秦磊華　譚志虎

摘要：系統(tǒng)能力培養(yǎng)是當(dāng)今計算機教育發(fā)展的新動向。分析了系統(tǒng)能力提出的背景和內(nèi)涵，探討了我國信息產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)中引入系統(tǒng)能力的必要性，提出了以系統(tǒng)能力為主線推進信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)的舉措。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)能力；信息產(chǎn)業(yè)；計算機類專業(yè)；自主可控；人才培養(yǎng)

一、“系統(tǒng)能力”提出的背景及內(nèi)涵

1.“系統(tǒng)能力”提出的背景

美國ACM協(xié)會和IEEE計算機協(xié)會（IEEE-CS）是兩大致力于創(chuàng)建計算學(xué)科本科國際課程（Computing Curricula）指南的學(xué)術(shù)團體，他們十分關(guān)注學(xué)科發(fā)展和社會變革對計算機教育的影響，并通過修訂計算機教程中的核心概念、領(lǐng)域、單元和主題等內(nèi)容將學(xué)科發(fā)展和社會變革對人才培養(yǎng)的新要求反映出來，以指導(dǎo)和推動計算機人才培養(yǎng)主動適應(yīng)學(xué)科發(fā)展與社會進步的需求。由IEEE-CS與ACM聯(lián)合編寫的Computing Curricula 1991（簡稱CC1991）和Computing Curricula 2001（簡稱CC2001）對包括中國在內(nèi)的國際計算機本科教育起到了巨大的推動作用。

2000年以來，受網(wǎng)絡(luò)泡沫的影響，美國填報計算機類專業(yè)的大學(xué)生人數(shù)持續(xù)下降，而實際上社會對計算機類人才的需求卻持續(xù)上升，出現(xiàn)了較為嚴重的供不應(yīng)求局面。這種供求失衡，不僅表現(xiàn)在畢業(yè)生的數(shù)量少于用人單位的實際需求，而且還表現(xiàn)在畢業(yè)生的質(zhì)量低于用人單位的預(yù)期和網(wǎng)絡(luò)時代對計算機類人才的能力要求。在這樣的背景下，2010年12月，IEEE-CS和ACM聯(lián)合工作組對全球計算機系的系主任進行問卷調(diào)查，并在對調(diào)查結(jié)果進行深入分析和專題研究的基礎(chǔ)上，聯(lián)合研制了Computer Science Curricula 2013（以下簡稱CS2013），對CC2001中原有的14個知識域進行了適度調(diào)整，增加了系統(tǒng)基礎(chǔ)、并行和分布計算、基于平臺的開發(fā)、信息保障和安全等四個新的領(lǐng)域，同時強調(diào)系統(tǒng)知識和系統(tǒng)能力培養(yǎng)。

2.“系統(tǒng)能力”的內(nèi)涵

CS2013認為，“具有系統(tǒng)層次視野”是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟時代對計算機專業(yè)學(xué)生提出的新要求，計算機專業(yè)的學(xué)生需要從多層次的細節(jié)抽象來思考問題，對計算機的理解應(yīng)該超越各種組件的實現(xiàn)細節(jié)，從計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和構(gòu)建分析過程去認識計算機系統(tǒng)的運行原理，更多地掌握計算系統(tǒng)軟/硬件部分的關(guān)聯(lián)關(guān)系與邏輯層次，了解計算系統(tǒng)呈現(xiàn)的外部特性（包括功能特性與性能特性）以及與人和物理世界的交互模式，強調(diào)“性能編程”的思想，即程序員需要了解計算機底層硬件結(jié)構(gòu)（包括并行結(jié)構(gòu)）對程序執(zhí)行性能的影響，提升程序執(zhí)行的性能。然而在IEEE-CS和ACM先前發(fā)布的計算機系列教程中（包括CC1991、CC2001和CS2008等）沒有提出從計算機系統(tǒng)層面理解計算軟/硬件系統(tǒng)交互的要求和教學(xué)指導(dǎo)，而涉及計算機系統(tǒng)硬件構(gòu)建、組織架構(gòu)、操作系統(tǒng)服務(wù)到應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境等核心內(nèi)容的教學(xué)都是安排在獨立的知識域進行的，按照該模式培養(yǎng)出來的學(xué)生勢必在計算機系統(tǒng)級的視野和能力方面有所欠缺。因此，CS2013提出了強調(diào)系統(tǒng)知識和系統(tǒng)能力培養(yǎng)的要求，通過增加系統(tǒng)基本原理知識域，提供統(tǒng)一的系統(tǒng)觀和通用的概念基礎(chǔ)（特別是體系結(jié)構(gòu)和組織、網(wǎng)絡(luò)與通信、操作系統(tǒng)和并行與分布式算法），提升學(xué)生對計算機系統(tǒng)及計算機應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)級認知能力、設(shè)計能力、開發(fā)能力和應(yīng)用能力。

系統(tǒng)認知能力是系統(tǒng)能力中最為基礎(chǔ)的能力，重在幫助學(xué)生建立系統(tǒng)觀，培養(yǎng)學(xué)生了解信息系統(tǒng)中基本軟件系統(tǒng)的組成與功能、硬件系統(tǒng)的組成與功能、軟/硬件系統(tǒng)的性能等基本概念。在此基礎(chǔ)上，還需要進一步讓學(xué)生認識到信息系統(tǒng)中硬件系統(tǒng)性能與軟件系統(tǒng)性能之間存在相互制約與相互促進的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生從系統(tǒng)層面認知和分析系統(tǒng)的習(xí)慣。

系統(tǒng)設(shè)計能力是核心的系統(tǒng)能力，主要培養(yǎng)學(xué)生硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和完整應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計能力，包括硬件功能部件（含芯片、外部設(shè)備等）、智能系統(tǒng)硬件（含計算機硬件、傳感器硬件等）、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和完整信息系統(tǒng)的設(shè)計能力。系統(tǒng)設(shè)計能力是系統(tǒng)能力培養(yǎng)的核心內(nèi)容，強調(diào)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計；強調(diào)軟/硬協(xié)同的系統(tǒng)設(shè)計，確保系統(tǒng)性能的最優(yōu)化和系統(tǒng)的穩(wěn)定性；強調(diào)大工程觀的系統(tǒng)設(shè)計，注重設(shè)計中科學(xué)要素、技術(shù)要素以及非技術(shù)要素的有機融合。

系統(tǒng)開發(fā)能力也是核心的系統(tǒng)能力，主要培養(yǎng)學(xué)生軟/硬協(xié)同視角下的信息系統(tǒng)開發(fā)和實現(xiàn)能力。即在系統(tǒng)規(guī)劃，軟/硬件平臺和開發(fā)工具選擇，實現(xiàn)所設(shè)計的功能部件、軟件系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)的過程，信息系統(tǒng)的項目集成等過程，充分考慮所選軟/硬件平臺的適配性、充分考慮系統(tǒng)運行的綜合環(huán)境，使所實現(xiàn)的系統(tǒng)具有人機和諧、性價比高、可用性高等特性。

系統(tǒng)應(yīng)用能力主要培養(yǎng)學(xué)生具有系統(tǒng)觀素養(yǎng)的信息系統(tǒng)綜合應(yīng)用能力。即在信息系統(tǒng)安裝、使用、管理、更新、維護等過程中，能充分考慮行業(yè)應(yīng)用的特殊要求、軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)變化及相互影響、環(huán)境因素（如溫度、濕度、電磁干擾等）對系統(tǒng)運行的影響，正確分析系統(tǒng)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題，制訂科學(xué)的系統(tǒng)使用、管理、更新和維護規(guī)劃，使系統(tǒng)能長期穩(wěn)定運行。

二、我國信息產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)引入“系統(tǒng)能力”的必要性

電子信息產(chǎn)業(yè)已成為我國國民經(jīng)濟的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)之一，對促進社會就業(yè)、拉動經(jīng)濟增長、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式具有十分重要的作用。未來5～10年，是我國信息產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)核心領(lǐng)域突破和優(yōu)勢領(lǐng)域趕超的重要戰(zhàn)略機遇期，必須加快建設(shè)一支高素質(zhì)的信息產(chǎn)業(yè)人才隊伍。計算機類專業(yè)（包括計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、信息安全等）是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)，將“計算機系統(tǒng)能力”作為人才培養(yǎng)的重要抓手，可從以下幾個方面推動我國信息產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。

1.有助于優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，整體提升人才培養(yǎng)質(zhì)量

信息產(chǎn)業(yè)是智力密集型、高技術(shù)滲透性和綜合性很強的產(chǎn)業(yè)，人才是推動信息技術(shù)創(chuàng)新的核心源泉，是信息產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的智力保障。盡管“十一五”以來，我國信息產(chǎn)業(yè)人才資源總量持續(xù)增長（目前總量達到900余萬人），人才素質(zhì)穩(wěn)步提高，人才結(jié)構(gòu)也得到不斷優(yōu)化，但目前我國信息產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)不能完全適應(yīng)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新形勢、新任務(wù)和新要求。站在CS2013提出的“系統(tǒng)能力”角度，重新審視信息產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)本科人才培養(yǎng)的課程體系、教學(xué)及其實驗內(nèi)容，不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有人才培養(yǎng)體系中存在的以下問題。

（1）課程體系中缺乏對系統(tǒng)能力培養(yǎng)的整體考慮。課程設(shè)置離散化現(xiàn)象明顯，缺少獨立的能貫穿整個計算機系統(tǒng)的課程，不能很好地幫助學(xué)生建立計算機系統(tǒng)完整概念，教與學(xué)過于關(guān)注局部知識，缺乏系統(tǒng)觀；同時缺少系統(tǒng)性的綜合實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生接受分析和解決系統(tǒng)級問題的訓(xùn)練不足，實踐動手能力和系統(tǒng)集成能力不突出。

（2）課程之間的銜接、關(guān)聯(lián)和融合不夠。目前課程設(shè)置大多按照計算機系統(tǒng)不同層次的內(nèi)容獨立開設(shè)課程，涉及計算機系統(tǒng)不同層次核心課程的教學(xué)缺少相互間的本質(zhì)關(guān)聯(lián)和深度融合，對計算機系統(tǒng)核心技術(shù)及其之間的關(guān)聯(lián)缺少全面認識，難以勝任復(fù)雜的涉及軟/硬件協(xié)同的系統(tǒng)級問題的求解。

（3）教學(xué)內(nèi)容成舊，不能適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展。縱觀國內(nèi)計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、信息安全等信息產(chǎn)業(yè)核心專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和課程教學(xué)大綱，不難發(fā)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容較少涉及近年來出現(xiàn)的多核/眾核處理器、分布式和并行計算，特別是對于后PC時代信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需關(guān)于移動終端系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)中心、云計算等知識體系。

導(dǎo)致上述問題的主要原因是教育理念上缺少系統(tǒng)觀，沒有從產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需要的系統(tǒng)能力培養(yǎng)的角度去研究、組織、實施和評價人才培養(yǎng)的各環(huán)節(jié)。CS2013提出的“系統(tǒng)能力”培養(yǎng)舉措，直接針對當(dāng)前世界計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)中的實際問題，從系統(tǒng)能力培養(yǎng)核心知識域設(shè)計、專業(yè)實踐實施、課程樣例和課程設(shè)置、畢業(yè)生能力評價等方面給出了全面指導(dǎo)。以CS2013提出的“系統(tǒng)能力”培養(yǎng)為指導(dǎo)，全面優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，能夠整體提升計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量，為我國信息產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展提供強有力的智力保障。

2.有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，推進信息產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展

信息產(chǎn)業(yè)自主可控是指依靠自身研發(fā)設(shè)計，全面掌握信息系統(tǒng)產(chǎn)品核心技術(shù)，實現(xiàn)信息系統(tǒng)從硬件到軟件的自主研發(fā)、生產(chǎn)、升級、維護的全程可控。自主可控是我國信息化建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在國民經(jīng)濟和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展、國家安全等方面具有重要的戰(zhàn)略意義。

賽迪研究院2014年最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國操作系統(tǒng)的自主化率僅2.75%，數(shù)據(jù)庫的自主化率為4.96%，服務(wù)器自主化率約13%，而網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備的自主化率約16%。這說明長期以來我國信息產(chǎn)業(yè)核心軟件和硬件技術(shù)缺失，從源頭上受制于人的現(xiàn)狀依然沒有得到有效緩解，發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)所需的核心軟、硬件仍依賴進口，不僅包括CPU、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等核心基礎(chǔ)硬/軟件，而且還包括辦公軟件和產(chǎn)品設(shè)計類的基礎(chǔ)工具性軟件。由于缺乏對核心技術(shù)的掌控，使得我國信息產(chǎn)業(yè)長期處于世界信息產(chǎn)業(yè)鏈的下游，雖然產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴展，但效益一直持續(xù)在低水平徘徊，近十年來的利潤一直維持在4%左右。這種高產(chǎn)值、低利潤的格局與信息產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)的重要地位不符。

從安全層面看，原理上講任何電子信息產(chǎn)品都有被植入“后門”、竊取信息的可能性，這其中基礎(chǔ)軟件（如操作系統(tǒng)）、基礎(chǔ)硬件（如CPU）、關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和海量存儲設(shè)備等對信息安全的影響最大?，F(xiàn)階段，我國對信息系統(tǒng)核心產(chǎn)品的硬/軟技術(shù)缺乏掌控權(quán)，無法準確評估其安全隱患并采取積極有效的防范措施，信息泄露也就在所難免。近年來，網(wǎng)絡(luò)空間的國際競爭和對抗愈加激烈，我國已成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的主要受害者之一，國家信息受到威脅，國家安全和產(chǎn)業(yè)安全受到影響。

綜上所述，導(dǎo)致我國信息產(chǎn)業(yè)高產(chǎn)值、低利潤和信息安全受到嚴重威脅的主要原因是我國缺少對信息產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的自主可控。解決問題的根本辦法就是提升信息產(chǎn)業(yè)研發(fā)人員的自主創(chuàng)新能力，不斷強化核心應(yīng)用自主研發(fā)、核心知識自主掌控，不斷推動國產(chǎn)化信息技術(shù)進程加快，有效提升我國整體信息安全和信息化建設(shè)水平，提升我國在世界信息產(chǎn)業(yè)鏈中的位置。通過對“系統(tǒng)能力”內(nèi)涵分析不難發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)設(shè)計能力和系統(tǒng)開發(fā)能力的培養(yǎng)可以提高人才培養(yǎng)的自主創(chuàng)新能力，提高信息系統(tǒng)核心軟/硬件的自主研發(fā)和生產(chǎn)能力、提高信息系統(tǒng)安全隱患的分析和防御能力；而系統(tǒng)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，可以為信息系統(tǒng)的升級和維護培養(yǎng)更多高層次人才，對保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定、安全運行具有重要意義。

3.有助于復(fù)合型人才培養(yǎng)，推進信息產(chǎn)業(yè)的融合式發(fā)展

在經(jīng)濟全球化和信息革命的大背景下，尤其是全球金融危機爆發(fā)以來，美國等工業(yè)制造強國憑借信息通訊技術(shù)優(yōu)勢，掀起了以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為核心的“再工業(yè)化”浪潮；而德國則推出了將物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)應(yīng)用到制造業(yè)以引領(lǐng)所謂的“第四次工業(yè)革命”，即“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，加快信息技術(shù)向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域滲透，加快工業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，促進戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、面向生產(chǎn)的信息服務(wù)業(yè)的發(fā)展，重構(gòu)產(chǎn)業(yè)價值鏈、實現(xiàn)高端制造業(yè)的再次飛躍。

當(dāng)前，信息化浪潮席卷全球，引發(fā)生產(chǎn)、生活方式變革，信息技術(shù)已成為創(chuàng)造更多經(jīng)濟價值和社會價值的關(guān)鍵引擎，成為經(jīng)濟社會各領(lǐng)域快速發(fā)展的重要支撐工具，成為重塑綜合國力和競爭格局的強勁動力。信息化與傳統(tǒng)工業(yè)之間的融合與滲透，也給我們破解工業(yè)化難題、走跨越式發(fā)展道路帶來了機遇。信息產(chǎn)業(yè)的融合式發(fā)展不僅是時代發(fā)展、工業(yè)發(fā)展的需要，更是我國完成工業(yè)化使命、實現(xiàn)小康社會目標(biāo)、構(gòu)建現(xiàn)代化強國的必由之路。

技術(shù)融合是跨學(xué)科知識的綜合整合、交叉滲透并形成新技術(shù)體系和新標(biāo)準的過程，需要更加注重人才專業(yè)知識結(jié)構(gòu)的擴展和專業(yè)化的創(chuàng)造能力，這對信息產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)提出了新要求。而傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式注重學(xué)科自身知識體系的完備性，無論是從課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容還是實踐環(huán)節(jié)等方面，都較少考慮信息學(xué)科與其他學(xué)科的實質(zhì)交叉與融合。復(fù)合型創(chuàng)新人才嚴重不足已成為制約我國信息產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的重要因素之一。因此，需要進一步優(yōu)化教育體制，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，推進學(xué)科交叉，開闊學(xué)生跨學(xué)科的思維。CS2013提出的“大帳篷觀”（The“Big Tent”view of CS）強調(diào)開放的學(xué)科視野，積極尋求計算機學(xué)科與其他學(xué)科，包括數(shù)學(xué)、電子工程、機械工程、心理學(xué)、美術(shù)、語言學(xué)、物理和生命等學(xué)科的融合，并在課程設(shè)置上給予學(xué)生選擇不同學(xué)科專業(yè)課程的自由，為今后從事跨領(lǐng)域的工作奠定基礎(chǔ)。CS2013提出的大帳篷觀本質(zhì)上是更高層次的系統(tǒng)觀，即跨學(xué)科的系統(tǒng)觀，旨在培養(yǎng)跨學(xué)科的系統(tǒng)認知能力、系統(tǒng)設(shè)計能力、系統(tǒng)開發(fā)能力和系統(tǒng)應(yīng)用能力，而這正是信息產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展所需的復(fù)合型人才應(yīng)具備的能力特征。

三、以系統(tǒng)能力為主線推進信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)的舉措

系統(tǒng)能力培養(yǎng)是一項系統(tǒng)工程，涉及教育觀念更新、培養(yǎng)模式變革、課程體系再設(shè)計、實踐體系重構(gòu)等一系列問題。而如何將系統(tǒng)能力培養(yǎng)與信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)有機融合更是一項極具挑戰(zhàn)的工作，需要進行深入研究、廣泛探索和反復(fù)實踐。

1.強化CDIO理念，培養(yǎng)工程系統(tǒng)能力，提升信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)的有效度

前美國工程院院長理查德·莫洛（Richard Morrow）認為：擁有最優(yōu)秀工程人才的國家就已經(jīng)擁有了取得工業(yè)經(jīng)濟和工業(yè)相對優(yōu)勢的核心原料。要實現(xiàn)我國信息產(chǎn)業(yè)的自主可控，必須強化廣大教師的工程教育觀念，改變過去以傳授知識為主的教學(xué)設(shè)計，著力提升學(xué)生的工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力。

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，已經(jīng)得到國際工程教育界的廣泛認可，它以產(chǎn)品從研發(fā)到運行全生命周期的構(gòu)想（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、團隊合作能力和工程系統(tǒng)能力四個層面。將CDIO理念引入系統(tǒng)能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，對信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)具有極大的推動作用。首先，CDIO理念將系統(tǒng)能力培養(yǎng)從CS2013的課程維度提升到工程維度，強調(diào)結(jié)合實際工程項目面臨的實際問題培養(yǎng)學(xué)生的工程系統(tǒng)能力，這是對系統(tǒng)能力培養(yǎng)的層次的極大提升，促進了系統(tǒng)能力培養(yǎng)與信息產(chǎn)業(yè)自主可控發(fā)展的有機結(jié)合。其次，CDIO理念拓展了系統(tǒng)能力培養(yǎng)的廣度，在強調(diào)技術(shù)層面系統(tǒng)能力的同時，還注重培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作、人際交往能力、批判思維能力、職業(yè)道德、職業(yè)態(tài)度、工程組織與管理能力等全方位的工程素養(yǎng)，這是解決實際工程項目所必備的非技術(shù)能力。最后，CDIO理念為系統(tǒng)能力培養(yǎng)提供了良好的頂層設(shè)計典范，強調(diào)以實際工程項目為主線，以實際產(chǎn)品、實際工程項目為載體，全面培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)認知、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)應(yīng)用能力，而不是淺嘗輒止、簡單、離散、脫離工程實際的實踐環(huán)節(jié)的拼接。

信息產(chǎn)業(yè)自主可控是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，既涉及信息系統(tǒng)自身軟/硬件研發(fā)的科學(xué)要素與技術(shù)要素，還涉及硬件制造、軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成、工程組織與實施等一系列的工程實踐問題。在構(gòu)思信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)體系的過程中，有必要借鑒CDIO工程教育的先進理念，以實際信息產(chǎn)品或項目從研發(fā)到運行的完整生命周期為載體，提升學(xué)生學(xué)習(xí)工程理論知識、積累工程實踐經(jīng)驗和訓(xùn)練工程能力的有效度。

2.優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，凸顯系統(tǒng)能力培養(yǎng)，提升信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)的可執(zhí)行度

培養(yǎng)方案是人才培養(yǎng)工作的總體藍圖，是教學(xué)工作的基本依據(jù)，是決定人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要因素，必須優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，做好信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)的頂層設(shè)計，推進課程優(yōu)化與教學(xué)改革，打好信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)所需的學(xué)科基礎(chǔ)。從凸顯系統(tǒng)能力培養(yǎng)，服務(wù)我國信息產(chǎn)業(yè)自主可控戰(zhàn)略需求的角度看，按照系統(tǒng)認知能力、系統(tǒng)設(shè)計能力、系統(tǒng)開發(fā)能力、系統(tǒng)應(yīng)用能力的培養(yǎng)要求，結(jié)合信息產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的特點及不同高校辦學(xué)定位，確立系統(tǒng)能力培養(yǎng)的側(cè)重點，并重新規(guī)劃系統(tǒng)核心課程體系和綜合實踐環(huán)節(jié)。

首先，以確立的系統(tǒng)能力培養(yǎng)為目標(biāo)，重新梳理并優(yōu)化人才培養(yǎng)方案。按照系統(tǒng)認知能力、系統(tǒng)設(shè)計能力、系統(tǒng)開發(fā)能力、系統(tǒng)應(yīng)用能力的培養(yǎng)要求，結(jié)合信息產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的特點及不同高校辦學(xué)定位，確立系統(tǒng)能力培養(yǎng)的側(cè)重點，以此為主線，全面分析現(xiàn)有人才培養(yǎng)方案中各專業(yè)課程對系統(tǒng)能力培養(yǎng)的貢獻度，通過刪減、合并及適當(dāng)增加部分新課程等方式，確立面向系統(tǒng)能力培養(yǎng)的核心課程體系。其次，注重課程群建設(shè)，強化系統(tǒng)觀教育。課程教學(xué)是系統(tǒng)能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)，為克服過去課程教學(xué)過程中課程之間的銜接、關(guān)聯(lián)和融合不夠等問題，建議將若干門與某種系統(tǒng)能力培養(yǎng)相關(guān)的課程組建成課程群，這樣既可以強化課程教學(xué)與系統(tǒng)能力培養(yǎng)的關(guān)系，又能提高課程教學(xué)的效果。同時在課程教學(xué)中注重強化系統(tǒng)觀教育，通過課程教學(xué)讓學(xué)生更多地掌握計算系統(tǒng)內(nèi)部各軟件/硬件部分的關(guān)聯(lián)關(guān)系與邏輯層次，了解計算系統(tǒng)呈現(xiàn)的外部特性以及與人和物理世界的交互模式及其相互影響，培養(yǎng)學(xué)生考慮全局、把握全局的意識，養(yǎng)成站在不同層面把握不同層次系統(tǒng)的思維習(xí)慣。最后，重構(gòu)面向系統(tǒng)能力培養(yǎng)的實踐教學(xué)體系。系統(tǒng)能力的內(nèi)涵揭示出系統(tǒng)能力培養(yǎng)只有通過大量的實踐環(huán)節(jié)才能達成。由前文的分析還可以知道，面向系統(tǒng)能力培養(yǎng)的實踐既強調(diào)原創(chuàng)性自主設(shè)計或集成性創(chuàng)新，又強調(diào)實踐應(yīng)具有一定的規(guī)模性和復(fù)雜度。這就要求按CDIO的理念，突破課程限制，按所確立的系統(tǒng)能力培養(yǎng)側(cè)重點重構(gòu)建實踐教學(xué)體系。

以計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例，在劃定核心專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，還可按照計算機硬件系統(tǒng)設(shè)計能力培養(yǎng)，構(gòu)建涵蓋Verilog語言、數(shù)字邏輯、計算機組成原理、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、接口技術(shù)等課程的課程群；按系統(tǒng)開發(fā)能力培養(yǎng)，構(gòu)建涵蓋高級語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計、軟件工程等課程的課程群；按系統(tǒng)軟件綜合設(shè)計能力培養(yǎng)，構(gòu)建包含操作系統(tǒng)、編譯原理等課程的課程群。在設(shè)置核心專業(yè)課程實驗的基礎(chǔ)上，建議再按照前述所構(gòu)建的課程群分別設(shè)置計算機硬件系統(tǒng)設(shè)計綜合實踐（目標(biāo)是設(shè)計具有簡單外圍接口，支持某種指令系統(tǒng)，能正確運行匯編級程序的完整計算機硬件系統(tǒng)）、軟件開發(fā)綜合設(shè)計實踐（目標(biāo)是訓(xùn)練復(fù)雜應(yīng)用軟件開發(fā)的能力）、系統(tǒng)軟件綜合設(shè)計實踐（目標(biāo)是訓(xùn)練系統(tǒng)軟件的開發(fā)能力）。在此基礎(chǔ)上，還需要設(shè)置計算機系統(tǒng)綜合設(shè)計實踐（目標(biāo)是實現(xiàn)支持操作系統(tǒng)與編譯系統(tǒng)的自主計算機系統(tǒng)的開發(fā)，這也是硬件系統(tǒng)設(shè)計綜合實踐與系統(tǒng)軟件設(shè)計綜合實踐的進階與集成）。不同層次的學(xué)校，可結(jié)合各自的特點，對上述課程群和綜合實踐環(huán)節(jié)進行適當(dāng)?shù)娜∩?，并根?jù)“大帳篷觀”，結(jié)合某一應(yīng)用領(lǐng)域開設(shè)面向系統(tǒng)開發(fā)能力或面向系統(tǒng)應(yīng)用能力的綜合實踐環(huán)節(jié)。

3.工程教育認證標(biāo)準規(guī)范系統(tǒng)能力培養(yǎng)，提升信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)的達成度

國際工程教育的實踐表明，工程教育專業(yè)認證制度對提高工程教育質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)和促進作用，工程教育認證制度已經(jīng)得到國際工程界、教育界的廣泛共識和認同。由前文的分析可知，系統(tǒng)能力培養(yǎng)涉及計算機學(xué)科多方面的技術(shù)，既包含計算機軟、硬件技術(shù)工作原理的深入學(xué)習(xí)，還包含軟件與硬件集成的工程因素和其他非技術(shù)因素，具有較高的綜合性。同時，系統(tǒng)能力培養(yǎng)沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可借鑒，需要進行系統(tǒng)教學(xué)研究與持續(xù)改進，為提升系統(tǒng)能力培養(yǎng)和信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)的達成度，建議引入工程教育認證的標(biāo)準來規(guī)范系統(tǒng)能力培養(yǎng)，重點做好以下三方面的工作。

首先，規(guī)范與完善課程大綱（含實踐教學(xué)大綱），落實服務(wù)于系統(tǒng)能力培養(yǎng)的課程教學(xué)目標(biāo)。系統(tǒng)能力培養(yǎng)是一個漸進的過程，只有落實各課程的教學(xué)目標(biāo)，才能促成人才培養(yǎng)目標(biāo)的最終達成。從工程教育專業(yè)認證的角度看，課程教學(xué)目標(biāo)既是人才培養(yǎng)目標(biāo)的具體化和目標(biāo)分解，也是指導(dǎo)教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的指南，而且還是評價課程教學(xué)效果和人才培養(yǎng)目標(biāo)達成度的重要依據(jù)之一。因此，建議按照工程教育專業(yè)認證的要求，規(guī)范和完善課程大綱，使其成為一份集課程教學(xué)活動（含教學(xué)內(nèi)容、主要教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法、學(xué)生學(xué)習(xí)建議及學(xué)時安排等環(huán)節(jié)）、預(yù)期學(xué)習(xí)成效（含課程教學(xué)目標(biāo)及其對人才培養(yǎng)目標(biāo)的貢獻度）和學(xué)習(xí)評估有機結(jié)合的指導(dǎo)性文件，以更好指導(dǎo)和落實信息產(chǎn)業(yè)自主可用人才培養(yǎng)的教學(xué)環(huán)節(jié)。

其次，強化師資培養(yǎng)。師資水平是影響工程教育質(zhì)量的重要因素，也是工程教育認證評估的重要指標(biāo)之一。從工程教育認證的層面看，系統(tǒng)能力培養(yǎng)要求任課教師具備從事系統(tǒng)能力教學(xué)所需專業(yè)水平、工程背景、工程研究能力、工程經(jīng)驗和工程方法，同時，還會帶來教育理念、教育模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的重大變革。這些新要求和變革對任課教師提出了強有力的挑戰(zhàn)，也成為制約系統(tǒng)能力培養(yǎng)達成度的關(guān)鍵因素，強化師資培養(yǎng)是應(yīng)對上述挑戰(zhàn)的不二選擇?，F(xiàn)階段可通過組織任課教師參加教育部高等學(xué)校計算機類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會組織的系統(tǒng)能力師資培訓(xùn)班和教學(xué)交流會、加強與行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)的合作并選聘企業(yè)兼職教師、組建教學(xué)團隊并強化系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學(xué)研究與改革項目等方式進行。

最后，完善監(jiān)控體系，強化持續(xù)改進。“持續(xù)改進”是質(zhì)量管理的原則之一，也是工程教育專業(yè)認證的重要理念。工程質(zhì)量管理和工程教育認證的實踐已經(jīng)充分說明了“持續(xù)改進”對提高產(chǎn)品質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效性?！跋到y(tǒng)能力培養(yǎng)”是一項復(fù)雜的工作，也沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可借鑒，更需要引入持續(xù)改進機制。為此，需要建立教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控體系，明確教學(xué)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求，并通過對教學(xué)過程的跟蹤反饋機制以及引入多方參與的社會評價機制，定期進行人才培養(yǎng)方案、課程體系設(shè)置、教學(xué)方法、教學(xué)管理及教學(xué)質(zhì)量等方面的評價，促進系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學(xué)改革的持續(xù)改進與優(yōu)化，確保系統(tǒng)能力培養(yǎng)目標(biāo)的達成。

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