新工科建设背景下的计算机类专业改革

摘 要：作为一个庞大的工科专业类，计算机类专业为社会培养了大批人才，毕业生受到社会广泛追捧，为国民经济发展做出了重大贡献。如何关注社会发展新需求，培养更多高质量的计算机类专业人才，是未来走内涵发展之路的关键。文章首先指出目前影响本专业类人才培养的主要问题，然后基于新工科建设的基本思想，讨论计算机类专业如何更新基本的教育理念，加强产学合作，按照新工科建设的要求进行改革，从多方面入手，实现增量优化、存量调整和交叉融合。

关键词：新工科；计算机类专业；人才培养；教育理念；产学合作；教学改革

据统计，截至2016年，我国的计算机类专业包括6个基本专业、7个特设专业布点数已经达到2 956个，在校生数占整个工科在校生数的百分之十六七，是一个名副其实的庞大专业类。另外，近几年来，计算机类专业毕业生无论是毕业半年后还是毕业三年后的薪水待遇，都居所有专业之首。互联网及“互联网+”的快速发展（移动支付等已经世界领先），大众创新、万众创业的快速推进，使其成为社会发展的新动力之一，这些都对计算机类专业人才产生了巨大的需求。可以预计，这种势头在未来还会持续一个相当长的时期。当然，这一现象在说明计算机类专业人才的重要性，以及社会对计算机类专业近些年改革的肯定的同时，也说明社会对这类人才有着更大的、更旺盛的且长期持续的需求，而本专业类培养的人才还与这些需求，特别是（未来）新的需求有较大的差距。差距在哪里？问题的关键是什么？如何进行改革？值得我们深入思考与探索。

一、影响计算机类专业教育质量的主要问题

相对来讲，计算机类专业是一个比较年轻的专业类。1956年，根据我国《1956—1967年十二年科学技术发展远景规划》建设的需要，哈尔滨工业大学和清华大学率先开办计算机专业；到1960年，全国有14个高校开办计算机专业；1978—1993年，增加了123个，达到137个；至2012年，达到了931个。在此期间，随着计算技术的发展，一些计算机类新专业逐步建立。如，1998年，网络工程专业进入教育部颁布的专业目录，到2001年，我国就有了12个网络工程专业。后来，根据国家软件产业和战略性新兴产业发展需要，又陆续建起了软件工程、物联网工程、信息安全等专业，逐步形成了分类培养计算机类专业人才的格局。2012年，教育部颁布了《普通高等学校本科专业目录（2012）》，正式确定了计算机作为一个专业类。该专业类包括6个基本专业和一批特设专业，计算机科学与技术专业作为其中专业之一。截至2016年，计算机类专业点达到2 956个，计算机科学与技术专业、软件工程专业、物联网工程专业、网络工程专业分别以985，598，503，427个专业点位居本专业类专业点数的前4名。这些发展具有明显的“外延发展特征”，可以算作本专业类发展的一个阶段。在外延发展后，目前正转向以提高质量为主的“内涵发展”阶段。新工科建设，正是促进这一发展战略转移的契机。因此，必须解决影响内涵专业发展的问题。作者认为，在众多的问题中，最主要的有以下三个。

1.教育基本理念有待更新

首先，要从传统的以教为中心，转变为以学生发展为中心。在精英教育阶段，专业面向学科办学，专业教育强调对相应主干学科知识系统、全面的涵盖，毕业生根据国家的需求，被分配到某些岗位上，他们依靠扎实的基础去逐渐适应工作。这种精英式教育模式，已经无法很好地适应大众化教育阶段的人才培养实际。在大众化教育阶段，教育必须根据被教育者如何更好地适应社会的需求而设计和实施。也就是说，精英教育阶段，专业在计划和实施人才培养时，瞄准的是整个学科专业的问题空间；而在大众化教育阶段，则应实施分类培养，在整个学科专业的问题空间中切分出适应本专业点学生的问题子空间，以便更有效地应对“学生在校时间的有限性和知识的无限性的矛盾”，以及“教育的基础性与探索与创造的未来性的矛盾”，更好、更有效地利用有限的时间，面向未来，使学生更好地发挥特长，为社会提供更好的服务，实现“扬长以求卓越”。所以，需要更加聚焦社会需求与学生发展。

其次，与第一点密切相关，要从面向课程的教育（CBE）转向面向产出的教育（OBE）。面向产出的教育与面向課程的教育区别之关键在于“追求的是产出（能力），还是输入（知识/课程）”。面向课程的教育，讲究的是该学习什么样的课程，这些课程中哪些是主干课（所以有的专业规范、标准中具体规定了专业必须上什么课），课程教学讲究的是教师教得怎么样，课程考试讲究的是考卷对课程知识点的覆盖。在这种模式下就有了考试的重点知识覆盖（考前确定重点等），就有了应试教育的温床，也给了条件并不具备的专业点存在的机会（只要开出所列“名称”的课程就可以了，至于对专业是否理解，是否有基本的办专业条件也就不那么重要了）。而面向产出的教育盯住学生有什么样的能力去解决问题。按照国际等效的标准，两年制的专科毕业生只需要解决狭义工程问题，三年制大专毕业生将要解决广义工程问题，本科毕业生则要解决复杂工程问题。所以，计算机类专业的本科毕业生学习知识要达到的程度是足以支持解决复杂的计算问题，他们要学会分析，学会设计，要考虑相应的社会、伦理、道德、法律等社会因素。这样一来，仅仅凭经验去上几门课就很难达成目标了，需要的是更科学、更精细的设计和教学实施：设计培养目标，设计相适应的毕业要求，分解毕业要求，按照毕业要求达成的需要设计相适应的课程体系并开展相适应的教育。

再次，建立完善的持续改进（CQI）体系。完善的持续改进体系不同于大多数学校目前运行的传统质量监控体系。传统质量监控体系服务于面向课程的教育，其重点在于监控教师，监控教师的课讲得怎么样。而完善的持续改进体系则在于全面体现学生为中心和产出导向教育的需要，其质量监控机制在于促进学生有效达成体现为能力要求的课程目标和毕业要求；毕业生跟踪反馈机制和社会评价机制则在于评估培养目标的合理性，并促进其实现，兼顾对毕业要求达成的评价与改进。特别是在完善的持续改进体系中，要求的不是孤立的评价和简单的反馈，而是基于系统评价的反馈和基于评价的改进。

2.人才培养标准尚需加快建设落实

专业教学指导委员会作为教育部聘请并领导的专家组织，接受教育部的委托，开展高等学校本科教学的研究、咨询、指导、评估、服务等工作。近三届计算机（类）专业教学指导委员会研制并发布了专业规范、标准和有关指导意见，并进行了大量广泛的宣传和推广，它们在推动计算机类专业建设、改革与发展中发挥了重要作用。例如，《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范》《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》《高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案》《高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养》《普通高等学校本科计算机科学与技术专业说明》《计算机类专业教学质量国家标准》（待正式发布）。除了《计算机类专业教学质量国家标准》外，其他文件都是指导性的，而且《计算机类专业教学质量国家标准》还未由教育部正式发布，所以可以认为，和其他专业一样，目前还缺乏教学质量国家标准。另外，虽然在上述所列的专业规范等指导文件中，我们已经开始引导各个专业摆脱课程的束缚，给出了推荐的知识领域、培养基本要求，以及计算机类专业人才的能力构成等，但还没有明确彻底地将教育从面向课程的教育引导到面向产出的教育。加上人们从传统的面向课程的教育走来，使得依据恰当的标准培养人才刚刚起步，离全面落实还有较大的距离。正是由于这些原因，使得本科教学的定位不清晰，甚至是偏离，不少授工学学位的专业点的教育还没有意识到应该聚焦在培养学生解决复杂工程问题的能力上，也有一些专业点存在着包括重理论课程教学（不是要求的理论教学），忽视实践教学，以及“工程教育科学化”等问题。

3.人才培养质量意识有待强化

质量是专业发展的生命线。但在外延发展情结还比较浓的情况下，人们的质量意识还比较淡漠，面向课程的教育理念不仅使得专业教育难以达到要求，也给应试、给简单的60分“达标”开了方便之门。

另外，如前面已经提到的，传统的质量保障体系已经无法满足目前人才培养的需要，新的持续改进体系还有待建立和完善。

二、新工科建设的基本思想和路径

教育部有關文件指出，我国高等工程教育改革发展已经站在新的历史起点，要加快建设“新工科”。吴爱华等人指出[1]：“我国经济发展正在进入结构调整、转型升级的攻坚期，新旧增长动能正在转换，以互联网为核心的新一轮科技和产业革命蓄势待发，新技术、新产品、新业态和新模式蓬勃兴起，创新成为国际竞争的新赛场，既为后发国家赶超跨越提供了战略机遇，也将进一步加剧国际上的人才竞争。工程教育与产业发展紧密联系、相互支撑，新产业的发展要靠工程教育提供人才支撑，特别是应对未来新技术和新产业国际竞争的挑战，必须主动布局工程科技人才培养，加快发展和建设新兴工科专业，改造升级传统工程专业，提升工程教育支撑服务产业发展的能力。可以说，工程教育主动布局和深化改革到位，就会对经济转型升级产生积极促进作用；反之，工程教育改革滞后，将会迟滞产业升级进程。”

新工科建设要“树立创新型、综合化、全周期工程教育新理念”，通过增量优化、存量调整、交叉融合构建工科专业新结构，通过明确工程人才能力体系，按照工程逻辑构建课程体系，培养学生创新精神、创业意识和创造能力的新模式，建立完善工程人才培养质量标准体系，形成分类培养，提高质量。通过从学科导向转向产业需求为导向、从专业分割到跨界交叉融合、从适应服务到支撑引领，探索建立工科发展新范式。

三、以新工科建设为契机，推进计算机类专业改革

计算机类专业都是国家战略性新兴产业相关的专业，特别是在各个专业、学科改革建设中具有非常重要的作用，再加上本科教育的基础地位，建设和发展好计算机类专业对一个学校的发展已经变得非常重要，甚至已经不再是专业本身的问题。要适应新的需要，必须大力推进计算机类专业全方位的建设与改革。

1.增量优化

作为信息技术的核心之一，计算机技术发展迅速，物联网、大数据、人工智能、移动计算、云计算等正在改变着人类的生产和生活方式，社会急需大量的相关人才，特别是应用开发人才。计算机类专业的发展，正是对这一新需求的响应。

计算机类专业中增加的一些特设专业成为新的增长点。原来只有智能科学与技术（080907T）和空间信息与数字技术（080908T）两个特设专业，2016年起，增设了数据科学与大数据（080910T）、网络空间安全（080911TK）、新媒体技术（080912T）和电影制作（080913T）等5个特设专业。物联网工程（080905）、软件工程（080902）、数字媒体技术（080906）等基本专业将是另外的主要增长点。无论是基本专业的增设还是特设专业的增设，都应该满足即将发布的《计算机类专业教学质量国家标准》，特别是保证以下几方面要求的满足。

第一，明确本专业的社会需求。总体上讲，新工科建设，要以培养满足社会特定需求的毕业生为目标，要“问产业需求建专业”“问技术发展改内容”，要加大产学合作的力度。前面提到，任何一个专业，其毕业生都有自己的问题子空间，这个问题子空间体现了该专业点所培养学生的主要服务面向，体现自己的优势。所以，问题空间子空间既不是整个问题空间，通常也不是其他学校相同专业的问题子空间。这就要求申办专业点者必须真正弄清楚、并瞄准自己培养的学生讨论具体的社会需求，而不是泛泛的社会需求，更不是网上下载的、可以人云亦云的“需求”。而且要明确我真的是要，而且能够培养出面向这个问题子空间的合格人才。

第二，合理的人才培养方案。首先要有一个体现学生擅长和学科优势的、吻合于“问题子空间”的培养目标，明确学生毕业5年左右的专业预期，而不是毕业时在专业内“科学研究、工程开发、应用维护、教学、管理”什么都能干的“高级人才”这种笼统目标。其次要有支持培养目标实现的专业毕业要求。专业毕业要求应该不低于《计算机类专业教学质量国家标准》所给的毕业要求，且有自身特色。目标清楚准确，专业毕业要求就会体现专业所培养出来的人才的特色。再次是能够有效支持专业毕业要求达成的课程体系。需要将专业毕业要求分解为指标点，然后这些指标点的达成任务分配给相应的课程（理论课程和实践课程）。值得注意的是，新建的专业应该有自己的特点，而不是计算机科学与技术专业的一个“方向”，更不是在原有某个专业的基础上简单地添加或者更换几门新课程就构成新专业的“课程体系”。

第三，专业需要有基本的学科支撑和师资队伍。要办好一个专业，必须有基本的主干学科支撑，它（们）既便于办学点深入理解专业，也便于形成基本的师资队伍和支持师资队伍发展的平台，保证专业的可持续发展，也能比较好地引导学生发展。基本的师资队伍是办好专业的必要条件，这些教师应该在新申报的专业上有一定的积累，尤其是专业负责人等核心教师，而且整个师资队伍在数量上不能少于12人的最基本要求（专职的，不是和已有专业交叉使用的），需要坚决杜绝五六个人就办一个专业，十几个人就办两三个专业的情况出现。

当然，作为专业教育，必须有教室、实验室、实验设备等基本办学条件。

2.存量调整

前面已经提到，2016年，计算机类专业已经拥有近3 000个专业点，特别是这个巨大的专业类中大约95%的专业点的办学历史没超过25年，加上近些年高等教育发展迅速，所以，需要在以下几方面进行调整。

（1）更新基本的本科人才培养理念

更新基本的本科人才培养理念，为提高人才培养的效率和水平提供保障。首先是回归“人才培养”的办学初心，牢固确立本科教育基础地位，明确教师的责任，加大本科教育的精力投入，夯实基础，避免“地动山摇”。其次是推动三大先进教育理念的落实，树立本科教育不是基本知识输入，不是基本课程要求，而是要追求面向未来解决复杂工程问题基本能力在学生身上的产出。

（2）构建完整的持续改进体系

按照“全面质量管理理论（PDCA）”建立完善的持续改进体系，建好质量监控、毕业生跟踪反馈和社会评价3个机制，保证其有效运行，紧盯培养目标、毕业要求、课程体系3方面的改进，并不断提高这3个方面的合理性和“达成度”。为此需要注意以下三点。

首先，评价是基础。持续改进要求将评价作为基础，要求评价的准确性，追求数据合理、分析到位。要弄清楚评价的对象（目标）、评价的标准（依据）、评价的执行者、合适有效的评价方法、恰当的评价周期，要以真实反映评价对象的原始数据的有效搜集与深入分析为基础。

其次，机制是保障。用机制保证评价和改进的持续性和有效性。只有机制完善有效，才能够持续地进行。要针对质量监控、毕业生跟踪反馈和社会评价，建立一套规范的处理流程，同时明确规定在这些处理流程中涉及的相关人员以及各自承担的角色。

最后，改进是目标。将评价结果用于改进，坚持基于评价的改进，使得改进有根有据，效果良好。基于评价的“改进”，强调避免凭感觉、凭经验、凭个人的意见“改”；没有对评价信息进行深入的分析、并基于分析做出决策的“改”，很可能是“盲目地改”；要追求“改进”，而“改”不等于“改进”。

（3）明确聚焦解决复杂工程问题能力培养的基本指向

必须明确和落实本科工科教育的基本定位，要围绕着培养学生解决复杂工程问题的能力设计和实施人才培养方案，并按照此要求进行学习产出的评价。逐渐纠正某些专业点定位不清、降格要求的问题，使人才培养达到《计算机类专业教学质量国家标准》所定义的本科教育基本要求。

这里特别强调的是，培养学生解决复杂工程问题的能力，并不是简单地让学生参加一个甚至几个复杂工程就可以了，而是要将这种能力的培养分解到教学的各个环节，具体可参考文献[2]。

（4）强化和落实培养方案的系统化设计

培養方案的设计与实施必须在《计算机类专业教学质量国家标准》的框架下进行。

如前所述，首先是确定一个恰当的培养目标，然后依据支持该目标实现的需要，设计相应的毕业要求，按照便于落实达成和进行达成度评价的标准（可衡量）将各项毕业要求分解成一系列指标点，按照支持指标点达成的需要构建课程体系，并通过实际的理论课和实践课的教学，具体落实相应的指标点，通过教学活动结果的评价证明毕业要求的指标点确实达成了，并通过这些评价发现需要改进的地方，向前反馈，以指导改进。

（5）稳步走向科学施教

要彻底摆脱面向课程的教育，真正走向面向产出的教育。要将知识作为载体，向学生传授解决计算机类复杂工程问题的思想、方法和专业技能，这些思想和方法就是计算学科方法学的内容，包括方法论意义上的12个核心概念、典型的数学方法和系统方法、问题的抽象、理论、设计求解过程。

必须在教学大纲中给予明确规定。明确课程目标，且课程目标与其支持的毕业要求（指标点）相关联（所以，就不再仅仅是对知识点掌握的要求），课程教学内容不能仅仅是知识，还要包含问题求解思想和方法。因此，传统的大纲已经无法适应新的要求，特别是那种“教材目录式大纲”，距离新的要求就更远了。

（6）加强产学合作，提升创新创业意识和能力

进一步强化教育为产业发展培养人才的认识。除了“问产业需求建专业，构建工科专业新结构”外，更要积极推进产学合作育人，紧跟技术的发展，培养学生关注社会需求，积极引导探索，不断提升学生的创新、创业意识和能力。中国高校计算机大赛就是为了引导学生通过产学合作，面向社会需求选题，激发自己的聪明才智，锻炼综合运用所学，创造以服务社会。

（7）满足《计算机类专业教学质量国家标准》要求

按照教育部的计划，一批专业类的教学质量国家标准将在今年公布实施，《计算机类专业教学质量国家标准》会在公布之列。要想提高计算机类专业人才培养的水平，必须加快专业建设步伐，使所有的专业点尽快达到《计算机类专业教学质量国家标准》的要求，更有一大批专业点能够通过中国工程教育专业认证，实现“国际等效”。

3.交叉融合

交叉融合的关键是“真正的融合”，而不是“拼盘”。“拼盘”体现的依旧是面向课程的教育，而“融合”要求的是面向产出理念下的专业培养方案的系统设计与实施。

可以通过理工科的融合，培养研发类人才，重点在于解决工程开发中的基础问题；也可以与其他行业的融合，实现跨界交叉，培养复合型人才，重点解决相关行业内的计算机类问题，促进相应行业的升级、改造，这种模式适应于有行业背景院校的计算机类专业；还可以与技术发展融合，紧跟技术发展，培养某一方面的特殊人才，实现支撑引领目标；与地方建设的融合模式在于培养地方建设和发展亟需的人才。当然，由于计算机技术在一定意义上是一种通用技术，不同的地区需求差异可能不是很明显，此时可以重点考虑地方产业发展的特殊需求。

参考文献：

[1] 吴爱华，侯永峰，杨秋波，等. 加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J]. 高等工程教育，2017（1）.

[2] 蒋宗礼. 本科工程教育：聚焦学生解决复杂工程问题能力的培养[J]. 中国大学教学，2016年（11）.

[责任编辑：余大品]