“當前，我們在計算機教育領(lǐng)域有兩個(gè)痛點(diǎn)。一是中小學(xué)信息化課程基本成為‘微軟培訓班’；二是我國2000多所高校都有計算機專(zhuān)業(yè)，但大多是教學(xué)生怎么用計算機，而非教怎么造計算機。我們需要改變?！苯?，在2022年信息技術(shù)自主創(chuàng )新高峰論壇上，龍芯中科技術(shù)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)龍芯中科）董事長(cháng)、中科院計算技術(shù)研究所研究員胡偉武直言。

高端芯片、操作系統、人工智能關(guān)鍵算法、傳感器……信息技術(shù)應用創(chuàng )新產(chǎn)業(yè)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)信創(chuàng )產(chǎn)業(yè)）亟待實(shí)現自主可控，這也是打破信息技術(shù)領(lǐng)域被掣肘的關(guān)鍵?！皬慕逃銎?，培養系統能力專(zhuān)業(yè)人才”，是此次論壇上不少專(zhuān)家學(xué)者和企業(yè)界人士的共同心聲。

自主可控需要建設安全生態(tài)

計算機教育革新，需先從當前信創(chuàng )產(chǎn)業(yè)新形勢談起。

如果把電腦上的Windows系統或OS系統換成國產(chǎn)系統，你愿意嗎？事實(shí)上，用戶(hù)是否愿意，不僅是系統本身能否運行的問(wèn)題，更涉及其是否有完善的軟件生態(tài)的問(wèn)題。

“發(fā)展自主可控技術(shù)，保障信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)底座安全，不僅是發(fā)展問(wèn)題，更是生存問(wèn)題?！敝袊こ淘涸菏苦嵕暶裰赋?，要組建創(chuàng )新生態(tài)聯(lián)合體，以自主芯片為核心底座，以硬件設備、軟件系統為中流砥柱，充分發(fā)揮企業(yè)的整體效能，共同打造我國自主可控的安全生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。

我國信創(chuàng )產(chǎn)業(yè)與過(guò)去相比發(fā)生了巨大變化，也面臨著(zhù)諸多新難題。胡偉武提到，當前，性能、供應鏈和軟件生態(tài)是信創(chuàng )產(chǎn)業(yè)的三大難題。

“CPU和操作系統已經(jīng)實(shí)現自主化，但還有比兩者更底層的關(guān)鍵核心技術(shù)容易被‘卡脖子’，即軟件生態(tài)?！毕冗M(jìn)性、自主性和兼容性，則是國產(chǎn)操作系統軟件生態(tài)需要突破的難關(guān)?！拔覀円炎灾餮邪l(fā)的優(yōu)勢轉化為性?xún)r(jià)比和軟件生態(tài)的優(yōu)勢?！焙鷤ノ湔f(shuō)。

具備解決復雜問(wèn)題的系統能力

南京航空航天大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長(cháng)陳兵提到了一個(gè)現象：企業(yè)招員工、高校招研究生，面試官或老師們總會(huì )有一種“模糊”的感覺(jué)，這名學(xué)生不太合適，但這種不合適常常難以表述?！皬谋砻嫔峡?，就是學(xué)生難以解決復雜的工程問(wèn)題?！?/p>

在陳兵看來(lái)，現代計算機工程的發(fā)展趨勢是綜合化、智能化、軟件定義化和網(wǎng)絡(luò )化，使得系統軟件整體規模急劇增加，從原來(lái)相對封閉孤立走向開(kāi)放，從而對人才提出了挑戰?！斑@些挑戰需要學(xué)生具備系統能力?！?/p>

究竟何為系統能力？陳兵給出了答案，即學(xué)生理解計算機系統的整體性、關(guān)聯(lián)性、層次性、動(dòng)態(tài)性和開(kāi)放性，掌握計算機軟硬件協(xié)同貫通工作及相互作用的機制，綜合運用多種知識與技術(shù)完成全系統開(kāi)發(fā)的能力。

“計算機系統能力培養成為國內計算機專(zhuān)業(yè)最具影響力的教育教學(xué)改革熱點(diǎn)問(wèn)題之一?！鼻迦A大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)系副主任武永衛指出。

武永衛表示，培養系統能力應該從自主技術(shù)與實(shí)驗教學(xué)兩方面進(jìn)行拓展和深化。首先，應該更重視技術(shù)體系的全面性，且有必要與國產(chǎn)自主技術(shù)緊密結合。其次，必須以實(shí)驗教學(xué)為主要突破方向，如果沒(méi)有合理有效的實(shí)驗實(shí)訓能力培養，就無(wú)法落地。

中科院計算技術(shù)研究所研究員、中國科學(xué)院大學(xué)博士生導師張福新對此有深刻體會(huì )。他建議，教學(xué)內容上引入自主生態(tài)、產(chǎn)業(yè)前沿和工程實(shí)踐思維，實(shí)踐上對接相關(guān)實(shí)驗平臺，以及實(shí)際解決方案場(chǎng)景，讓學(xué)生得到面向整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系的完整培養。

陳兵指出，信創(chuàng )產(chǎn)業(yè)新形勢要求全產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)替代，突破軟件核心“卡脖子”問(wèn)題，學(xué)生培養的思路也隨之有了新變化，特別強調要和政府、企業(yè)、科研院所深入溝通、協(xié)同育人。

“協(xié)同育人模式除了合作模式的變化外，主要是將人才培養方案融入進(jìn)去，在培養目標、畢業(yè)要求、課程體系、師資隊伍等方面進(jìn)行校企深度融合。培養方案根據行業(yè)發(fā)展需求、技術(shù)演化趨勢，最終實(shí)現信息產(chǎn)業(yè)驅動(dòng)的人才培養?！标惐f(shuō)。

由淺入深的教學(xué)模式

今年11月，教育部高等學(xué)校計算機類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導委員會(huì )規劃教材正式啟動(dòng)，旨在深化產(chǎn)教融合，促進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)人才培養和產(chǎn)業(yè)需求銜接，建設國產(chǎn)自主核心技術(shù)生態(tài)。

武永衛介紹，系列教材基于國產(chǎn)自主指令系統，總共有7門(mén)計算機專(zhuān)業(yè)核心課程，預計在2023年陸續完成全系列教材出版。該系列教材均為不同高校與龍芯中科合作編寫(xiě)，覆蓋了匯編語(yǔ)言、計算機組成與操作系統、編譯原理等計算機專(zhuān)業(yè)核心課程教材，內容側重于教學(xué)實(shí)操。

西北工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院智能計算系統系主任張羽負責編寫(xiě)操作系統內核部分。他指出，操作系統發(fā)展存在周期律，每20年左右出現一次跨越式的發(fā)展機遇。當前我們正進(jìn)入人機物三元融合時(shí)代，需要新的操作系統?！懊嫦蚪^大多數零基礎學(xué)生，使他們不再畏懼操作系統內核構建?！?/p>

這是一個(gè)由淺入深、層層遞進(jìn)的教學(xué)模式。首先鼓勵學(xué)生構造一個(gè)小型操作系統內核，讓學(xué)生盡快直觀(guān)感受到內核運行，在操作中有成就感。此外，幫助學(xué)生建立操作系統內核框架思想和內核工程化思想，由簡(jiǎn)單到復雜，逐步分階段、分層次去優(yōu)化。

南開(kāi)大學(xué)計算機學(xué)院教授宮曉利介紹，我們試圖從應用程序開(kāi)發(fā)人員的視角，來(lái)理解操作系統的角色和作用。具體來(lái)說(shuō)，從一個(gè)簡(jiǎn)單的應用程序開(kāi)發(fā)任務(wù)開(kāi)始，通過(guò)不斷迭代豐富其功能，最終完成一個(gè)完整項目。而在迭代更新的過(guò)程中，循序漸進(jìn)培養學(xué)生的系統工程能力。

從興趣到理論認知、實(shí)驗操作，最終到系統能力形成，專(zhuān)家們期待培養出一批具備自主創(chuàng )新能力、掌握關(guān)鍵核心技術(shù)的人才，他們不僅會(huì )用計算機，更能造計算機。

來(lái)源：《中國科學(xué)報》