新时代，计算机学科教育的发展趋势是什么？如何进行跨学科的计算机教育？去年年底，第三届全球计算机学科发展论坛于清华大学召开。来自清华大学、美国伊利诺伊大学、英国剑桥大学、韩国科学技术院以及香港科技大学等高校的计算机领域专家、管理者们围绕“新时代下计算机学科的挑战与机遇”这一话题进行了分享与讨论。论坛最后，与会嘉宾一同围绕“新时代计算机学科的发展趋势”展开讨论。

剑桥大学：促进各学科再度融合

剑桥大学在近几年中创建了诸多项目，尝试弥合计算学科与其余学科之间的间隙与距离。

剑桥大学计算机科学与技术系主任安·柯普斯泰克教授通过追溯剑桥大学计算机学系的院系史，介绍了剑桥大学计算机学科的诞生、进化、独立与再度交融的历史进程。

计算机技术助力协作式研究

安表示，剑桥大学计算机系的前身为1937年成立的数学实验室，其于30年后更名为计算机实验室，1970年正式成为计算机学系。

在最开始时，为支持其他学科的科学研究、知识生产，剑桥发明了第一台存储式常规应用计算机EDSAC。那时，实验室为所有学科提供计算服务，工程师与科学家一同探索思考，创造代码并实现各类新奇的想法，使不可能的研究成为可能。

安介绍，曾有三位诺贝尔奖获得者感谢过EDSAC的帮助，分别是英国生物学家约翰·肯德鲁、生理学家安德鲁·赫胥黎和天文学家马丁·赖尔。此外，剑桥大学计算机学家大卫·惠勒也通过EDSAC编写出快速傅里叶变换的计算代码，帮助其余两位科学家发表数字信号领域内的开创性论文。当时，计算技术是创新研究的必要支撑，却并未真正成为一门独立的学科。

然而，随着计算技术的快速发展、硬件设备的更新迭代，计算机硬件成为市场上可购买的商品，计算机实验室的服务属性也逐渐减弱。与此同时，计算机相关知识愈发晦涩抽象，计算机领域的进入壁垒也越来越高，计算机科学逐渐像一株枝桠重新落地生根，开始从其他学科中剥离、分化，成为一门独立的学科。

此外，计算机学科的快速发展，也使它与其他科学领域的距离愈发遥远。虽然其他学科的科学家能掌握基础的计算机程序与操作，但无法了解前沿的计算理念、方法与模型。因此，在计算科学愈发重要的当下，安认为，不应再放任计算学科与其他学科之间继续分裂，而应反思如何将它们再度融合，为跨学科教学与研究塑造良好环境。

跨学科项目促进学术发展

安教授介绍，剑桥大学在近几年中创建了诸多项目，尝试弥合计算学科与其余学科之间的间隙与距离。首先是促进科学发现项目（Accelerate Programme for Scientific Discovery），在项目中，非计算专业的博士生、博士后可以得到AI知识培训，计算机系的教师也将前往其他学系，鼓励学生们将机器学习等计算技术整合进自己的研究。

其次是众多环境科学与计算科学交叉的跨学科项目，如气候科学计算机构项目（Institute of Computing for Climate Science）、剑桥碳信用中心项目（Cambridge Centre for Carbon Credits）和业界、政府与NGO支持的博士生培训中心项目（Centre for Doctoral Training supported by industry,government & NGO，简称CDT），前两者将直接借助计算模型和特别开发的软件助力碳排放、碳中和、碳信用研究，而CDT作为1+3项目，则需要博士生在第一年里学习AI硕士课程，而后在三年博士生涯中将AI应用到天气气候、自然灾害与生物多样性领域，借助前沿、先进的计算技术，解决全球环境危机。

伊利诺伊大学：跨学科传统奠定基础

CS+X项目的同学可以带来丰富的学科视角，不同视角间可以交流碰撞，使教室变成了解各类知识的窗口。

美国伊利诺伊州大学（以下简称“伊大”）计算机科学系主任南希教授表示，虽然近年来，计算机系的招生人数及教职工人数迅猛增长，但计算机项目的招生数量依旧无法满足大众需求。

自2019年以来，伊大计算机系的本科生、研究型硕士生和博士生的入学人数涨幅超30%，授课型硕士生的人数则增长了四倍有余。然而，在不影响教学质量的前提下，计算机系最多容纳的学生人数仅能比最初多三倍。因此，计算机项目供不应求促使伊利诺伊大学在扩招之外寻找更多元的答案，探索多面向、跨学科、可扩展和协作式的教学路径。

计算机学科教育供不应求

南希介绍，CS+X混合学位项目是伊大探索的显著成果。混合学位不等同于双学位，也并非将另一学科视作辅修。以CS+X的混合本科学位为例，X既可以是数学、化学、天文学等理科学科，也可以是人类学、语言学、教育学、哲学等人文学科，学生将学习两个学科的核心概念与课程，并与纯计算机学位的学生同时上课。

因此，在计算机课上，CS+X项目的同学可以带来丰富的学科视角，不同视角间可以交流碰撞，使教室变成了解各类知识的窗口，帮助每位同学开阔视野，接受更多学科的熏陶。

而CS+X项目的成功，也离不开伊利诺伊大学一直以来恒久坚持、密切深入的跨学科、多学科之间的合作研究。例如，伊大计算机系核心教师共有121名，其中11名教师的研究涉及生物信息学领域，19名涉及教育领域，还有17名教师的研究涉及社会和个人隐私领域，因此跨学科交流与合作是计算机系的传统，也是CS+X混合学位项目的催化剂，前者为后者的成功奠定了深厚基础。

为所有人提供学习机会

南希表示，除混合学位外，伊利诺伊大学更对非计算机学位的在读生敞开大门，提供计算机辅修和线上研究生课程，帮助他们在计算机领域迈出第一步。自2014年至2021年，辅修计算机的学生人数从一百余名增长到了近三百名，而伊利诺伊大学也借助新技术使所有辅修学生顺利完成了CS的核心课程。

此外，不论是刚从其他学科毕业，还是工作几年、几十年才对计算机产生兴趣的人，伊利诺伊大学希望为所有阶段的人提供学习机会，因此，伊大创建了为期一年的硕士证书项目iCAN（Illinois Computing Accelerator for Non-Specialists），通过教授计算机基础快速增进非专业人士的计算能力，使他们在技术、研究或创业方面都做好最佳准备。

南希强调，传统全日制课程不可或缺，但更重要的是，应提供更多非传统的线上非全日制项目，允许世界各地的人参加。例如，伊利诺伊大学在Coursera平台提供线上硕士课程，吸引1200多名学生参与。明年1月，伊大也将于两小时车程外的芝加哥市开启硕士授课，满足不同人群的学习需求。因此，除本科混合学位外，硕士混合学位也是他人踏入计算机领域的一个入口，为潜在的跨学科研究提供机会。

然而，学生人数的大幅增加也意味着日常教学事务的负担更加沉重，伊大也开发了多种教学技术与工具，帮助教师提升教学效率。例如，伊大采用自动打分工具，为学生提供公平、一致和快速的反馈，同时，伊大还拥有PrairieLearn开源平台，采用问题随机生成和自动打分技术，允许学生自主进行模拟测验，增强学生对知识的掌握。

南希表示，要想满足大众对计算教育的需求，就不应止步于唯一的解决方案，不论是计算机学科还是其他学科，所有机构都应该思考、提出多维度、多学科交叉的通往计算机科学的不同路径，与其他学科建立跨学科的教育伙伴关系，为不同层级、背景和年龄的学生提供更多选择与机会。

韩国科学技术院：理解软件 更理解世界

多元是一个事实，平等是一种选择，包容是一项行动，而归属感是最终结果。

韩国科学技术院（简称KAIST）计算机科学与技术学院院长柳锡英教授以“用计算机科学帮助人们、改变世界”为核心命题，讲述KAIST的行动、做法、精神与未来愿景。

以人为本的计算技术

柳锡英以韩国自动聊天机器人LUDA不当发言与互联网巨头Kakao打车软件顾客歧视事件为例，表示，虽然AI技术是创造之源、创意之本，但不符合伦理要求的AI算法也会藏污纳垢，生成包含偏见、歧视与错误的结果。

因此韩国已颁布AI法案，通过不同措施对AI技术进行约束，消除歧视、保护隐私，保障大众的基本权利。而这正意味着，计算机科学为我们带来了无限机遇，也给我们带来了重重挑战，学术机构应积极承担自身责任，通过行动使学生、大众和社会整体受益，通过计算机技术改变世界。

柳锡英表示，KAIST的精神由3C组成，即Caring（关怀）、Challenge（挑战）与Creativity（创造）。3C代表了KAIST对人才培养的要求，希望他们能创造性地、协作式地、怀着包容心地解决问题、迎接挑战。过去，KAIST以硬件研究为中心，但在未来，KAIST将更聚焦于软件与计算，教育学生以人为本，帮助他们通过计算技术触达世界、改变世界。为此，KAIST提出了三项战略：第一，科技与人文合作；第二，学术与业界合作；第三，培养理解技术，更理解人与世界的软件专家。

合作让技术更包容

首先，科技与人文合作。除计算机系外，KAIST在其他院系下也设置了AI相关专业，帮助学生习得AI、机器学习等技能。此外，围绕AI，KAIST举办了各项活动，如创办以AI+ART为主题的国际论坛，讨论AI与艺术共同创造价值的方式；创建AI研究院，促进不同院系利用AI技术进行研究；以及组织主题为“AI与未来社会”的国际研讨会，探讨社会公平、伦理政策、气候变化及AI如何预测未来。同时，KAIST还在今年多次召开研讨会，讨论AI与民主、AI与公平、AI与监管变化及以人为本的AI设计，并计划于今年底将会议内容总结出版。

其次，学界与业界合作。由于IT技术的快速发展，由技术引发的不平等问题也逐步凸显。不擅长技术的人机会更少、收入更低，相关产业薄弱的地区发展速度也会更慢。因此，为借助技术赋能、预防技术“贫困”，KAIST与企业界校友合作，通过开办课程让本科生在企业里学习AI技术，课程也向失业青年开放。

此外，为了确保环境的可持续性，人类需要更好的气候技术，而这也需要计算机领域的科学家与企业界一同合作探索。因此，在KAIST校友某初创公司CEO的提议下，KAIST开创“气候技术初创”课程，介绍各学科领域为应对气候变化所发明的技术，课程受到了普遍欢迎，申请人数高达二百余人。

柳锡英强调，在教学之外，计算机院系更要让学生理解世界，理解人。她介绍，她本人是美国计算机协会（Association for Computing Machinery）编程语言特别兴趣小组（Special Interest Group on Programming Languages，简称SIGPLAN）中的一员，也是SIGPLANCares委员会中的一员。Cares委员会由编程语言界知名人士组成，他们倾听、帮助那些在ACM中受到歧视、骚扰或其他伤害的人，Cares将为这些人发声，就ACM的进一步调查提供建议。

她表示，KAIST也在尽最大努力创造互相尊重、彼此包容的文化。她认为，只有当人们拥抱彼此间的差异，人类社会才能积极、健康地繁荣发展。结尾，柳锡英引用心理学家亚瑟·陈的表述作为发言的注脚——“多元是一个事实，平等是一种选择，包容是一项行动，而归属感是最终结果”。

香港科技大学：以任务为导向的跨学科教育

学习不单单是为了“学会”，而是在“学会”的基础上将技能运用到更新颖的创造中，这是跨学科教育的意义所在。

香港科技大学教务长郭毅可教授表示，跨学科教育与研究应以使命、任务、问题为导向，各学科交叉融合是为了解决问题，一同应对气候危机、生态失衡以及未来发展的不确定性、不稳定性与碎片化趋势。

枢纽制打破学科壁垒

郭毅可介绍，香港科技大学的计算机学科发展主要关注三个维度：未来的生活、未来的工作和未来的人。未来的生活即社会的可持续性和韧性，思考如何在后疫情时代提升人们应对未知风险的能力。未来的工作则涉及自动化、智能化，在人机协作、人机共生愈发频繁的背景下，思考如何提高人工智能的可解读性，确保人机顺畅沟通。

未来的人则拥有两层寓意，一是人的服务更加个性化、定制化，未来将依据更多方式将人分类，并基于不同人群的个性特点提供服务；二是人的连接更加紧密，线上即时通讯使人之间的距离无限接近于零，如何动态组织这种连接，产生去中心式的新型组织结构与制度，也是需要重点关注的命题。

郭毅可表示，为了贯彻落实跨学科发展的三个维度，香港科技大学在广州校区启用了适于融合学科教育的全新教学模式。传统的院系结构消失后，广州校区建设了连接各学科的四大枢纽，包括为技术赋能的功能枢纽，关注AI、大数据的信息枢纽，关注复杂系统的系统枢纽以及关注金融科技和创新创业的社会枢纽，每个枢纽均包含以新兴领域为研究方向的多个学域，例如，信息枢纽中包含人工智能、计算媒体与艺术、数据科学与分析和物联网四个学域。

学域间没有严格的学科边界，也并不局限于某一特定的枢纽，随着现实问题换代更新，学域也在不断发展和演变。他表示，虽然四个枢纽会独立领导不同的研究，但它们之间也会进行交流互动，如信息枢纽可以独立进行电子技术的研究，也可以与社会枢纽合作，探索新的研究领域。

跨学科教育激励自主学习

郭毅可强调，教研制度与模式的改变也将驱动学习方法的改变，知识不应再被动灌输，而是由学生基于兴趣自主学习，在实践中汲取知识、锻炼能力。他表示，过往以学科为导向的教育模式，遵循一套固定的培养方案，学生按部就班地学习基础理论与常规课程，渐次形成整体的知识架构。

然而，跨学科教育以任务为导向，不应统一安排学生的学习计划与目标，知识的习得不仅靠上课听讲，更要靠学生在做中学，要学生在掌握正确的学习方法后，通过阅读教材资料或动手锻炼，自主学习项目中需要的知识。

他以香港浸会大学与清华大学合作创办的将AI应用于音乐创作与表演的艺术实验室为例，表示艺术实验室的目的正是让学生在人工智能的辅助下，融会贯通各学科知识，创造新时代的音乐与电影，成为下一代的艺术家。

在该目标驱动下，学生需自主学习掌握AI技术，再通过它进行艺术创作。因此，学习不单单是为了“学会”，而是在“学会”的基础上将技能运用到更新颖、更独具匠心的创造中，这是跨学科教育的意义，也是为实现意义而必然采取的学习路径。

在这个时代，计算机科学无处不在，不管是工程领域、自然科学领域还是医药领域，每一门学科都可借助AI的力量刺激自身的发展。因此，郭毅可认为，计算机科学的地位将不可避免发生变化，计算机课程可能向物理或数学课靠拢，成为本科生必修的基础课程，而计算机语言也将像数学语言一样，成为学生必须掌握的共同语言。

讨论：计算机学科的边界在何处？

论坛最后，发言嘉宾围绕“新时代计算机学科的发展趋势”话题展开讨论，讨论由清华大学交叉信息研究院院长姚期智教授主持，清华大学智能产业研究院院长张亚勤教授参与讨论。

围绕新时代计算机学科教育所面临的挑战与机遇，姚期智教授向与会嘉宾提出两个问题。

问题一：

伴随计算机学科的扩招，学生越来越多，也意味着计算机系教师的教学负担越来越重。而在一流大学中，在教学任务外，教师还要承担大量的科研任务，这往往导致教师们在工作中分身乏术、精疲力竭。那么，扩招是否对计算机系教师造成了过大压力？面对高强度的工作状态，学校将如何对待这一问题？

南希表示：

很多大学教师确实在超负荷工作，这是事实但也应当在未来极力避免。与此同时，教学与科研应齐头并进，共同发展，不能有所偏废。

因此，在伊利诺伊大学计算机系，不同教师具有不同的工作重点，通过规范教师的工作范围来防止工作量的过分堆积。例如，有些教师主要承担教学任务，课余时间做教学技术的创新研发工作，而有些教师则更侧重于科研工作，不受教学的打扰。同时，随着越来越多CS+X混合学位的开展，其他学科的教师也会分担相应的教学工作。

柳锡英表示：

计算机系教师的教学压力与负担应与其他院系教师一同承担。她表示，KAIST（韩国科学技术院）下AI相关的跨学科专业，正是由计算机系与其他院系教师共同教学。同时，她认为借助平台开展线上教学也能有效帮助教师减负。目前，她所教的课程在线上学习平台Coursera上开放，学生可通过观看线上视频自主学习，每周也有在线、实时的师生互动问答环节，因此即使课程学生数量不断增长也并未增加太大负担。

张亚勤教授表示：

计算机系的目标之一是为行业培养、孕育、输送人才，即使部分学生选择进入学术界，大部分学生也会在毕业后进入企业界，而企业中也有极为优秀的计算机科学家。因此，他建议利用企业人才，邀请业界人士做特聘教授，校企合作共同培养学生，也有助于学生适应产业的节奏与需求。

问题二：

考虑到时代变化，计算机学科在大学中应处于怎样的地位，具备怎样的规模？应有怎样的机制才能更进一步促进计算机学科的发展？

姚期智教授表示：

在跨学科、多学科发展的倡议下，计算机学科变得无所不包、无所不能，计算机学系愈发重要，规模也愈发庞大，在大学中形成“一超多强”的局面。然而，不同于主流观点，他认为，为了科学的健康发展，计算机学科不应无限扩张，也不应超越其他学科。

他表示，每门学科都有自身美妙之处，各学科研究人员掌握最核心的技能，也最了解问题的关键，这都不是计算机科学能够覆盖或涉足的根基。他指出，或许各院系可自行雇用2~3个在该领域有所专长的计算机科学家，而非把所有进行跨学科研究的人囊括进计算机系。最后，他也向各位提问：计算机科学的边界应在何处，教育人员又应如何行动？

安教授同意姚教授的观点，表示计算机科学不应主导一切，计算机学科规模也不可能无限扩张。相反，只要能保障跨学科合作的顺利进行，计算机科学家也可在其他院系工作。另一方面，她也认为计算机学科的博士，特别是博士后的规模依旧存在提升空间。她表示，博士研究人员具有快速吸收、整理、消化新知识的能力，他们在掌握新知识后，就可以进行非正式的教学，减轻在职教师的教学压力。

柳锡英介绍：

KAIST下的人文学院刚刚更名为数字人文学院，正是希望鼓励其他学系雇用计算机科学的人才。下学期，KAIST计算机学系也会开启新课程，而课程将由其他院系（如化学系、数学系）的教师讲授。这些教师正利用计算软件和技术作为研究工具进行跨学科研究，将向计算机系学生介绍他们的研究进展与核心概念。柳教授表示，这应是计算机系的下一步行动，与其他学系进行合作，而非一味的扩张。

郭毅可介绍说：

姚期智教授的想法已在香港科技大学得到了实践。在香港科技大学，不同院系除自身学科的研究人员外，也雇有计算机领域的人才。不过，在香港科技大学，计算机学科的确占据了核心地位，新的计算技术不断被发现、被积累，围绕在计算机学科周围的其他院系也在不断受到新技术的辐射，将其吸收运用到自己的研究中。

南希表示：

在伊利诺伊大学，其他院系也在增加计算机人才的数量。同时，伊大制度十分灵活开放，允许不同院系联合聘任同一位教师，例如，计算机系就拥有65名兼任的教职人员。

不过，兼任教师制度也存在尚未解决的问题，他们依旧在探索如何通过终身教职制度培养年轻教师。如果兼任教师必须在不同院系都达到教职标准才能取得终身教职，那么，他们将承担难以想象的压力。

本专题根据会议资料整理而成，未经本人审阅

整理：王雅静