基于新工科的計算機學科發展策略

馬金林

摘? ? 要：隨著新工科建設與工程教育的發展，各學科發展已離不開人工智能、大數據、云計算、物聯網與網絡空間安全等計算機技術的支持，計算機學科在新工科建設中扮演著更加重要的角色。文章在分析計算機學科在新工科建設中角色的基礎上，提出了基于新工科的計算機學科建設策略。

關鍵詞：計算機;新工科;工程教育

中圖分類號：G640? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2020）07-0054-02

近年來，新工科建設和工程教育正在如火如荼地開展，計算機相關技術成為推動科技發展和社會進步熱點的同時，人工智能、大數據、互聯網+和網絡安全等技術成為國家戰略，國務院和相關部委發布了多項文件來指導和推動諸如國家安全、經濟建設、產業升級等方面建設和發展。在工程教育和新工科建設的背景下，非計算機專業的計算機課程如何開設，計算機學科在新工科建設中扮演什么角色等一系列問題都值得我們深入思考。

一、計算機學科在新工科建設中的角色

（一）歷史使命的承擔者

新工科建設是應對新經濟的挑戰，從服務國家戰略、滿足產業需求和面向未來發展的高度，提出的一項持續深化工程教育改革的重大行動計劃[1]。隨著信息技術和工業技術的發展，各國紛紛提出推動產業升級和變革的新舉措，如：德國提出“工業4.0計劃”、日本的“制造業白皮書”、美國的“先進制造業國家戰略計劃”等，我國也提出了“創新驅動”與“中國制造2025”的國家戰略。可見，各國已將制造業的創新和發展作為國家戰略實施，這需要大量的創新型工程技術人才，各國大力發展工程教育，通過高等學校培養大量能夠解決復雜工程技術問題的人才。可見，新工科建設是歷史賦予高等學校和各相關學科的重大使命，各學科應積極承擔這一重任，履行歷史使命。

（二）新工科建設的主力軍

據統計，截至新工科提出前的2016年，計算機類專業的6個基本專業、7個特設專業的布點數已經達到2956個，在校生數占整個工科在校生數的百分之十六七，是一個名副其實的龐大專業類[2]。新工科提出后，工科成為學生競相選擇的專業，計算機專業是最大熱門。表1顯示了2010年至2017年教育部批準設立的新專業情況[3]，圖1顯示了新增工學專業和計算機專業的占比情況，由表1和圖1的總體趨勢來看，計算機和工學專業在數量和占比上均在增長，其重要性與日俱增。人工智能、網絡安全、互聯網+、大數據的概念提出后，各高校和研究機構紛紛成立人工智能、網絡安全、大數據學院或研究院。

教育部公示的名單顯示，2018年全國高校申報的新增專業共有2542個。申報“數據科學與大數據技術”專業的高校超過220所，遠超其他專業;申報“智能科學與技術”專業的高校超過100所，“人工智能”專業也申報者眾多;申報智能技術與制造技術相結合的專業較多，如“機器人工程”“智能制造工程”“人工智能與機器人”[4]。可見，今年計算機專業在延續去年申報熱的基礎上，出現了大量計算機學科與機械類、控制類學科相結合的新專業。

（三）新工科建設的支撐者

2018年，教育部、工業和信息化部和中國工程院聯合發布了《關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0的意見》，這些重要文件的相繼發布，進一步闡明了計算機技術在國家安全、經濟發展、產業升級、學科發展中的重要性，確立了計算機學科對其他學科和行業的支撐作用，推動了計算機技術在各行各業的進一步應用。新工科建設強調學科交叉融合，縱觀各個學科，最能實現交叉融合的就是計算機學科，它可以與各學科進行融合。作為計算機學科的主要技術，人工智能、網絡空間安全、云計算、物聯網、大數據等技術在各領域的廣泛使用和推廣，已經成為上至國家戰略，下至生產生活中必不可少的內容。

（四）新工科建設的服務者

新工科建設提出以后，打開任何一份最新修訂的工科專業的培養方案，都能找到多門計算機類課程，而這些課程往往支撐著多條培養規格和畢業要求。計算機技術在一定意義上來說是一種通用技術，隨著各學科（專業）的發展和融合，他們均已擁有屬于自己的工具軟件和分析軟件;計算機技能成為各學科必備的基本素質和能力要求，計算機技術已成為各學科必不可少的工具，計算機知識已成為專業人員必備的基礎知識。因此，作為基礎的計算機學科，必須為其他學科的新工科（新文科、新商科、新醫科等）建設提供保障和服務，以促進這些學科的發展。

二、基于新工科的計算機學科建設策略

計算機學科作為新工科建設的主要力量，既要做好自身的新工科建設，又要支持其他學科（專業）的新工科建設。

（一）做好計算機學科的新工科建設

計算機學科自身的新工科建設是根本，只有強本固基，做好自身的新工科建設，才有可能支撐其他學科的新工科建設。

（二）健全服務新工科建設的管理機制

教師評價機制。建立以本科教學為主的評價機制，鼓勵開設通識課程，鼓勵為新工科專業開設計算機類課程。

教師選聘機制。改革現有教師選用機制，靈活選用教師，選聘跨專業、跨學科、跨學院、跨學校的教師到校授課，重點做好企業、行業中有豐富經驗的工程技術人員的實踐課授課工作。

課程選修機制。打破專業壁壘，向其他專業、其他學院開放課程資源，允許學生跨專業、跨學院選課。

學生管理機制。聯合其他新工科專業在培養方案中設置靈活學分，鼓勵學生在新工科框架下修讀各類課程，鼓勵學生選擇計算機類課程。

實踐教學創新機制。擴大實踐教學覆蓋面，在課程設計、競賽、畢業設計、創新項目、創業項目中，廣泛吸收非計算機類專業的學生，擴大計算機類專業與其他專業學生和教師的合作。

（三）優化服務新工科的課程平臺

面對不同需求的學生，靈活設置多種類型的計算

機課程，滿足其學習需要。

開設輔修專業。面向愛好計算機，并想修讀第二學位的其他專業學生，使其獲得更多的計算機知識，打造更扎實的計算機基礎。

開設計算機通識課程。面向愛好計算機，熱衷了解和學習計算機知識的全校學生，開設全校性通識選修課，普及更專業的計算機知識。

開放課程資源。允許學校其他學院（專業）的學生修讀為本學院、本專業學生開設的課程。

為新工科專業開設計算機課程。針對學校的非計算機類新工科專業特點，打造并開設適合該專業的計算機課程。

開設在線學習課程。通過MOOC、SPOC、翻轉課堂等以在線課程的模式將教學資源和教學過程進行呈現，學生根據課程要求自主學習，通過鼓勵學生大膽質疑和創新，培養獨立思考和分析解決問題的能力。

（四）創設服務新工科的實驗平臺

在新工科建設中，應統籌多個學科的實驗需求，針對多學科交叉融合，建立一個專用于新工科的，供多個專業進行聯合、交叉實驗的實驗平臺。

（五）搭建服務新工科的創新平臺

通過建立統一的創新平臺，促進學生多學科知識的交流和檢驗，培養學生的創新能力和工程能力，提高其解決復雜工程問題的能力。

在校內設置實踐創新平臺，設置創新團隊和創新項目，由企業、行業人員與校內教師、研究生導師共同指導，培養學生分析問題和解決問題的能力。

在校外設置生產實踐平臺，由企業人員與校內教師共同指導，讓學生參與企業的實際項目和工作，培養學生解決實際工程問題的能力。

建立畢業設計平臺，鼓勵學生跨專業合作，由校內不同專業教師和企業導師共同指導，促進不同專業的交叉融合，培養學生的創新能力和綜合素質。

（六）加強師資培訓平臺建設

搭建服務新工科的師資培訓平臺，為其他學科培養計算機類課程的師資。計算機學科在投入自身師資為其他學科開設計算機課程的同時，可以培訓這些學科的現有教師，使其掌握相應課程和技術。

三、結論

新工科建設為計算機學科帶來發展機遇的同時，也使其承擔了一份沉甸甸的責任。計算機學科只有勇敢地挑起重擔，履行工程教育發展賦予的使命，扮演好相應角色，才能推動計算機學科的發展和計算機教育的不斷前進。

參考文獻：

[1]林建.引領高等教育改革的新工科建設[J].中國高等教育，? ? 2017，（Z2）.

[2]蔣宗禮.新工科建設背景下的計算機類專業改革[J].中國? ? 大學教學，2017，（8）.

[3]教育部本科專業備案和審批結果[EB/OL].[2020-01-31].? ? http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/gjs_left/moe _1034/s4930/.

[4]普通高等學校本科專業設置與服務平臺[EB/OL].? ? [2020-01-31].http：//www.bkzy.org/Index/Declaration.