全面提高計算機學(xué)科高等教育質(zhì)量：“互聯(lián)網(wǎng)+”帶來的機遇和挑戰(zhàn)

李未，男，1943年生，北京市人，計算機專家。1966年于北京大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系畢業(yè)后在北京航空學(xué)院（現(xiàn)北京航空航天大學(xué)）任教至今。1979年至1983年在英國愛丁堡大學(xué)學(xué)習(xí)，獲計算機博士學(xué)位。1986年起任北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院教授、博導(dǎo)。1997年當(dāng)選中國科學(xué)院院士。1988年至2009年任國務(wù)院學(xué)位委員會委員。2002-2009年任北京航空航天大學(xué)校長。曾任第10和11屆全國政協(xié)委員?，F(xiàn)任中國科學(xué)院信息技術(shù)科學(xué)部主任，國家教育咨詢委員會委員，軟件開發(fā)環(huán)境國家重點實驗室主任，中國電子學(xué)會副理事長。

編者按：

在高等教育已經(jīng)實現(xiàn)大眾化的背景下，為適應(yīng)國家實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略和建設(shè)人力資源強國、高等教育強國的需求，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》正式提出全面提高高等教育質(zhì)量的戰(zhàn)略要求。那么對于計算機學(xué)科來說，如何全面提高高等教育質(zhì)量？在此過程中最重要最核心的問題是什么？計算機學(xué)科應(yīng)當(dāng)怎樣面對“互聯(lián)網(wǎng)+”帶來的機遇和挑戰(zhàn)？

新年伊始，《計算機教育》雜志社專訪了原北京航空航天大學(xué)校長、中國科學(xué)院信息學(xué)部主任李未院士。

作為我國高等教育的領(lǐng)軍人物，李未院士對中國的教育問題和人才培養(yǎng)問題傾注了很多心血，進行了多年的思考和實踐。以下是《計算機教育》雜志奚春雁主編（以下簡稱奚）和李未院士（以下簡稱李）的對談。

奚：李院士您好！自1999年擴招以來，我國高等教育發(fā)展取得了歷史性成就。您曾擔(dān)任北京航空航天大學(xué)（以下簡稱北航）校長7年，可以說是我國高等教育大發(fā)展的親歷者。請您談?wù)勅绾慰创讶嫣嵘逃|(zhì)量作為高等教育改革和發(fā)展的重點？

李：自20世紀(jì)90年代起，我國高等教育就進入了快速發(fā)展時期，開始實施一系列具有實效性和前瞻性的計劃和工程。1993年，《中國教育改革和發(fā)展綱要》公布，推動了高等院校合并，啟動了“211工程”，為在21世紀(jì)建設(shè)100所一流大學(xué)打基礎(chǔ)。依據(jù)聯(lián)合國的定義，中等發(fā)達國家在高等教育方面應(yīng)滿足大眾化的要求，即適齡青年接受高等教育的毛入學(xué)率不低于15%，而1997年我國高校在校生人數(shù)僅為350萬，毛入學(xué)率只有7%。1999年，《面向21世紀(jì)教育振興行動計劃》正式實施，高等學(xué)校開始擴大招生規(guī)模，同時啟動了“985工程”，即建設(shè)30余所世界一流大學(xué)。這些措施都取得了非常好的效果，2003年全國高等學(xué)校在校學(xué)生數(shù)達到1600萬，適齡青年的毛入學(xué)率達到17%，提前實現(xiàn)了我國高等教育從精英化向大眾化的轉(zhuǎn)變。2014年，我國高等教育在學(xué)人數(shù)達到3559萬人，居世界第一；高等教育毛入學(xué)率達到37.5%；與世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）國家的水平大體相當(dāng)。

當(dāng)前，我國已經(jīng)成為世界第二大經(jīng)濟體，全面提高教育質(zhì)量成為我國高等教育戰(zhàn)線的主要任務(wù)，當(dāng)然也是計算機學(xué)科的主要任務(wù)，這是時代發(fā)展的需要，是國民經(jīng)濟建設(shè)進入新階段的客觀要求。

奚：高等教育改革和發(fā)展涉及方方面面，您認(rèn)為全面提高高等教育質(zhì)量最重要的是什么？

李：全面提高高等教育質(zhì)量是塊硬骨頭，這么多年來我們一直在努力尋找突破口。要啃下這塊硬骨頭，既需要革命性的教育信息化手段，又需要改革傳統(tǒng)的教學(xué)理念和方法，從根本上實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源廣泛和充分的共享。

大家都知道，高等教育由大學(xué)本科教育和研究生教育組成。學(xué)生在本科階段學(xué)習(xí)的主要是第一次工業(yè)革命以來人類累積知識的概括和結(jié)晶，是使學(xué)生成為現(xiàn)代社會建設(shè)者和新社會創(chuàng)造者所必備的基礎(chǔ)知識，是打開信息社會之門的鑰匙。而研究生教育則建立在本科教育的基礎(chǔ)之上，所教授內(nèi)容主要是20世紀(jì)以來科技發(fā)展的重要前沿成果和知識。如果一個大學(xué)生本科沒有學(xué)好，即通常所說的“基礎(chǔ)”沒有打好，那么在研究生階段就很難學(xué)“懂”、學(xué)“精”，畢業(yè)以后也很難“用好”。

因此，全面提高高等教育質(zhì)量的關(guān)鍵在于全面提高本科教育質(zhì)量，而本科教育質(zhì)量又主要取決于核心基礎(chǔ)課與科技實踐課程的學(xué)習(xí)，因為本科教育所授知識的核心內(nèi)容和治學(xué)方法都包含在本科必修的公共核心基礎(chǔ)課（簡稱核心基礎(chǔ)課）和科學(xué)實驗課程之中。

奚：既然核心基礎(chǔ)課與科技實踐課程的學(xué)習(xí)是全面提高高等教育質(zhì)量的重中之重，那么您認(rèn)為，當(dāng)前核心基礎(chǔ)課面臨的主要問題是什么？提高核心基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量的主要困難又在哪里？

李：這個問題需要從中學(xué)教育和大學(xué)教育的區(qū)別談起。我認(rèn)為，中學(xué)教育和大學(xué)教育的本質(zhì)區(qū)別是：前者教授的是第一次工業(yè)革命之前的知識，后者則是第一次工業(yè)革命后的知識。兩者在內(nèi)容、方法和觀念上有本質(zhì)不同。以數(shù)學(xué)和物理為例，粗略地說，前者是教授“常態(tài)的科學(xué)”，例如：幾何學(xué)教授邏輯推理，代數(shù)學(xué)主要是恒等變換，物理學(xué)的定律都是代數(shù)式；而后者則是教授“變化的科學(xué)”，例如：研究的對象是變量，描述變量之間的關(guān)系是函數(shù)，一個函數(shù)的變化率是微商，描述函數(shù)之間的變化關(guān)系是微分方程，計算的過程變?yōu)榍髽O限的過程，而物理學(xué)的定律則都是微分方程來描述的。

大學(xué)和中學(xué)在知識的內(nèi)容和方法論的不同，都反映在大學(xué)本科的核心基礎(chǔ)課之中。所以，要提高本科的質(zhì)量，就必須要求教授本科核心基礎(chǔ)的教師對所教課程的內(nèi)容有準(zhǔn)確而深透的理解，在科研方面有出色的建樹，在實踐方面有豐富的經(jīng)驗和成就；還要熟諳這門學(xué)科的歷史、現(xiàn)狀和問題，對本學(xué)科與其他相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系也有全面而深入的了解和認(rèn)識，他們應(yīng)該是本學(xué)科的知名學(xué)者。具備這種水平的教師就是“名師”。只有實現(xiàn)名師上講堂，即名師教基礎(chǔ)課或成立教學(xué)小組，由名師策劃和指導(dǎo)，多位教師參與授課（包括討論課和習(xí)題課）才能確保全面提高高等教育質(zhì)量。教育部在培養(yǎng)名師和鼓勵名師上講臺方面采取了許多措施，做出了巨大努力，這些都是應(yīng)該肯定的。

需要正視的是，我們當(dāng)前也面臨著一些問題。一方面，我國大學(xué)整體上教學(xué)名師資源不足；另一方面，現(xiàn)有名校的名師資源也未得到充分利用。

粗略地說，目前我國只有39所“985工程”大學(xué)基本達到了這個要求，另有82所“211工程”（不含“985工程”）大學(xué)基本接近這個要求。也就是說，名師等優(yōu)質(zhì)資源被少數(shù)一流或名牌高校所擁有，但不能被所有高校所共享。而剩余的900多所大學(xué)和1200多所?？圃盒；旧蠜]有達到名師主講核心基礎(chǔ)課這一要求。

目前，盡管已有大量應(yīng)屆碩、博士研究生進入了這些學(xué)校的教師隊伍，但是普遍存在著青年教師教育教學(xué)經(jīng)驗不足、教學(xué)與科研水平尚待提高等問題，他們距名師尚有很大距離。一般而言，培養(yǎng)一位名師需要20年時間。

另一方面，名校的名師教育資源也沒有得到充分開發(fā)。以北京大學(xué)為例（數(shù)據(jù)由北大李曉明教授提供），2013年上半學(xué)期共開設(shè)1998門課，其中聽課人數(shù)均值為48，中位數(shù)為29。這說明在近2000門課中，有近1000門課的課堂聽講人數(shù)規(guī)模<30人。聽課人數(shù)少，可以更好地開發(fā)群智，使每一位學(xué)生的問題得到比較深入的討論，學(xué)習(xí)過程甚至可以達到耳提面命式的傳道、授業(yè)、解惑，但其缺點是能獲得名師直接指導(dǎo)的人數(shù)太少！以名師為代表的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源稀缺，已成為全面提高高等教育質(zhì)量的桎梏。

總的來說，突破傳統(tǒng)教育體制對優(yōu)質(zhì)教育資源的壟斷，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源的廣泛和充分共享，是當(dāng)前全面提高我國高等教育質(zhì)量亟待解決的問題。

奚：那么科學(xué)實驗課程目前又面臨著什么問題呢？

李：當(dāng)前我國高校畢業(yè)生創(chuàng)新能力與美英發(fā)達國家相比尚有不小的差距，而教育方面的主要原因之一是我國高校開設(shè)的科學(xué)實踐課程內(nèi)容基本停留在驗證課堂上講授理論的階段，即利用所學(xué)理論解釋現(xiàn)象，應(yīng)用所學(xué)理論解決問題。這些內(nèi)容都是需要的，問題是只做到這些還不夠。此外，多數(shù)教學(xué)實驗室環(huán)境不是真實的環(huán)境，部分實驗室和科研項目也沒有積極對本科生開放。學(xué)生只要正確進行由老師事先設(shè)計好的操作規(guī)程和程序，就能驗證課堂講授的理論。這種實踐教育的不足是對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)支持力度不夠，不能滿足建設(shè)創(chuàng)新型國家的要求。

奚：近一年來，“互聯(lián)網(wǎng)十”很熱，人們都說，互聯(lián)網(wǎng)進入哪個領(lǐng)域，就使哪個領(lǐng)域發(fā)生革命性的變革。比如說：電商對實體店產(chǎn)生了巨大沖擊，滴滴等打車軟件對出租車行業(yè)改革起到了決定性的推動作用，互聯(lián)網(wǎng)金融正深刻地影響著銀行和保險業(yè)。您認(rèn)為，“互聯(lián)網(wǎng)+高等教育”會帶來什么樣的變革，對您剛才提到的核心基礎(chǔ)課又會有哪些影響？

李：首先，“互聯(lián)網(wǎng)+”為整個高等教育改革和發(fā)展帶來了革命性的變化，既是挑戰(zhàn)，更是機遇。比如說，對于核心基礎(chǔ)課，最大的變化就是MOOC的發(fā)展。“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來為突破名師資源不足，又好又快、全面提高高等教育質(zhì)量提供了新的思路，帶來了新的機遇。2011年，斯坦福大學(xué)吳恩達（Andrew Ng）宣布：將在因特網(wǎng)上免費教授該?！皺C器學(xué)習(xí)”課程。整個授課過程，包括課堂教學(xué)、答疑、習(xí)題課、審批作業(yè)，討論互動課、小測驗、期中測驗到期末考試等，都在因特網(wǎng)上進行，使用斯坦福大學(xué)講義，考試成績合格者由斯坦福大學(xué)計算機系頒發(fā)成績證書。結(jié)果該課程的注冊人數(shù)超過10萬，有約1萬人在網(wǎng)上參與并完成全過程，拿到了斯坦福大學(xué)計算機學(xué)系的成績證書。由此開名師教育資源為全世界所共享之先河，并誕生了一種“互聯(lián)網(wǎng)+”教育模式，稱為大規(guī)模開放在線教育，英語簡稱為MOOC，常譯為慕課或幕課。

自此，MOOC以課件公司的形式迅速崛起。例如由美國斯坦福大學(xué)發(fā)起，杜克大學(xué)、伯克利大學(xué)等33所院校合作的Coursera公司，提供1462門課程，有1464萬學(xué)生注冊；由麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)支持，與加州大學(xué)等28所高校合作的非營利性組織EdX，提供641門課程，有400萬學(xué)生注冊；由斯坦福大學(xué)獨家經(jīng)營的Udacity，提供87門課程，學(xué)生注冊達100萬。

我國從2013年開始建設(shè)MOOC平臺，最具代表性地有：清華大學(xué)的“學(xué)堂在線”，聯(lián)合17所高校提供162門課程，有172萬在線學(xué)生；國防科大的“夢課學(xué)習(xí)平臺”提供63門課程，有25萬解放軍官兵在線學(xué)習(xí)；以及教育部的“愛課程”，有30所合作院校，提供130門課程，注冊學(xué)生達100萬。

上述MOOC代表性平臺使名師教育資源共享成為現(xiàn)實，打破了300年來金字塔式高校人才培養(yǎng)的舊觀念、舊模式，實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教育資源的全人類共享。它使全世界的適齡青年，都可通過因特網(wǎng)獲得最優(yōu)秀名師最好的教育。換句話說，就是名師的教育資源對因特網(wǎng)上每一個用戶都是開放和均等的。

目前，我國基本還是采用國外公司和高校MOOC教學(xué)的管理模式來進行教學(xué)，這也產(chǎn)生了一些問題。例如，全面推廣名師的MOOC課件，可能對高?；A(chǔ)課教師的工作和生活帶來沖擊，使他們徘徊不前。再如，學(xué)校全方位使用課件公司提供的MOOC課件，會涉及侵犯版權(quán)和繳納費用等問題。

為此必須結(jié)合我國高校的實際情況，制定一套適合中國國情的辦法來推廣使用MOOC課件，而且一定要先試點，取得成功后再予推廣。

奚：您認(rèn)為，對于計算機學(xué)科來講，一個科學(xué)系統(tǒng)的MOOC教學(xué)方案應(yīng)當(dāng)包括哪些內(nèi)容？

李：以計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科（以下簡稱計算機學(xué)科）為例，也包含軟件工程和信息安全等學(xué)科，我認(rèn)為至少應(yīng)當(dāng)包括以下8個方面：

（1）基本目標(biāo)：又快又好地全面提高我國計算機專業(yè)本科教育質(zhì)量，為研究生教育及信息社會建設(shè)提供高質(zhì)量的人才支撐。

（2）基本狀況：我國開設(shè)計算機專業(yè)的高校共有946所；一級博士點60個，一級碩士點224個，計算機專業(yè)在校生人數(shù)本科67萬，碩士7.2萬，博士1.7萬。

（3）基本原則：利用本科生課余時間，采取自愿原則，在不干擾、不影響各校計算機專業(yè)本科教學(xué)計劃的前提下，向全國計算機本科生推薦由教育部高等學(xué)校計算機類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會（以下簡稱教指委）確定的9門核心基礎(chǔ)課的MOOC課件作為免費學(xué)習(xí)課件。

（4）課件制作：教指委推薦9門核心基礎(chǔ)課程是：C程序設(shè)計、離散數(shù)學(xué)、計算機組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計與分析、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、軟件工程、互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)。課件的制作采用眾包的形式，凡得到不少于2/3的委員及教指委特聘專家投票通過，經(jīng)教育部批準(zhǔn)，即可成為指定教學(xué)參考課件。

（5）課件要求：課件制作需達到Coursera和EdX的課件標(biāo)準(zhǔn)（即斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)以及加州大學(xué)伯克利分校本科課件標(biāo)準(zhǔn)），要提供MOOC課件全過程的音視頻錄像、講課教師的全部PPT和課堂板書音視頻，也要提供在線和離線習(xí)題課、答疑、小測驗、期中考試及課程結(jié)業(yè)考試題。課件不得侵犯各已有課件公司的知識產(chǎn)權(quán)，規(guī)定語言是中文，也可接受英文，但應(yīng)準(zhǔn)確、易懂。

（6）質(zhì)量控制：為控制學(xué)習(xí)質(zhì)量，改革研究生入學(xué)資格審查制度。由教育部設(shè)立研究生資格考試管理中心，組織研究生入學(xué)資格考試，試題內(nèi)容以上述9門課程的指定課件內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)，其作用類似于美國英語能力資格認(rèn)證的TOEFL考試以及研究生資格認(rèn)證的GRE考試。研究生入學(xué)資格考試每年可舉行多次，每位本科生在校學(xué)習(xí)期間，都可注冊并參加，由國家考試中心頒發(fā)成績證書。只要上述9門成績均達到研究生入學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，即可申請攻讀碩士或博士。通過這一措施，我國高校計算機專業(yè)優(yōu)秀學(xué)生接受的本科教育質(zhì)量將提高到不低于國際一流大學(xué)的水平。

（7）工作重心：聚焦在學(xué)習(xí)成績居前20%的優(yōu)秀本科生（約14萬人，每年畢業(yè)約3.5萬人）身上。這些優(yōu)秀學(xué)生的特點是學(xué)習(xí)的自覺性強，有更多的自學(xué)和研究問題的時間。他們是我國高校研究生的主要生源，也是9門高質(zhì)量核心基礎(chǔ)課的MOOC受益者。這批學(xué)生質(zhì)量的提高，代表著我國計算機本科教育整體水平的提高。

（8）國際課件：美國斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院等率先開發(fā)出高質(zhì)量的在線開放課件，開創(chuàng)了優(yōu)質(zhì)教育資源為全人類共享的高等教育新時代。我們應(yīng)無保留地支持和鼓勵中國學(xué)生以個人行為學(xué)習(xí)和使用這些課件，并要求他們遵守知識產(chǎn)權(quán)法和各個課件公司或大學(xué)的相關(guān)規(guī)定。

上述措施的實行將打破多年來只有極少數(shù)進入名牌大學(xué)的學(xué)生才能獲得高質(zhì)量本科教育的狀況，使全國本科學(xué)生可利用的高質(zhì)量教育資源日趨一致，使研究生入學(xué)考試操作簡單易行，使質(zhì)量考核更加真實可靠。此外社會化的入學(xué)資格考試也為大學(xué)生就業(yè)提供更多的選擇和自由度。奚：科技實踐課程同樣面臨上述問題，是否也有依托“互聯(lián)網(wǎng)+”開展群體創(chuàng)新實踐課程的方案呢？

李：這個方面也是有的，計算機學(xué)科跟互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合更緊密，我們提出了一種依托互聯(lián)網(wǎng)開展群體創(chuàng)新實踐課程的方案，稱為MOOP（P代表proiect）。核心內(nèi)容包括以下4個方面：

（1）基本目標(biāo)：在深入理解的基礎(chǔ)上，運用或改進課堂理論，解決科研、生產(chǎn)和社會實際問題，培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新、動手、寫作、競爭和溝通的能力。

（2）基本要求：規(guī)定“互聯(lián)網(wǎng)+MOOP”為每一位本科生的必修實踐課程。以計算機專業(yè)為例，每一位本科生必須加入一個開源社區(qū)，使用開源代碼并通過“眾包”（crowdsoucing）的形式參與APP或智能化軟件開發(fā)等科學(xué)實踐和創(chuàng)新活動。

（3）實踐證書：除核心基礎(chǔ)課（MOOC）考試成績外，申請攻讀研究生的學(xué)生還應(yīng)提供參加“互聯(lián)網(wǎng)+MOOP”的實踐與創(chuàng)新資格證書。例如，編寫過哪些程序和軟件，工作量、投入時間和使用情況，發(fā)明過何種新技術(shù)，注冊專利的情況，在社群和社區(qū)中擔(dān)任過何種職務(wù)，做過何種社會公益服務(wù)等。高?？梢酝ㄟ^社群社區(qū)記錄，了解考生的動手能力、自主創(chuàng)新能力和社會生存能力，并加強高校及考生本人對這些能力的重視。其考核方法是依據(jù)學(xué)生在開放社群的工作記錄，并頒發(fā)實踐與創(chuàng)新資格證書

（4）組織形式：在大學(xué)本科4年中，需以“四面體”作為“互聯(lián)網(wǎng)+MOOP”的基本單元。一個四面體有4個頂點，每個頂點有一位同學(xué)站位：第一頂點是組長，負(fù)責(zé)“四面體”整體工作以及與其他“四面體”之間的聯(lián)系，第二頂點負(fù)責(zé)設(shè)計，第三頂點負(fù)責(zé)研發(fā)，第四頂點負(fù)責(zé)測試。其組成原則是自愿組合加協(xié)商。各頂點職責(zé)每年輪換一次，通過大學(xué)4年社群實踐，全面提升學(xué)生各項創(chuàng)新能力。

奚：可否請您闡述一下，您說的MOOP會給計算機領(lǐng)域創(chuàng)新人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶什么樣的影響？如果全面推廣到其他學(xué)科，又會怎樣？

李：以計算機專業(yè)為例，若上述措施得到有效實施，假定我國高校招生規(guī)模保持不變，排名前20%的優(yōu)秀學(xué)生每人領(lǐng)導(dǎo)一個“四面體”，到2020年全國每年將新增3.5萬個群體工作組、14萬高質(zhì)量信息產(chǎn)業(yè)大軍，數(shù)量相當(dāng)于7個谷歌（Google）公司，知識和能力基本達到麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)的優(yōu)秀本科生水平。

推廣開來，如果每個四面體中都安排一位前20%的優(yōu)秀生，這些優(yōu)秀生在大學(xué)本科的4年中將和他所在的四面體的成員一起學(xué)習(xí)核心基礎(chǔ)課，一起參加試驗和創(chuàng)新活動，這將帶動總數(shù)80%的本科生品質(zhì)和能力的提高，從而實現(xiàn)全面提高高等教育質(zhì)量的效果。如果我們選取10個專業(yè)，例如：計算機、電子、機械、材料、生物、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)境、交通等同時進行試點，那么到2020年，將為我國“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的進程提供充足的高質(zhì)量人才，完成我國全面升級進入“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新型國家的人才培養(yǎng)任務(wù)。

（編輯：彭遠紅）