新工科背景下我國高校計算機微專業建設探索

朱潔 黃海平

摘 要：隨著新工科專業建設的開展，探索個性化人才培養模式和創新“互聯網+”環境下工程教育教學方法成為高校教育教學改革重點，由此催生了微專業建設需求。為了探索我國高校計算機微專業建設路徑，對國內外微專業建設現狀進行了比較，分析了微專業優勢與價值。與傳統專業對比，總結微專業在培養方案、課程體系、授課方式與結業要求等方面特征，探討我國高校建設微專業需要解決的問題以及建設思路。

關鍵詞：新工科;微專業;慕課建設

0 引言

相對于傳統工科人才，未來新興產業和新經濟需要的是實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才[1]，新工科專業要求用智能制造、云計算、人工智能、機器人等對傳統工科專業進行升級改造。2017年教育部發布《新工科研究與實踐項目指南》，提出了新工科建設指導意見，強調新工科專業建設要更加注重模式創新，探索個性化人才培養模式和創新“互聯網+”環境下工程教育教學方法[2-4]，提升工程教育效率與教學效果。近幾年工程教育專業認證在我國快速發展，這是大力推進工業化進程，培養大量高素質、創新型科技人才的必然選擇[5]。

近年來基于“互聯網+”的教學模式成為各大高校教育教學改革重點，基于新工科理念的慕課、微課和翻轉課堂等智慧課堂教學模式得到較為廣泛的實踐[6-8]，如基于翻轉課堂的MOOC教學體系，改變了以往傳統的教師傳授模式，教師不再占用課堂時間講授，而是學生在課前通過e-Learning學習平臺完成自主學習[9]。智慧課堂教學模式與傳統課堂教學模式相比有6大優勢：學習主動化、學習模式高效化、教學方式移動化、數據分析智能化、學習軌跡動態化和測評反饋及時化，這些優勢證明智慧課堂教學模式是建設高水平本科教育，全面提高人才培養能力行之有效的教學模式[10]。這些教學模式使學習者可以根據自己的學習節奏進行個性化和自主化學習，受到學生歡迎。另一方面，教師可通過在線系統實時了解學生的學習進度，方便實施在線答疑并根據反饋改進教學方案、提高教學水平。因此，越來越多的教師也積極投入到數字化新教學模式建設中[11-13]。

智慧課堂為學生個性化發展提供了更加廣闊的空間，學生可以根據專業興趣、職業規劃選擇專業和課程。在這樣的創新教學模式下，“微專業”和“微學位”概念逐漸得到推廣[14-17]，成為很多高校教學改革建設的目標之一。

1 微專業概述

1.1 微專業特征

微專業在不同的慕課平臺上有不同的名稱和表現形式，常見的表述如專項課程（Specializations）、項目課程（Programs）、學位課程（Degrees）等[18]。目前已有微專業的成功建設案例，可將這些案例分為面向專業及面向職業兩類。前者由高校主導實施建設，后者多由在線課程平臺實施建設。這些微專業建設都是通過在線開放的慕課平臺向學習者提供課程學習，所需學習課程是針對某一專業或特定職業的微小化、定制化課程，常常由5-10 門左右核心課程組成。這些課程提煉了某一專業或崗位群的核心課程或核心技能，以快速、集中培養的方式，讓學習者快速達到某個專業的畢業要求或某一領域的工作技能要求。尤其是面向職業的微專業，其主旨就是快速就業，解決大學專業設置與企業用人需求之間的匹配問題。從就業崗位和市場需求角度出發，以學生職業為導向組織學習微專業課程[14]。表1總結了面向職業的微專業建設在培養方案、課程體系、授課形式和結業要求方面的特征。

1.2 微專業優勢與價值

微專業無論對學生、高校還是企業，都有著很強的吸引力。

對學生而言（不僅僅指在校學生，還包括已經就業但還有學習需求的在職人員），微專業的優勢與價值體現在：①一種更快、更便宜的學習方式：微專業不包括一般專業的公共基礎課，課程設置“微”而精;②零基礎轉專業學習機會：對學生的準入門檻不高，甚至不設限，有興趣都可以參與;③更個性化、精細化，緊跟技術趨勢學習：微專業定位緊跟新興產業和新經濟需求;④有機會向行業思想領袖學習，獲得更多實踐訓練：不少在線平臺推出的微專業課程都以實踐案例為核心，設計完成實踐作業所需的理論知識;⑤一個持續深造的機會：尤其針對在職人員，可滿足他們深造或轉專業需求。

對企業而言，參與微專業建設工作優勢與價值體現在：①直接參與人才培養與人才發現：不少在線平臺推出的微專業課程都以參與企業內推為賣點吸引學生，企業可在優秀學員中選拔人才;②幫助員工提升技能、拓展能力：微專業課程可作為企業培訓課程直接面向崗位需求定制;③交流職場實踐經驗：企業可將自身產業實踐經驗通過付費教學方式獲得盈利。

高校是高等教育的主戰場。一方面，高校需要主動布局新興工程專業建設，提前布局培養人才，引領未來技術和產業發展;另一方面，要加快傳統工程專業的轉型升級，對現有工程專業課程進行改革創新[19]。對高校而言，微專業課程可能需要教師花費比傳統課程更多的時間和精力去建設，但是從中獲得的收效也是明顯的：①提高學生實踐技能和就業競爭力，從而提高學校的影響力和聲譽;②推進傳統課程內容與授課方式變革：響應國家新工科建設號召，與時俱進并持續改進;③重組高校教育資源，開拓收入增長新途徑：充分利用教育資源，擴大授課對象群并通過收取學費獲得收入增長。

1.3 微專業與傳統專業對比

工科高校傳統專業一般需要學生以全日制方式在校學習6-8個學期，修滿100～200個學分方可畢業，課程體系涵蓋公共基礎課、專業基礎課、專業必修課與專業選修課等模塊。而微專業的特征是“微小快”，僅修滿20個學分約5-10門核心課程即可，學期短至1-4學期，學習節奏快。

高校屬于科學研究的前沿陣地，但國內高校在本科教學內容上還是偏向傳統、經典和基礎知識學習，學習內容更新較慢。高校培養的學生與企業需求之間存在矛盾：①高校的“共性”教育與企業的“個性”需求相矛盾;②企業分工過細，每一個工作崗位都要求較深鉆研，學生難以適應;③多數學校教師實踐經驗不足，學生所學知識缺少實用性和針對性[20]。而微專業旨在無縫銜接行業需求，企業參與課程設計，教學內容實時更新、與時俱進。

雖然現在很多工科專業培養方案和課程體系修訂中不斷加大實踐環節比例，但是普遍存在的問題是理論環節占比遠大于實踐環節，且理論考核更受重視。而在以企業和平臺為主導的微專業建設中，實訓比重非常大，以實訓項目為核心設計學習內容，理論講解精而少;以實踐能力為考核重點，由企業命題和閱卷，如實訓項目以代碼開發為主，要求提交實現代碼并成功運行方可通過。

在授課方式上，傳統專業與微專業區別也很大。傳統專業是統一的培養方案與課程體系，以線下學習為主。而微專業向學生提供個性化學習服務，提供課程訂制與修學建議，以線上學習為主。提供的在線教育資源非常類似于MOOC，與傳統的網絡課程相比有很大不同。完整的教學模式，使學習者可隨時隨地參與學習，成千上萬的潛在交流伙伴，無疑將促進終身學習和教育平等化[21]。

在學習激勵方面，傳統專業學習以自覺為主，配以一定的學分預警和幫扶機制，以學生修滿學分達成畢業條件為目標，輔以一定的獎學金機制激勵優秀學生。微專業學習則是基礎知識免費學習、高階知識付費學習的方式，激勵學生堅持學習。有些微專業課程甚至以學習免費、實訓或認證收費的方式吸引學生。為了督促學生堅持學習，為每個學生配備一對一的實訓輔導并建立在線小班監督學習情況。

2 微專業建設現狀分析

微專業概念最早由哈佛大學和麻省理工學院共同創建的非盈利組織Edx于2013年提出[14]，之后產生了多種多樣的微專業建設模式。本文按主導方不同，將微專業建設分為在線課程平臺主導型、高校/平臺/企業三方合作型和高校主導型三類，分別進行分析和討論。

2.1 在線課程平臺主導型微專業建設

微專業建設以平臺為主導，吸引著名企業參與。這類微專業多以營利為目的，例如著名的盈利性質在線教育機構優達學城（Udacity），于2014年6月與美國AT&T合作發展納米學位 （Nanodegree） 項目，到目前為止提供了28個最熱門微專業課程，涉及領域包括人工智能、機器學習、無人駕駛車、網站開發、移動開發和數據分析。在優達學城納米專業課程平臺上，幾乎所有課程都由全球著名科技公司高管和工程師授課，例如“機器學習工程師”有Amazon AWS和kaggle工程師參與實戰項目設計與授課;“前端工程師”則由Google、GitHub和Hack Reactor的工程師參與授課。每門課程都以精心設計的實戰項目為核心展開教學內容，即使如“數據結構與算法”這樣的經典基礎課程也設計了應用性極強的實戰項目。優達學城還向學員提供增值服務，例如一對一的職業規劃、基礎測評和課程選擇服務。

優達學城上的微專業課程并不完全定位到具體職業崗位，但依然有很強的實用目標。如“數據結構與算法”微專業，以網頁開發、機器學習和數據工程師等崗位的面試為學習目標，設計為期3個月的學習，包括4周的實戰項目。其學習內容包括解決網頁服務器的請求路由、搜索項自動完成和斐波那契堆等實訓項目，以及100道算法面試題。

優達學城認證證書在企業的認可度較高，相應的學習難度和費用也不低，為200美金/月。對于能在一年內完成學業并通過考核的學生返還50%的學費，并對那些成功完成納米學位學習的學員承諾如果6個月內未找到工作則全額退款。

國內這種類型微專業建設最知名的應該是網易云課堂的微專業。與優達學城不同的是，網易云參與的企業就是網易公司。網易云微專業授課教師主要來自網易高級工程師和入駐平臺的培訓機構教師，也有少量購入版權的權威學者授課課程，如吳恩達主講的“深度學習工程師”課程。

網易云課堂目前開設的微專業主要包含5個熱門領域人工智能、數據分析、技術開發、產品運營、設計&攝影專業，費用從免費到9 000元不等。與優達學城類似，其課程也以實戰項目為核心，以網易公司成功項目為案例，如網易考拉、網易郵箱、網易云音樂等，也有以競賽課題為實戰項目，如天池等。其它增值服務包括：①專屬VIP班級群，由班主任督學、小組互助;②一對一課后答疑、作業批改、就業指導等;③線下沙龍活動，拓展職場人脈。其所有課程都有定向的推薦合作單位，例如“深度學習工程師”推薦就業合作的單位有蘑菇街、51信用卡、丁香園等，優秀學員還可獲得網易內推機會。

2.2 高校與平臺合作型微專業建設

這類微專業建設最經典的案例就是Edx建設的XSeries。每個XSeries涵蓋2-4門傳統大學課程，一般需要1-4學期完成，高校授予證書。Edx平臺已經入駐了來自世界各地24所大學和學院的40個微證書項目，其中建設最為成功的是麻省理工大學供應鏈微碩士學位專業課程。該專業課程采用線上線下混合型授課形式，申請學位的學生第一學期在Edx上學習5門供應鏈專業課程，然后參與線下考試，通過考試就可取得供應鏈管理微碩士學位。如果要獲得含金量和認可度更高的普通碩士學位也可提出申請，經過一個學期在校學習可獲得麻省理工大學供應鏈管理碩士學位。該微學位項目優勢：5門課程學習加上考試花費1 200-1 500美元左右，與美國高校高額的學費相比該價位較為便宜;人人可以進入在線課程學習，讓學校發現人才的機會大為增加;凡報名參加的，都會盡力完成在線課程要求，經平臺統計該專業輟學率很低;混合學習的方式，發揮了線上線下各自的優勢。值得關注的是，該在線課程授課內容與傳統授課內容相同，而課程學時只有傳統授課學時的30%。截至2017年，該微碩士學位項目已經為Edx帶來了超過400萬美元的收入，其中一半分給學校，另一半將繼續投入平臺建設。

國內這種微專業建設剛剛開始，主要的合作平臺為中國MOOC和智慧樹這樣影響力大的在線課程平臺，例如北京大學國際關系學院開設的“國際組織與全球治理”微專業課程（2019年春季第一次招生），學生必須在兩學期內修完該4門專業課程，共計10個學分。該項目與智慧樹合作，采用線上與直播課相結合的混合式教學模式，并通過線下考試進行考核，成績合格可獲得北京大學國際關系學院頒發的“國際組織與全球治理”微專業修讀證書，學費為12 800元。

2.3 高校主導型微專業建設

國內基本上是高校主導型微專業建設，實施1學期以上的高校有西南交通大學、杭州電子科技大學和華東理工大學。

西南交通大學在網易愛課堂上線3個微專業需學習33門課。課程全部在線學習，通過線下考試和畢業設計后結業。這些課程的在線資源以校內SPOC為主，并未對外開放。在校學生結業后獲得輔修專業證書，獲得學士學位的畢業生通過考試獲得學籍后可入學，學習時長為4個學期。

杭州電子科技大學設立了“計算機信息技術”和“創業管理”兩個微專業，采取線上線下混合形式授課。在線課程設置在學校自有平臺上，并未對外開放。面向本校大二大三學生，需修滿微專業培養方案規定的16個學分。

華東理工大學開設了14個微專業，每個微專業僅包含專業核心課程學習，如電氣工程及其自動化微專業包含“電路分析AⅠ”、“電路分析AⅡ”、“信號與系統（含實驗）”、“電機學”、“電力電子技術”，“工程電磁場”、“接觸網”、“供電系統”和“電力牽引傳動與控制”9門課程，是專業必修課。每門課程授課方式與普通專業學生學習方式一致，即與其專業學生同堂聽課，考試及課程內容、難度一致。

2.4 三種微專業建設類型比較

平臺主導微專業建設面向實踐技能培訓，以實訓為賣點、以就業為目標，與知名企業和職業培訓機構合作，幾乎沒有高校參與。授課方式為全線上授課，所有學習資料都以在線資源方式提供。通常一個專業只有一門大課程，每個課程對應普通專業的多門小課，按照先后修關系組織，學習時間少的僅為1個學期。

高校與平臺合作型微專業建設，由高校提供和錄制所有在線資源，所提供課程為普通專業的核心課程。在線教學內容與傳統教學內容幾乎一致，主要以錄制視頻方式進行教學，輔以課件、測驗和作業等資源。授課方式為線上線下混合模式，線下教學保障人才質量并授予含金量較高的學位證書，學習時間可以短至兩個學期。目前這種類型微專業尚在建設中，暫沒有完整實施一個學期的案例。

高校主導微專業與以上兩種都不太一樣，是目前我國主要的微專業建設形式。主要面向本校學生，暫沒有全面對外開放的微專業。教學內容以專業核心課程為主，在線資源與傳統教學內容相差無幾。授課方式采用線上線下混合模式，或全線下模式，學習時間通常長達4學期。

3 微專業建設共同特征

高校主導或高校參與的微專業建設，在線資源幾乎都由高校提供，而高校提供的學習資源在實踐性方面明顯弱于平臺主導和企業參與的微專業建設，但平臺主導的微專業在學位證書的認可程度上遠不如高校提供的證書含金量高。通過以上分析，可以發現一個成功實施的微專業建設應該包含以下共同特征：

（1）提供豐富、不斷更新的在線資源：在線資源要全面對外開放，吸引各類學員而不僅僅是在校生;充分利用高校已有教學資源，資源的更新速度與頻率應該向平臺主導型專業建設看齊。

（2）重視企業參與：企業參與比重較大，除了提供專業的就業指導外，還要向學員提供實習就業機會，使學員能夠緊跟專業最新的市場需求，提高技能。

（3）大比重實訓環節設計：以實訓環節為核心或考核項目，設計教學內容，不斷通過實訓強化理論知識，實訓內容設計應該面向最新技術需求且不斷更新。

（4）加強互動環節，保證服務質量：能夠提供個性化或一對一輔導，轉變建設思路，將微專業建設產業化，提高服務意識，將教學作為服務并保證服務質量。

（5）開展線下活動：保障學習質量和了解學習狀況的最佳方式是能夠面對面溝通交流。通過定期見面課、線下考試和畢業設計，確保學習質量和微證書的含金量。

4 結語

我國高校微專業建設尚處于起步階段，需要吸收國內外成功案例優點并根據我國國情設計微專業建設發展路線。實施前要解決的問題是：避免混淆微專業建設與輔修專業建設;微專業建設在就業方面優勢如何體現;微專業實訓環節如何區別于傳統課程體系的實踐環節;微專業學生在學習方式上與普通專業學生學習方式有何不同。目前高校建設微專業有一個明顯誤區，就是將所有專業核心課程都制作成慕課，以為這樣就完成了微專業建設的大部分工作，其實這是不完備的微專業建設，因為所建設的慕課課程教學內容與傳統專業教學內容幾乎一致，只是在開課時可以面向非本專業學生選課，無論是考核方式還是學習方式都與普通專業學生一樣，其本質依然屬于輔修專業建設范疇。未來微專業建設可以參照優達學城、Edx或網易云課堂做法，在實訓環節、企業參與和專業認證等方面進行更加深入的嘗試。隨著社會的高速發展和知識的快速更新，越來越多的人意識到了終身學習的重要性，微專業的成功建設將更好地服務于大眾，有力推動新工科背景下全民工程教育。

參考文獻：

[1] 鐘登華. 新工科建設的內涵與行動[J]. 高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 田慧生. 新時代創新人才培養模式應高度關注的幾個問題[J]. 中國教育學刊，2019（1）：43-45.

[3] 陸一，史靜寰，何雪冰. 封閉與開放之間：中國特色大學拔尖創新人才培養模式分類體系與特征研究[J]. 教育研究，2018（3）：48-56.

[4] 牛麗，殷凡，張蘇. “互聯網+”時代移動游戲創新人才培養研究[J]. 計算機教育，2018（3）：131-135.

[5] 陳永，胡曉輝. 基于工程教育認證的《軟件工程》課程教學質量建設研究[J]. 軟件導刊，2016，15（9）：183-185.

[6] 劉培剛，楊劭輝，李昕. 應用導向的新工科大學計算機課程建設探討[J]. 軟件導刊，2019，18（2）：186-189.

[7] 王毅，張滬寅，黃建忠，等. 新工科背景下物聯網實驗教學案例建設[J]. 軟件導刊，2019，18（2）：182-185.

[8] 王濤，肖巍，徐中宇. 基于新工科理念的離散數學課程建設[J]. 計算機教育，2019，289（1）：33-36.

[9] 武婷婷，唐加山. 新工科背景下“線上-線下”混合教學框架設計與實踐[J]. 軟件導刊，2018，17（11）：220-222.

[10] 張燕，孫光靈. 新工科背景下智慧課堂教學模式研究[J]. 軟件導刊，2019，18（3）：206-209.

[11] 張華麗，楊華勇，楊帆. 大數據環境下教學過程數據數字化研究[J]. 軟件導刊，2018，17（11）：209-212.

[12] 陳惠娥，胡安明. 基于SPOC翻轉課堂的教學模式研究——以《前端設計》課程為例[J]. 軟件工程，2019，22（1）：61-63.

[13] 薛云，鄭麗. 基于SPOC翻轉課堂教學模式的探索與反思[J]. 中國電化教育，2016（5）：132-137.

[14] 王宇. 慕課微專業分析及其對我國慕課建設的啟示[J]. 中國遠程教育，2018，527（12）：25-32.

[15] 金貴朝，溫懷德，黃玉峰. 跨境電商“微專業”建設的實踐與探索——以杭州師范大學錢江學院為例[J]. 電子商務，2018，224（8）：93-94.

[16] 李昱，范愷洋，郭洋，等. 軍事職業教育微專業建設初探[J]. 解放軍醫院管理雜志，2017，24（7）：675-677.

[17] 朱偉，鄭凱. 大規模網絡課程時代普通地方高校小微專業群建設初探[J]. 教育教學論壇，2016（38）：64-65.

[18] 王宇. 慕課微專業分析及其對我國慕課建設的啟示[J]. 中國遠程教育，2018，527（12）：25-32，81-82.

[19] MA Y，CHEN D M，WANG B L. The exploration for innovative college student on new engineering situation[J]. 計算機教育，2018（12）：141-146.

[20] 鄒國霞.? 基于MOOC的個性化職業技能人才培養模式研究[J].? 軟件導刊， 2015，14（7）：221-222.

[21] 田美，潘娟，王學濤. MOOC個性化學習探究[J]. 軟件導刊，2016，15（3）：200-201.

（責任編輯：杜能鋼）