基于新工科的计算机学科发展策略

马金林

摘    要：随着新工科建设与工程教育的发展，各学科发展已离不开人工智能、大数据、云计算、物联网与网络空间安全等计算机技术的支持，计算机学科在新工科建设中扮演着更加重要的角色。文章在分析计算机学科在新工科建设中角色的基础上，提出了基于新工科的计算机学科建设策略。

关键词：计算机;新工科;工程教育

中图分类号：G640         文献标识码：A           文章编号：1002-4107（2020）07-0054-02

近年来，新工科建设和工程教育正在如火如荼地开展，计算机相关技术成为推动科技发展和社会进步热点的同时，人工智能、大数据、互联网+和网络安全等技术成为国家战略，国务院和相关部委发布了多项文件来指导和推动诸如国家安全、经济建设、产业升级等方面建设和发展。在工程教育和新工科建设的背景下，非计算机专业的计算机课程如何开设，计算机学科在新工科建设中扮演什么角色等一系列问题都值得我们深入思考。

一、计算机学科在新工科建设中的角色

（一）历史使命的承担者

新工科建设是应对新经济的挑战，从服务国家战略、满足产业需求和面向未来发展的高度，提出的一项持续深化工程教育改革的重大行动计划[1]。随着信息技术和工业技术的发展，各国纷纷提出推动产业升级和变革的新举措，如：德国提出“工业4.0计划”、日本的“制造业白皮书”、美国的“先进制造业国家战略计划”等，我国也提出了“创新驱动”与“中国制造2025”的国家战略。可见，各国已将制造业的创新和发展作为国家战略实施，这需要大量的创新型工程技术人才，各国大力发展工程教育，通过高等学校培养大量能够解决复杂工程技术问题的人才。可见，新工科建设是历史赋予高等学校和各相关学科的重大使命，各学科应积极承担这一重任，履行历史使命。

（二）新工科建设的主力军

据统计，截至新工科提出前的2016年，计算机类专业的6个基本专业、7个特设专业的布点数已经达到2956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[2]。新工科提出后，工科成为学生竞相选择的专业，计算机专业是最大热门。表1显示了2010年至2017年教育部批准设立的新专业情况[3]，图1显示了新增工学专业和计算机专业的占比情况，由表1和图1的总体趋势来看，计算机和工学专业在数量和占比上均在增长，其重要性与日俱增。人工智能、网络安全、互联网+、大数据的概念提出后，各高校和研究机构纷纷成立人工智能、网络安全、大数据学院或研究院。

教育部公示的名单显示，2018年全国高校申报的新增专业共有2542个。申报“数据科学与大数据技术”专业的高校超过220所，远超其他专业;申报“智能科学与技术”专业的高校超过100所，“人工智能”专业也申报者众多;申报智能技术与制造技术相结合的专业较多，如“机器人工程”“智能制造工程”“人工智能与机器人”[4]。可见，今年计算机专业在延续去年申报热的基础上，出现了大量计算机学科与机械类、控制类学科相结合的新专业。

（三）新工科建设的支撑者

2018年，教育部、工业和信息化部和中国工程院联合发布了《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》，这些重要文件的相继发布，进一步阐明了计算机技术在国家安全、经济发展、产业升级、学科发展中的重要性，确立了计算机学科对其他学科和行业的支撑作用，推动了计算机技术在各行各业的进一步应用。新工科建设强调学科交叉融合，纵观各个学科，最能实现交叉融合的就是计算机学科，它可以与各学科进行融合。作为计算机学科的主要技术，人工智能、网络空间安全、云计算、物联网、大数据等技术在各领域的广泛使用和推广，已经成为上至国家战略，下至生产生活中必不可少的内容。

（四）新工科建设的服务者

新工科建设提出以后，打开任何一份最新修订的工科专业的培养方案，都能找到多门计算机类课程，而这些课程往往支撑着多条培养规格和毕业要求。计算机技术在一定意义上来说是一种通用技术，随着各学科（专业）的发展和融合，他们均已拥有属于自己的工具软件和分析软件;计算机技能成为各学科必备的基本素质和能力要求，计算机技术已成为各学科必不可少的工具，计算机知识已成为专业人员必备的基础知识。因此，作为基础的计算机学科，必须为其他学科的新工科（新文科、新商科、新医科等）建设提供保障和服务，以促进这些学科的发展。

二、基于新工科的计算机学科建设策略

计算机学科作为新工科建设的主要力量，既要做好自身的新工科建设，又要支持其他学科（專业）的新工科建设。

（一）做好计算机学科的新工科建设

计算机学科自身的新工科建设是根本，只有强本固基，做好自身的新工科建设，才有可能支撑其他学科的新工科建设。

（二）健全服务新工科建设的管理机制

教师评价机制。建立以本科教学为主的评价机制，鼓励开设通识课程，鼓励为新工科专业开设计算机类课程。

教师选聘机制。改革现有教师选用机制，灵活选用教师，选聘跨专业、跨学科、跨学院、跨学校的教师到校授课，重点做好企业、行业中有丰富经验的工程技术人员的实践课授课工作。

课程选修机制。打破专业壁垒，向其他专业、其他学院开放课程资源，允许学生跨专业、跨学院选课。

学生管理机制。联合其他新工科专业在培养方案中设置灵活学分，鼓励学生在新工科框架下修读各类课程，鼓励学生选择计算机类课程。

实践教学创新机制。扩大实践教学覆盖面，在课程设计、竞赛、毕业设计、创新项目、创业项目中，广泛吸收非计算机类专业的学生，扩大计算机类专业与其他专业学生和教师的合作。

（三）优化服务新工科的课程平台

面对不同需求的学生，灵活设置多种类型的计算

机课程，满足其学习需要。

开设辅修专业。面向爱好计算机，并想修读第二学位的其他专业学生，使其获得更多的计算机知识，打造更扎实的计算机基础。

开设计算机通识课程。面向爱好计算机，热衷了解和学习计算机知识的全校学生，开设全校性通识选修课，普及更专业的计算机知识。

开放课程资源。允许学校其他学院（专业）的学生修读为本学院、本专业学生开设的课程。

为新工科专业开设计算机课程。针对学校的非计算机类新工科专业特点，打造并开设适合该专业的计算机课程。

开设在线学习课程。通过MOOC、SPOC、翻转课堂等以在线课程的模式将教学资源和教学过程进行呈现，学生根据课程要求自主学习，通过鼓励学生大胆质疑和创新，培养独立思考和分析解决问题的能力。

（四）创设服务新工科的实验平台

在新工科建设中，应统筹多个学科的实验需求，针对多学科交叉融合，建立一个专用于新工科的，供多个专业进行联合、交叉实验的实验平台。

（五）搭建服务新工科的创新平台

通过建立统一的创新平台，促进学生多学科知识的交流和检验，培养学生的创新能力和工程能力，提高其解决复杂工程问题的能力。

在校内设置实践创新平台，设置创新团队和创新项目，由企业、行业人员与校内教师、研究生导师共同指导，培养学生分析问题和解决问题的能力。

在校外设置生产实践平台，由企业人员与校内教师共同指导，让学生参与企业的实际项目和工作，培养学生解决实际工程问题的能力。

建立毕业设计平台，鼓励学生跨专业合作，由校内不同专业教师和企业导师共同指导，促进不同专业的交叉融合，培养学生的创新能力和综合素质。

（六）加强师资培训平台建设

搭建服务新工科的师资培训平台，为其他学科培养计算机类课程的师资。计算机学科在投入自身师资为其他学科开设计算机课程的同时，可以培训这些学科的现有教师，使其掌握相应课程和技术。

三、结论

新工科建设为计算机学科带来发展机遇的同时，也使其承担了一份沉甸甸的责任。计算机学科只有勇敢地挑起重担，履行工程教育发展赋予的使命，扮演好相应角色，才能推动计算机学科的发展和计算机教育的不断前进。

参考文献：

[1]林建.引领高等教育改革的新工科建设[J].中国高等教育，    2017，（Z2）.

[2]蔣宗礼.新工科建设背景下的计算机类专业改革[J].中国    大学教学，2017，（8）.

[3]教育部本科专业备案和审批结果[EB/OL].[2020-01-31].    http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/gjs_left/moe _1034/s4930/.

[4]普通高等学校本科专业设置与服务平台[EB/OL].    [2020-01-31].http：//www.bkzy.org/Index/Declaration.