早在1956年,清華大學就啟動了電子計算機專業,主要從事電子計算機硬件人才的培養和相關的研究工作。50年來,清華計算機系為我國計算機教育和科研事業的發展貢獻了許多力量。當然,其中難免有失誤和坎坷。今年是清華成立計算機專業50周年,也是我國計算機事業50周年,如何將取得的成績作為鞭策前進的力量,如何把教訓變為鼓勵飛翔的翅膀,《計算機教育》雜志特采訪了原清華計算機系主任王爾乾教授,請他談清華計算機教育事業50年的發展歷程,以期對我國未來計算機教育事業的發展能有所裨益。
歷史背景
1955年,中央確定了發展國家尖端技術的方針。同年秋,清華大學蔣南翔校長率中國教育代表團赴前蘇聯訪問,考察了蘇聯一些高等學校的尖端技術和教育研究情況。考察團回來后不久,中央決定在清華大學籌建“自動學遠動學”專業,這是清華自動控制系(今“計算機科學與技術系”)的前身。
1956年,中央制定了《十二年科學技術發展規劃》,這個規劃中的第41項有個小標題叫“計算技術的建立”。這個題目下面有很多內容,其中,特別著重于新生力量的培養。對于“計算技術的建立”,主要規定了幾件事情。
其一,在清華、北大等重點大學陸續建立有關“計算技術”的專業。這個“計算技術”,既有計算機硬件,也有計算機軟件。在這12年的規劃中,清華大學決定設立“數學計算儀器與裝置”專業,實際上就是計算機專業。同時,學校還決定成立統管“自動學遠動學”及“數學計算儀器與裝置”兩專業的教研組。
其二,緊急抽調大學高年級學生,培養“計算機”專業及“計算數學”專業的人才。教育部決定由清華大學負責“計算機”專業,然后從清華大學、上海交通大學已完成三年級學業的學生中抽調30余人到清華,作為計算機專業四年級學生,同時參加由科學院計算所籌備處組織的第一期計算機訓練班。
1958年,教育部上報了中央一個文件,其主旨是抽調學生到清華大學計算機專業及自動控制專業學習,使清華計算機專業具有二、三、四年級學生。1958年6月,聶榮臻副總理在教育部的報告上批示,同意清華設立自動控制與計算機兩專業,同時在專業方向上可以廣泛一些。
至此,清華自動控制與計算機專業建系的條件已臻至成熟。
1958年7月,清華決定成立自動控制系,其中包含三個專業:計算機、自動控制和運籌學。后來運籌學撤消了,因為數學味太濃。到1970年,清華數學力學系中的一部分計算數學專業也并入到了自動控制系。這樣,清華自動控制系的三個專業又變成了:計算機、計算機軟件和自動控制。1970年的時候,清華無線電系遷往三線,留下的無線電專業及半導體車間并入自動控制系,同時,自動控制系也改名為電子工程系。
文革結束后,全國迎來了教育的春天。為了改變當時我國大大落后于國際計算機水平的狀況,全國的計算機教育工作者都付出了許多努力,清華則主要采取了以下幾個措施:
首先,全系教師大補課,派教師出國進修考察,請國外學者來系講學。這樣,師資水平得到了提高。
其次,展寬學科方向,趕超國際水平,更好服務四化建設。為了展寬學科方向,系里調整了教研組結構,并設立了九個教研組。其中,計算機教研組一分為三,即計算機系統結構教研組、微計算機教研組、計算機系統教研組。另外還有軟件教研組、計算機控制教研組(后改為人工智能教研組)、CAD中心(后組建為計算機輔助設計教研組)、計算機信息處理教研組、計算機科學理論教研組、計算機設計自動化教研組。
第三,確定系的學科方向。在學科方向上,主要設立了新型計算機系統結構、計算機網絡、分布式計算機、計算機軟件、計算機理論、CAD及設計自動化、人工智能及模式識別等學科。
第四,建設一批高水平的實驗室及科研基地。如PDP-11微機實驗室,以及利用世界銀行貸款建立的兩個中心——CAD中心和計算中心。
至此,電子工程系已具備更改系名的條件。系名是不能隨便更改的,必須符合實際需要和具備相應的條件。
1979年,“電子工程系”改名為“計算機工程與科學系”。此后,在全系教工的努力下,教學、科研取得了不少進展和成果。比如,獲得了四個計算機學科的碩士學位授予權專業;兩個計算機學科博士學位授予權專業;一個計算機科學技術博士后流動站;完成或承接了一批國家科研項目;培養了一批碩士、博士研究生,開設了一批高水平的研究生課程。
這些進展和成果的取得,使清華計算機系向建設研究型院系又邁出了關鍵的一步。
1984年,根據發展的需要,“計算機工程與科學系”改名為“計算機科學與技術系”,并一直沿用至今。一個是“工程與科學”,一個是“科學與技術”,從系名可以看出,計算機系前期重在“工程”建設,現在則側重于“科學”發展。
人才培養
清華計算機系為國家培養了大批科技人才,在“四化”中發揮了重要作用,計算機系畢業的學生,現在大部分已經成為業界的骨干力量。
清華計算機系在人才培養上有本科、碩士、博士三個層次。本科只有一個計算機科學與技術專業,這樣做的目的是讓學生的專業基礎知識寬泛。
清華計算機系有四個碩士點:計算機系統結構、計算機軟件、計算機科學理論和計算機應用。本來國家確定的計算機專業碩士點有五個,清華計算機系除外部設備碩士點沒有外,其他均已齊全。另外,清華計算機系還有兩個博士點(計算機系統結構和計算機應用)和一個博士后流動站。
用人部門對清華學生的普遍反映是:后勁足,適應快,工作適應面寬,到了工作單位很快就能上手。
清華學生有這樣的特點,當然,招生的時候他們基礎好是原因之一,但是,這與清華有一套良好的教學方法是分不開的。
在人才培養方面,清華計算機系主要有以下幾個特點。
第一,重理論,又重實踐。
清華從理論、實踐兩方面來培養學生,使他們成為既有科學知識,又有實際工作能力的專業人才。
大學這一層次,決不能是職業培訓,必須讓學生具備扎實、寬廣的基礎知識,才能適應科技的飛速發展,開拓新的技術領域。但大學年限有限,理論知識學多少年才算合適?教育部在各學科都設有教學指導委員會,他們對理論知識要求都有一定的規定,但清華的要求比其他學校稍微要高一些。
在建計算機系之初,清華貫徹“教學、科研、生產”三結合方針,使得學生實際動手能力有了較大提高。但學生參加到科研和生產工作中,也在一定程度上沖擊了課堂教學。貫徹這個方針清華走過一段彎路,但重視實踐的方針沒有錯,輕視教學的問題也很快得到糾正。
文革結束后,全國曾出現過“重理論,輕實踐”的傾向。好在清華很快就改過來了。清華對理論與實踐的關系總體上來說是把握得比較好的。在此方面,清華主要有下面幾個措施:
(1)清華是全國第一個設置第三學期,即小學期的高校,小學期約三周的時間,以實踐課為主,比如做大的設計項目。
(2)組織有潛力的學生進入教師的科研組工作。在執行的過程中,采取學生自愿參加的原則,如果學生覺得學習緊張了也可以退出,學校是給學生創造一個比較寬松的學習環境而不是強迫學生。另外,還組織學生搞課外科技開發,學生自己出題,也可以是老師出題,或者是老師和學生協商做項目。每年清華計算機系的學生參加一些課外活動的評比,都取得了很好的成績,氣氛非常活躍。
(3)用科研經費支持實驗教學,建設一批高水平的教學和科研實驗室,將學生理論和實際結合落到實處。比如,控制主要課程的實驗學時與課堂教學學時的比例,規定實驗學時必須達到三分之一。
第二,把“非智力教育”放在和“智力教育”同等重要的地位。
首先,讓學生明確學習和做事都是為國爭光,為了國家的強盛。其次,重視道德建設,培養學生艱苦奮斗、自強不息、百折不撓等精神,這些對學生成才非常重要。學生要學會人和人之間如何和諧相處,如何與人合作。如果不會這些,學問再好也沒用。非智力教育不能停留在口頭上,要把它貫徹到教育工作的每一個環節。教師要明確自己的責任不僅僅是教好課,還要教育好學生。在清華,“為建設國家而學習”這個思想是一定要灌輸給學生的,蔣南翔校長“為祖國健康工作50年”的口號提得很響亮,體育鍛煉是為了國家,所有事情都要和建設國家,為國爭光結合起來。在潛移默化過程中,清華讓學生樹立了參加研究工作是為了改變我們國家科技落后面貌的思想。
另外,清華非常鼓勵學生敢想敢干,清華的學生從進校開始就要參加科研工作,科研中間難免會有失敗,失敗了就重新再來,百折不撓、艱苦奮斗的精神在這個過程中培養出來了。學生參加到教師的課題中,需要與人配合,將各自的工作銜接起來,這就培養了合作精神。
第三,培養學生掌握科學的學習方法。
這要靠教師的言傳身教去感染學生,讓學生體會什么是科學的正確的學習方法。蔣南翔校長提出過:“教師不僅要給學生干糧,還要給學生獵槍。”清華計算機系的第一任系主任鐘士模教授在教學工作中以身作則,培養學生科學的學習方法。他講課的特點是“既要闡述清楚事物的物理實質,又要教會學生進行定量分析”。這種思想也融入到學生的學習方法中,培養了學生從一個事物中提取最本質內容的方法。華羅庚說過,“理工科的書要越念越薄,不能越念越厚”。也就是說要抓住核心的實質。鐘士模教授就是在課堂中教大家如何找到最基本的內容,教學生從感性到理性,從特殊到一般,從具體到抽象的思考問題和學習的方法。這就造就了不少清華學生的創造性。還有一位老師,要求學生課前預習,他上課只把最基本最核心的內容講得很透徹,枝節的東西就言簡意賅。這個方法旨在讓學生學會自己學習。起初很多學生沒有預習,第二天上課跟不上,后來學生就開始重視預習,預習后課程的效果就呈現出來了。不同的老師都有不同的授課特點,學生接觸不同老師的不同風格的課,就可以學到多種學習方法。
科研開發
科研開發一直是清華的傳統,清華十分重視科研工作。從建系之初起,清華計算機系就高質量地完成了國家的一系列科重要研項目。比如,1958年,成功自制我國第一臺程控銑床(與機械系、電機系合作);1958年,開始自行設計、制造大型通用電子管計算機;1959年,成功研制我國第一臺三自由度飛行模擬實驗臺;1960年,成功研制我國第一臺六階非線性模擬計算機;1963年,研制20階非線性模擬計算機成功;1965年,自行設計制造全晶體管小型通用計算機,且送日本參賽;1974年,研制成功我國第一個100系列小型計算機,1979年獲全國科學大會優秀成果獎;1979年,研制成功采用中規模集成電路的DJS140計算機,同年獲國防科工委及電子部科技成果一等獎;1977年,設計研制成功我國第一臺微機,1979年獲全國科技大會優秀成果獎;1980年,1983年,分別研制成功碰盤驅動器及雙面信度磁盤驅動器,獲國家科技進步二等獎;1986年,成功開發大規模集成電路計算機輔助設計軟件系統,獲國家科技進步三等獎及國家教委科技進步一等獎;1984年,承擔國家局域網研制工作,并批量生產,1986年獲電子部科技進步一等獎;1985年,研制成功8000門電話聲控查號系統;1986年,研制成功1000字詞計算機漢字語音輸入系統……
無論是建系之初,還是21世紀的今天,清華計算機系在計算機科學與技術的很多方面都取得了很大成就,有些在某段時期或者較長時期內是在國內領先的,在國際上也有一定地位。
五十年的發展歷程告訴我們,一定要堅持黨的領導,集中群眾的集體指揮,把取得的成績作為鞭策我們繼續前進的力量,把不足作為推動我們繼續前進的動力。唯有大家團結起來,自強不息,不斷進取,才能讓我國計算機科學與技術事業更上層樓!