清華大學計算機輔修專業人才培養實踐

戴音+馬昱春+鄭莉+武永衛

摘 要：介紹清華大學計算機輔修專業在招生、培養方案、課程設置以及師資配置等方面取得的辦學經驗，總結出一套適合非電子信息類學生的、促進學科融合的、培養兼具專業知識與信息技能的復合型人才的教學體系，并且針對課程體系建設及學生管理的新需求和新樣態提出改進建議。

關鍵詞：計算機輔修；人才培養；教學體系

文章編號：1672-5913（2017）07-0006-03

中圖分類號：G642

1 背 景

隨著科技的飛速發展，人才知識結構由單一學科向多學科、復合型的發展成為必然趨勢。推進學科的交叉與融合有利于新興學科的發展與成長，更有利于產生原創性科研成果，培養出世界級的學術大師，服務于國家戰略和社會重大需求。

哈佛大學前校長博克曾指出：“本科生應該通過主修一個學科獲得大量深入的知識， 并且通過幾個不同學科的學習獲得大量廣博的知識。”[1]清華大學計算機科學與技術系從2002年開始開設計算機輔修專業，培養非電子信息類學生的信息素養，促使他們較系統地掌握計算機硬件、軟件與應用的基本理論、基本技能與方法。迄今為止共錄取689名學生，畢業317名學生。學生主要來自于工物、精儀、機械、水利、汽車、航院、建筑、經管等專業。目前在學學生241名（包括外專業的研究生），學生數量相當于計算機系本科生的一半，學生來源覆蓋大部分工科院系。

2 招生與錄取——統籌兼顧，甄選優質生源

清華大學計算機輔修專業設置之初，考慮到學生主修專業課程比較重，只有學有余力的學生才適合輔修計算機專業，因此錄取輔修專業人數控制在30人左右。伴隨著計算機專業的迅猛發展，近5年每年報名計算機輔修專業的學生人數都是120～140人左右，我們的錄取原則是挑選綜合成績優秀、數學基礎扎實的學生，錄取率一直控制在50%左右。考慮到計算機專業與各個學科的滲透與融合，錄取時還盡量兼顧各個專業。學生來自于不同的工科院系，這為學科融合提供了良好的平臺。近幾年學校新增了8個輔修專業，包括機器人技術創新創業、智能硬件技術創新創業等熱門專業，但是這并沒有影響到計算機輔修專業的招生。憑借我系國際學科排名的日益提升以及良好的師資，項目的招生依然火爆，歷年招生人數如圖1所示。

3 培養過程——注重實效，機制靈活

我們以讓學生真正掌握專業知識而不僅是一紙證書為出發點，制訂了靈活的培養機制。學制3～5年，學生即使主修專業畢業，而輔修尚未完成，也可以在讀研期間繼續修讀至研究生二年級結束。這樣就讓一些對計算機專業有興趣的，但是主修專業壓力比較大的同學有充足的時間修完相應課程。隨著國際化的發展，更多的同學有機會去國外大學做交換，我們也相應調整了政策，學生出國交換期間在國外的大學選修輔修相關課程并且合格的，經任課老師審核課程大綱后可以認定為輔修項目的專業課程，也可以計入學分，這樣就避免了因出國交換而導致學生延期畢業。

清華大學理工科院系考慮到本專業與計算機學科的交叉融合，在制訂培養方案時都規定了計算機相關課程的學分，如“計算機程序設計基礎”與“計算機硬件技術基礎”是很多院系的必修課或者限選課，而這兩門課程也是輔修專業的核心課。在這種情況下，我們從實際出發，讓一門課程主、輔修兼用，但是如果有兩門課程兼用，則需在選修類課程中再多選一門。這種靈活的培養機制讓學生受益。

4 課程設置——培養計算思維，夯實專業基礎，注重應用課程

我們從培養計算思維入手，再通過5門專業必修課程為學生打下較為扎實的專業基礎，最后提供多種選修課程，提高學生在實際中的應用能力。

1）培養計算思維。

考慮到各個專業均有編寫程序的需求，我們提供了Java、C++、VC++ 等多門編程語言選修課程，多種設計語言充分滿足了不同專業同學的需求。我們提供的C++與Java都是國家級精品課，授課教師也是國家級教學團隊的成員，所用教材都是授課教師積多年之功編寫的。鄭莉老師的《C++語言程序設計》是立體化教材，從第一版到第四版，多次入選國家級規劃教材與北京市精品教材。所有語言類課程全部采用邊講邊練的實踐教學模式，通過大作業培養學生發現問題、分析問題與解決問題的能力，讓學生把知識轉化為技能。

2）夯實專業基礎。

離散數學、人工智能導論、軟件工程、數據結構、計算機硬件課程/計算機組成與系統結構等5門專業必修課程從軟、硬件兩個方面為學生打下了扎實的基礎。數據結構是計算機科學的關鍵內容，也是構建高效算法的必要基礎。學生多次反饋數據結構讓他們在設計程序時思路更加開闊，寫起程序來更加得心應手。

3）注重應用課程。

提供3類8門選修課程，讓不同專業的同學根據興趣愛好與專業需求進行選擇。表1是計算機輔修課程培養方案。

5 構筑高質量的人才培養平臺

清華大學計算機科學與技術系擁有的國家級教學團隊在教學研究、教學改革、教學組織、隊伍建設、教材與教學資源建設、精品課程建設、實驗實踐教學和學生綜合能力培養方面進行了卓有成效的探索和實踐。最早在全國推出計算機基礎教育課程系列教材并率先進行立體化教學資源建設，研制的網絡教學平臺及資源在全國同領域的教學改革中發揮了重要作用。先后獲“國家級教學成果二等獎”2項、“國家級優秀教材二等獎”2項、教育部中國高校科學技術獎自然科學二等獎1項、“北京市教學成果一等獎”3項，出版面向21世紀教材、十五、十一五國家規劃教材和北京市精品教材20余部。教學團隊多位成員入選清華大學“清韻燭光·我最喜愛的教師”、清華大學畢業生心目中的好教師、清華大學優秀青年教師等。

計算機技術近30年來一直處于發展中，清華大學計算機科學與技術系教師長期工作在科研的第一線，他們把科研成果和最新的學科發展動態及時融入教學中。同時MOOC的出現也為輔修專業人才培養提供了新的契機，輔修專業核心課程“數據結構”作為清華大學首批5門MOOC（同時也是國內首批MOOC）之一，同時通過xuetangX.com和EDX.org平臺，分春、秋兩個學期面向全球開設，課程上線后好評如潮，并于2015年入選“全球MOOC排行榜Top 50”。另一門C++在線課程入選中國高校計算機教育MOOC 10門優秀課程之一。輔修的學生可以自由利用時間來預習、復習，為輔修學習提供了更多的便利。

6 助力主修專業，負笈國際名校

到目前為止，計算機輔修專業畢業的學生來自于24個院系（見圖2），極大地促進了學科之間的交叉與融合。來自于化學系某同學在調查問卷中寫道：“就化學專業來說，很多方面都和計算機學科有交叉，如理論化學，常常需要寫程序去進行計算，另外，像儀器分析這方面也會用到計算機方面的技能，如應用設計儀器的配套軟件等。感覺收獲比較大的是數據結構這門課，學完這門課之后才真正感覺到寫起程序來更加得心應手了”。來自于生命學院的某同學寫道：“我覺得計算機技術可以為生物研究提供更好的技術，比如生物信息學就是這兩門學科的一種交叉，又如目前基因組測序中涉及的拼接問題就是計算機圖論研究的對象之一。”環境學院某在讀博士生寫道：“我博士期間的研究涉及建模及統計分析，計算機輔修專業對我的研究幫助很大，為我打下了良好的建模編程基礎，極大地提高了科研效率，并拓展了研究視野，為后續的學科間交叉研究提供了可能。”

很多學生也憑借計算機輔修專業申請到了國外名校的計算機專業，在2014年畢業的50名同學當中，有5名被麻省理工學院、卡耐基·梅隆大學、哈佛大學、哥倫比亞大學與信息技術相關的專業錄取。他們畢業時感慨地說：“輔修專業為我們敲開了美國名校計算機專業的大門。”

7 總結與展望

計算機輔修專業為打破專業壁壘，促進學科融合，培養創新型人才搭建了平臺。然而與國外著名大學的輔修項目相比，我們的課程雖然覆蓋計算機相關基礎領域，但數量偏少，課程選擇不夠靈活，同時需要更多的實踐環節。未來我們計劃在更新培養方案、增加課下活動等方面著力，具體包括：

（1）增加課程數量。參考卡耐基·梅隆大學“軟件工程”輔修項目，該培養方案要求總計是6門課程，外加8周的全時實習。在3門任選課組里，每個課組都是十幾門課程。同時，我們也計劃赴各個院系調研，了解他們的專業需求。我們將根據實際情況增加選修課程，讓各個專業的同學有更多的選擇空間。

（2）增加班級集體活動。組織他們參觀IT企業，感受企業文化，了解工業界最新發展態勢。

（3）共享計算機系的前沿講座，增加與系內同學的交流，多方促進跨學科的交叉。

（4）加強學習指導。讓學生處理好主修與輔修專業之間的關系，提供學業指導，促進學科融合。

參考文獻：

[1] Derek Bok.美國高等教育[M].喬佳義，譯. 北京：北京師范大學出版社，1991.

（編輯：彭遠紅）