浙江大学计算机科学与技术专业课程体系与人才培养分析
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23
研究能力培养模式探索
• 开设三类以学科带头人领衔的高级研讨课，通过“打开一面、串 通一片、深入一点”的方法上实现广度和深度的渗透：
– 计算机前沿技术讲座（打开一面）：由国家杰出青年基金获得者、 长江特聘教授庄越挺教授主讲，为高年级本科生介绍计算机学科各 个领域最新技术； – 专题研讨（串通一片）：灵活开设于春、夏、秋、冬四个学期，由 学科带头人就自己的优势研究方向展开研讨； – 科研实践（深入一点）：对取得高水平科研成果（如在高等级学术 刊物或重要学术会议上发表论文）的奖励学分，根据科研工作的质 量分2和4学分两种； – 另外，还由杰出的年轻科研人员开设紧密跟踪学科前沿进展的选修 课程。
• 现状
工程实践、毕业论文、毕业设计 跨专业交叉 计算机 科学 理论 计算机 软件 技术 前沿技术与科研训练
交 专 宽
计算机 系统
可视 计算
信息 安全
专业核心课程（必修+限选） 通识 + 大类 专业基础 自然科学 + 人文社科
4
本专业课程体系改造计划
• 学院获得的（本科）国家质量工程项目支撑
– 国家精品课程9门、双语示范课程2门 – 教育部第一类特色专业2项、第二类特色专业4项 – 国家人才培养创新实验区2项 – 基础学科拔尖人才培养计划、卓越工程师计划
28
• 理念
– “知识、能力、素质”并重 + “宽、专、交” – “精、深、通”
• 学分分布
– 160 = 通识47.5 (思政军体17 + 外语9 + 计算机5 + 其它) + 大类42 (数学物理等必修23 + 专业必修15.5 + 其它) + 专业70.5 (原则上必修≤1/3)
3
本专业课程体系改造计划
25
研究能力培养模式探索
• 建立开放式、综合性的评价机制，引导学生树立远大目标，追求卓 越，全面发展，培养健全人格，全面提高科学研究素质
– 探索开发式的优秀人才选拔办法：针对每届拔尖学生的选拔， 设计“上机编程+开放式笔试+无场次面试”的选拔方法，由5位 专业教师和1位思政教师进行学生预约、无场次的一对一面试， 并独立做出判断，再由专门委员会投票表决； – 建立面向素质的多元化评估激励体系：克服片面追求GPA而畸 形发展的弊端，设立学业之星、学术之星、未来领袖之星、国 际交流之星、公益之星、文体之星等六大类“校园明星”，鼓 励全面素质发展； – 规则先行、手段支撑，培养学术诚信：各个课程组都制订了严 厉的作业剽窃行为查处规则，还建设了内部专用的作业查重网 站，提供C、C++、PDF文件的查重功能。
•
–
程序设计能力
以基地带片：建设学生自我管理的程序设计培训基地
2600余道 练习题； 121场原 创全球公 开赛
13
基于课程群的实践能力贯通训练
•
–
程序设计能力
以基地带片：以程序设计竞赛基地为支撑，开展面向用人 单位需求的程序设计能力评测
程序设计能力测试（Programming Ability Test，简称PAT），成绩优秀的学生直接免除 招聘时与考查程序设计能力相关的笔试环节。 目前合作的企业已经达到36家，包括国际著名 500强企业甲骨文亚洲研发中心、摩根士丹利 公司（上海）、Google中国、道富科技（浙江 ）公司、华为公司（杭州研究院）以及国内著 名重点IT企业如百度、网易研究院（杭州）、 阿里巴巴-B2B技术部、淘宝（中国）软件有限 公司、eBay中国研发中心等。
专业核心课程 通识 + 大类 专业基础 自然科学 + 人文社科
专 业 培 养 的 精 深 通
7
基于课程群的实践能力贯通训练
• 程序设计能力
– （计算思维）程序设计、数据结构与算法、 软件工程基础、并行计算与多核程序设计
• 系统设计能力
– 逻辑、组成、体系、接口、操作系统、编译
8
基于课程群的实践能力贯通训练
18
基于课程群的实践能力贯通训练
• 系统设计能力（今年刚刚正式启动）
– 逻辑与计算机设计基础 – 计算机组成（教育部-Intel精品课程） – 计算机体系结构（教育部-SUN精品课程） – 汇编与接口 – 操作系统（国家精品课程） – 编译原理与编译系统设计 – 其他：嵌入式系统（国家精品课程）、片上系统设计与实现
24
研究能力培养模式探索
• 以项目为载体，为研究能力培养提供实践平台
– 以国家大学生创新性实验计划领头、院级SRPT项目铺垫，建 设“国家-省-校-院”四级科研项目训练体系； – 以科研项目支撑、教师科研团队介入，提供学生体验科研方 法的机会。拔尖班学生一年级就面向导师团队，其他许多学 生二、三年级不同程度参与老师课题组；学院及科研团队全 额资助高年级本科学生参加国际顶级学术会议； – 基于海外交流项目、面向合作伙伴科研团队，拓展学生国际 化研究视野。同美国、加拿大、法国等12国及香港的20所高 校开展22个项目的海外交流活动，每年涉及本科生100余名， 大部分直接面向合作伙伴的科研团队；参与学生毕业论文（ 设计）大部分达到优秀水平。
• 程序设计能力培养体系
ACM-ICPC
1.递进式精品课程群
ZOJ
培训 基地
程序设计 基础
数据结构 与算法
并行计算与 多核程序设计
企业 认证
PAT
软件工程 基础
查重
校赛、省赛
题库
9
练习
基于课程群的实践能力贯通训练
• 程序设计能力
1. 递进式精品课程群
循序渐进式的编程入门 ——《程序设计基础》（国家精品课程） 面向算法设计的能力提升 ——《数据结构与算法》（教育部双语示范课程） 基于项目模拟的工程方法培养 ——《软件工程基础》（国家精品课程） 结合多核新技术的并行编程应用 ——《并行计算与多核程序设计》（国家精品课程）
26
未来的挑战
• Coursera – 全球名校公开课：免费
• 大学：不是旧知识的传播中心，乃是新知识的生产中心 • 有价值的课堂：提供创新意识的培养氛围，提供“坐而 论道”发现真理的平台 • 教师角色转变：知识传授者 -> 思考引导者
• 关键：处理好课程内容与课堂内容的关系
• 难点：师资……
27
10
基于课程群的实践能力贯通训练
• 程序设计能力
2. 分层次课外实践链 —— 基本方法
– 以校赛带面
– 以基地带片
– 以大赛冒点
11
基于课程群的实践能力贯通训练
• 程序设计能力
– 以校赛带面：组织量大面广的校内程序设计竞赛
70余高校, 逾千师生
50专业, 近千学生
12
基于课程群的实践能力贯通训练
浙江大学计算机科学与技术 专业课程体系与人才培养
提 纲
• 浙江大学本科生人才培养体系 – 大类培养 • 本院计算机科学与技术专业课程体系改造 计划 • 基于课程群的实践能力贯通训练 • 研究能力培养模式探索 • 未来的挑战
2
浙江大学本科生人才培养体系
• 大类培养
– – – – 入学不分专业，按学科分类集中培养 一年后、两年内自主确认主修专业 前期通识教育、大类交叉培养 后期进行宽口径的专业培养
• 大二上学期开始报名
20
基于课程群的实践能力贯通训练
• 系统设计能力
– 整体规划实验内容：前导课程实验输出即为后续课 程实验输入 – 自主研发完整的计算机系统实验平台 – 自主开发CPU工作原理演示系统
– 设计整体测评指标
21
研究能力培养模式探索
• 围绕“课程、项目、评价”三个侧面探索课内外结合 、教学科研结合、方法手段结合的研究性人才培养方 法
– 以“精研课程”建设为基础，推进研究型教学方法改革
– 以高级研讨课程为平台，通过学科带头人渗透科研方法教育 – 以项目为载体，为研究能力培养提供实践平台 – 建立开放式、综合性的评价机制，引导学生全面提高科学研 究素质
22
研究能力培养模式探索
• 2009年开始创立“精研课程”项目，已累计投入10多万，推进以 “探索”和“批判”为核心的研究型教学方法改革，实现专业学 习向科研方法培养的延伸
19
计算机系统兴趣小组
• 2011级开始，每年选20人 • 2-3人一组，3年内做一台自己的计算机、运行自己的 操作系统、用自己的编译器编译并运行自己的小程序 • 通过标准评测，将获得学院颁发的“计算机达人证 书”，证明其完成了一台计算机的设计与制作，且写 明其功能和性能等
• 最优秀的3件作品将被学院永久收藏，同时作者可以获 赠复制品留念
14
基于课程群的实践能力贯通训练
•
–
程序设计能力
以大赛冒点：鼓励、支持学生参加国际程序设计大赛
15
基于课程群的实践能力贯通训练
• 程序设计能力
3. 网络化教学支撑网：程序设计练习与考试系统 • 20多年应 用历史 • 使用学生 4万多 • 在全国30 多所高校 使用
16
基于课程群的实践能力贯通训练
– 国家实验教学示范中心
– 国家教学团队
5
本专业课程体系改造计划
• 改造动因
– 应该引导学生在某一方向做到“精、深、通 ” – 知识点需要更新 – 知识点侧重需要调整 – 四学期制导致课程太碎，过多衔接冗余 – 需要与国际接轨
6
本专业课程体系改造计划
• 计划
工程实践、毕业论文、毕业设计 交叉与应用 计算机 科学Leabharlann Baidu理论 计算机 软件 技术 前沿技术与科研训练 计算机 系统 信息 安全
– 围绕课程探索主题的分层次教学方法模式设计：针对不同层次课程 特点，各“精研课程”设计围绕科学问题、设计问题、技术难点等 的研究探索性主题，开展结合课程特点的教学方法模式的探索； – 以小班化教学和教学过程考核为手段的教学过程强化：“精研课程 ”全部实行小班化教学（小于50人），并设置多环节过程考核（如 课堂报告、主动提问、抢答、讨论、测验等），并占总评30%以上 ； – 共有52人次先后申报“精研课程”项目，涉及课程27门。每个项目 自通过初次评审后，必须经历2年的实践才有可能得到最终认定。至 今有14人次7门课程获得了“精研课程”的称号。
• 程序设计能力
3. 网络化教学支撑网：ZOJ-程序设计竞赛网站
• • • • 积累题目2600余题 全球用户数逾5.7万 举办全球公开赛121场 在线提交量达300多万 人次 • 全球最有影响力的程 序设计竞赛类网站之 一
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基于课程群的实践能力贯通训练
• 程序设计能力
3. 网络化教学支撑网：PAT(能力测试）、作业查重 系统、试题库系统
研究能力培养模式探索
• 开设三类以学科带头人领衔的高级研讨课，通过“打开一面、串 通一片、深入一点”的方法上实现广度和深度的渗透：
– 计算机前沿技术讲座（打开一面）：由国家杰出青年基金获得者、 长江特聘教授庄越挺教授主讲，为高年级本科生介绍计算机学科各 个领域最新技术； – 专题研讨（串通一片）：灵活开设于春、夏、秋、冬四个学期，由 学科带头人就自己的优势研究方向展开研讨； – 科研实践（深入一点）：对取得高水平科研成果（如在高等级学术 刊物或重要学术会议上发表论文）的奖励学分，根据科研工作的质 量分2和4学分两种； – 另外，还由杰出的年轻科研人员开设紧密跟踪学科前沿进展的选修 课程。
• 现状
工程实践、毕业论文、毕业设计 跨专业交叉 计算机 科学 理论 计算机 软件 技术 前沿技术与科研训练
交 专 宽
计算机 系统
可视 计算
信息 安全
专业核心课程（必修+限选） 通识 + 大类 专业基础 自然科学 + 人文社科
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本专业课程体系改造计划
• 学院获得的（本科）国家质量工程项目支撑
– 国家精品课程9门、双语示范课程2门 – 教育部第一类特色专业2项、第二类特色专业4项 – 国家人才培养创新实验区2项 – 基础学科拔尖人才培养计划、卓越工程师计划
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• 理念
– “知识、能力、素质”并重 + “宽、专、交” – “精、深、通”
• 学分分布
– 160 = 通识47.5 (思政军体17 + 外语9 + 计算机5 + 其它) + 大类42 (数学物理等必修23 + 专业必修15.5 + 其它) + 专业70.5 (原则上必修≤1/3)
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本专业课程体系改造计划
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研究能力培养模式探索
• 建立开放式、综合性的评价机制，引导学生树立远大目标，追求卓 越，全面发展，培养健全人格，全面提高科学研究素质
– 探索开发式的优秀人才选拔办法：针对每届拔尖学生的选拔， 设计“上机编程+开放式笔试+无场次面试”的选拔方法，由5位 专业教师和1位思政教师进行学生预约、无场次的一对一面试， 并独立做出判断，再由专门委员会投票表决； – 建立面向素质的多元化评估激励体系：克服片面追求GPA而畸 形发展的弊端，设立学业之星、学术之星、未来领袖之星、国 际交流之星、公益之星、文体之星等六大类“校园明星”，鼓 励全面素质发展； – 规则先行、手段支撑，培养学术诚信：各个课程组都制订了严 厉的作业剽窃行为查处规则，还建设了内部专用的作业查重网 站，提供C、C++、PDF文件的查重功能。
•
–
程序设计能力
以基地带片：建设学生自我管理的程序设计培训基地
2600余道 练习题； 121场原 创全球公 开赛
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基于课程群的实践能力贯通训练
•
–
程序设计能力
以基地带片：以程序设计竞赛基地为支撑，开展面向用人 单位需求的程序设计能力评测
程序设计能力测试（Programming Ability Test，简称PAT），成绩优秀的学生直接免除 招聘时与考查程序设计能力相关的笔试环节。 目前合作的企业已经达到36家，包括国际著名 500强企业甲骨文亚洲研发中心、摩根士丹利 公司（上海）、Google中国、道富科技（浙江 ）公司、华为公司（杭州研究院）以及国内著 名重点IT企业如百度、网易研究院（杭州）、 阿里巴巴-B2B技术部、淘宝（中国）软件有限 公司、eBay中国研发中心等。
专业核心课程 通识 + 大类 专业基础 自然科学 + 人文社科
专 业 培 养 的 精 深 通
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基于课程群的实践能力贯通训练
• 程序设计能力
– （计算思维）程序设计、数据结构与算法、 软件工程基础、并行计算与多核程序设计
• 系统设计能力
– 逻辑、组成、体系、接口、操作系统、编译
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基于课程群的实践能力贯通训练
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基于课程群的实践能力贯通训练
• 系统设计能力（今年刚刚正式启动）
– 逻辑与计算机设计基础 – 计算机组成（教育部-Intel精品课程） – 计算机体系结构（教育部-SUN精品课程） – 汇编与接口 – 操作系统（国家精品课程） – 编译原理与编译系统设计 – 其他：嵌入式系统（国家精品课程）、片上系统设计与实现
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研究能力培养模式探索
• 以项目为载体，为研究能力培养提供实践平台
– 以国家大学生创新性实验计划领头、院级SRPT项目铺垫，建 设“国家-省-校-院”四级科研项目训练体系； – 以科研项目支撑、教师科研团队介入，提供学生体验科研方 法的机会。拔尖班学生一年级就面向导师团队，其他许多学 生二、三年级不同程度参与老师课题组；学院及科研团队全 额资助高年级本科学生参加国际顶级学术会议； – 基于海外交流项目、面向合作伙伴科研团队，拓展学生国际 化研究视野。同美国、加拿大、法国等12国及香港的20所高 校开展22个项目的海外交流活动，每年涉及本科生100余名， 大部分直接面向合作伙伴的科研团队；参与学生毕业论文（ 设计）大部分达到优秀水平。
• 程序设计能力培养体系
ACM-ICPC
1.递进式精品课程群
ZOJ
培训 基地
程序设计 基础
数据结构 与算法
并行计算与 多核程序设计
企业 认证
PAT
软件工程 基础
查重
校赛、省赛
题库
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练习
基于课程群的实践能力贯通训练
• 程序设计能力
1. 递进式精品课程群
循序渐进式的编程入门 ——《程序设计基础》（国家精品课程） 面向算法设计的能力提升 ——《数据结构与算法》（教育部双语示范课程） 基于项目模拟的工程方法培养 ——《软件工程基础》（国家精品课程） 结合多核新技术的并行编程应用 ——《并行计算与多核程序设计》（国家精品课程）
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未来的挑战
• Coursera – 全球名校公开课：免费
• 大学：不是旧知识的传播中心，乃是新知识的生产中心 • 有价值的课堂：提供创新意识的培养氛围，提供“坐而 论道”发现真理的平台 • 教师角色转变：知识传授者 -> 思考引导者
• 关键：处理好课程内容与课堂内容的关系
• 难点：师资……
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基于课程群的实践能力贯通训练
• 程序设计能力
2. 分层次课外实践链 —— 基本方法
– 以校赛带面
– 以基地带片
– 以大赛冒点
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基于课程群的实践能力贯通训练
• 程序设计能力
– 以校赛带面：组织量大面广的校内程序设计竞赛
70余高校, 逾千师生
50专业, 近千学生
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基于课程群的实践能力贯通训练
浙江大学计算机科学与技术 专业课程体系与人才培养
提 纲
• 浙江大学本科生人才培养体系 – 大类培养 • 本院计算机科学与技术专业课程体系改造 计划 • 基于课程群的实践能力贯通训练 • 研究能力培养模式探索 • 未来的挑战
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浙江大学本科生人才培养体系
• 大类培养
– – – – 入学不分专业，按学科分类集中培养 一年后、两年内自主确认主修专业 前期通识教育、大类交叉培养 后期进行宽口径的专业培养
• 大二上学期开始报名
20
基于课程群的实践能力贯通训练
• 系统设计能力
– 整体规划实验内容：前导课程实验输出即为后续课 程实验输入 – 自主研发完整的计算机系统实验平台 – 自主开发CPU工作原理演示系统
– 设计整体测评指标
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研究能力培养模式探索
• 围绕“课程、项目、评价”三个侧面探索课内外结合 、教学科研结合、方法手段结合的研究性人才培养方 法
– 以“精研课程”建设为基础，推进研究型教学方法改革
– 以高级研讨课程为平台，通过学科带头人渗透科研方法教育 – 以项目为载体，为研究能力培养提供实践平台 – 建立开放式、综合性的评价机制，引导学生全面提高科学研 究素质
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研究能力培养模式探索
• 2009年开始创立“精研课程”项目，已累计投入10多万，推进以 “探索”和“批判”为核心的研究型教学方法改革，实现专业学 习向科研方法培养的延伸
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计算机系统兴趣小组
• 2011级开始，每年选20人 • 2-3人一组，3年内做一台自己的计算机、运行自己的 操作系统、用自己的编译器编译并运行自己的小程序 • 通过标准评测，将获得学院颁发的“计算机达人证 书”，证明其完成了一台计算机的设计与制作，且写 明其功能和性能等
• 最优秀的3件作品将被学院永久收藏，同时作者可以获 赠复制品留念
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基于课程群的实践能力贯通训练
•
–
程序设计能力
以大赛冒点：鼓励、支持学生参加国际程序设计大赛
15
基于课程群的实践能力贯通训练
• 程序设计能力
3. 网络化教学支撑网：程序设计练习与考试系统 • 20多年应 用历史 • 使用学生 4万多 • 在全国30 多所高校 使用
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基于课程群的实践能力贯通训练
– 国家实验教学示范中心
– 国家教学团队
5
本专业课程体系改造计划
• 改造动因
– 应该引导学生在某一方向做到“精、深、通 ” – 知识点需要更新 – 知识点侧重需要调整 – 四学期制导致课程太碎，过多衔接冗余 – 需要与国际接轨
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本专业课程体系改造计划
• 计划
工程实践、毕业论文、毕业设计 交叉与应用 计算机 科学Leabharlann Baidu理论 计算机 软件 技术 前沿技术与科研训练 计算机 系统 信息 安全
– 围绕课程探索主题的分层次教学方法模式设计：针对不同层次课程 特点，各“精研课程”设计围绕科学问题、设计问题、技术难点等 的研究探索性主题，开展结合课程特点的教学方法模式的探索； – 以小班化教学和教学过程考核为手段的教学过程强化：“精研课程 ”全部实行小班化教学（小于50人），并设置多环节过程考核（如 课堂报告、主动提问、抢答、讨论、测验等），并占总评30%以上 ； – 共有52人次先后申报“精研课程”项目，涉及课程27门。每个项目 自通过初次评审后，必须经历2年的实践才有可能得到最终认定。至 今有14人次7门课程获得了“精研课程”的称号。
• 程序设计能力
3. 网络化教学支撑网：ZOJ-程序设计竞赛网站
• • • • 积累题目2600余题 全球用户数逾5.7万 举办全球公开赛121场 在线提交量达300多万 人次 • 全球最有影响力的程 序设计竞赛类网站之 一
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基于课程群的实践能力贯通训练
• 程序设计能力
3. 网络化教学支撑网：PAT(能力测试）、作业查重 系统、试题库系统