卡内基·梅隆大学计算机学科建设战略分析

2015年11月国务院颁布了《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，旨在推动一批高水平大学和学科进入世界一流行列或前列，带动我国高等教育整体水平的提升。然而，相对于“双一流”建设迫切的现实需求，学界相关基本理论研究的存量与增量，却显得不足。本文选择卡内基·梅隆大学计算机学科作为案例分析，希望为本土“双一流”建设实践，提供有益的参考。

一、历史演变与发展现状

总体而言，卡内基·梅隆大学计算机学科发展可以分为萌芽期、成长期与发展期三个时期。1956年至1965年，该校的计算机学科尚处于萌芽阶段。在当时的校领导西蒙(Herbert A.Simom)的主持下建立起的计算机中心，主要是为全校教育教学提供计算机技术支持。1965年至1988年，该校的计算机学科处于成长阶段。在此期间，计算机逐渐脱离电气工程、数学而成为一门独立的学科。[1]1986年，在梅隆(Richard K.Mellon)的资助下，以佩利(Alan J.Perlis)和纽厄尔(Allen A.Newell)为首的一批教师以计算机中心为基础，建立了全美乃至世界上第一个计算机科学系。

1988年至今，卡内基·梅隆大学计算机学科处于高速发展，成为了美国为数不多的将计算机学科单独作为学院建制的院校之一，其计算机科学学院(School of Computer Science，简称SCS)是全球最大的计算机学院。它下设七个主要系，不仅包括计算机科学系(Computer Science Department，简称CSD)，还包括计算生物学系(Computational Biology Department，简称CBD)、[2]机器人研究所(Robotics Institute，简称RI)、机器学习系(Machine Learning Department，简称MLD)等。

李开复曾言，在培养计算机科学家和工程师方面，没有谁能比卡内基·梅隆大学更加出色。[3]在全世界各种权威排名中，该校计算机学科均名列前茅。2010年，在《华尔街日报》根据招聘者汇编的大学排名上，卡内基·梅隆大学的计算机科学系排名第一；[4]在2014年《美国新闻与世界报导》排名中，计算机科学系研究生课程排名第一。[5]此外，机器人研究所(RI)、人机交互研究所(HCII)等都处于全球领先的地位。

二、战略选择

卡内基·梅隆大学计算机学科迅速崛起，成为全美甚至全世界最顶尖的学科，离不开其正确的战略选择。在学科发展基础上，校长正确把握时代脉搏，进行合理定位，确定优先发展计算机学科的战略，最终将卡内基·梅隆大学发展成为能够与古典大学比肩的名校。

（一）“有所为、有所不为”的合理定位

作为一所在1900年才建立起来的后起之秀，卡内基·梅隆大学在办学之初，并没有获得像哈佛大学、牛津大学那样雄厚的资金支持。因此，它选择集中发展自身的优势领域，将发展的重心放在计算机学科之上。值得注意的是，卡内基·梅隆大学历来都反对将学科布局的摊子铺设得过大，不主张开设医学院和法学院。因为它认定，即使投入巨大的资金和人力，短时期内在这两个领域都无法与拥有着数百年发展历史的老牌大学相抗衡。[6]时至今日，卡内基·梅隆大学依旧明确要以信息与通讯等方面的科技优势带动生产实践，且未提出新建医学、法学等国际热门专业。[7]

在2002年中外校长论坛上，卡内基·梅隆大学时任校长寇洪(Jared L.Cohon)说：“我们有很多目标，它们都很重要，但我们钱不够、能力有限。因此，大学必须进行战略选择和规划，发展比较优势”。[8]20世纪90年代后期，整个世界都迎接高等教育发展的热潮，受教育者接受信息、处理信息的素质和解决问题的能力成为人才培养的重点，计算机、机器人、软件工程、管理信息技术等是世界各国教育的热点，这些都为该校更上一层楼提供了机遇。

（二）校长因势利导

计算机学科能够在学界中占有一席之地，离不开诸多校长远见卓识的决策。史蒂夫(H.Guyford Stever)任职校长期间，主张大学并不是满足任何人的任何需要的地方，相反应该在某些领域成为这个世界上最棒的。[9]因此他将学校的战略规划重点集中在计算机学科，从而另辟蹊径，走出了一条与传统大学颇为不同的办学道路。德塞尔特(Richard M.Cyert)校长审视了拥有的资源配置，抓住计算机技术与科学发展的重大历史机遇，集中资源优先发展计算机科学、机器人科学和信息技术等优势领域。在寇洪校长任职期间，卡内基·梅隆大学依然延续着它的创新与成长之路，并致力于拓宽和增强本科生教育，从而使学生能够在学好本专业领域内核心课程的同时探索其他学科领域的知识。其中取得最大成效的就是，将计算机学科作为一种“溶剂”，“融化”和带动其他相关学科的发展，如将计算机应用到生物学研究中，最终发展成了计算生物学系。

（三）学科发展基础与时代发展脉络相契合

20世纪70年代开始，美国的计算机科学开始由数据通信与计算机网络技术向人机对话和人工智能的方向转向。卡内基·梅隆大学主动适应这一趋势，紧紧抓住发展机遇，集中力量发展计算机学科，保障该学科所需的资金和研究人员配备等。随着加强跨学科教育、培养复合型人才成为美国大学教育改革的重点，[10]计算机科学学院不断利用自身学科优势，发展跨学科专业。例如，人机交互专业综合计算机科学、设计、社会科学和学习科学等学科；计算生物学系发源于1989年，正式成立于2007年，涉及的学科包括数学、统计学、化学、物理学、生物学和计算机科学等。

事实上，跨学科融合之所以推进顺利，较少遇到阻力，也有其历史根源。早在1924年，当时的卡内基技术学院便成立了冶金顾问委员会(the Metallurgical Advisory Board)，其目的就在于探究如何将化学和物理知识应用于金属制造业，从而开启了校内跨学科联合研究的先河。

三、推进措施

计算机学科的成功取决于领导力教育（Leadership in Education）、研究的质量与影响（the Quality and Impact of Research）、支持性的文化(a Supportive Culture)与多样性（Diversity）四大支柱。[11]这四根支柱相互作用，合力支撑计算机学科发展。

（一）领导力教育

计算机科学学院领导力教育始终坚持以推动前沿研究和培养下一代的领导人为使命。与麻省理工学院为代表的工程领导力教育相比，有着自己鲜明的特色。后者旨在运用新的教学方法培养本科毕业生成为工程发明、创新和实践的领袖，延续麻省理工学院在美国工程技术领域的领导地位。[10]然而，计算机科学学院领导力教育侧重的是博士生教育，旨在培养引领世界发展的领导者；其本科教育重视通识教育，在强调科技技能的同时还注重人文教育。杜赫尔提(Robert E.Doherty)校长就提出，科学与工程专业的学生必须将全部课时的四分之一用于学习新人文主义和社会关系学说的知识，[11]这个传统一直延续至今。

从课程开设之初，教学方案就是围绕将学生培养成为学术界和工业界的领导者来制定的。例如，1988年开设的世界上首门机器人博士课程，不仅卫研究生提供知识、经验和技能上的规训，培养引领机器人研究和教育的领导人，还致力于将学生培养成为世界一流的研究人员。学位课程的实施过程也有助于教师帮助和指导学生发展成为独立革新者，引领某些研究领域的未来发展，而不仅仅是照搬现有的理论与方法来解决现实中的问题。例如，计算生物学系坚信，需要以计算生物学推动和开展生物实验；其教学目标不仅仅是专注于帮助生物医学研究人员“理解数据”，而是更加强调如何通过计算的视角以探寻生物学的新方法，并以此推动生物学研究边界的拓展。

（二）研究的质量与影响

卡内基·梅隆大学基于教师研究成果对世界的影响来决定教师的能力，这也是计算机学科研究质量卓越和影响深远的重要原因。12位计算机科学学院教师和校友赢得了有“计算机界诺贝尔奖”之称的图灵奖。强大的学术声誉使得近10年申请卡内基·梅隆大学的学生数量翻了一倍。在最负盛名的计算机系，每100名申请者中只有8位才能够最终脱颖而出。除了卓越的师资，优秀的生源，卡内基·梅隆大学还配备世界一流的设施。校园内40多所实验室使得学生沉浸在实践学习中，并获得深入了解研究对象的机会。此外，充足的经费为科研活动提供了坚实的物质基础，2006年计算机科学学院就获得总额达1亿美元的各项资助。[12]

计算机科学学院坚持以计算机学科的研究和教育对现实世界产生影响为使命，努力实现高品质、高影响力和跨学科的研究，支持展开对未知领域的探究。由此，在领导力教育框架下教学活动的展开与对研究活动的关注，相互渗透，齐头并进。例如，自1979年成立以来，机器人研究所一直致力于将机器人技术融入日常生活，并不断推进空间机器人、医疗机器人、人工智能等相关技术研发，引领着国际学术发展的潮流。同时，它还主持并开发每年度的“移动式遥控机器人”(MOBOT)项目，为学生提供自主设计机器人的机会与平台，将教学与研究紧密结合起来。

（三）支持性的文化

计算机学科能够合理的运转并取得巨大成就，依赖于所有教师和学生相互之间的信任和支持。一方面，计算机科学学院十分尊重学生的意愿，充分给予学生选择的权利。学生在开学后一个月左右的时间内充分了解每位教师目前的研究方向，并根据自己的爱好和兴趣确定导师人选。一旦学生的研究兴趣在学习过程中发生改变，他们可以随时更换导师。在与导师协商的基础上，学生可以自主选择选修课程以及获得学分的方式。

另一方面，在给予学生充分自主权的同时，十分重视培养学生的团队合作精神，鼓励学生能够通过合作在知识上的创新并在世界范围内产生卓越的影响。通过密切合作形成师生之间的亲密感情，是计算机科学学院组织文化的核心价值。尤为重要的是，学院在自主与合作之间找到了平衡点。例如，博士生一般在前两年内可以自由支配课程和研究的时间；一旦达到课程基本要求后，则专注于独立学习与合作探究。

（四）多样性

作为世界排名第一的院系，计算机科学学院一直致力于追求多个维度的多样性。在性别多样性方面，学院本科一年级女生占年级总人数的48%以上；获得计算机科学本科学位的女生占所有学生的33%左右，几乎两倍于全国平均水平。[13]此外，学院长期致力于增加女性教师在院系领导层中的比例。

在研究领域的多样性方面，取得的成就最为突出。计算机科学学院下设有七个授予学位的系科，吸引了包括工程、数学、社会科学、语言学和设计在内的诸多专业的学生和学者加入，大大拓宽了其研究领域。包括人机互动研究所、软件研究所和机器学习系在内的新机构相继成立。机器人研究所是全球机器人研究的学术重镇，涉及多种攻关主题。虽然其工作的重点在于机器人操纵、运动和控制，但也专注包括机器学习、计算机视觉和图形等相关的研究领域。此外，除了获取高额的联邦政府科研资助外，计算机科学学院还与匹兹堡市结成合作伙伴关系，在获得经费支持的同时也推动了当地经济的发展。

四、讨论

卡内基·梅隆大学计算机学科的成功深刻诠释了“小中见大”的发展方略。所谓的“小”，一方面是指该校主校园仅占地0.58平方公里，与其他世界顶尖高校相比，它的总占地面积较小；另一方面是指该校学科类型较少。所谓的“大”，不仅是指计算机学科在该校所有学科中所占比例之大，与其他学科的融合范围之大，还包括其眼界气宇之大，对世界影响之大。值得注意的是，卡内基·梅隆大学在发展过程中并没有片面地将“小”拉伸成“大”，即简单的扩大办学规模，而是选择在“小”中发展“大”。即在“小”学校中将计算机学科做大做强，并将“大”学科与其他弱势学科深度融合，以“大”学科带动“小”学校整体品质的跃升。这种协同的、共生的发展才是高校应当追求的可持续发展。

由此反观，我国高校在推进“双一流”建设中应当避免潜在的发展误区。其一是为达到世界一流大学标准，片面追求规模扩张，即刻意地追求体量之“大”，如扩招师生、盲目开辟新学科、以发表论文的数量作为评价学术水平与影响的标准等。这种粗放式的发展往往只是表面增长而非内在的质量提高，往往导致的是高校的“虚胖”和“体质”下滑，在可测指标上增长的同时却逐渐丧失自身的优势与特色。其二是将少数优势学科的发展建立在挤占其他弱势学科发展空间和资源的基础之上，变成“一家独大”，甚至是“一家独霸”，破坏大学内部的学术生态。这样的一种发展趋势即使催生出“大”也会导致“小”，即丧失对知识整体性的探究与人才培养完整性的追求，使综合性高校逐渐退化为原苏联模式的专科性学校。这样的大学可能变得非常“卓越”，但也会逐渐丢失掉自己的“灵魂”。这种趋势相对前者而言，其影响方式更加隐蔽和漫长，对大学发展的内在伤害也更深远。

注释：

[1]刘瑞挺.卡内基·梅隆大学大学与计算机教育[J].计算机教育，2004,(7) :54-57.

[2]计算生物学就是学习和使用由实验测量构造而成的生物系统的模式，当前计算生物学研究可以分成若干广泛领域，主要是基于被分析或建模的实验数据的类型，参见http://www.cbd.cmu.edu/about-us/what-iscomputational-biology/.

[3]李盼宁,朱艺丹.让科学幻想成为现实——李开复在卡内基·梅隆大学大学计算机科学学院2015年毕业典礼上的演讲[J].世界教育信息, 2015, (16) :30-31.

[4]The Top 25 Recruiter Picks. Wall Street Journal. [EB/OL].[2016-09-28].http://www.wsj.com/ articles/ SB1000 1424052748704554104575435563989873060.

[5]America’s Best Graduate Schools 2010.usnews.com. [EB/OL].[2016-09-28]. http:// grad- schools.usnews.rankingsandreviews. com/best- graduate- schools.

[6]Carnegie Mellon University. Carnegie Mellon 2008 Strategic Plan[R].Pittsburgh：Carnegie Mellon University,2008:18.

[7]Richard M.Cyert.Office of the president[EB/OL]. [2016-10-02].http://www. 卡内基·梅隆大学. edu/leadership/president/history/index.html.

[8]刘继安,储召生.向世界一流大学学什么[N]. 中国教育报,2002-8-11.

[9]H.Guyford Stever. Office of the president [EB/OL]. [2016-10-02].http://www. 卡 内 基·梅 隆 大 学 . edu/leadership/president/history/index.html.

[10]Human-Computer Interaction Institute.Welcome to the Human-Computer Interaction Institute. [EB/OL].[2016-10-02].http://hcli.cmu.edu/.

[11]四大支柱是计算机科学学院在2015年庆祝改变世界五十年时总结出来的该院成功的关键，参见https://www.csd.cs.cmu.edu/content/mission-history.

[12]雷环,爱德华·克劳利.培养工程领导力, 引领世界发展——麻省理工学院Gordon工程领导力计划概述[J].清华大学教育研究,2010,(1):77-83，92.

[13]余新荣.高校战略规划研究[D].上海师范大学,2008:22.

[14]Admission Costs.Carnegie Mellon University. [EB/OL].[2016-10-03].https://www.cmu.edu /hub/tuition/.

[15]Byron Spice.Women Are Almost Half of Carnegie Mellon’s Incoming Computer Science Undergraduates.[EB/OL].[2016-10-03].https://www.csd. cs.cmu.edu/news/ women -are- almost- half-carnegie-mellons-incomingcomputer-science- undergraduates.