全面提高计算机类高等教育质量的战略机遇

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文章编号：1672-5913（2013）20-0002-03

中图分类号：G642

摘 要：海量在线开放课程（MOOCs）和开源社区及群体软件的普及,为我国全面提高高等教育质量提供了战略机遇.文章提出一个快速、全面提高计算机高等教育质量的思路：由教指委以MOOCs形式制作9门核心基础课的课件,推荐为全国计算机类硕士考试必读课程,通过全国硕士统考或大学联盟统考调控本科教育质量,并以社区和社群活动方式提高本科生科学实践能力,进而提高创新能力.

关 键 词：高等教育；MOOCs；开源社区；群体软件

2010年以来,在世界范围内,在高等教育、产品研发和社会组织方面,有两大新生事物得到了快速发展：一是“海量在线开放课程”（MassiveOnlineOpenCourses,以下简称MOOCs）的出现,二是开源社区（OpenSourceSociety）和群体软件（Crowd-sourcingBasedSoftware）的普及.这两大新生事物为快速、全面提高我国计算机高等教育质量提供了难得的机遇.

1MOOCs提供的机遇

MOOCs中的“海量在线”是指允许成千上万甚至几十万学生同时在因特网或移动互联网上实时在线观看和聆听一流教授或教学名师上课；“开放”则是指如果只为学习知识,学生可以免费下载、学习这些课程,并参加习题课和讨论课.一般而言,一个MOOC课程包括：

（1）主讲教师的讲课材料（PowerPoint讲稿或教授讲课时的板书）.

（2）老师上课全过程的实时录像录音.

（3）课堂练习和课外作业.课外作业又分为练习、基本习题和高难度习题.

（4）小测验、期中考试和期末考试.

例如,2011年斯坦福大学计算机学院AndrewNg在该校教授“机器学习”时,将这门课程在因特网上开放,吸引了来自世界各地的10万学生注册,他们在网上免费听课,参加讨论并做作业.10万人的课,如果用传统的教室授课法,Andrew说自己要上250年.MOOCs是世界高等教育史上的一个划时代的重大历史事件,它标志着世界高等教育由此进入了一个新时代：在网络和信息技术的支撑之下,一流教授、教学名师,甚至大科学家等宝贵教育资源从此便可实时地为全人类所共享.

MOOCs的出现使世界上无论多么偏远、师资多么匮乏的学校,只要是网络所到之处,在校学生均可与其他发达地区的学生一样聆听课程,做同样的习题,参加同一个课堂讨论,做同样的课外作业,参加同一场考试.对我国而言,这意味着它将使我国省市属2000多所高校的本科基础课教学质量在较短的时间内得到大幅度提高,使他们与北大、清华等名校,甚至国际一流大学的差距大大缩小.

当前制约创新人才成长的主要问题是对优秀生和错位生（即入学时未选对专业的学生）的培养均不到位.一所大学的学生基本上由优秀生、常规生和错位生构成,优秀生和错位生各占10%左右.MOOCs的推广可使每所大学的优秀学生在网上学习他们感兴趣的课程,找到志趣相同或相近的老师和同学,深入切磋,产生创新点,使“钱学森之问”迎刃而解.它还将为每所大学10%左右的错位学生提供重新寻找专业的机会.这些对所学专业始终不能入门、学习成绩差、处于被动状态的学生,可通过MOOCs找到他们感兴趣并能理解的课程和专业,进而摆脱被动局面,进入常规生甚至优秀生的行列.总之,MOOCs的推广和应用将使每个大学生都向自由而全面的发展目标跨进一大步.

2开源社区和群体软件创造了丰富的实践资源

众所周知,对软件产业而言,具有高度抽象和概括能力的构架师、高质量且高产的程序员以及经验丰富的软件测试人员都是软件产业的稀缺资源,由此决定了软件公司生产方式的3个特点：

（1）参与软件设计与研制的骨干大多是精英型人才,即在高水平研究型大学受过本科或研究生阶段系统专业教育的优等生；

（2）软件开发在严密的计划控制下进行,这包括自顶向下的市场分析、总体设计、部件设计、初型设计等和自底向上的程序编写、测试、组装等；

（3）整个开发过程是在封闭的环境下完成的.

软件公司的典型产品如微软的WindowsVista,它由6万个功能模块组成,源程序代码6千万行,参研人员9千余名,耗时5年.

自2008年开始,事情发生了变化.Apple和Google公司分别开放了他们的手机应用软件库AppStore和AndroidMarket.以后者为例,Google公司向所有为Android手机提供应用软件的社群和个人开放Android的源程序,并提供各类指导、帮助和服务.任何通过基本考核要求的人都可以为Android手机开发应用软件.一旦这些软件研制成功,即由开发者定价并在AndroidMarket上销售.每卖出一份,开发者获得收入的70%.同样是5年的时间,AndroidMarket推出了67.5万个应用.

AppStore和AndroidMarket出现的重要意义在于它们展示了软件产业新的生产方式.这种新生产方式的第一个特点是软件开发从封闭转向开放.AndroidMarket向开发人员开放源代码和定价权.据Google公司2011年I/O全球开发者大会介绍,全球Android开发人员数量超过45万人,是其公司从事开发工作员工总数的13倍.第二个特点是开发人员从精英向大众化转变.给AndroidMarket提供应用软件的人员中15-30岁之间的人群占总数的81.6%,其中多数人并未受过名牌大学本科和研究生阶段的系统教育.第三个特点是开发组织从工厂走向社区和社群.

我们可以把软件这种新的生产方式称作群体软件开发.尽管它目前还处于起步阶段,给AndroidMarket和AppStore开发的绝大多数产品都是规模较小的应用程序,但它的组织形式和工作方式与高校本科的实验课和科学实践具有天然的相似性：“社群”与大学中的科学兴趣小组或参加各种大赛的团队组织在形式上十分接近,而高校中由一个学院的师生组成的各种专业兴趣小组和参加竞赛的团队又与一个“社区”非常接近.为群体软件服务的“社群”可分为两类.一类是研制的软件通过市场直接转化为商品,构成软件行业的生产力；另一类是活跃在各种开源社区里的社群,他们研制基础软件,从事科技创新.所以,高校不仅要引进“社群”和“社区”这种组织形式,更重要的是要引进他们的工作内容.这样做可以大大提高本科生的动手能力和自主创新能力,从而使高等教育的质量得到全面提高.

3提高计算机科学与技术本科教育质量的设想

基于MOOCs和社区及群体软件的普及,笔者对全面、快速提高计算机科学与技术的本科教育产生一个设想,基本内容如下.

（1）基本目标.又快又好地提高计算机类专业本科教育质量.

（2）基本状况.目前我国设置计算机类专业的高校共有946所；计算机科学与技术学科一级博士点60个,一级硕士点224个,计算机本科在校人数67万,硕士在校人数7.2万,博士1.7万.

（3）基本内容.利用本科生的课余时间,采取自愿原则,在不干扰、不影响各校计算机专业本科教学计划基本安排的前提下,向全国计算机学院（系）全体本科生推荐9门核心基础课的MOOCs课程作为免费学习课程.

（4）工作重心.把提高教育质量的工作重心放在学习成绩居前10%15%的本科优秀生（10万人左右）上面.这些优秀生的特点是主动学习的自觉性强,有更多的自学和研究问题的时间.他们是我国高校研究生的主要生源.这批学生质量的提高,代表着我国计算机本科教育整体水平的提高,也为提高研究生教育质量提供重要保证.

（5）课程制作.由教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会（以下简称“教指委”）负责在一年之内编写经教指委讨论并同意的9门核心基础MOOCs课程为：C程序设计、离散数学、计算机组成、数据结构、算法设计与分析、操作系统、数据库、软件工程以及群体软件与开源社区（数字化科学实践课程）.课程使用语言为中文.课程要达到国外Coursera和edX的课程标准（也就是美国斯坦福大学、麻省理工学院、哈佛大学和加州大学伯克利分校的本科课程标准）,要提供授课全过程的音视频录像、全部PowerPoint和教师课堂板书,提供在线和离线习题课和答疑,提供小测验、期中考试和课程结业考试.课程内容一方面应与北大、清华和南大等高校处于同一水平,基础理论方面比美国课程内容略深；另一方面,要学习Coursera和edX课程之所长,在课程中引入与课程内容相关的前沿科技发展趋势、实际应用、尚未解决的问题等内容.

（6）质量控制.通过教指委和教育部学位管理与研究生教育司将这9门课程推荐为我国946个计算机类专业必读参考课程,规定硕士研究生统一入学考试的内容将以这些课程内容为标准；坚持实行全国硕士研究生计算机类专业统考或以大学联盟为整体进行统一考试.通过统考把946所高校计算机类专业前10%-15%的优秀学生接受的本科教育质量提高到教育部推荐的9门课程的水平,这是一个不低于国际一流大学的水平!

（7）国际课程.美国斯坦福大学、麻省理工学院等大学率先开创了高质量MOOCs的先河,我们应无保留地支持和鼓励中国学生,作为个人行为,学习和使用这些课程,并要求他们遵守知识产权法和各个课程公司或大学的相关规定.

（8）科学实践.计算机类专业硕士和直博考生要向投考大学提供本人在本科4年中社群活动的主要记录.例如,编写过哪些程序和软件,其工作量、投入时间和使用情况,发明过何种新技术,担任过何种职务,做过何种社会公益服务等.通过填写社群社区正式记录,了解考生的动手能力、自主创新能力和社会生存能力,并提高高校及考生本人对这些能力的重视.

总之,MOOCs、社区和群体软件的出现,为全面提高我国计算机高等教育的质量带来了一个极好的战略机遇.本文建议若能付诸实施,就意味着每年有10万计算机类专业本科生达到美国一流大学计算机类本科核心基础课的要求.设想这些本科生再以社群和社区活动的方式组织起来,增强他们的动手和自主创新能力,这将不仅使我国计算机类高等教育得到又好又快发展,而且将大大提高我国信息产业的核心竞争力.

（编辑：彭远红）