瞭望北美洲大专院校的IT专业

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  孙晓凌
  
  现任东软信息学院(大连)计算机科学与技术系学术委员会主任,教授,博导,加拿大阿尔伯达大学电子与计算机工程系客座教授,中国科学院沈阳自动化所客座教授。1993年获加拿大维多利亚大学计算机科学博士学位。1992年起,任加拿大阿尔伯达大学助理教授,副教授,终身教授。1998-1999年任北电网络(Nortel Networks)客座教授。是加拿大国家自然科学与工程基金会委员会成员,2003/2004年第18/19届IEEE超大规模集成电路故障与容错年会会务主席/会议主席。
  出国留学已成为我国青少年接受高等教育的选择之一。北美大专院校成为许多IT专业学生的首选是由于其专业化的管理体系,严格的职业性监督,灵活的产学结合机制,及自由和竞争的学风。北美在IT行业无可置疑的国际领先地位正是建立在这个有效的教育体系之上的。
  
  院校的IT专业设置
  
  北美大专院校按学生在校年限可分为:(a)四年或五年制的本科,(b) 二年制的大学预科,和 (c)二年制的大专。其中,四或五年制的大学本科授予学士学位(B.Sc.)学生毕业后可被聘为“工程师”。二年制的大学预科的学生毕业获毕业文凭(diploma),可以直接就业,或将其部分学分转入有大学本科授予权并承认该校学分的大学继续深造。 二年制的大专或职业学校以教授实际工作技能,有较好的就业机会而受欢迎。其学生毕业后可应聘技术员类(Technologist)的工作。较好的大专的部分学分也可转入大学本科成为B.Sc. 学分的一部分。注意,只有非盈利型的大学预科/大专的学分才可转入大学本科。人们认为以盈利为目的就不能保证学术独立的办学准则,从而保证教育质量。2003年以来美国在这方面的政策有所松动,但争议很大。总之,大学本科和大专培养的是两类就业人员,再好的技术员不经过正规教育也不能变成工程师,但大本毕业生为就业而去拿大专文凭的却不少见。
  北美理工科院校中的大学本科的IT 专业主要分为“计算机科学(Computer Science, CS)”,“计算机工程(Computer Engineering, CE)”,和“电子工程(Electrical Engineering, EE)”。学生毕业的毕业文凭所注明的学位是B.Sc. in Computer Science(或Computer Engineering, 或Electrical Engineering)。其中计算机科学大多隶属理学院的计算机科学系,而计算机工程和电子工程属于“电子与计算机工程系”(Dept. of Electrical & Computer Engineering, ECE),一般是在工学院的管辖之下。九十年代末相继成立的软件工程(Software Engineering)或软件(Software) program都设在CS或CE之下。 随着计算机技术和信息技术的兴起,传统的电子工程(EE)专业,如电子、电力、自动控制、机器人等,受到了冲击。各系纷纷调整其课程设置,在EE下开设了数字技术、通讯、生物医学工程等方向,以维持其注册学生数。这些专业的学生毕业仍获 B.Sc. in EE 的学位,但就业范围扩大,就业机会上升。只有从经过国家认证的工学院的program 毕业的本科生,毕业时才被授予工程师的铁戒指(Iron Ring,现在已由不锈钢来制作)。它必须戴在写字手的小指上,随时提醒佩戴人要遵守职业道德,对工作极端负责。这些学生毕业后在职业工程师(Professional Engineer, PEng.) 指导下从事三年专业工作后,有资格向本省/州的PEng. 组织申请成为PEng.。有PEng.的人可以法人代表的身份签署正式的工程合同,并有权作为他人护照的证明人。
  国内IT专业的设置与北美差距较大,没有明确的计算机科学与计算机工程之分和理科与工科之分。因实验条件普遍较差等原因,其专业设置较偏向于计算机科学,尤其偏重于计算机软件。计算机工程是介于计算机科学和传统的电子工程之间的一个专业,七十年代末、八十年代初在原电子工程系之下开始发展起来后,在北美各校已经几乎完全以“电子与计算机工程系”(ECE)取代了原电子工程系(EE)。计算机工程专业的学生的专业课程分为三大类,计算机科学、电子工程、计算机工程各占三分之一,要分别在三个系选课。这类学生因有软件和硬件两方面的综合专业训练,很受企业的欢迎。相比之下,计算机科学专业的学生完全不懂得模电和信号转输,缺乏数电等方面的知识,而电子工程专业的学生则缺乏抽象思维和系统工程的训练。此外,与计算机科学的毕业生相比,计算机工程专业的毕业生可以成为PEng., 这对许多人也很有吸引力。
  国内IT专业在课程设置上与北美的差距就更大,而且越是先进的,高科技的,与实际应用密切结合的领域,如软件工程与管理,EDA (Electronic Design Automation)工具,超大规模集成电路设计与制造,纳米技术等,差距就越大。其主要表现是专业划分过细,教学内容普遍落后。国内现行的全国统一教材制,完全不适应高科技学科的教学与发展。对国外教育体系的了解,使近年来各校开出的学生成绩单在课程名称上几乎完全与国外“接轨”, 但在实质内容上却相差甚远。比如,许多大学还在使用传统的计算机组织与结构的教材,泛泛讲原理,而国外同类课程则跟随微机的发展,用国际同行公认的,每年修订的最新教材,从基本原理讲到了“Pentium Pro” 和“PowerPC”。作为一个整体,中国IT专业学生的动手能力、解决问题能力、创造力普遍偏低,这是为国外大学中的同行所公认的。近年来各大学合并、扩招后学生质量的下滑是另一个被人公认的现象。在国内大学中进行教育改革,建立有效的管理机制,从制度上保证大专院校教师的质量,保证教师在职业上的发展和知识更新,是国内IT专业面临的巨大挑战之一。
  
  大学行政管理系统
  
  北美非盈利型的大学采取的是将管理与学术分离的制度,确保学术的独立性。从大学校长、学院院长,到系主任,由教授/博士担任,是管理职位,实行任期制。一般是四年一届,最多连任两届。期满后,或回原系当教授,或到其他大学应聘。具体的教学管理工作大都由有经验的专业人员担任,这些人不因换校长、院长和系主任而更换。例如,系里的排课、课表、考试等是由一个APO(Administrative Professional Officer)负责。APO至少要有学士以上学位,也有不少是有博士学位的。他们不担任任何教学/科研工作,全职做管理。北美实行的是真正的学分制,完全没有国内的“班”的概念,学生可以跨系、跨院、跨校,甚至跨国来选课,但支持这个制度的学校的教学管理则非常复杂,稍不小心,就会出问题。APO一般有四年的适用期,然后可拿到永久性职位。
  
  教育先行,为产业服务
  
  如果说第一次工业革命是以压榨工人的残酷的资本积累为基础的话,人才竞争则是21世纪的信息革命最显著的特征。其中,北美大专院校IT 专业在科研和教学上的先导作用是有目共睹的,由它而带来的教育与产业的互动可以为世人所借鉴。
  除了专业或专职的教学管理人员外,北美大学的教学和学术工作是以“faculty members” 为核心的。教授对他/她教授的课程全权负责,包括讲课、作业、试验课的设置和运行、答疑、考试,到最后给分。每门课根据工作量的大小配给一定数量的助教(分判作业的(marker)和实验助教(Lab TA)两种, 由研究生担任),实验课配有技术员负责软硬件的支持。一门有36学时授课,18学时实验(相当于国内的54学时)的工程系的课程,一般有5个作业,3个实验报告,外加至少一个期中和一个期末考试。一切在13周内完成。教一个200人的班,一个教授大概需要8个助教(每人每周工作4~10小时不等),一个技术员(通常管理多个由各年级共用的实验室)的支持。 教授有权自选教课书,也可与出版社协商,将几本书的内容编在一起,为自己的课定做教材。大多数教授都使用自己的讲义和课件。学校鼓励/要求教授们与工业界保持紧密联系,提前了解工业界对大学教育的需求,并正式向系里的一个专门委员会提出修改教学大纲和教学内容的提案,该委员会会很快进行讨论,并向系全体教工会议提出议案,最后经全系Faculty 民主投票决定。若获得通过,该方案在向院、校申报的同时,可在下一学期付诸实施。在IT相关的专业,每年更换教课书和每两年修改教学大纲是非常正常的,以保证教学走到社会需求的前面。普通课程的教学大纲,大约每四年全面调整一次。
  学校鼓励/要求教授同本专业的国内、国际职业性机构保持终身联系,及时了解专业动向。许多院校每年给每位教授几百元至几千元不等,作为“professional expenses”,用于交纳在职业性组织中的会员费,订专业期刊等。活跃的学术空气促进了知识的传播和信息的交流。一个系里每周有十个八个学术讲座和报告是司空见惯的。这些讲座和报告对所有人开放。有些教授有时会将一节课取消,让大学生们去听讲,开阔他们的眼界。
  北美工学院的大学本科教育,除了学院内部的教学管理之外,还要受到全国性的职业认证机构和政府教育部门的联合监督。这种监督是以全国性的Engineering Accreditation Board的 Accreditation Visit 来实现的。Accreditation Board 每四年派一个7~10人的工作团,其中包括与本校没有学术上血缘关系的外校同专业的资深教授,来自工业界的专家和政府部门代表,对工科大学的本科的program进行一次全面的审查。审查一般持续7~10天,是使校方感到压力最大的一个事件。该团检查每一门课的教学大纲,课程实施,作业内容,实验设置,考卷,找教授谈话等。一些院校平时就将教授的讲义,教科书,考卷,作业等一律存档,以供任何人随时抽查。检查团完成工作后,会对该系的programs 和工作提出正式的非常具体的意见,并限期改正。所以,一个有多个program的工学院中,可能只有其中的一部分program是 accredited programs。
  北美大学中的co-op program 近十几年来非常受企业的欢迎,因而得到了快速发展。在IT专业,co-op 学生的比率大约占本专业学生在校数的60%。大学本科的co-op program 一般是五年制,比常规大本长一年。从大二开始,每年学生到企业工作4~12个月不等。进入co-op 要求要有比常规 program 高的平均分(grade point average, GPA), 并在在校期间保持在一定的水平。 一般学校的各级管理机构现在都设有专职的Co-op Office, 其职能是与企业的人力资源部门建立关系,在高度竞争的市场条件下,保证/提高本校co-op 学生的就业率,并为学生提供就业和找工作的基本训练。每学期一次,组织企业来校举办大型招聘会,公司直接与学生见面,招聘。学生受雇后,挣相当可观的行业工资,可帮助交纳学杂费和生活费。更重要的是学生在校期间有机会接触实际,学以致用,并能学习实践职业规范和道德,并开始建立自己的职业关系网,结识从公司员工,经理,到其他院校的co-op 学生。到外地工作的学生,还有机会旅行,锻炼在陌生地方独立生活的能力等等。 教授们也普遍反映,co-op学生要较一般学生成熟,好教。对企业来说,co-op 学生是经过训练的,相对廉价的雇员。学生在校学的是最新知识,比培训在职职工快捷和算。这在IT行业尤其重要。企业雇用co-op 学生的最大动力是能够直接与学生建立联系,能在co-op 学生中物色优秀者作为公司长期雇员的人选。 因co-op program 对GPA的要求,可以说,90% 以上的优秀学生都在 co-op program 之中。 Co-op 学生毕业前就已找到工作,或持有多家公司的聘书是很普遍的。在IT发展的鼎盛时期(1995-2000),世界最大的网络通讯公司之一,北电网络(Nortel Networks ), 就一直保持其雇员的25%为co-op 学生的比率。学生在co-op 学期结束,返校前,必须在其公司指导老师的指导下,完成一个工作报告,并由该老师签字。回校后,其报告由学生所属的系分派给一个教授审阅,以确保其工作质量。
  注重实验课和动手能力的训练也是北美IT专业成功的一个要点。除听课以外,seminar 和 lab 都是用来帮助学生巩固和理解课堂知识的。 在IT专业,seminar多用于编程类和EDA工具的使用的训练,而电路、微机、微电子等实验课都在lab的学时中进行。一门典型的课,总学时的三分之一为实验课学时,以培养学生的动手能力。高年级的实验课有相当的难度,经常是要学生自选课题,发挥其创造性,解决一个实际应用中的问题。课外,学生们还打破专业界限,自发组成工程组,自筹资金,自己动手做较大的工程项目,例如,机器人和太阳能跑车等。以太阳能跑车为例,它必须有机械、电子、计算机、光学等专业的学生的共同努力。学生们不但做出了能跑、能载人的太阳能跑车,而且去参加国际比赛,并获奖。然后,这个车再传给新组员,不断提高车的性能。学生有过这类的经验,企业当然会竞相雇用。
  北美和许多国家都有各类的大学教师职业协会,每年都召开年会,讨论和研究本领域教育方面的新问题,交流教学经验,互相学习,共同提高。
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