新工科背景下高校计算机专业建设的新思考

张艳 卢菁 赵逢禹

摘  要： 新一轮科技和产业革命带来了许多新产业，市场对计算机专业人才的需求与日俱增。高校作为人才培养的主体，其计算机专业建设的现状，无法有效满足实际需求。文章从分析“新工科”概念入手，剖析了当前高校计算机专业建设的现状和存在的问题，然后，从新工科建设的角度出发，对高校计算机专业建设和人才培养进行思考和分析，给出了相关建议，希望对推进我国高校计算机专业的新工科建设有所帮助。

关键词： 科技革命; 新工科; 新工科建设; 计算机专业建设; 人才培养

中图分类号：TP393.0          文献标志码：A     文章编号：1006-8228（2019）05-64-04

Abstract： A new round of scientific and technological revolution has brought about many new industries， resulting in an increasing demand for computer professionals. As the main body of personnel training， colleges and universities must take the initiative to reform and innovate in order to cultivate more high-quality computer professionals. In this paper， the concept of "new engineering" is proposed to discuss the present situation and existing problems in construction of computer specialty in colleges and universities. And on the basis of the new engineering construction， the current status of computer specialty construction and personnel training are analyzed， and several suggestions are given to promote the construction of new engineering of computer science in universities in China.

Key words： scientific and technological revolution; new engineering; new engineering construction; construction of computer specialty; personnel training

0 引言

以互联网为核心的新一轮科技和产业革命给人类社会带来了许多新技术、新产品、新业态和新模式，我国经济发展也步入结构调整、转型升级的新时期。计算机专业成为与国家战略性新兴产业密切相关的专业，在诸多领域发挥着重要作用，因此，各行各业对计算机专业人才的需求呈现持续旺盛增长的态势。据统计，截至 2016年，我国的计算机类专业包括六个基本专业、七个特设专业，在校人数约占整个工科在校人数的百分之十六七，是一个名副其实的大专业类[1]。虽然每年高校计算机专业的毕业生人数在不断增加，但是能解决实际工程问题的计算机专业技术人才仍然是供不应求。

为此，2017年2月以来，教育部提出了“新工科”的概念，先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”。这其中，于2017年6月在京召开的“新工科”研究与实践专家组第一次工作会议具有里程碑的意义，会议上审议并通过的《新工科研究与实践项目指南》，吹响了新工科建设的集结号，指明了推进高校新工科建设的方向。因此，应对新一轮科技革命和产业变革的挑战，需要大力推进高等教育改革，主动服务国家创新驱动发展和“中国制造2025”、“互联网+”等重大战略实施，加快工程教育改革创新，培养造就一大批多样化、创新性卓越工程科技人才[2]。

本文从对“新工科”概念的剖析入手，在分析当前计算机专业教育和人才培养现状和存在的问题基础上，对本科院校计算机专业的新工科建设进行了思考和探索，并给出相关建议，希望对推进我国高校计算机专业的新工科建设有所帮助。

1 “新工科”的内涵与外延

“新工科”中的“工科”指工程学科，“新”则包含新兴、新型和新生三方面含义。在《新工科研究与实践项目指南》中指出：以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新经济呼唤“新工科”;工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学质量和分类发展的新体系这五个“新”是“新工科”的重点研究内容，也是“新工科”的内涵。

如果进一步地延伸，可以从思想认识、路径选择、实施方法三个层面入手理解“新工科”。首先，在思想认识层面，要从服务国家发展战略的高度出发，在融合产业、行业和战略动态调整的理念指导下，紧密围绕国家重大战略需求主动布局、谋划“新工科”建设;其次，在路径选择层面，要在继承传统优势的同时，注重学科交叉与产学研融合，进行人才培养理念的升华、体制机制的改革以及培养模式的创新，做到继承与创新并重;最后，在实施方法层面，要在坚持创新的同时，从系统的角度出发，设计一个教育、研究、实践、创新一体化的完整体系，实现系统化。

计算机专业作为重要的新工科专业，具有鲜明的时代特点和发展动态性，为适应现实需求，无论是专业建设还是人才培养，都不能再走之前的老路，必须创新：引导专业点从面向学科办专业转向面向社会具体需求办专业，这需要改变原来课程导向的做法，变以“教”为中心的教学模式为以“学生”为中心的模式，一切为了学生的发展;同时，建立和完善评价机制，并持续改进，实现教育的开放化[3];在围绕产业链、创新链进行创新变革的同时，为了学生未来能够更好服務社会，以新工科人才的特征为引领，以面向未来科技革命和产业革命的新技术为平台，构筑完善体系。

2 当前高校计算机专业建设的现状与存在的问题

目前，我国高校计算机专业招生规模虽然很大，但是培养出来的能跟进IT行业技术发展、满足产业结构多元化和产品结构多样化的人才却远远不足。这些主要是由以下几个问题造成的。

⑴ 工程教育理念薄弱，专业教育模式落后

很多高校在计算机专业教育方面，没有将IT技术的最新发展、行业企业对IT人才的要求纳入课程体系和教学内容，专业建设和教学模式都相对滞后，忽视了对学生解决实际问题能力和应用设计能力的培养，学生就业时自然不能令企业满意。而且，不少高校在课时设置、实践教学的配套设施、教学方法的改革以及教学效果的评价上，没有把实践创新能力作为人才培养的根本[4]，在教学过程中，工程教育理科化倾向严重，重理论轻实践。同时，教学模式落后，学时多以教师为中心，注重理论知识的教授，轻视学生主动参与，无法有效锻炼学生的实践能力、解决问题能力和团队协作能力，更谈不上为解决复杂问题而要具备的分析、设计甚至兼顾相应的社会、伦理、道德、法律等社会因素的能力[5]。这样的教育模式最终导致学生没有能力解决复杂工程问题，在工作中自然达不到企业的实际需求。

⑵ 人才培养定位模糊，培养模式相对落后

人才培养模式是专业建设的核心，我国高等教育经过“卓越工程师教育培养计划”、加入“华盛顿协议”等重大改革后，虽然初步形成规模和体系，但工程教育大而不强，在人才培养方面还存在一些瓶颈，例如：在落实培养方案时，不能突破传统专业人才培养的教学模式，学科壁垒使学生的知识体系较为狭窄;虽然建立了校企合作的育人机制，但是具体执行时可持续性差，校企对接不强;本科到硕士培养衔接不畅，效率低下等。上述情况最终导致我国工程人才培养的理念不适应当前的变化和需求;人才知识体系不适应实践和社会发展的要求;培养模式不适应教育学习的新环境;人才结构不适应行业产业需要的局面，所以，高校的计算机专业建设不必改革现有的人才培养模式。

大学的人才培养模式除了担负起基本的传道授业解惑任务之外，还要为学生搭建平台、创造机会，培养他们的持续竞争力。为此，要培养学生的责任心和使命意识;让他们了解社会信息化过程的变化，以及科学和工程技术在社会信息化变化中的推动作用和对于全球化的影响;同时，尤其要让学生明白在这些变化中自己应该具备的专业知识、专业素质和业务能力[6]。高校管理层更应该明确新时代下新工科教育的重要任务与使命，新环境下高校人才培养的真正目标。

⑶ 教师队伍实践经验缺乏，工科性特征不明显

目前，在许多高校的工科专业师资队伍建设中，并没有达到现代工科教育的要求，比较突出的问题是：很多工学学位的专业点的教育没有把学生培养重点聚焦在培养学生解决复杂工程问题的能力上，教师常常重视理论课程教学，不重视实践教学，出现“工程教育科学化”的现象。随着新工科建设的开展，与之配套的师资队伍却是以擅长学术但缺乏工程实践经验的博士为主;师资建设过程中重学历轻实践、重科研论文产出轻实践教学能力的现象比较严重。这与工程化人才培养对师资队伍的实际要求相差甚远，培养出的计算机专业学生工程实践经验少、团队合作意识缺乏、创新能力不足，质量自然是差强人意。

3 对本科院校计算机类专业的“新工科”建设的思考

近些年来，为推动计算机类专业建设，国家专业教学指导委员会研制并发布了有关指导意见，如《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》、《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》等，来推动计算机类专业建设、改革与发展。为适应新工科建设，根据目前高校计算机专业建设的现状，提出以下几点建议：

3.1 改革传统教学模式，调整和优化教育内容，强化工程思想教育

在新工科建设和人才培养过程中，最关键的是教学模式改革与创新。这按照“工程教育专业认证”的要求和“卓越工程师培养计划”的理念，依据企业用人标准，调整培养目标和课程体系，从传统的以教为中心的教学模式，转变为以学生发展为中心的教学模式，实现从面向课程的教育逐步过渡到面向产出的教育，使学生满足新工科人才要求，初步具备人文科学、社会科学和自然科学的知识结构，同时初步了解现代企业的工作流程和文化。为此，我们可以尝试以下几种新举措。

⑴ 利用网络资源，采用互联网和群体化方法革新教学模式

当前的教育改革深受互联网的影响，体现翻转课堂教育理念的慕课MOOC（Massive Open Online Courses）和SPOC（Small Private Online Course，小规模限制性在线课程）就是典型的例子。翻转课堂以先进的学习理论为指导，把学生作为认知主体，通过体验参与、概念探索、意义建构和展示应用等多个环节实现学生的主动探究学习，从而提升学生的综合学习能力。此外，可以让计算机专业的教师和学生充分利用网络上的开源社区，如SourceForge、GitHub等，与不同水平和层次、不同专业和领域知识背景的软件开发人员在线交流，充分发挥互联网的优势和群体智慧，这不仅有助于教师结合网络资源改變传统教学模式，而且可以给学生提供诸多启发和实践经验，丰富学习内容。网络资源、MOOC和SPOC的形式，无论是从教学资源的组织、教学活动的设计，还是从教学环境的支撑等方面，都能较好地利用互联网资源，解决目前高校课堂教学中重知识传授轻动手实践、能力培养的问题，与新工科建设所倡导的培养有开创性、思维独立的人才目标一致，也与当前国家创新型人才培养目标高度契合。

⑵ 建立面向计算机系统的能力培养模式

通常计算机系统可以划分为计算机基础系统、计算机环境平台系统和计算机应用系统3个层次。系统能力的培养，强调从系统结构高度掌握计算机系统内部各软件、硬件部分的接口、运行协同以及系统内部各部件的逻辑关联，了解系统呈现的外部特性与人机交互模式等。因此，从专业素质的培养角度来说，要在课程设置、课程设计、实践环节等方面全面改革，将数学、自然科学、工程基础和专业知识溶于日程教学，让学生在学习这些知识的时候，能够同时掌握问题的分析思想、分析方法及其描述语言和描述方法，达到会从系统的角度进行推理，会用专业语言建模并描述问题，从而解决实际问题的程度。

⑶ 突破线性叠加式的知识体系构建方式

当今时代，科技的创新越来越体现学科的交叉，因此在学生知识体系的培养过程中，我们要突破以往传统的线性叠加的方式，探索非线性的融合式的知识体系构建方式，尝试本科阶段的跨界培养模式。例如：设置跨专业的学科平台课程和跨专业的实习实践、毕业设计;尝试主修与辅修第二专业的结合混合式工程人才培养途径等等。

3.2 树立工程教育理念，建立校企深度融合的工程化人才培养新模式

摆脱课程的束缚，明确本专业的社会需求，树立工程教育理念，持续改进计算机专业人才培养体系。具体来说，可以循序渐进地采用以下几种方式。

⑴ 在招生环节可以通过大类招生、大类培养来强化基础，拓宽专业口径，打好学生的基础;在学制管理方面，基于学科交叉的本硕贯通培养及弹性学制，通过先理（本科）后工（研究生）或者先工（本科）后理（研究生）的培養模式实现多渠道的工程人才培养。

⑵ 实现“教-学-研-产”四者的深度融合，即以产业为背景、企业为平台，以学习为中心，通过学生这一主体，利用研究手段，在企业教师和学校教师这样的“双师”指导下，实施目标明确、方案合理、“产-学-研-教”为一体的基于工程教育的合作实践，从而提高学生的实践能力。

⑶ 按照“全工程周期”的要求培养学生。不仅在工程知识、问题分析、设计/开发解决方案和研究能力等技术方面培养学生，而且要从工程角度、环境和可持续发展的观点出发，从工程层面培养学生的能力，教授学生项目管理的知识、团队沟通的技巧等，全面提升学生的专业素质和能力。

⑷ 提倡创新，为学生构筑各种创新平台。现行的实践教学方法本质是以教师、教室和教材为中心开展课程实践，这种方式极大限制了学生开展实践的视野，也制约了教师指导和帮助学生的范围。通过在校内建立和扩大创新实践团队、增加创新实践项目，拓展与校外企业合作的广度与深度来构筑创新实践平台，鼓励学生参与各类专业竞赛和创新创业活动，扩宽学生的创新渠道，全方位提升学生的实践创新能力。

3.3 实现“走出去引进来”的“双师型”师资队伍建设

为了提高教师的工程实践能力，采用学院选派、企业考核的方式，根据实际情况每年派出青年教师到企业锻炼，增强其对工程技术的了解，逐步提升教师的实践教学能力。鼓励学校与IT企业的相关技术部门建立校企合作项目和教师培训项目，让学生和教师在实际的实践项目里进行锻炼。此外，还可以从合作企业中选聘工程师承担校内实践环节的教学任务，以补充校内师资不足，实现“走出去引进来”的“双师型”师资队伍建设。

4 依托“工程教育专业认证”，提升专业建设水平和人才培养实力

为提升学生专业素质，积极推进和完成工程教育专业认证工作。例如，通过中外合作办学方式与欧美等先进大学合作，在师资培养、留学生互派、课程体系改革和建设等方面展开交流，学习别人的先进理念和方法，培养既熟悉国际交流合作流程又符合国际标准的国际化软件工程师，提升毕业生在就业市场中的竞争实力和教师的教学水平。

5 结束语

习总书记说过：“我们对高等教育的需要比以往任何时候都更加迫切，对科学知识和卓越人才的渴求比以往任何时候都更加强烈。”应对未来新技术和新产业国际竞争的挑战，要靠与产业发展紧密联系的工程教育提供的人才支撑，当前，很多高校的计算机专业建设、教学模式、培养体制和师资队伍等方面还不尽如人意。因此，高校必须在正确认识新工科建设的重要性和意义的前提下，重新审视计算机专业的建设现状，认清当前存在的问题，主动布局，开展系统性、深层次的改革。利用网络资源与优势改革传统的教学模式，实现知识结构的重组和优化;完善师资队伍建设，提升教师队伍的实践能力和创新水平;注重校企结合，为学生搭建更多的创新创业渠道和平台。同时，从适应专业和产业发展、满足岗位需求的角度出发，落实新工科建设特色的人才培养方案、加强能力培养，加快计算机专业发展和建设，提升工程教育支撑服务产业发展的能力，从而大力推进计算机类专业全方位的建设与改革，为国家建设和企业发展培养更多高质量的计算机专业人才。

参考文献（References）：

[1] 蒋宗礼，姜守旭，发挥本科教学质量国家标准对新工科建设的推动作用[J].中国大学教学，2018.1：41-45

[2] 教育高等教育司，《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》.教高司函（2017）6号[2017-02-20].http：//www.moe.edu.cn/s78/A08/A08_gggs/A08_sjhj/201702/t20170223_297158.html.

[3] 王斌，高江波，陈晨.面向“新工科”大学人才培养的思考[J].教育探索，2018.1：52-55

[4] 张爱玲，周世生，新工科背景下软件工程人才培养的研究与实践[J].计算机教育，2018.6：29-32

[5] 李正良，廖瑞金，董凌燕，新工科专业建设：内涵、路径与培养模式[J].高等工程教育研究，2018.2：20-24

[6] 言十.论新工科建设及计算机与软件工程学科的作用[J].计算机教育，2018.6：1-5