翟高壽　阮秋琦　于雙元　樊崇藝

摘要：針對(duì)計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)大類招生及人才培養(yǎng)的教學(xué)客觀需求，圍繞面向計(jì)算機(jī)與信息大類招生培養(yǎng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討。根據(jù)ACM、IEEE和我國教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)發(fā)布的計(jì)算機(jī)專業(yè)規(guī)范，分析計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)大類培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)，為計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)大類課程體系建設(shè)及創(chuàng)新型特色高素質(zhì)人才培養(yǎng)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大類招生；計(jì)算機(jī)與信息類；知識(shí)結(jié)構(gòu)；共性知識(shí)；分專業(yè)特色知識(shí)

0、引言

科技實(shí)力是衡量一個(gè)國家綜合國力的重要標(biāo)志，而計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)則是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的先導(dǎo)技術(shù)，也是當(dāng)代發(fā)展最迅速、競(jìng)爭(zhēng)最激烈、對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全影響尤為重大的技術(shù)領(lǐng)域。在貫徹落實(shí)人才強(qiáng)國戰(zhàn)略的過程中，高校計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)相關(guān)專業(yè)應(yīng)為我國計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)領(lǐng)域高素質(zhì)人才培養(yǎng)作出重要貢獻(xiàn)。伴隨科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人才需求日益呈現(xiàn)出多元化和綜合化的特點(diǎn)。為應(yīng)對(duì)高校人才培養(yǎng)工作面臨的巨大挑戰(zhàn)，大類招生和培養(yǎng)成為當(dāng)前高校積極試行的人才培養(yǎng)模式。清華大學(xué)、浙江大學(xué)、劍橋大學(xué)、麻省理工學(xué)院等國內(nèi)外知名大學(xué)在復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面開展了卓有成效的嘗試與實(shí)踐。

計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)大類招生培養(yǎng)，有利于激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)探索未來發(fā)展和專業(yè)規(guī)劃的相關(guān)問題，有利于引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身實(shí)際和社會(huì)現(xiàn)實(shí)更加理性地考慮選擇，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，從而促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展和提高具有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)專門知識(shí)的高素質(zhì)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，并有助于適應(yīng)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)需求及滿足社會(huì)對(duì)人才多樣化需求的理性選擇。同時(shí)，通過學(xué)科之間的相互滲透和融合可以促進(jìn)專業(yè)發(fā)展和建設(shè)，但必須指出的是計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)大類招生培養(yǎng)工作的開展，不可避免會(huì)帶來一些新的問題和挑戰(zhàn)，如培養(yǎng)目標(biāo)和規(guī)格的重新審訂、知識(shí)結(jié)構(gòu)和課程體系的重新設(shè)計(jì)、專業(yè)選擇的正確引導(dǎo)和發(fā)展平衡等。

1、知識(shí)結(jié)構(gòu)剖析

知識(shí)結(jié)構(gòu)是指各種知識(shí)在個(gè)人知識(shí)體系中的分布狀況以及各種知識(shí)的關(guān)聯(lián)狀況，即一個(gè)人經(jīng)過專門學(xué)習(xí)培訓(xùn)后所擁有的知識(shí)體系和能力層次的組成情況與結(jié)合方式。一個(gè)人的知識(shí)結(jié)構(gòu)是協(xié)調(diào)一個(gè)人正常發(fā)展的基本要素，直接決定一個(gè)人在社會(huì)活動(dòng)中處理相關(guān)事務(wù)的綜合能力。就本科生培養(yǎng)而言，合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)于提高培養(yǎng)效果、改善教育質(zhì)量至關(guān)重要。由于課程是知識(shí)的載體，而課程學(xué)習(xí)是獲取知識(shí)的重要途徑，因此合理的課程體系對(duì)于學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成具有重要基礎(chǔ)作用。

科學(xué)合理的專業(yè)定位是知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本前提。經(jīng)過認(rèn)真的分析比較和調(diào)查研究，北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院選定計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（鐵路信息技術(shù)方向）、信息安全、物聯(lián)網(wǎng)工程4個(gè)本科專業(yè)實(shí)施計(jì)算機(jī)與信息大類招生培養(yǎng)（可分別簡記作JSJ、TXJ、XA、WLW），分別定位于計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域、鐵路信息技術(shù)領(lǐng)域、信息安全領(lǐng)域和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的人才需求。在對(duì)國內(nèi)外同類專業(yè)建設(shè)狀況深入調(diào)研、走訪計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)相關(guān)行業(yè)單位和人士、對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)院畢業(yè)學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查及面對(duì)面交流的基礎(chǔ)上，結(jié)合北京交通大學(xué)現(xiàn)實(shí)與發(fā)展特色，我們進(jìn)一步確立面向計(jì)算機(jī)與信息大類招生培養(yǎng)的本科生知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路?？偟膩碚f，我們主要考慮以下幾個(gè)方面。

（1）重視數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，包括微積分、解析幾何、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、離散數(shù)學(xué)等。對(duì)于計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)學(xué)生來說，良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不僅有利于培養(yǎng)抽象思維能力與邏輯推理能力，而且數(shù)學(xué)知識(shí)本身在計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)中也占據(jù)重要地位。

（2）強(qiáng)化專業(yè)基礎(chǔ)，主要指計(jì)算機(jī)軟硬件基礎(chǔ)知識(shí)。特別地，鑒于計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)迅猛發(fā)展的特點(diǎn)，基本原理與方法系列的課程應(yīng)在課程體系中保持相對(duì)穩(wěn)定并在內(nèi)容上進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以持續(xù)跟蹤領(lǐng)域前沿和最新進(jìn)展。

（3）加強(qiáng)實(shí)踐技能特別是系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)編程技能。計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)屬于工科專業(yè)，軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐能力的培養(yǎng)對(duì)于學(xué)生適應(yīng)社會(huì)需求非常重要，具體可通過綜合分類相關(guān)知識(shí)要素、優(yōu)化設(shè)計(jì)專業(yè)課程體系、增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)等途徑實(shí)現(xiàn)。

（4）注重英語綜合應(yīng)用能力。英語在國際交流中是最為重要的語言之一，包括計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)在內(nèi)的相當(dāng)數(shù)量的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)采用的都是英語。計(jì)算機(jī)源于以英語為母語的國家且各種計(jì)算機(jī)編程語言均基于英語加以標(biāo)記，因而英語在計(jì)算機(jī)學(xué)科中具有尤為獨(dú)特的地位，我們有必要培養(yǎng)學(xué)生具備較高水平的英語聽說讀寫能力。

（5）豐富自然科學(xué)和人文社科基礎(chǔ)。多學(xué)科交叉融合和新型交叉學(xué)科不斷出現(xiàn)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要特征，這便對(duì)包括計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)在內(nèi)的大學(xué)生的自然科學(xué)基礎(chǔ)提出更高要求，因?yàn)橹挥芯邆洹巴ú拧彼貍涞淖匀豢茖W(xué)基礎(chǔ)和綜合能力，才可能奠定計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與其他領(lǐng)域有機(jī)融合的知識(shí)能力基礎(chǔ)，并由此改善學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求的能力。同樣地，人文社科基礎(chǔ)知識(shí)也是包括計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)在內(nèi)的大學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其不僅可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面、改善學(xué)生對(duì)社會(huì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)及形象思維能力，而且對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的溝通協(xié)作能力和團(tuán)隊(duì)精神、健全學(xué)生的人格素質(zhì)和綜合素質(zhì)具有不可替代的作用。

簡而言之，面向計(jì)算機(jī)與信息大類招生培養(yǎng)的本科生知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、有特色、重個(gè)性、強(qiáng)能力、求創(chuàng)新”的基本原則。

2、知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過上述分析，我們可將計(jì)算機(jī)與信息類本科生所學(xué)知識(shí)和課程設(shè)置劃分為以下4個(gè)模塊：①人文社科模塊，具體可設(shè)置思想政治、軍事、體育、語文、英語、心理學(xué)等課程；②自然科學(xué)模塊，具體可設(shè)置數(shù)學(xué)、物理及電子學(xué)方面的基礎(chǔ)課程；③專業(yè)模塊，具體可設(shè)置計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)核心和專業(yè)選修3類課程；④自主模塊，具體可設(shè)置學(xué)術(shù)講座、社會(huì)調(diào)查等課程。其中，專業(yè)模塊知識(shí)結(jié)構(gòu)的精化設(shè)計(jì)是重中之重，也是構(gòu)建大類公共知識(shí)結(jié)構(gòu)與分專業(yè)特色知識(shí)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。

計(jì)算機(jī)學(xué)科所涉及的知識(shí)可劃分為3個(gè)層次，即知識(shí)領(lǐng)域、知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn)。其中，知識(shí)領(lǐng)域代表特定的學(xué)科子領(lǐng)域，可被分割為知識(shí)單元；知識(shí)單元代表各知識(shí)領(lǐng)域中的不同方向，可分為核心和選修兩種，核心知識(shí)單元為所有同一專業(yè)學(xué)生均應(yīng)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)內(nèi)容；知識(shí)點(diǎn)則是組成知識(shí)單元的基本要素，代表知識(shí)單元中獨(dú)立的主題知識(shí)模塊。根據(jù)最新研究報(bào)告，計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)由18個(gè)知識(shí)領(lǐng)域組成。CC2013計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)概覽見表1。

根據(jù)ACM、IEEE和我國教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)發(fā)布的相關(guān)專業(yè)規(guī)范及北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院原有計(jì)算機(jī)與信息相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)方案，在借鑒國內(nèi)外同類院校相似專業(yè)培養(yǎng)方案和業(yè)界反饋意見的基礎(chǔ)上，我們構(gòu)建出計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)核心知識(shí)結(jié)構(gòu)，見表2。

為真正突出特色和使學(xué)生融入所選行業(yè)領(lǐng)域，各專業(yè)必須補(bǔ)充相關(guān)學(xué)科知識(shí)，如計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（鐵路信息技術(shù)）專業(yè)可補(bǔ)充鐵路運(yùn)營維護(hù)支撐信息技術(shù)、鐵路通信與控制基礎(chǔ)及鐵路信息系統(tǒng)集成與應(yīng)用；信息安全專業(yè)可補(bǔ)充入侵檢測(cè)、計(jì)算機(jī)取證、惡意代碼防范等；物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)可補(bǔ)充無線傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)軟件中間件、RFID原理與應(yīng)用、傳感器件與編程技術(shù)等。

3、結(jié)語

實(shí)施計(jì)算機(jī)與信息大類招生培養(yǎng)在順應(yīng)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求方面具有現(xiàn)實(shí)意義，而相應(yīng)知識(shí)結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理設(shè)計(jì)對(duì)于專業(yè)建設(shè)和學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量具有舉足輕重的地位。然而，我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到大類招生培養(yǎng)必然會(huì)衍生出一些新的問題。譬如，課程體系如何在保持基本穩(wěn)定的前提條件下實(shí)現(xiàn)不斷更新以適應(yīng)專業(yè)技術(shù)與發(fā)展的需求變化，課程建設(shè)如何與時(shí)俱進(jìn)（特別在教學(xué)內(nèi)容和要求上針對(duì)不同專業(yè)給出特色區(qū)分）和適應(yīng)大類招生培養(yǎng)的需要。所有這些都要求我們?cè)谟?jì)算機(jī)與信息大類招生培養(yǎng)的具體實(shí)施過程中不斷開展前瞻性的調(diào)研，給出有效的解決方案并在實(shí)踐與評(píng)估的基礎(chǔ)上進(jìn)行及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化完善。endprint