計算機研究生教育現狀及趨勢研究

袁 科，程自偉，王籽霖，鄢英杰，湯 茜

（1.河南大學計算機與信息工程學院；2.河南省空間信息處理工程研究中心；3.河南大學地理與環境學院，河南開封 475004）

0 引言

進入新時代以來，研究生報考人數屢創新高，研究生招生規模也逐年擴大，我國的研究生教育已開始從精英教育走向大眾化教育。近30 年來，我國研究生教育的發展實現了由小到大、由弱到強的歷史性跨越，走過了一條不平凡的道路。2020 年7 月29 日，全國研究生教育質量會議在北京召開。習近平總主席強調，研究生教育在培養創新人才、提高創新能力、服務經濟社會發展、推進國家治理體系和治理能力現代化方面發揮著重要作用。由此可見，研究生教育的地位日益重要。

計算機學科研究生教育屬于研究生教育的基本范疇，對國家的經濟建設和社會轉型發展具有重要作用，相比于本科計算機學科教育，其更加注重專業化和學生創新能力的培養。隨著黨的十九大明確提出“加快一流大學和一流學科建設，實現高等教育內涵式發展”的重大決策，對計算機學科研究生的人才培養改革模式提出了新要求和新目標。因此，回顧我國近30 年來計算機學科研究生教育發展歷程，對于明確今后的教育走向具有重要的歷史和現實意義。

以中國知網數據庫檢索到的1991-2020 年計算機研究生教育相關研究文獻為基礎，對近30 年來我國計算機學科研究生教育文獻數據進行系統、全面地梳理，從文獻年代分布、核心作者、研究機構、關鍵詞以及突現詞方面進行分析，從而揭示當前計算機研究生教育的研究現狀，以期為今后的計算機學科研究生教育的持續健康發展提供參考依據。

1 數據來源與分析方法

1.1 數據來源

本文研究數據來源于中國知網（CNKI）數據庫，檢索近30 年來計算機學科研究生人才培養相關文獻，文獻檢索方法為高級檢索，檢索主題詞為“研究生教育”“研究生培養”“研究生管理”“計算機”，檢索時間范圍為1991-2020年。為確保研究數據具有可靠性和代表性，進一步篩選并剔除與計算機研究生教育話題的弱關聯度文獻，得到符合要求的585篇文獻。

1.2 分析方法

文獻計量學是一門對某一領域知識載體進行分析的交叉學科，采用定性與定量結合的方法可直觀呈現出某一領域的發展路徑和組成關系。本文使用美國費城德雷爾賽爾大學陳超美教授基于Java 程序語言開發的CiteSpace可視化軟件作為輔助工具，根據某一領域的海量文獻數據，針對性地研究特定維度的數據信息。從年發文量、核心作者、研究機構、高頻關鍵詞方面進行分析，并對關鍵詞作聚類分析、時區圖和突現詞分析，從而探討與預測我國計算機學科研究生教育的研究現狀和發展趨勢。

2 研究主體分析

2.1 年發文量

對各年份的計算機研究生教育相關研究文獻進行數量統計分析，能夠反映近年來我國教育研究者對該領域的關注程度。1991-2020 年計算機研究生教育研究文獻逐年發文量如圖1 所示，本文將其劃分為3 個階段：第一階段（1991-2000）、第二階段（2001-2010）和第三階段（2011-2020）。

Fig.1 The number of papers published in the field of computer graduate education research from 1991 to 2020圖1 1991-2020年計算機研究生教育研究文獻逐年發文量

由圖1 可以看出，在第一階段（1991-2000），尚處于學科基礎理論知識的探索時期，研究文獻數量相對較少，年發文量最高為17 篇，這一階段發文總量為77 篇，約占研究樣本文獻數量的13.2%；在第二階段（2001-2010），自改革開放以來，國民經濟得到快速發展，高等院校的教學設備、教學體系也隨之得到完善，年發文量呈上升趨勢，這一階段發文總量為202 篇，約占研究樣本文獻數量的34.5%；在第三階段（2011-2020），由于信息化社會對計算機應用型人才的需求越來越迫切，并且引起國家、社會和高等院校對研究生人才培養的重點關注，這一階段年發文量穩定在20 篇以上，發文總量為306 篇，約占研究樣本文獻數量的52.3%。

2.2 核心作者

進一步列出該領域核心作者間的合作分布情況，分別如圖2、表1 所示。由圖2 可知，該網絡圖譜密度為0.0018，主要合作節點有6 組，主要體現在王志英、蔣宗禮、張春元等作者間的合作，其次為劉素芹、王云等作者間的合作，以及鄭雷蕾、曹禮、李聞穎等作者之間合作。其中，單人產出最多的作者為常寶英，論文數量達到7 篇。但作者之間的合作大多局限在自己的團隊內部合作，與其它組間的合作較少，表明研究該領域的作者之間尚未實現緊密合作。由表3 可知，發文量在3 篇以上的作者僅有5 人，表明在計算機學科研究生教育領域，尚未存在深度研究的作者。

2.3 研究機構

將各研究機構合作分布情況列出，分別如圖3、表2 所示。合作研究機構網絡圖譜中的節點大小代表該機構發文量多少，連線代表兩端機構存在合作，連線越多表明合作越密切。如圖3 所示，顯示有5 組連線，表明有5 組機構存在合作，其中，《時代教育》編輯部所代表的節點最大，發文量為7 篇；其次為國防科學技術大學計算機學院和《讀與寫》雜志社教育教學編輯室，發文量均為6 篇。同時，也可以看出成都信息工程大學網絡空間安全學院、成都信息工程大學軟件工程學院與成都信息工程大學研究生處，以及重慶大學信息物理社會可信服務計算教育部重點實驗室與重慶大學計算機學院等研究機構存在合作關系，但僅表現為機構內部之間的合作，與外部研究機構的合作較少，難以形成良好的學術互動關系。

Fig.2 Author cooperative co-occurrence network map圖2 作者合作共現網絡圖譜

Table 1 High-yielding authors of research papers in the field of computer graduate education from 1991 to 2020表1 1991-2020年計算機研究生教育領域研究文獻高產作者

Fig.3 Cooperative research institutions network map圖3 合作研究機構網絡圖譜

2.4 關鍵詞

關鍵詞是對一篇文章所研究內容的提煉，能夠反映出該文章所表達的主旨思想和中心內容。對文獻關鍵詞進行統計分析，能夠分析現階段計算機學科研究生教育所關注的熱點話題，對我國今后的計算機學科研究生培養具有一定指導意義。除去無意義的關鍵詞，合并意義相近的關鍵詞，并按照頻次從高到低排序，如表3所示。

Table 2 Research institutions in the field of computer graduate education from 1991 to 2020表2 1991-2020年計算機研究生教育研究機構

Table 3 High-frequency keywords in the field of computer graduate education from 1991 to 2020表3 1991-2020年計算機研究生教育研究高頻關鍵詞

在所有關鍵詞中，“研究生教育”的頻次最高（114），緊隨其后為“培養模式”“創新能力”“人才培養”“教學改革”“計算機學科”等，表明為適應我國經濟和社會發展的多樣性需求，高等院校和科研院所已不再滿足于傳統培養方法，而是通過一系列教學改革來培養高素質、創新型的計算機研究生人才。其次，頻次較低的關鍵詞有“培養質量”“工程碩士”“專業學位研究生”“教學模式”“培養方案”“實踐能力”“跨學科”等，表明在計算機類研究生培養過程中也逐漸開始重視工程碩士、專業學位研究生等應用型人才培養。

將Node Type 選擇為Keyword，Thresholds 選擇為（2，2，20）、（4，3，20）、（3，3，20），運行CiteSpace 軟件對關鍵詞進行聚類操作，得到關鍵詞知識圖譜（節點數=610，連線=1 300，密度=0.007），如圖4 所示。除去與計算機研究生教育主題關聯度弱的聚類，大致可歸為10 類，分別為：學術研究、研究生教育、管理信息系統、招生單位、多學科交叉、創新能力、研究生培養、計算思維、專業碩士研究生和學位課程。

Fig.4 Keywords clustering knowledge map圖4 關鍵詞聚類知識圖譜

3 研究演進與研究趨勢

3.1 研究演進

選擇CiteSpace 軟件“Layout”中的“TimeZone”選項，得到1991-2020 年計算機學科研究生教育研究熱點時區圖譜，如圖5所示。

時區圖可展現計算機學科研究生教育話題的關鍵詞在不同時間段出現的情況，每一個圓圈代表一個關鍵詞節點，關鍵詞出現頻數越高，則節點圓圈直徑越大。因此，可將我國計算機學科研究生教育的發展脈絡劃分為以下3個階段：

（1）基礎課程體系建設和探索階段（1991-2000 年）。自1984 年我國高等院校計算機基礎教育研究會創建以來，旨在培養為中國特色社會主義建設作出貢獻的計算機專業人才。20 世紀90 年代，我國的高校數量還較少，科研資源不足，培養制度和規范也不夠完善，盡管研究生招生規模伴隨著本科招生規模的擴大而擴大，但也僅有幾萬人，無法滿足社會主義建設的需求。該階段的計算機學科研究生教育還不夠成熟，主要聚焦于學科體系的基礎理論建設。研究生培養的一個重要環節就是課程體系建設，從課程方面來看，教材是教學內容的載體，但局限于當時的硬件設施條件和經濟水平情況，缺乏具備前沿性和新穎性的教材支持，通用的計算機學科課程無法較好地推動研究生課程理論知識與科研課題相互滲透，使得高等院校在培養計算機學科研究生時面臨一個尷尬的處境；從人才培養方面來看，當時的國情注重于第二產業建設，也在一定程度弱化了計算機學科的人才培養。

Fig.5 Time zone map of research hotspots in the field of computer graduate education from 1991 to 2020圖5 1991-2020年計算機研究生教育研究熱點時區圖譜

（2）教學改革和創新能力培養階段（2001-2010 年）。研究生創新能力培養是時代賦予高等院校的重大使命，關系到我國人才強國的重大戰略，當前信息化和智能化社會的建設者主要還是依賴于高層次的信息科技人才。2000 年之前的初步探索，使得我國高等院校的計算機學科培養體系基本成型，通用的本科階段教育已培養了很多現代化的計算機科技人才，并逐步探索復合式、高層次的計算機學科研究生培養新模式。具體來說，在該階段，高等院校主要探索如何進行教學改革、完善考核管理制度、優化學位論文評審等工作，研究生導師注重賦予研究生的研究課題具有一定創新性，對研究生社會主義核心價值觀的思想教育也擺在重要地位。研究生積極參與國內外的學術交流，以便獲取更廣泛的學術知識，并能開闊視野、創新思維方式等，計算機學科研究生培養工作不斷得到完善。

（3）重視專業學位研究生培養階段（2011-2020 年）。2009 年，教育部發布《教育部關于做好2009 年全日制專業學位碩士研究生招生計劃安排工作的通知》（教發［2009］6號），開始啟動全日制專業碩士招生。專業學位研究生也稱為應用型研究生，其占研究生總人數的比重也在逐年增加，說明隨著我國經濟社會的快速發展，對高層次應用型人才的需求越來越迫切，尤其對于人工智能、模式識別、機器學習、圖像處理等熱門專業。在計算機研究生課程體系上，教學重心也開始轉向重實踐應用的專業學位計算機研究生培養。該階段計算機學科的研究生教育更偏向于實踐，研究生導師在承擔一些橫向科研項目的同時，鼓勵其研究生也參與其中。該方式既夯實了研究生的理論基礎，也為其學位論文撰寫打下了堅實基礎。因此，強化研究生實踐訓練能力成為這一階段高等院校人才培養的一個著力點。2018 年，教育部、財政部、國家發改委聯合發布《關于高等學校加快“雙一流”建設的指導意見》，也推動了計算機應用型人才培養計劃2.0 體系建設。2020 年，教育部、國家發改委、財政部聯合發布《關于加快新時代研究生教育改革發展的意見》，指出應大力發展專業學位研究生教育，增設一批碩士、博士專業的學位類別。同年，教育部印發《專業學位研究生教育發展方案（2020-2025）》，又進一步確定在未來5 年里，轉型升級的各行各業需要更多的計算機學科研究生人才。

3.2 研究趨勢

特定時期的關鍵詞爆發情況與研究人員關注的某一潛在話題息息相關，可用來探索新興趨勢和潮流，被認為是高度活躍研究領域的指示器。使用CiteSpace 軟件對近30 年計算機學科研究生教育相關文獻關鍵詞進行分析，有助于呈現計算機學科研究生培養過程中的歷史熱點及其持續時間，得到重點關鍵詞突現圖譜，如圖6所示。

Fig.6 Emergence graph of important keywords圖6 重點關鍵詞突現圖譜

根據近30 年計算機學科研究生培養相關文獻的關鍵詞突現情況，得到以下熱點走向：

（1）專業學位的計算機學科研究生比重呈上升趨勢。如圖6 所示，關鍵詞“工程碩士”“專業學位”“計算機技術”“實踐能力”在近10 年內表現出較高的突現性。目前，研究生存在理論難以聯系實踐、解決工程項目問題能力較弱等不足，在推動經濟轉型升級、培育經濟發展新動能、滿足當前社會對應用型研究生實際需求的背景下，專業型計算機研究生培養建設將成為未來工作的重點，偏向實踐能力的研究生會越來越普及。高學歷研究生是現代信息社會的主要建設者，專業學位和學術學位教育處于同一層次，都是培養具有扎實理論知識，并能夠適應工作需求的高層次專門人才，但側重點有所不同。全日制專業學位研究生是支撐國家新興人才戰略的重要力量，近年來，隨著云計算、區塊鏈和人工智能技術的蓬勃發展，社會對計算機相關從業人員的技能要求也越來越高。因此，以產學研融合理念為指導，培養應用型計算機學科的研究生符合我國工科高等教育的實際國情。非全日制的計算機專業學位研究生培養也已經開始起步，在職考研、讀研的人數不斷增加，計算機學科本身更加偏向于應用。為進一步適應經濟社會發展的需求，未來專業型計算機研究生的比重還會呈繼續上升的趨勢。

（2）創新思維融入培養過程。如圖6 所示，關鍵詞“創新能力”“培養模式”在近10 年里表現出較高的突現性。計算機學科的研究生教育與本科生不同，研究生教育已經比本科教育高出一個層次，但依舊面臨著研究生創新意識差、創新成果少等問題。具體體現在學生缺乏自主創新意識、創新動力不足，已在一定程度上阻礙了我國計算機行業的發展，因此還需要進一步探索從“知識掌握”到“創新能力養成”的高階培養模式?！半p一流”高校建設是新時代黨中央作出的重大戰略部署，僅靠現有的教育模式，已無法滿足對研究生創新能力的培養需求。研究生既是受教育者，也是研究者。其不僅需要嫻熟地使用計算機學科的若干應用技術，而且需要對學術方面進行反思與改進，進而推陳出新。創新意識和思維是實施創新活動的前提，敢于運用創新思維突破傳統思維定勢，才能更好地指導實踐。由于研究生選拔工作主要還是依靠應試教育，學生依賴于對書本知識的記憶，創新活動的參與度較低，因此，培養研究生的協同創新能力、改革導師隊伍建設將是未來的發展趨勢。通過更新教學內容，緊跟最新的行業發展，探索多維度的課程教學模式，將創新能力和實踐能力培養融入教學中。除傳統的筆試外，實施多元化的綜合課程考核體系。同時，加強與世界一流大學、世界一流學術機構的合作及相互學習，與國外高校合作完成復合型創新人才培養，如斯坦福大學、卡內基梅隆大學、普林斯頓大學等，從而進一步拓寬計算機類學科研究生的國際視野。

（3）進一步深化“教”與“學”改革。如圖6 所示，關鍵詞“教學改革”“人才培養”在近5 年里表現出較高的突現性。跟隨國家統籌推進世界一流大學和一流學科建設的戰略機遇，在2014 年修訂的《計算機技術領域工程碩士專業學位標準》和《計算機技術領域工程碩士專業學位基本要求》基礎上，計算機學科研究生教育還需與時俱進。課程教學質量決定人才培養質量，同時需要進一步提高我國高校計算機學科的研究生教育管理質量。2020 年，習近平總書記在全國研究生教育會議上談及黨和國家的事業發展迫切需要培養一大批德才兼備的高層次人才，計算機學科的研究生教育是影響國家現在和未來發展的因素之一，推進我國計算機學科研究生教育的現代化、高質量發展，有助于實現具有中國特色、世界水平的現代研究生教育的宏偉目標，有助于實現我國從研究生大國升級為研究生強國的教育目標。計算機學科研究生教育是一個動態發展的過程，可參考和借鑒國外著名高校的教學模式。在硬件方面，可以考慮打破高校壁壘，實現跨區域的合作培養，共享實驗資源。比如高校與企業之間、國內高校和國外高校之間加強交流合作，以便更好地開闊學生的學術視野。在教學管理方面，學生除發表學術論文外，還可考慮參與學術交流、社會服務等，優化研究生人才培養過程。在綜合素質方面，作為新時代背景下的研究生人才，不僅需要具備專業素質與人文素質，而且應該擔負起發展我國信息科技事業的使命，從而促使自身的綜合素質得到提升。因此，高校需抓住“雙一流”建設帶來的機遇，改進教學措施、完善教學培養模式，對于優秀的研究生畢業生，積極爭取其在國內深造或就業。此外，計算機學科研究生分為全日制與非全日制、專業型與學術型，為緩解我國高層次信息技術人才短缺和智能化社會的快速發展對高層次信息技術人才迫切需求之間的矛盾，使我國計算機研究生教育更好地適應目前形勢發展的需要，研究生導師也應積極探索不同類別研究生的教學體系建設。

4 結語

在科教興國方針的指導下，經濟社會的快速發展對計算機領域高層次人才的要求越來越高，高質量計算機研究生人才的培養問題引起了社會的重點關注。以中國知網1991-2020 年計算機學科研究生教育的585 篇文獻為基礎，具體分析了文獻年代分布、核心作者、研究機構、關鍵詞及突現詞，探討了計算機研究生教育現狀和未來的熱點走向，歸納出以下結論：

（1）從年發文增長規律來看，下一階段計算機研究生教育方面的研究文獻依舊會保持增長趨勢，表明針對計算機學科研究生教育培養模式的研究已得到教育研究者的普遍重視。

（2）從核心作者發文情況來看，王志英、蔣宗禮和張春元等作者之間的合作次數最多，其次為劉素芹、王云等作者之間的合作，作者之間的合作還有進一步上升的空間；從研究機構發文情況來看，《時代教育》編輯部發文量最多，其次為國防科學技術大學計算機學院和《讀與寫》雜志社教育教學編輯室。

（3）從關鍵詞來看，得到“培養模式”“創新能力”“專業學位”“人才培養”“教學改革”“計算機技術”“培養質量”“課程體系”等高頻關鍵詞，進而可以發現從1991 年以來，大致經歷了基礎課程體系建設和探索、教學改革和創新能力培養以及重視專業學位研究生培養共3 個階段；從突現詞來看，計算機研究生教育已成為我國研究生教育的重要組成部分，計算機專業學位的研究生比重呈上升趨勢，創新思維開始融入培養過程，教學改革也得到進一步深化。在后疫情階段，采用線上、線下相結合的教學改革還會持續探索。

在5G 時代萬物互聯的背景下，信息技術已成為衡量國家綜合實力的重要標志之一，高校如何突出應用型高精尖計算機人才培養特色，培養一批勇于擔當民族偉大復興重擔的高質量人才，將是未來的研究方向。