【特别视角】一流计算机学科建设的几个问题思考——一流计算机学科必须是一流本科教育
《计算机教育》2017年第1期 封面文章
一流计算机学科建设的几个问题思考
2015 年11 月国务院发布的《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，在我国高等教育领域引起极大反响。“双一流”成为研究型大学建设和发展的主要推动力。在此形势下，一流计算机学科建设也成为不少计算机学院的首要任务和发展目标。
近几年，我国计算机学科在国际计算机学术领域的影响力不断提升。例如，我国计算机学科论文总量和引用量全球第六；2016 年QS、US News等不同评价机构给出的世界大学计算机科学学科排名中，我国计算机学科排名无论绝对名次还是进入前50 名的数量，均有较大幅度的提高。这在一定程度反映出我国计算机学科总体学术水平的不断进步，是一件可喜可贺的事情！然而我们也清醒地认识到，这些排名以学术研究的高频引文等为主要依据，并不能够完全反映一个学科是否达到国际一流水平。同时，我们还应该冷静思考：我国计算机学科何时能够达到国际一流水平？如何更有效地建设一流计算机学科？
为此，来自不同研究型大学的十几位教授走到了一起，他们都有着多年的计算机学科建设经历，有着多年的一线教学和教学领导经验。针对一流计算机学科建设的若干问题，他们进行了思考和讨论，形成一系列建设性内容。
从本期开始，我刊发表署名“言十”的系列文章，希望这些一题一议的短文，能够引发更多计算机教育工作者的关注和更深层次的思考。我们欢迎广大一线教师将自己对言十文章的思考也撰写成文，群策群力推进我国计算机学科更加健康地发展。
1 一流计算机学科建设热浪中的本科教育现状
大学本科教育具有不可替代的地位，是高等学校有别于其他社会研究机构的特质。注重一流计算机专业本科教育，是一流计算机学科建设的首要任务，只有不断提高本科人才培养质量，才能为培育拔尖创新人才奠定基础。然而目前的现状却事与愿违，在几乎所有的研究型大学，无论是领导重视程度、教师投入精力，还是晋升评价标准、经费投入力度，一流计算机本科教育并没有完全真正落实。主要表现如下：
（1）“重科研、轻教学；科研硬指标、教学软条件”的实际政策导向。在教育部各类排名、评估、人才计划申报以及学校的职称评定、年度考核中，论文数量、引用率、科技奖励等科研指标多，而教学除了教学工作量，没有其他科学的质量量化指标，导致高校教师将大部分时间投入科研以及SCI 论文发表之中。相关研究显示，大部分（77.9%）教师把是否有利于提升科研水平作为参加各种培训的原因，只有不到一半（46.9%）的教师会把是否有利于提高教学水平作为参加各种培训的原因。
（2）“重视研究生教育，轻视本科生教育”的客观现实现象。研究型大学的研究生比例较大，有的已达到本科生和研究生之比为1:1。由于研究生课程与教师研究方向比较切合，研究生成为完成科研项目研究任务的主要力量，学科教师自然比较重视研究生教育的各个环节；而本科生教育多为学校开设通识和公共课程、学院统一安排和管理专业教学的模式，学科教师较少关心和研究本科教学，学科方向带头人为本科生授课的比例也较低。例如，教育部高等学校计算机类专业教指委推动基于系统观的计算机专业教育改革，一些研究型大学计算机学院的宣讲和交流会议参会人数不及三分之一。
（3）偏高的师生比难以保障研究型本科教学实施。由于近年来计算机类专业扩展较快，不少研究型大学在总体控制本科规模的情况下，计算机类本科生规模未降反升；另一方面，由于教师补充标准“水涨船高”、国内外计算机博士毕业生社会就业待遇高等，致使高水平师资难以得到及时扩充，师生比偏高成为不可回避的问题。除清华（师生比1:5 左右）等名校外，我国原985、211 高校计算机学院师生比大致为1:12 左右，普遍高于国外计算机专业的师生比，很难为本科教育实施个性化指导，组织研究型教学，实现一流本科教育。
2 国际一流计算机学科的本科教育特点
纵观国外一流大学，它们普遍将本科人才培养和本科教育质量放在学校发展的重要战略地位。近年来，美国一些研究型大学持续深入推进本科教学改革。计算机科学与技术的迅速变化，进一步促使教育的适应性改革与创新。本科教育主要呈现以下特点：
（1）适时调整和优化本科教育内容。 ACM/IEEE 以国际一流计算机学科为主体，每10 年左右在国际广泛调研基础上，适时调整和优化本科教育内容。例如，ACM/IEEE CS2013 适度调整原有14 个知识域，增加系统基础、并行和分布计算、基于平台的开发等4 个新的知识域，强调系统知识和系统能力培养。CMU、Stanford、UCBerkley 著名教授编写计算系统基础性教材，设立新系统级综合性课程。
（2）提倡研究型教学模式，促进教学与研究结合。在美国，参加研究创新活动已成为各研究型大学本科教育的一个重要组成部分，约有16% 的研究型大学其本科生参与率在75 % 以上。MIT、CMU 等一流计算机学科制定专项计划，组织大学生参与研究和创新活动，本科生发表SCI 论文已比较普遍。
（3）构建跨专业知识学习，培养学生多视角思考能力。多学科融合是21 世纪科学技术发展特征之一。学生掌握跨学科的知识结构，是培养创新潜能的基础。欧美大学完善的通识课程体系，正是为了引导学生增强对问题认识的深度和广度，以使其能够应对未来的挑战。随着Computer 向Computing 的演化，计算机专业学生更需要了解其他领域的基本知识与需求，这也是国际一流计算机学科正在实施的本科教育计划。
（4）筹措大量资金，支持本科教育高水平实践。高水平的计算机系统实验设计为学生提供一定的可选择性，可促进学生创新能力的培养。国外一流大学计算机专业实验设备齐全，能及时反映当前计算机学科发展状况。例如，斯坦福分布式计算实验室拥有由近百台8 核24G 内存配置的服务器组成的集群及其分布式任务管理系统。实验室和计算机系共享一个技术支持团队，负责所有计算集群、文件系统管理，保证了专业性和时效性。
3 推进一流计算机本科教育的几点建议
在当今一流计算机学科建设开始之际，无论是研究型大学计算机学院负责人，还是学科或学科方向学术带头人，应该清醒地认识到，一流本科教育是一流计算机学科建设的重要使命和基础任务，要排除干扰，扎实推进。为此，我们提出以下建议：
（1）多举措营造本科教育的良好氛围。 无论是价值取向、育人环境的社会氛围，还是学科评估、职称晋升等指挥棒均影响一流计算机本科教育的有效实施。我们倡议，我国计算机教育界和学术界奉行“育人为先，教学为本”的价值取向，教育部高等学校计算机类专业教指委、CCF教育工委和专委、《计算机教育》杂志等联合行动，通过宣传典型、树立榜样，释放“正能量”；我们呼吁高等院校计算机学科职称晋升、各类人才计划评审实行“教学质量，一票否决”，重视本科教育。
（2）适应产业与技术发展，优化计算机本科培养。国家提出创新驱动发展战略、新一代信息产业快速发展、中国制造2025 战略计划开始实施，对计算机人才的科学素养、知识体系、创新能力提出更高要求；计算机科学技术进入快速裂变时期，物大云智移成为发展主流，计算理论、系统形态发生重要变化；90 后大学生是互联网时代的“原住民”，思维与学习方式等发生较大变化，教育方式需与其适应。我们建议教育部计算机类专业教指委在系统观教育基础上，进一步梳理专业知识体系，强化更宽的数学基础、凝练技术发展中的“不变要素”、拓宽跨专业知识面，深入优化课程体系和教学内容，充分发挥MOOC效果。
（3） 建立完善的本科教学质量评价体系。结合计算机专业工程教育认证规范，构建以人才培养产出为导向的专业评价机制是一流计算机本科教育的重要保障。我们建议CCF 教育工委与专委进一步完善质量标准，尤其重视建立多类计算系统、设计环境、平台工具等实践教学质量标准；完善社会用人单位、在校生与毕业生参与的评价体系和评价方法；利用教学过程大数据丰富评价结果反馈，帮助教师提升教学主动性和教学质量。
（4）倡导科教融合育人，推进本科生导师化管理。计算机学科新理念、新方法、新技术、新工具、新业态日新月异，知识更新速度快。充分利用研究型大学雄厚的科研实力，将科研资源转化为优质教学资源，对于培养创新型人才至关重要。应鼓励本科生适时参与科学研究、担任科研助手，本科生与研究生一起探索交流，师生形成一对一交流模式。建议研究型计算机学院制定具体政策鼓励教师将科研项目转化为创新型实验或毕业设计选题，激励将原创研究成果列入优秀教材作为认可科研创新的最高境界之一。