新工科背景下我國高校計算機微專業(yè)建設(shè)探索

朱潔 黃海平

摘 要：隨著新工科專業(yè)建設(shè)的開展，探索個性化人才培養(yǎng)模式和創(chuàng)新“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)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(yè)建設(shè)需求。為了探索我國高校計算機微專業(yè)建設(shè)路徑，對國內(nèi)外微專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀進行了比較，分析了微專業(yè)優(yōu)勢與價值。與傳統(tǒng)專業(yè)對比，總結(jié)微專業(yè)在培養(yǎng)方案、課程體系、授課方式與結(jié)業(yè)要求等方面特征，探討我國高校建設(shè)微專業(yè)需要解決的問題以及建設(shè)思路。

關(guān)鍵詞：新工科;微專業(yè);慕課建設(shè)

0 引言

相對于傳統(tǒng)工科人才，未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟需要的是實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復合型新工科人才[1]，新工科專業(yè)要求用智能制造、云計算、人工智能、機器人等對傳統(tǒng)工科專業(yè)進行升級改造。2017年教育部發(fā)布《新工科研究與實踐項目指南》，提出了新工科建設(shè)指導意見，強調(diào)新工科專業(yè)建設(shè)要更加注重模式創(chuàng)新，探索個性化人才培養(yǎng)模式和創(chuàng)新“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)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(yè)認證在我國快速發(fā)展，這是大力推進工業(yè)化進程，培養(yǎng)大量高素質(zhì)、創(chuàng)新型科技人才的必然選擇[5]。

近年來基于“互聯(lián)網(wǎng)+”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(zhuǎn)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(zhuǎn)課堂的MOOC教學體系，改變了以往傳統(tǒng)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(tǒng)課堂教學模式相比有6大優(yōu)勢：學習主動化、學習模式高效化、教學方式移動化、數(shù)據(jù)分析智能化、學習軌跡動態(tài)化和測評反饋及時化，這些優(yōu)勢證明智慧課堂教學模式是建設(shè)高水平本科教育，全面提高人才培養(yǎng)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(jù)自己的學習節(jié)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(tǒng)實時了解學生的學習進度，方便實施在線答疑并根據(jù)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(shù)字化新教學模式建設(shè)中[11-13]。

智慧課堂為學生個性化發(fā)展提供了更加廣闊的空間，學生可以根據(jù)專業(yè)興趣、職業(yè)規(guī)劃選擇專業(yè)和課程。在這樣的創(chuàng)新教學模式下，“微專業(yè)”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(shè)的目標之一。

1 微專業(yè)概述

1.1 微專業(yè)特征

微專業(yè)在不同的慕課平臺上有不同的名稱和表現(xiàn)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(yè)的成功建設(shè)案例，可將這些案例分為面向?qū)I(yè)及面向職業(yè)兩類。前者由高校主導實施建設(shè)，后者多由在線課程平臺實施建設(shè)。這些微專業(yè)建設(shè)都是通過在線開放的慕課平臺向?qū)W習者提供課程學習，所需學習課程是針對某一專業(yè)或特定職業(yè)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(yè)或崗位群的核心課程或核心技能，以快速、集中培養(yǎng)的方式，讓學習者快速達到某個專業(yè)的畢業(yè)要求或某一領(lǐng)域的工作技能要求。尤其是面向職業(yè)的微專業(yè)，其主旨就是快速就業(yè)，解決大學專業(yè)設(shè)置與企業(yè)用人需求之間的匹配問題。從就業(yè)崗位和市場需求角度出發(fā)，以學生職業(yè)為導向組織學習微專業(yè)課程[14]。表1總結(jié)了面向職業(yè)的微專業(yè)建設(shè)在培養(yǎng)方案、課程體系、授課形式和結(jié)業(yè)要求方面的特征。

1.2 微專業(yè)優(yōu)勢與價值

微專業(yè)無論對學生、高校還是企業(yè)，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(jīng)就業(yè)但還有學習需求的在職人員），微專業(yè)的優(yōu)勢與價值體現(xiàn)在：①一種更快、更便宜的學習方式：微專業(yè)不包括一般專業(yè)的公共基礎(chǔ)課，課程設(shè)置“微”而精;②零基礎(chǔ)轉(zhuǎn)專業(yè)學習機會：對學生的準入門檻不高，甚至不設(shè)限，有興趣都可以參與;③更個性化、精細化，緊跟技術(shù)趨勢學習：微專業(yè)定位緊跟新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟需求;④有機會向行業(yè)思想領(lǐng)袖學習，獲得更多實踐訓練：不少在線平臺推出的微專業(yè)課程都以實踐案例為核心，設(shè)計完成實踐作業(yè)所需的理論知識;⑤一個持續(xù)深造的機會：尤其針對在職人員，可滿足他們深造或轉(zhuǎn)專業(yè)需求。

對企業(yè)而言，參與微專業(yè)建設(shè)工作優(yōu)勢與價值體現(xiàn)在：①直接參與人才培養(yǎng)與人才發(fā)現(xiàn)：不少在線平臺推出的微專業(yè)課程都以參與企業(yè)內(nèi)推為賣點吸引學生，企業(yè)可在優(yōu)秀學員中選拔人才;②幫助員工提升技能、拓展能力：微專業(yè)課程可作為企業(yè)培訓課程直接面向崗位需求定制;③交流職場實踐經(jīng)驗：企業(yè)可將自身產(chǎn)業(yè)實踐經(jīng)驗通過付費教學方式獲得盈利。

高校是高等教育的主戰(zhàn)場。一方面，高校需要主動布局新興工程專業(yè)建設(shè)，提前布局培養(yǎng)人才，引領(lǐng)未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展;另一方面，要加快傳統(tǒng)工程專業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，對現(xiàn)有工程專業(yè)課程進行改革創(chuàng)新[19]。對高校而言，微專業(yè)課程可能需要教師花費比傳統(tǒng)課程更多的時間和精力去建設(shè)，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(yè)競爭力，從而提高學校的影響力和聲譽;②推進傳統(tǒng)課程內(nèi)容與授課方式變革：響應(yīng)國家新工科建設(shè)號召，與時俱進并持續(xù)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(yè)與傳統(tǒng)專業(yè)對比

工科高校傳統(tǒng)專業(yè)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(yè)，課程體系涵蓋公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課與專業(yè)選修課等模塊。而微專業(yè)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(jié)奏快。

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

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

在授課方式上，傳統(tǒng)專業(yè)與微專業(yè)區(qū)別也很大。傳統(tǒng)專業(yè)是統(tǒng)一的培養(yǎng)方案與課程體系，以線下學習為主。而微專業(yè)向?qū)W生提供個性化學習服務(wù)，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(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)專業(yè)學習以自覺為主，配以一定的學分預(yù)警和幫扶機制，以學生修滿學分達成畢業(yè)條件為目標，輔以一定的獎學金機制激勵優(yōu)秀學生。微專業(yè)學習則是基礎(chǔ)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(yè)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(jiān)督學習情況。

2 微專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀分析

微專業(yè)概念最早由哈佛大學和麻省理工學院共同創(chuàng)建的非盈利組織Edx于2013年提出[14]，之后產(chǎn)生了多種多樣的微專業(yè)建設(shè)模式。本文按主導方不同，將微專業(yè)建設(shè)分為在線課程平臺主導型、高校/平臺/企業(yè)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(yè)建設(shè)

微專業(yè)建設(shè)以平臺為主導，吸引著名企業(yè)參與。這類微專業(yè)多以營利為目的，例如著名的盈利性質(zhì)在線教育機構(gòu)優(yōu)達學城（Udacity），于2014年6月與美國AT&T合作發(fā)展納米學位 （Nanodegree） 項目，到目前為止提供了28個最熱門微專業(yè)課程，涉及領(lǐng)域包括人工智能、機器學習、無人駕駛車、網(wǎng)站開發(fā)、移動開發(fā)和數(shù)據(jù)分析。在優(yōu)達學城納米專業(yè)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(zhàn)項目設(shè)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(shè)計的實戰(zhàn)項目為核心展開教學內(nèi)容，即使如“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”這樣的經(jīng)典基礎(chǔ)課程也設(shè)計了應(yīng)用性極強的實戰(zhàn)項目。優(yōu)達學城還向?qū)W員提供增值服務(wù)，例如一對一的職業(yè)規(guī)劃、基礎(chǔ)測評和課程選擇服務(wù)。

優(yōu)達學城上的微專業(yè)課程并不完全定位到具體職業(yè)崗位，但依然有很強的實用目標。如“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”微專業(yè)，以網(wǎng)頁開發(fā)、機器學習和數(shù)據(jù)工程師等崗位的面試為學習目標，設(shè)計為期3個月的學習，包括4周的實戰(zhàn)項目。其學習內(nèi)容包括解決網(wǎng)頁服務(wù)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(yōu)達學城認證證書在企業(yè)的認可度較高，相應(yīng)的學習難度和費用也不低，為200美金/月。對于能在一年內(nèi)完成學業(yè)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(nèi)未找到工作則全額退款。

國內(nèi)這種類型微專業(yè)建設(shè)最知名的應(yīng)該是網(wǎng)易云課堂的微專業(yè)。與優(yōu)達學城不同的是，網(wǎng)易云參與的企業(yè)就是網(wǎng)易公司。網(wǎng)易云微專業(yè)授課教師主要來自網(wǎng)易高級工程師和入駐平臺的培訓機構(gòu)教師，也有少量購入版權(quán)的權(quán)威學者授課課程，如吳恩達主講的“深度學習工程師”課程。

網(wǎng)易云課堂目前開設(shè)的微專業(yè)主要包含5個熱門領(lǐng)域人工智能、數(shù)據(jù)分析、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品運營、設(shè)計&攝影專業(yè)，費用從免費到9 000元不等。與優(yōu)達學城類似，其課程也以實戰(zhàn)項目為核心，以網(wǎng)易公司成功項目為案例，如網(wǎng)易考拉、網(wǎng)易郵箱、網(wǎng)易云音樂等，也有以競賽課題為實戰(zhàn)項目，如天池等。其它增值服務(wù)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(yè)批改、就業(yè)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(yè)合作的單位有蘑菇街、51信用卡、丁香園等，優(yōu)秀學員還可獲得網(wǎng)易內(nèi)推機會。

2.2 高校與平臺合作型微專業(yè)建設(shè)

這類微專業(yè)建設(shè)最經(jīng)典的案例就是Edx建設(shè)的XSeries。每個XSeries涵蓋2-4門傳統(tǒng)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(jīng)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(shè)最為成功的是麻省理工大學供應(yīng)鏈微碩士學位專業(yè)課程。該專業(yè)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(yīng)鏈專業(yè)課程，然后參與線下考試，通過考試就可取得供應(yīng)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(jīng)過一個學期在校學習可獲得麻省理工大學供應(yīng)鏈管理碩士學位。該微學位項目優(yōu)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(fā)現(xiàn)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(jīng)平臺統(tǒng)計該專業(yè)輟學率很低;混合學習的方式，發(fā)揮了線上線下各自的優(yōu)勢。值得關(guān)注的是，該在線課程授課內(nèi)容與傳統(tǒng)授課內(nèi)容相同，而課程學時只有傳統(tǒng)授課學時的30%。截至2017年，該微碩士學位項目已經(jīng)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(xù)投入平臺建設(shè)。

國內(nèi)這種微專業(yè)建設(shè)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(guān)系學院開設(shè)的“國際組織與全球治理”微專業(yè)課程（2019年春季第一次招生），學生必須在兩學期內(nèi)修完該4門專業(yè)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(jié)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(guān)系學院頒發(fā)的“國際組織與全球治理”微專業(yè)修讀證書，學費為12 800元。

2.3 高校主導型微專業(yè)建設(shè)

國內(nèi)基本上是高校主導型微專業(yè)建設(shè)，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(wǎng)易愛課堂上線3個微專業(yè)需學習33門課。課程全部在線學習，通過線下考試和畢業(yè)設(shè)計后結(jié)業(yè)。這些課程的在線資源以校內(nèi)SPOC為主，并未對外開放。在校學生結(jié)業(yè)后獲得輔修專業(yè)證書，獲得學士學位的畢業(yè)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(shè)立了“計算機信息技術(shù)”和“創(chuàng)業(yè)管理”兩個微專業(yè)，采取線上線下混合形式授課。在線課程設(shè)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(yè)培養(yǎng)方案規(guī)定的16個學分。

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

2.4 三種微專業(yè)建設(shè)類型比較

平臺主導微專業(yè)建設(shè)面向?qū)嵺`技能培訓，以實訓為賣點、以就業(yè)為目標，與知名企業(yè)和職業(yè)培訓機構(gòu)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(yè)只有一門大課程，每個課程對應(yīng)普通專業(yè)的多門小課，按照先后修關(guān)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(yè)建設(shè)，由高校提供和錄制所有在線資源，所提供課程為普通專業(yè)的核心課程。在線教學內(nèi)容與傳統(tǒng)教學內(nèi)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(yè)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(zhì)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(yè)尚在建設(shè)中，暫沒有完整實施一個學期的案例。

高校主導微專業(yè)與以上兩種都不太一樣，是目前我國主要的微專業(yè)建設(shè)形式。主要面向本校學生，暫沒有全面對外開放的微專業(yè)。教學內(nèi)容以專業(yè)核心課程為主，在線資源與傳統(tǒng)教學內(nèi)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(yè)建設(shè)共同特征

高校主導或高校參與的微專業(yè)建設(shè)，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(yè)參與的微專業(yè)建設(shè)，但平臺主導的微專業(yè)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(fā)現(xiàn)一個成功實施的微專業(yè)建設(shè)應(yīng)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(yīng)該向平臺主導型專業(yè)建設(shè)看齊。

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

（3）大比重實訓環(huán)節(jié)設(shè)計：以實訓環(huán)節(jié)為核心或考核項目，設(shè)計教學內(nèi)容，不斷通過實訓強化理論知識，實訓內(nèi)容設(shè)計應(yīng)該面向最新技術(shù)需求且不斷更新。

（4）加強互動環(huán)節(jié)，保證服務(wù)質(zhì)量：能夠提供個性化或一對一輔導，轉(zhuǎn)變建設(shè)思路，將微專業(yè)建設(shè)產(chǎn)業(yè)化，提高服務(wù)意識，將教學作為服務(wù)并保證服務(wù)質(zhì)量。

（5）開展線下活動：保障學習質(zhì)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(yè)設(shè)計，確保學習質(zhì)量和微證書的含金量。

4 結(jié)語

我國高校微專業(yè)建設(shè)尚處于起步階段，需要吸收國內(nèi)外成功案例優(yōu)點并根據(jù)我國國情設(shè)計微專業(yè)建設(shè)發(fā)展路線。實施前要解決的問題是：避免混淆微專業(yè)建設(shè)與輔修專業(yè)建設(shè);微專業(yè)建設(shè)在就業(yè)方面優(yōu)勢如何體現(xiàn);微專業(yè)實訓環(huán)節(jié)如何區(qū)別于傳統(tǒng)課程體系的實踐環(huán)節(jié);微專業(yè)學生在學習方式上與普通專業(yè)學生學習方式有何不同。目前高校建設(shè)微專業(yè)有一個明顯誤區(qū)，就是將所有專業(yè)核心課程都制作成慕課，以為這樣就完成了微專業(yè)建設(shè)的大部分工作，其實這是不完備的微專業(yè)建設(shè)，因為所建設(shè)的慕課課程教學內(nèi)容與傳統(tǒng)專業(yè)教學內(nèi)容幾乎一致，只是在開課時可以面向非本專業(yè)學生選課，無論是考核方式還是學習方式都與普通專業(yè)學生一樣，其本質(zhì)依然屬于輔修專業(yè)建設(shè)范疇。未來微專業(yè)建設(shè)可以參照優(yōu)達學城、Edx或網(wǎng)易云課堂做法，在實訓環(huán)節(jié)、企業(yè)參與和專業(yè)認證等方面進行更加深入的嘗試。隨著社會的高速發(fā)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(yè)的成功建設(shè)將更好地服務(wù)于大眾，有力推動新工科背景下全民工程教育。

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（責任編輯：杜能鋼）