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加快推進(jìn)計算機科學(xué)教育做數(shù)據(jù)科學(xué)教育的探路人
——華東師范大學(xué)副校長周傲英教授專訪

2020-02-26 06:32奚春雁
計算機教育 2020年1期
關(guān)鍵詞:華東師范大學(xué)計算機科學(xué)計算機

奚春雁

周傲英簡介:1985 和1988 年在成都科技大學(xué)(現(xiàn)四川大學(xué))獲得計算機應(yīng)用學(xué)士和碩士學(xué)位,1993 年在復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)系獲得博士學(xué)位后留校工作,1997 年晉升教授,1998 年1 月起擔(dān)任復(fù)旦大學(xué)計算機軟件與理論方向博士生導(dǎo)師,1996 年3 月至2002 年7 月?lián)螐?fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)系副主任、系主任。2005 年獲得“伯克利學(xué)者”獎勵計劃資助在加州伯克利大學(xué)訪問研究。2008 年2 月起在華東師范大學(xué)工作,先后擔(dān)任軟件學(xué)院副院長、常務(wù)副院長,云計算與大數(shù)據(jù)研究中心主任,數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué)院院長。2015 年7 月任華東師范大學(xué)研究生院院長。2016 年6 月起任華東師范大學(xué)黨委常委、副校長。

曾獲得國家杰出青年基金,入選長江學(xué)者特聘教授。入選上海市科技啟明星計劃、上海市優(yōu)秀學(xué)科帶頭人、教育部跨世紀(jì)人才等人才計劃。獲得國務(wù)院特殊津貼、霍英東青年教師基金獎勵和八次教育部、上海市科技進(jìn)步、自然科學(xué)一二等獎。2019 年獲得國家科技進(jìn)步二等獎。目前擔(dān)任第七屆國務(wù)院學(xué)科評議組成員,《計算機學(xué)報》副主編。

編者按:

周傲英教授一直在計算機教育領(lǐng)域深耕細(xì)作,從教三十余年一直活躍在計算機教育的教學(xué)一線,從助教到教授、從普通教師到大學(xué)副校長,他的所思所想,對一線教師、對教育主管部門領(lǐng)導(dǎo)、對計算機教育界都有著重要的參考價值。

自2008 年周傲英教授在華東師范大學(xué)工作以后,先后促使云計算與大數(shù)據(jù)研究中心、數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué)院等相關(guān)大數(shù)據(jù)研究、教學(xué)部門的成立,為華東師范大學(xué)的數(shù)據(jù)學(xué)科相關(guān)發(fā)展做出了卓有成效的貢獻(xiàn),也推動了國家數(shù)據(jù)科學(xué)和工程領(lǐng)域?qū)W科研究的發(fā)展。

在這些矚目的成就背后,是周傲英教授對計算機教育發(fā)展孜孜不倦的追求與探索。金秋十月桂花香,《計算機教育》雜志主編奚春雁(下面簡稱奚)參觀了華東師范大學(xué)校園,專門拜訪了周傲英副校長(以下簡稱周)。

奚:隨著《中國制造2025》和新工科背景下各個專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的改變,您認(rèn)為計算機類專業(yè)的人才培養(yǎng)應(yīng)該有什么樣的變化?

周:這個變化應(yīng)該說是根本性的。

新工科是2017 年教育部提出并積極推進(jìn)的,既然現(xiàn)在大家都在講新工科,那就要跟老工科有區(qū)別。新工科跟老工科到底有什么區(qū)別呢?我們應(yīng)該認(rèn)真思考這個問題。

在我看來,新工科是傳統(tǒng)工科之上再加上兩個特征,一個是信息技術(shù),另一個是設(shè)計思維。信息技術(shù)就是以互聯(lián)網(wǎng)為核心的信息科技,包括大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等。設(shè)計思維是新工科另一個重要特征。設(shè)計思維的核心就是同理心,就是盡一切可能站在使用者的角度去考慮問題,設(shè)身處地體驗用戶需求,進(jìn)行社會化思考,通過原型設(shè)計和試用,經(jīng)過反復(fù)迭代完善產(chǎn)品設(shè)計。這個時代的變化是互聯(lián)網(wǎng)帶來的,互聯(lián)網(wǎng)是人性最大的釋放、人性最大的張揚,每個人都可以表達(dá)自己。在工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的時代,生產(chǎn)出來的產(chǎn)品都是同一規(guī)格,這樣可以降低成本,缺點就是沒有辦法滿足個性化的要求。隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及和推廣,對產(chǎn)品和服務(wù)的個性化需求滿足自然提到議事日程,同時制造業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展,也具備了這個能力。在這樣的情況下,設(shè)計思維就顯現(xiàn)出其重要價值。

這兩個特征都需要計算機人才的培養(yǎng)計劃、培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)生根本性的改變,因為技術(shù)和思維方式的轉(zhuǎn)變都需要訓(xùn)練。如果沒有訓(xùn)練,就不能進(jìn)入新工科時代。這種訓(xùn)練需要教材、教學(xué)方式、實訓(xùn)等方面進(jìn)行根本性改革。比如,當(dāng)前使用的教材是包括譚浩強老師在內(nèi)的第一代計算機教育家編撰出來的,這批教材很多是IBM 公司、貝爾實驗室等成功產(chǎn)品和科研成果的結(jié)晶,這些教材使得我們在應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)方面發(fā)展得很快,有了很多跨越式的進(jìn)步。

到了新時代,國外IEEE CC 2020、ACM 的課程計劃也都是值得我們借鑒和參考的,但我們不發(fā)展自己的一套體系是不行的。以前我們建立自己的培養(yǎng)和課程體系沒有條件,現(xiàn)在條件基本成熟了,我國的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)發(fā)展迅速,正在從追隨者變成引領(lǐng)者,從商業(yè)模式創(chuàng)新者變成技術(shù)創(chuàng)新者。再者,我們國家有那么多造機器、做系統(tǒng)的人才,做信息化、做應(yīng)用的人才,我們的應(yīng)用和技術(shù)有很多獨特之處。我們應(yīng)該有意識地發(fā)展一套自己的體系,包括像華東師范大學(xué)在內(nèi)的“雙一流”高校都應(yīng)該有責(zé)任去做這件事、去推動這件事情。這需要我們把最新的研究成果變成教學(xué)內(nèi)容,將最新研究體現(xiàn)在培養(yǎng)計劃里、體現(xiàn)在教材里、體現(xiàn)在實訓(xùn)里,促使人才培養(yǎng)發(fā)生根本變化。

奚:“計算機科學(xué)”這個概念是20 世紀(jì)60 年代確定的,至今已經(jīng)過去半個多世紀(jì),計算機系統(tǒng)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,您認(rèn)為這個概念本身是不是也發(fā)生了改變呢?

周:是的,我認(rèn)為計算機科學(xué)這個概念有了根本性的改變。

現(xiàn)在的計算機科學(xué),用一句唐詩來形容,就是“舊時王謝堂前燕,飛入尋常百姓家”?,F(xiàn)在的計算機科學(xué)已經(jīng)不再是高高在上、曲高和寡象牙塔里的研究,而是已經(jīng)與公眾的日常生產(chǎn)生活融合在一起了,這也是為什么美國前總統(tǒng)奧巴馬在臨近卸任之前要專門發(fā)表講話,倡導(dǎo)全民計算機科學(xué)教育,即Computer Science for All。計算機科學(xué)進(jìn)入一個大眾化、全民的時代。

這個時代的變化是互聯(lián)網(wǎng)帶來的,互聯(lián)網(wǎng)給世界帶來深刻的變化。計算機科學(xué)和技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心基礎(chǔ),互聯(lián)網(wǎng)催生了大數(shù)據(jù),以活生生的案例讓人們認(rèn)識到數(shù)據(jù)的重要性。大數(shù)據(jù)的有效應(yīng)用和精準(zhǔn)分析又使得人工智能再度成為熱點。當(dāng)前是大數(shù)據(jù)和人工智能的時代,有點像工業(yè)革命發(fā)展初期現(xiàn)代科學(xué)真正誕生的時代,對世界的認(rèn)識需要新的思維方式,需要新的科學(xué)研究范式。著名的計算機科學(xué)家,數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的第三位圖靈獎獲得者Jim Gray 博士在2007 年1 月11 日他人生最后一次學(xué)術(shù)報告“科學(xué)方法的革命”中提出數(shù)據(jù)密集型的科學(xué)發(fā)現(xiàn)范式,即科學(xué)研究的第四范式。從這個意義上來說,人類又處在一個新的啟蒙階段,計算機科學(xué)教育對新科學(xué)時代的啟蒙至關(guān)重要。

計算機科學(xué)發(fā)展到互聯(lián)網(wǎng)時代,我們對它的認(rèn)識到底發(fā)生了什么變化?我打個比喻來說,這個變化就像當(dāng)年的“地心說”變成了“日心說”。這是一個“什么是中心”的問題,這個時代真正實現(xiàn)了從“以計算為中心”向“以數(shù)據(jù)為中心”的轉(zhuǎn)變。以前我們也會提這個轉(zhuǎn)變,因為計算機就是為了解決計算問題而發(fā)明的,這就是計算機這個名字的來源。計算機發(fā)明以后,人們很快就發(fā)現(xiàn)用計算機來處理數(shù)據(jù)大有用武之地,這差不多是20 世紀(jì)60 年代的事情,是以COBOL 語言為標(biāo)志的?;ヂ?lián)網(wǎng)時代真正實現(xiàn)了這個轉(zhuǎn)變,“以數(shù)據(jù)為中心”實質(zhì)上是“以應(yīng)用為中心”。計算機發(fā)展到今天,尤其是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展,讓我們認(rèn)識到這個領(lǐng)域遵循的是典型的“應(yīng)用驅(qū)動創(chuàng)新”的基本規(guī)律?!皯?yīng)用驅(qū)動創(chuàng)新”“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”,這就形成了一個創(chuàng)新鏈。應(yīng)用是創(chuàng)新的源頭,創(chuàng)新產(chǎn)生新的應(yīng)用,這樣形成閉環(huán),形成良性循環(huán),相互促進(jìn)。這也是為什么任正非說,我們所處的時代是一個爆炸式創(chuàng)新的時代。我想原因可能就在于此。其實,信息技術(shù)以外的很多領(lǐng)域也應(yīng)該是這樣的,只是計算機領(lǐng)域更加具象和明顯一些。

只有認(rèn)識到“應(yīng)用驅(qū)動創(chuàng)新”這一點,我們才會重新思考計算機科學(xué)和技術(shù)會怎么發(fā)展。我經(jīng)常用“四個Open”來概括互聯(lián)網(wǎng)時代計算機的發(fā)展。第一個就是開源,Open Source?;ヂ?lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展得益于開源軟件,我們的“萬眾創(chuàng)新”也是受此啟發(fā)。軟件是人類的知識產(chǎn)品,開源軟件使得人類知識產(chǎn)品的生產(chǎn)不再受機構(gòu)或體制束縛。這是人類知識生產(chǎn)的革命,每個人都可以為這個世界的進(jìn)步做出貢獻(xiàn),而不是只有高校、技術(shù)公司、研究機構(gòu)等體制內(nèi)的人才能做。第二個就是開放架構(gòu),Open Architecture。計算機系統(tǒng)或平臺是用來解決問題的,只要能解決問題,就應(yīng)該怎么適合就怎么做,不應(yīng)該墨守成規(guī)、抱殘守缺,不需要按照教科書或現(xiàn)有的規(guī)定來做,而是應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用場景度身定制、量身打造。互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)為解決自身業(yè)務(wù)發(fā)展而研發(fā)的很多技術(shù)都是按照這條思路來做的,互聯(lián)網(wǎng)圈子里流行的“垂類”就是指針對垂直類型的應(yīng)用,在技術(shù)和系統(tǒng)上度身定制、精耕細(xì)作,這實際上是活學(xué)活用,對人們的要求更高,是創(chuàng)新發(fā)展之路。第三個就是開放問題,Open Problem。以前我們做論文,經(jīng)常會在論文的結(jié)尾部分提一些沒有解決的問題,稱之為開放問題。其實,我們現(xiàn)在應(yīng)該認(rèn)識到,真正的“Open problem”不僅僅出現(xiàn)在論文里,更是在我們的腳下、我們的身邊。就像我們學(xué)校,學(xué)校信息化治理、教學(xué)管理、培養(yǎng)質(zhì)量等方方面面的問題都需要解決。我們計算機專業(yè)培養(yǎng)的人就是要能解決這些問題,不只是學(xué)前人總結(jié)出來的知識。第四個就是開明思想,Open Minded。這指的就是解放思想,不抱殘守缺、不故步自封?,F(xiàn)在是一個大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的時代。這個時代變化非常大,原來的經(jīng)驗可能會變成包袱,原有的成功可能反而成為創(chuàng)新發(fā)展的障礙,我們學(xué)計算機和信息技術(shù)的人都知道Legacy這個詞,差不多就是表達(dá)這個意思。

奚:隨著“物大云移”的發(fā)展,產(chǎn)生了越來越多的科學(xué)領(lǐng)域,比如數(shù)據(jù)科學(xué)、智能科學(xué)等,您怎樣看待這些領(lǐng)域與計算機科學(xué)的關(guān)系?

周:“物大云移”是當(dāng)前信息科技的熱點,是計算機科學(xué)和信息技術(shù)發(fā)展到今天的一個必然的結(jié)果。用傳統(tǒng)的觀點來看,這其中很多是屬于計算機應(yīng)用的范疇,因為其應(yīng)用的廣泛性和滲透性,得到大家的普遍認(rèn)可。這些技術(shù)發(fā)展的源頭都是計算機,都是由計算機派生來的。伴隨著科技進(jìn)步、經(jīng)濟發(fā)展,時代賦予計算機科學(xué)新的內(nèi)涵,這些內(nèi)涵逐漸就有新的術(shù)語來承載,就是數(shù)據(jù)科學(xué)、智能科學(xué)等,用通俗的、大眾喜聞樂見的概念來說就是:大數(shù)據(jù)、人工智能等。

以人工智能為例來說,現(xiàn)在的很多人工智能研究本質(zhì)上是計算機應(yīng)用研究,以深度學(xué)習(xí)算法為代表的人工智能更像是工具?!抖Y記》有“君子不器”的說法。以前理解“君子不器”,一直以為是指“君子不使用工具”或者“君子不屑于使用工具”,也就是不愛勞動。現(xiàn)在重新來理解這句話,這句話的意思是指“君子不僅限于使用工具”,言外之意是應(yīng)該琢磨工具背后的那個“道”。我們古代先哲很早就倡導(dǎo)“道器合一”。如果我們認(rèn)可現(xiàn)在流行的大數(shù)據(jù)和人工智能主要是技術(shù)、是工具,是在“器”這個層面的,它們后面的“道”是什么?我認(rèn)為就是計算機,是Computer Science。計算機科學(xué)是在“道”的層面。源于計算機發(fā)展的一個重要成果是互聯(lián)網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)反過來又催生和催熱了大數(shù)據(jù)和人工智能,促進(jìn)了計算機的發(fā)展。

我們處在一個新時代,面臨百年未有之大變局,創(chuàng)新是發(fā)展的不二之道。創(chuàng)新必須“道器合一”,不僅僅要特別重視大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)和工具的研究,同時要特別注重和重新審視已開展多年的計算機教育。鄧小平在1984 年提出“計算機的普及要從娃娃抓起”,這是一個偉人對未來的預(yù)測。2016 年,美國前總統(tǒng)奧巴馬在其八年任期的最后一年做的最重要的一件事情就是倡導(dǎo)全民計算機科學(xué)教育(Computer Science for All,CS for All)。

計算機科學(xué)和人工智能、大數(shù)據(jù)是“道”和“器”的差別,但它們都不是發(fā)源于我們國家,我們很長時間以來都還是模仿和使用,要么停留在“道”的層面,要么停留在“器”的層面。現(xiàn)在到了新的時代,“道器合一”變成現(xiàn)實可行的一條路線,而且是一條創(chuàng)新之路,會帶來中國自己的發(fā)展創(chuàng)新。在2016 年初倡導(dǎo)全民計算機科學(xué)教育的時候,奧巴馬特別強調(diào)未來就業(yè)市場的變化。在很多行業(yè)機器取代人是一個必然的趨勢,到了2016 年的中期,AlphaGo 的推出很快就向公眾證實了這一點。一向被認(rèn)為對人類智商要求最高的游戲,計算機都能戰(zhàn)勝人,這就意味著,幾乎所有人們從事的工作都可以由計算機系統(tǒng)來做。這一度引起公眾的恐慌,帶來深層次的思考。進(jìn)行全民計算機科學(xué)教育的意義在于,讓人們理解機器是怎么思考的,人們才會消除恐慌,才會通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)駕馭機器的能力,避免變成“搗毀機器”的人。

全民計算機科學(xué)教育意義重大,因為計算機科學(xué)教育訓(xùn)練的是思維方式。我們可以把“CS for All”簡單理解成“Programming for All”,也就是教大家編程序。教學(xué)生編程序不是為了讓學(xué)生都成為程序員,而是通過在課程中編寫程序的強化訓(xùn)練讓學(xué)生養(yǎng)成編程序的思維方式?,F(xiàn)在提各種思維,我們認(rèn)為全民計算機科學(xué)教育的核心是訓(xùn)練編程思維(Programming Thinking)。

編程思維(Programming Thinking)=分而治之(Divide and Conquer)+循序漸進(jìn)(Step by Step)+試錯迭代(Trial and Error)。

編程思維主要由三部分構(gòu)成,這也是問題求解的基本方法。

第一,分而治之。面對現(xiàn)實復(fù)雜的問題,要真想解決問題,而不只是停留在解釋問題或爭論問題的階段,首先是要在把問題認(rèn)識清楚以后,把大問題分解成小問題,再對各個小問題進(jìn)一步分解,分而治之是為了各個擊破。

第二,循序漸進(jìn)。我們都知道,在把問題分解成可以求解的小問題以后,接下來就是對問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,設(shè)計出算法,編寫程序就是用計算機語言把算法表達(dá)出來,程序代碼是一行一行編寫的,不能指望一蹴而就,要循序漸進(jìn)。

第三,試錯迭代。這一點也非常重要,尤其是對于我們國家的學(xué)生。我們的文化很多時候是要求我們言之有物,追求完美,導(dǎo)致我們的學(xué)生聽得多、想得多,在課堂上反而不夠積極主動。通過編程訓(xùn)練,我們可以領(lǐng)悟到:軟件是編出來的,但好的軟件是用出來、改出來的。我們要追求完美,但不要有完美主義傾向,實踐出真知。試錯迭代也是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)服務(wù)產(chǎn)品研發(fā)的獨門秘訣之一。

鑒于在研學(xué)大數(shù)據(jù)、人工智能過程中對計算機科學(xué)教育的上述認(rèn)識,我們在數(shù)據(jù)科學(xué)與工程專業(yè)教育的基礎(chǔ)上,嘗試在全校范圍內(nèi)開設(shè)計算機科學(xué)教育通識課程,進(jìn)行大學(xué)計算機科學(xué)教育的改革試點。我們是想通過對課程目的、課程內(nèi)容的重新修訂,利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能的手段搭建教學(xué)平臺,采集教學(xué)行為數(shù)據(jù),注重編程訓(xùn)練,踐行知行合一的基本理念。華東師范大學(xué)在騰訊教育、開源社等企業(yè)和機構(gòu)的支持下,正在加快教學(xué)和實訓(xùn)平臺的建設(shè),已經(jīng)開始在個別院系進(jìn)行試點教學(xué)。我們希望通過信息技術(shù)和教育教學(xué)的深度融合,首先在我們的專業(yè)教育和計算機科學(xué)教育通識課程中實現(xiàn)“有教無類,因材施教,寓教于樂,教學(xué)相長”的中國教育智慧。通過課程的學(xué)習(xí)和動手編程實踐,培養(yǎng)學(xué)生的編程思維。

作為師范大學(xué),我們還當(dāng)仁不讓地承擔(dān)著全民計算機科學(xué)教育的重任,基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的計算機科學(xué)教育和數(shù)字素養(yǎng)訓(xùn)練也是我們的主攻方向之一,為中小學(xué)編寫教材、設(shè)計平臺的工作也在同步開展。在我們看來,這是為新的數(shù)字經(jīng)濟時代培養(yǎng)所需人才的一項重要工作。我們不是要全民都變成程序員,我們是要訓(xùn)練全民的編程思維,讓學(xué)生在未來面對世界發(fā)展不確定性的時候,能有正確的思考和解決問題的思維方式,成為具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的社會主義合格建設(shè)者和接班人。

奚:近幾年您作過許多關(guān)于數(shù)據(jù)專業(yè)和大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)方面的報告,您覺得我國高校的數(shù)據(jù)科學(xué)人才培養(yǎng)是否適應(yīng)我國教育的發(fā)展?有哪些需要解決的關(guān)鍵問題?

周:我們在數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)方面發(fā)展很快,但我們應(yīng)該深入思考一下其中的根本性變化。

我經(jīng)常談數(shù)據(jù)專業(yè),全稱是“數(shù)據(jù)科學(xué)與工程專業(yè)”,教育部發(fā)布的專業(yè)名稱是“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)”專業(yè)。我們簡稱為數(shù)據(jù)專業(yè),是想突出以數(shù)據(jù)為中心。在我看來,數(shù)據(jù)是人類文明史上繼蒸汽能(Steam Power)和電能(Electric Power)之后的第三個能源(Power)。蒸汽能和電能成就了工業(yè)經(jīng)濟,數(shù)據(jù)是催生數(shù)字經(jīng)濟的新能源,從這個意義而言,數(shù)據(jù)能(Data Power)對經(jīng)濟社會的作用將超過蒸汽能和電能的總和。大數(shù)據(jù)其實是強調(diào)多源數(shù)據(jù)的融金,基本無關(guān)乎數(shù)據(jù)的量級,大數(shù)據(jù)主要指的是應(yīng)用導(dǎo)向的是數(shù)據(jù)采集、匯聚、關(guān)聯(lián)和使用。其本質(zhì)是數(shù)據(jù)的融合,把原本各自孤立的數(shù)據(jù)互相關(guān)聯(lián)和融合,賦予數(shù)據(jù)更深層次的語義和價值,洞察事物的本質(zhì),通過充分利用數(shù)據(jù)加速數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。在大數(shù)據(jù)背景下,數(shù)據(jù)的一個重要特點就是突出了數(shù)據(jù)的人本特性,也就是說很多數(shù)據(jù)都是關(guān)于人的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的充分利用,不僅極大地發(fā)展了生產(chǎn)力,同時還將深刻地改變生產(chǎn)關(guān)系。

數(shù)據(jù)專業(yè)就是要以數(shù)據(jù)為中心,圍繞數(shù)據(jù)來設(shè)計所有的教學(xué)內(nèi)容。從另外一個角度說,計算機整個的發(fā)展歷史,從誕生到今天,一個主要的脈絡(luò)就是從“以計算為中心”轉(zhuǎn)移到“以數(shù)據(jù)為中心”。以前,我們非常強調(diào)計算,我們耳熟能詳?shù)母拍詈芏喽际桥c計算相關(guān)的,如高性能計算、網(wǎng)格計算等,大數(shù)據(jù)概念得以被廣泛接受以后,說明以數(shù)據(jù)為中心也在逐漸深入人心。

從“以計算為中心”轉(zhuǎn)到“以數(shù)據(jù)為中心”,從人才培養(yǎng)的角度來看,核心就是整個培養(yǎng)理念的改變。培養(yǎng)理念的改變要有載體,教材是實現(xiàn)培養(yǎng)理念轉(zhuǎn)變的綜合性載體。解決人才培養(yǎng)這個關(guān)鍵問題要靠教材,現(xiàn)在對教材的要求已經(jīng)和以前很不一樣了,以前教材只是一本書,現(xiàn)在的教材不僅限于一本書,還有網(wǎng)上素材、學(xué)習(xí)材料、實習(xí)實訓(xùn)的平臺等來共同支撐。教材的設(shè)計和編寫是以培養(yǎng)理念為指導(dǎo)的。我們理解這一點,也進(jìn)行了一些嘗試,我們在華東師范大學(xué)從2014年提議設(shè)置數(shù)據(jù)科學(xué)與工程專業(yè)開始,經(jīng)過近6年的思考和探索,我們在數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué)院提出了一個路線圖,稱為CST 計劃(Curriculum、Syllabus、Textbook,培養(yǎng)計劃、課程大綱、教科書):一方面將計算機科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)和信息系統(tǒng)的專業(yè)知識結(jié)合到培養(yǎng)計劃中;另一方面進(jìn)行課程重構(gòu)、知識點重組,并輔以強化實踐訓(xùn)練,形成新的核心課程大綱;同時著手開展數(shù)據(jù)專業(yè)系列教材的規(guī)劃和編寫。

CST 計劃涉及很多內(nèi)容,華東師范大學(xué)聯(lián)合中國人民大學(xué)、四川大學(xué)、云南大學(xué)、河南大學(xué)、湖北大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、東北大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、桂林電子科技大學(xué)、石河子大學(xué)等十幾家兄弟高校成立高校數(shù)據(jù)科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)協(xié)作組,簡稱為數(shù)據(jù)專業(yè)協(xié)作組。協(xié)作組是我們這幾家高校的自發(fā)行為,大家都在教學(xué)和人才培養(yǎng)的第一線,有一個共同的想法,希望能把培養(yǎng)計劃和教學(xué)大綱確定下來。根據(jù)協(xié)作組幾次研討會的精神,大家一致同意把數(shù)據(jù)專業(yè)的課程分三大類,第一類叫做基礎(chǔ)課,第二類叫核心課,第三類叫方向課。我們把核心課程定義為區(qū)別于其他專業(yè)的專業(yè)課,也就是體現(xiàn)專業(yè)區(qū)分度的課程,一般應(yīng)該是6~8 門課。現(xiàn)在已經(jīng)有幾門課程確定為核心課,這是數(shù)據(jù)專業(yè)區(qū)別于其他計算機類專業(yè)的重要特征。這幾門課程分別是數(shù)據(jù)科學(xué)與工程導(dǎo)論、數(shù)據(jù)科學(xué)與工程的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)科學(xué)與工程的算法基礎(chǔ)、分布式計算系統(tǒng)、云計算系統(tǒng)、當(dāng)代數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、統(tǒng)計方法與機器學(xué)習(xí)和當(dāng)代人工智能。以核心課程體現(xiàn)專業(yè)的內(nèi)涵,重點解決核心課程的教學(xué)大綱和教材建設(shè)。本著“簡單起步,快速迭代,聯(lián)動包容,日臻完善”的基本思路,隨著探索和認(rèn)識的深入,逐漸完善。如果現(xiàn)在必須有的一些內(nèi)容在核心課程中放不了,可以先放到基礎(chǔ)課中去講授;如果一些內(nèi)容不夠成熟,可以放到方向課里面去學(xué)習(xí)。

事實上,數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)和課程設(shè)置本身就是一個創(chuàng)新的過程,我們要發(fā)展出一個新專業(yè),必須行動起來,開始艱難的探索。當(dāng)然,CST 的根本是理念的問題。就像一百多年以前,交流電出來以后,美國辦電機系;兩百多年以前,英國第一次工業(yè)革命的時候,蒸汽機改良以后得以廣泛應(yīng)用,英國出現(xiàn)了機械系。數(shù)據(jù)跟蒸汽跟電是一樣的地位,數(shù)據(jù)專業(yè)不僅要研究數(shù)據(jù)本身,更要研究怎么用好數(shù)據(jù),這是數(shù)據(jù)專業(yè)的根本宗旨。

奚:華東師范大學(xué)1979 年成立計算機科學(xué)系,1981 年有計算機應(yīng)用碩士點,作為一所師范院校,您怎樣評價當(dāng)時華師大的前瞻性?

周:華東師范大學(xué)是在1979 年成立計算機科學(xué)技術(shù)系,這在全國高校中都算是較早成立的計算機系之一。當(dāng)時成立計算機系是由劉佛年校長提議和推動的,他是個教育學(xué)家,成立計算機系也許是為了更好地支持教育、更好地解決教育的問題?,F(xiàn)在看來這是很有前瞻眼光的。華東師范大學(xué)的計算機系最初是由數(shù)學(xué)系和物理系合作創(chuàng)辦的,經(jīng)過40 年的發(fā)展,以計算機為代表的信息技術(shù)學(xué)科已經(jīng)成為學(xué)校的一個優(yōu)勢學(xué)科群。2013年3 月,陳群校長訪美歸來,提出創(chuàng)辦大數(shù)據(jù)研究院,因而有了現(xiàn)在的數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué)院。在2018 年年初,錢旭紅校長提出了成立“智能+”研究院的倡議。智能+與教育+、生態(tài)+、健康+、國際+相互支撐,形成了我們學(xué)校服務(wù)“育人、文明、發(fā)展”使命的五大行動計劃。2019 年7 月,華東師范大學(xué)宣布成立信息學(xué)部,共設(shè)有計算機學(xué)院、軟件學(xué)院、數(shù)據(jù)學(xué)院、通信學(xué)院等4 個學(xué)院,翻開了信息技術(shù)學(xué)科發(fā)展的新篇章。華東師范大學(xué)計算機科學(xué)技術(shù)系從1979 年成立至今整整40 年,這40 年計算機學(xué)科的發(fā)展有了長足的進(jìn)步,這主要得益于校長的前瞻性戰(zhàn)略眼光和幾代學(xué)人的艱苦奮斗。

這種前瞻性對一所師范大學(xué)尤為難能可貴。與綜合性大學(xué)和工科類大學(xué)相比,傳統(tǒng)和保守是師范大學(xué)的基本特征。教育本身就是上一代人為下一代人設(shè)計的模板,是教導(dǎo)規(guī)矩、樹立規(guī)范的,這是由師范大學(xué)的性質(zhì)所決定的。但是,我們現(xiàn)在面臨的是“百年未有之大變局”,下一代人將面臨什么樣的世界,也許我們根本就不知道。世界的未來面臨非常多的不確定性,應(yīng)對不確定的最好辦法就是有開放的思想和前瞻性的戰(zhàn)略眼光,這對一所好的師范大學(xué)尤為重要。

奚:“以本為本”已成為共識。華東師大對此采取了哪些舉措?

周:“以本為本”非常重要。在數(shù)據(jù)學(xué)院,我們很早有了研究生學(xué)科點,但我們堅持要建設(shè)本科專業(yè),并且把本科生培養(yǎng)放在最重要的位置。

本科是一個學(xué)校的本色,也是一個學(xué)校的底色。事實上,“以本為本”和“以生為本”強調(diào)的內(nèi)容是基本一致的。大學(xué)開設(shè)的課程、引進(jìn)的教師、建設(shè)的教室、添置的設(shè)備等都應(yīng)該體現(xiàn)“以生為本”,應(yīng)該符合學(xué)生的發(fā)展要求,著力促進(jìn)學(xué)生自由、全面、健康的成長,這一點是每所大學(xué)都應(yīng)該做到的。杜威指出“教師總是真正上帝的代言者,真正天國的引路人?!薄敖逃^程是一個教師與學(xué)生共同參與以及真正合作的過程,師生共同創(chuàng)造教育經(jīng)驗?!边@說明教學(xué)的重要性。

教育部提出“以本為本”,說明本科生培養(yǎng)這個問題已經(jīng)非常嚴(yán)重了。大學(xué)的老師要做好教學(xué)工作,首先老師要自己認(rèn)真開展科學(xué)研究,如果一個大學(xué)老師自己連研究都不會,很難想象他怎么能做好教學(xué)?鼓勵老師做好科研這一點本來是非常正確的,但如果導(dǎo)致“重科研、輕教學(xué)”,我覺得一定是指導(dǎo)思想出了問題,造成了南轅北轍的結(jié)果。如果大學(xué)老師的科研脫離了學(xué)生的培養(yǎng),特別是本科生的培養(yǎng),那他就不適合在學(xué)校里面做教學(xué)工作,應(yīng)該去公司或研究所,因為沒有發(fā)揮大學(xué)科研的育人功能。

華東師范大學(xué)作為一所以教育見長的綜合性大學(xué),我們特別重視本科生的培養(yǎng)工作。學(xué)校積極響應(yīng)教育部“一流本科專業(yè)”建設(shè)和“強基計劃”,正在實行本科教學(xué)和人才培養(yǎng)改革,推動本科人才培養(yǎng)工作的全面深化改革。以數(shù)據(jù)學(xué)院為例:①針對學(xué)生,首先提出了CST 計劃,制定有助于學(xué)生全面發(fā)展的培養(yǎng)計劃、課程大綱、教材建設(shè);其次是重實踐,學(xué)生在學(xué)會編程以后就鼓勵他們加入老師的研究實驗室,進(jìn)行實踐操作的訓(xùn)練;最后,鼓勵學(xué)生積極參加體育活動,做到真正的德智體美勞全面發(fā)展;②針對教師,首先要求所有教授、副教授都要給本科生授課,這是一個基本條件,如果不上本科生的課就沒有教授的資格;其次將教授、副教授的上課率與學(xué)院績效直接掛鉤,教授不上課將影響學(xué)院績效。目前,華東師范大學(xué)計劃將教授的上課率與教授個人發(fā)展聯(lián)系,以鼓勵教授、副教授更好地從事教學(xué)工作。

奚:您曾獲得過“杰青”基金獎以及教育部和上海市的多種獎勵,成為青年學(xué)者學(xué)習(xí)的榜樣,對此,您有什么樣的希望寄語年輕學(xué)子?

周:大家選擇做研究,應(yīng)該“做真的研究、做有用的研究”,做研究不僅僅限于做文章。真的研究、有用的研究,通俗一點就是要做到“田間地頭、摸爬滾打、一身土一身泥”,在解決應(yīng)用問題的過程中研發(fā)技術(shù)成果推動理論創(chuàng)新。在這個充滿機遇的時代,已經(jīng)有很多事實證明:信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的基本規(guī)律是應(yīng)用驅(qū)動創(chuàng)新。也就是說,創(chuàng)新不再僅僅是靠聰明,更重要的是去做、去實踐,在實踐中善于總結(jié)、善于抽象,走出一條從應(yīng)用到技術(shù)再到理論的創(chuàng)新之路。源頭是應(yīng)用,是實踐。所以,要做真的研究、做有用的研究,這是我一直倡導(dǎo)的。

對30 多歲、40 多歲的人來說,他們處在一個大變革的時代,同時也是充滿機遇的時代,他們能不能當(dāng)弄潮兒、能不能勇立潮頭,關(guān)鍵在于他們要拿出勇氣來、拿出毅力來、拿出他們戰(zhàn)略眼光來。我們這代人也要更加努力,要把我們的能量最大限度地發(fā)揮出來,把我們能做的事情做好。等到了年齡再大一些,我們所能做的就是不會成為年輕人前進(jìn)的障礙,不會用自己的高度限制年輕人的高度。我們要做年輕人的墊腳石、做年輕人的階梯。

這是個年輕人的時代,未來屬于年輕人。

這是對年輕人的希望。

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