上機訓(xùn)練和實驗課 l本科生參與科學(xué)研究本科生參與科學(xué)研究l捕捉新趨勢和學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力捕捉新趨勢和學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力lIBM，新技術(shù)專題，新技術(shù)專題lIntel，多核環(huán)境并行編程技術(shù)，多核環(huán)境并行編程技術(shù)l實習(xí)學(xué)分實習(xí)學(xué)分修課學(xué)分要求北大北大(政治政治/英語英語

12、, 通識通識)40學(xué)分學(xué)分(24+16)信科信科(概論概論, 基礎(chǔ)基礎(chǔ))35學(xué)分學(xué)分畢業(yè)論文畢業(yè)論文6學(xué)分學(xué)分計算機專業(yè)計算機專業(yè)67學(xué)分學(xué)分總計總計148學(xué)分學(xué)分計算機系課程體系數(shù)學(xué)物理數(shù)學(xué)物理數(shù)學(xué)分析數(shù)學(xué)分析高等代數(shù)高等代數(shù)普通物理普通物理電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ) 程序設(shè)計程序設(shè)計計算概論計算概論程序?qū)嵙?xí)程序?qū)嵙?xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法分析算法分析專業(yè)數(shù)學(xué)專業(yè)數(shù)學(xué)數(shù)理邏輯數(shù)理邏輯集合論和圖論集合論和圖論代數(shù)結(jié)構(gòu)代數(shù)結(jié)構(gòu)概率統(tǒng)計概率統(tǒng)計硬件基礎(chǔ)硬件基礎(chǔ)數(shù)字邏輯數(shù)字邏輯微機原理微機原理體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件編譯技術(shù)編譯技術(shù)編譯實習(xí)編譯實習(xí)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)操統(tǒng)實習(xí)操統(tǒng)實習(xí)數(shù)學(xué)物理數(shù)學(xué)物理數(shù)學(xué)分析數(shù)

13、學(xué)分析高等代數(shù)高等代數(shù)普通物理普通物理電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ) 五大基礎(chǔ)為必修課37學(xué)分）專業(yè)課構(gòu)成應(yīng)用及新技術(shù)應(yīng)用及新技術(shù)趣味算法實習(xí)趣味算法實習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實習(xí)webweb技術(shù)概論技術(shù)概論JAVAJAVA程序設(shè)計程序設(shè)計 LinuxLinux程序設(shè)計程序設(shè)計WindowsWindows程序設(shè)計程序設(shè)計 電子商務(wù)概論電子商務(wù)概論語言統(tǒng)計分析語言統(tǒng)計分析開源中間件技術(shù)導(dǎo)論開源中間件技術(shù)導(dǎo)論 科技交流與寫作科技交流與寫作面向服務(wù)面向服務(wù)SOASOA概論概論傳統(tǒng)專業(yè)課傳統(tǒng)專業(yè)課程序設(shè)計語言概論程序設(shè)計語言概論數(shù)據(jù)庫概論數(shù)據(jù)庫概論匯編語言程序設(shè)計匯編語言程序設(shè)計計算機圖形學(xué)計算機圖形學(xué)面

14、向?qū)ο蠹夹g(shù)引論面向?qū)ο蠹夹g(shù)引論計算機網(wǎng)絡(luò)概論計算機網(wǎng)絡(luò)概論數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理人機交互人機交互信息安全引論信息安全引論軟件工程軟件工程計算機理論計算機理論信息論基礎(chǔ)智能）信息論基礎(chǔ)智能）隨機過程引論智能）隨機過程引論智能）機器學(xué)習(xí)導(dǎo)論智能）機器學(xué)習(xí)導(dǎo)論智能）人工智能導(dǎo)論人工智能導(dǎo)論數(shù)值計算數(shù)值計算理論計算機科學(xué)基礎(chǔ)理論計算機科學(xué)基礎(chǔ).新課程新課程1+2+1+x 培養(yǎng)方案培養(yǎng)方案26學(xué)分）學(xué)分）1門理論課門理論課 + 2門傳統(tǒng)專業(yè)課門傳統(tǒng)專業(yè)課 + 1門新技術(shù)課門新技術(shù)課 +任意專業(yè)課程組合任意專業(yè)課程組合 數(shù)理基礎(chǔ)數(shù)理基礎(chǔ)l偏數(shù)學(xué)類CS方向），1+2+（5,6,7中的一門l偏物理類CE方向

15、），3+4+5+6+7l平衡SE方向），2+3+（5,6,7中的任意兩門編號編號課程名課程名學(xué)期數(shù)學(xué)期數(shù)周學(xué)時周學(xué)時學(xué)分學(xué)分1數(shù)學(xué)分析數(shù)學(xué)分析3652高等代數(shù)高等代數(shù)2443高等數(shù)學(xué)B2654線性代數(shù)1445力學(xué)1336電磁學(xué)1337微電子與電路基礎(chǔ)133程序設(shè)計基礎(chǔ)程序設(shè)計基礎(chǔ)12學(xué)分）學(xué)分） 課程課程開課學(xué)期開課學(xué)期周學(xué)時周學(xué)時學(xué)分學(xué)分計算概論一上43程序設(shè)計實習(xí)一下43數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法二上43數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實習(xí)二上42算法分析與設(shè)計二下43l練習(xí)和測試平臺：練習(xí)和測試平臺：ACM/ICPC程序設(shè)計競賽程序設(shè)計競賽l實習(xí)訓(xùn)練：搜索引擎、實習(xí)訓(xùn)練：搜索引擎、XML數(shù)據(jù)庫管理、小型數(shù)數(shù)據(jù)庫管理、

16、小型數(shù)據(jù)庫索引和檢索、文本聚類據(jù)庫索引和檢索、文本聚類大型軟件實習(xí)訓(xùn)練l科研實習(xí)科研實習(xí)4 4學(xué)分）學(xué)分）l創(chuàng)新計劃，校長基金等創(chuàng)新計劃，校長基金等l教學(xué)實習(xí)教學(xué)實習(xí)4 4學(xué)分）學(xué)分）l學(xué)校簽約的教學(xué)單位學(xué)校簽約的教學(xué)單位l工作實習(xí)工作實習(xí)2 2學(xué)分）學(xué)分）l學(xué)校簽約的公司或企業(yè)學(xué)校簽約的公司或企業(yè)l畢業(yè)論文畢業(yè)論文6 6學(xué)分）學(xué)分）l在學(xué)校實驗室或者簽約研究機構(gòu)在學(xué)校實驗室或者簽約研究機構(gòu) 北大計算機系教學(xué)改革宗旨北大計算機系教學(xué)改革宗旨l重視理論基礎(chǔ)、加強工程實踐、細(xì)化重視理論基礎(chǔ)、加強工程實踐、細(xì)化專業(yè)引導(dǎo)專業(yè)引導(dǎo)CS, CE, SE）l理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)l系統(tǒng)的理論知識系統(tǒng)的理論知識l思

17、維方法、創(chuàng)新能力思維方法、創(chuàng)新能力l配套的實驗配套的實驗l加強實踐加強實踐l問題求解問題求解l數(shù)學(xué)和軟件建摸數(shù)學(xué)和軟件建摸l捕捉新趨勢、學(xué)習(xí)新技術(shù)捕捉新趨勢、學(xué)習(xí)新技術(shù)l不是簡單的編程技能不是簡單的編程技能2. 中國高校計算機課程網(wǎng)lcomputercourse/computer/coursecenter/indexl建設(shè)優(yōu)質(zhì)資源建設(shè)優(yōu)質(zhì)資源l持續(xù)的維護與發(fā)展持續(xù)的維護與發(fā)展l共享優(yōu)質(zhì)資源共享優(yōu)質(zhì)資源l個性化教與學(xué)個性化教與學(xué)l全學(xué)科、多來源的主干基礎(chǔ)課程全學(xué)科、多來源的主干基礎(chǔ)課程課程資源課程資源l教學(xué)大綱和教學(xué)安排教學(xué)大綱和教學(xué)安排l電子教案電子教案l習(xí)題和解答習(xí)題和解答l知識中心知識中心l知識點的定義和內(nèi)容知識點的定義和內(nèi)容l資源中心資源中心l獲取與本課程相關(guān)的教學(xué)資源獲取與本課程相關(guān)的教學(xué)資源l交流和交互交流和交互l常見問題常見問題l作者博客作者博客教師教師“個人空間個人空間”l創(chuàng)建課程創(chuàng)建課程l靈敏靈敏“使用模版使用模版”l任何一門課程作為模板任何一門課程作為模板l在此基礎(chǔ)上重新搭建自己的課程在此基礎(chǔ)上重新搭建自己的課程 l“資源管理資源管理獲取、建設(shè)教學(xué)資獲取、建設(shè)教學(xué)資源源l上傳自己制作的教學(xué)資源上傳自己制作的教學(xué)資源l免費使用網(wǎng)站的絕大部分資源免費使用網(wǎng)站的絕大部分資源總體目標(biāo)總體目標(biāo)l為高校提供建設(shè)精品課程的技術(shù)平為高校提供建設(shè)精品課程的技術(shù)平臺和維