秦磊華　譚志虎

摘要：系統(tǒng)能力培養(yǎng)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)教育發(fā)展的新動(dòng)向。分析了系統(tǒng)能力提出的背景和內(nèi)涵，探討了我國(guó)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(jìn)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(jì)算機(jī)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(guó)ACM協(xié)會(huì)和IEEE計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（IEEE-CS）是兩大致力于創(chuàng)建計(jì)算學(xué)科本科國(guó)際課程（Computing Curricula）指南的學(xué)術(shù)團(tuán)體，他們十分關(guān)注學(xué)科發(fā)展和社會(huì)變革對(duì)計(jì)算機(jī)教育的影響，并通過修訂計(jì)算機(jī)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(huì)變革對(duì)人才培養(yǎng)的新要求反映出來，以指導(dǎo)和推動(dòng)計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)主動(dòng)適應(yīng)學(xué)科發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的需求。由IEEE-CS與ACM聯(lián)合編寫的Computing Curricula 1991（簡(jiǎn)稱CC1991）和Computing Curricula 2001（簡(jiǎn)稱CC2001）對(duì)包括中國(guó)在內(nèi)的國(guó)際計(jì)算機(jī)本科教育起到了巨大的推動(dòng)作用。

2000年以來，受網(wǎng)絡(luò)泡沫的影響，美國(guó)填報(bào)計(jì)算機(jī)類專業(yè)的大學(xué)生人數(shù)持續(xù)下降，而實(shí)際上社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)類人才的需求卻持續(xù)上升，出現(xiàn)了較為嚴(yán)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(shí)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(shí)代對(duì)計(jì)算機(jī)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(duì)全球計(jì)算機(jī)系的系主任進(jìn)行問卷調(diào)查，并在對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)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(jiǎn)稱CS2013），對(duì)CC2001中原有的14個(gè)知識(shí)域進(jìn)行了適度調(diào)整，增加了系統(tǒng)基礎(chǔ)、并行和分布計(jì)算、基于平臺(tái)的開發(fā)、信息保障和安全等四個(gè)新的領(lǐng)域，同時(shí)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)知識(shí)和系統(tǒng)能力培養(yǎng)。

2.“系統(tǒng)能力”的內(nèi)涵

CS2013認(rèn)為，“具有系統(tǒng)層次視野”是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生提出的新要求，計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生需要從多層次的細(xì)節(jié)抽象來思考問題，對(duì)計(jì)算機(jī)的理解應(yīng)該超越各種組件的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和構(gòu)建分析過程去認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行原理，更多地掌握計(jì)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(jì)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(qiáng)調(diào)“性能編程”的思想，即程序員需要了解計(jì)算機(jī)底層硬件結(jié)構(gòu)（包括并行結(jié)構(gòu)）對(duì)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(jì)算機(jī)系列教程中（包括CC1991、CC2001和CS2008等）沒有提出從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層面理解計(jì)算軟/硬件系統(tǒng)交互的要求和教學(xué)指導(dǎo)，而涉及計(jì)算機(jī)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(dú)立的知識(shí)域進(jìn)行的，按照該模式培養(yǎng)出來的學(xué)生勢(shì)必在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級(jí)的視野和能力方面有所欠缺。因此，CS2013提出了強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)知識(shí)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(shí)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(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)認(rèn)知能力、設(shè)計(jì)能力、開發(fā)能力和應(yīng)用能力。

系統(tǒng)認(rèn)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(jìn)一步讓學(xué)生認(rèn)識(shí)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(jìn)的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生從系統(tǒng)層面認(rèn)知和分析系統(tǒng)的習(xí)慣。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)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(jì)能力。系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力是系統(tǒng)能力培養(yǎng)的核心內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；強(qiáng)調(diào)軟/硬協(xié)同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)性能的最優(yōu)化和系統(tǒng)的穩(wěn)定性；強(qiáng)調(diào)大工程觀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，注重設(shè)計(jì)中科學(xué)要素、技術(shù)要素以及非技術(shù)要素的有機(jī)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(shí)現(xiàn)能力。即在系統(tǒng)規(guī)劃，軟/硬件平臺(tái)和開發(fā)工具選擇，實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)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(xiàng)目集成等過程，充分考慮所選軟/硬件平臺(tái)的適配性、充分考慮系統(tǒng)運(yùn)行的綜合環(huán)境，使所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)具有人機(jī)和諧、性價(jià)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(hù)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(duì)系統(tǒng)運(yùn)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(hù)規(guī)劃，使系統(tǒng)能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

二、我國(guó)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(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)之一，對(duì)促進(jìn)社會(huì)就業(yè)、拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、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(guó)信息產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)核心領(lǐng)域突破和優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域趕超的重要戰(zhàn)略機(jī)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(duì)伍。計(jì)算機(jī)類專業(yè)（包括計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力”作為人才培養(yǎng)的重要抓手，可從以下幾個(gè)方面推動(dòng)我國(guó)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(qiáng)的產(chǎn)業(yè)，人才是推動(dòng)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(guó)信息產(chǎn)業(yè)人才資源總量持續(xù)增長(zhǎng)（目前總量達(dá)到900余萬(wàn)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(guó)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(shì)、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(shí)驗(yàn)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(duì)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(dú)立的能貫穿整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的課程，不能很好地幫助學(xué)生建立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完整概念，教與學(xué)過于關(guān)注局部知識(shí)，缺乏系統(tǒng)觀；同時(shí)缺少系統(tǒng)性的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生接受分析和解決系統(tǒng)級(jí)問題的訓(xùn)練不足，實(shí)踐動(dòng)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)不同層次的內(nèi)容獨(dú)立開設(shè)課程，涉及計(jì)算機(jī)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(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)核心技術(shù)及其之間的關(guān)聯(lián)缺少全面認(rèn)識(shí)，難以勝任復(fù)雜的涉及軟/硬件協(xié)同的系統(tǒng)級(jí)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?？v觀國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)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(jì)算，特別是對(duì)于后PC時(shí)代信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需關(guān)于移動(dòng)終端系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算等知識(shí)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(shí)施和評(píng)價(jià)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(duì)當(dāng)前世界計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)中的實(shí)際問題，從系統(tǒng)能力培養(yǎng)核心知識(shí)域設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)踐實(shí)施、課程樣例和課程設(shè)置、畢業(yè)生能力評(píng)價(jià)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(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量，為我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展提供強(qiáng)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(jìn)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(jì)，全面掌握信息系統(tǒng)產(chǎn)品核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)從硬件到軟件的自主研發(fā)、生產(chǎn)、升級(jí)、維護(hù)的全程可控。自主可控是我國(guó)信息化建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展、國(guó)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(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)操作系統(tǒng)的自主化率僅2.75%，數(shù)據(jù)庫(kù)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(chǔ)設(shè)備的自主化率約16%。這說明長(zhǎng)期以來我國(guó)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(jìn)口，不僅包括CPU、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)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(jì)類的基礎(chǔ)工具性軟件。由于缺乏對(duì)核心技術(shù)的掌控，使得我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)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(kuò)展，但效益一直持續(xù)在低水平徘徊，近十年來的利潤(rùn)一直維持在4%左右。這種高產(chǎn)值、低利潤(rùn)的格局與信息產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(chǔ)設(shè)備等對(duì)信息安全的影響最大?，F(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)信息系統(tǒng)核心產(chǎn)品的硬/軟技術(shù)缺乏掌控權(quán)，無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)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(guó)際競(jìng)爭(zhēng)和對(duì)抗愈加激烈，我國(guó)已成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的主要受害者之一，國(guó)家信息受到威脅，國(guó)家安全和產(chǎn)業(yè)安全受到影響。

綜上所述，導(dǎo)致我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)高產(chǎn)值、低利潤(rùn)和信息安全受到嚴(yán)重威脅的主要原因是我國(guó)缺少對(duì)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(qiáng)化核心應(yīng)用自主研發(fā)、核心知識(shí)自主掌控，不斷推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化信息技術(shù)進(jìn)程加快，有效提升我國(guó)整體信息安全和信息化建設(shè)水平，提升我國(guó)在世界信息產(chǎn)業(yè)鏈中的位置。通過對(duì)“系統(tǒng)能力”內(nèi)涵分析不難發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jí)和維護(hù)培養(yǎng)更多高層次人才，對(duì)保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定、安全運(yùn)行具有重要意義。

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

在經(jīng)濟(jì)全球化和信息革命的大背景下，尤其是全球金融危機(jī)爆發(fā)以來，美國(guó)等工業(yè)制造強(qiáng)國(guó)憑借信息通訊技術(shù)優(yōu)勢(shì)，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(guó)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(jí)，促進(jìn)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(jià)值鏈、實(shí)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(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值的關(guān)鍵引擎，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域快速發(fā)展的重要支撐工具，成為重塑綜合國(guó)力和競(jìng)爭(zhēng)格局的強(qiáng)勁動(dòng)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(jī)遇。信息產(chǎn)業(yè)的融合式發(fā)展不僅是時(shí)代發(fā)展、工業(yè)發(fā)展的需要，更是我國(guó)完成工業(yè)化使命、實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)目標(biāo)、構(gòu)建現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的必由之路。

技術(shù)融合是跨學(xué)科知識(shí)的綜合整合、交叉滲透并形成新技術(shù)體系和新標(biāo)準(zhǔn)的過程，需要更加注重人才專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展和專業(yè)化的創(chuàng)造能力，這對(duì)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(shí)體系的完備性，無(wú)論是從課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容還是實(shí)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(shí)質(zhì)交叉與融合。復(fù)合型創(chuàng)新人才嚴(yán)重不足已成為制約我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的重要因素之一。因此，需要進(jìn)一步優(yōu)化教育體制，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，推進(jìn)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(qiáng)調(diào)開放的學(xué)科視野，積極尋求計(jì)算機(jī)學(xué)科與其他學(xué)科，包括數(shù)學(xué)、電子工程、機(jī)械工程、心理學(xué)、美術(shù)、語(yǔ)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(rèn)知能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jìn)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(xiàng)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(jì)、實(shí)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(jī)融合更是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的工作，需要進(jìn)行深入研究、廣泛探索和反復(fù)實(shí)踐。

1.強(qiáng)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(guó)工程院院長(zhǎng)理查德·莫洛（Richard Morrow）認(rèn)為：擁有最優(yōu)秀工程人才的國(guó)家就已經(jīng)擁有了取得工業(yè)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)相對(duì)優(yōu)勢(shì)的核心原料。要實(shí)現(xiàn)我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的自主可控，必須強(qiáng)化廣大教師的工程教育觀念，改變過去以傳授知識(shí)為主的教學(xué)設(shè)計(jì)，著力提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力。

CDIO工程教育模式是近年來國(guó)際工程教育改革的最新成果，已經(jīng)得到國(guó)際工程教育界的廣泛認(rèn)可，它以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行全生命周期的構(gòu)想（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）和運(yùn)作（Operate）為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)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(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面。將CDIO理念引入系統(tǒng)能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，對(duì)信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)具有極大的推動(dòng)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(qiáng)調(diào)結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目面臨的實(shí)際問題培養(yǎng)學(xué)生的工程系統(tǒng)能力，這是對(duì)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的層次的極大提升，促進(jìn)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(jī)結(jié)合。其次，CDIO理念拓展了系統(tǒng)能力培養(yǎng)的廣度，在強(qiáng)調(diào)技術(shù)層面系統(tǒng)能力的同時(shí)，還注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)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(shí)際工程項(xiàng)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(jì)典范，強(qiáng)調(diào)以實(shí)際工程項(xiàng)目為主線，以實(shí)際產(chǎn)品、實(shí)際工程項(xiàng)目為載體，全面培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)認(rèn)知、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)應(yīng)用能力，而不是淺嘗輒止、簡(jiǎn)單、離散、脫離工程實(shí)際的實(shí)踐環(huán)節(jié)的拼接。

信息產(chǎn)業(yè)自主可控是一項(xiàng)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(shí)施等一系列的工程實(shí)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(jìn)理念，以實(shí)際信息產(chǎn)品或項(xiàng)目從研發(fā)到運(yùn)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(shí)、積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(lán)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(jì)，推進(jìn)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(guó)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(rèn)知能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(diǎn)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(diǎn)，并重新規(guī)劃系統(tǒng)核心課程體系和綜合實(shí)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(rèn)知能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(diǎn)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(diǎn)，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(duì)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的貢獻(xiàn)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)在課程教學(xué)中注重強(qiáng)化系統(tǒng)觀教育，通過課程教學(xué)讓學(xué)生更多地掌握計(jì)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(jì)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(shí)，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(shí)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(shí)踐環(huán)節(jié)才能達(dá)成。由前文的分析還可以知道，面向系統(tǒng)能力培養(yǎng)的實(shí)踐既強(qiáng)調(diào)原創(chuàng)性自主設(shè)計(jì)或集成性創(chuàng)新，又強(qiáng)調(diào)實(shí)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(diǎn)重構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系。

以計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)，構(gòu)建涵蓋Verilog語(yǔ)言、數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)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(jí)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì)、軟件工程等課程的課程群；按系統(tǒng)軟件綜合設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐（目標(biāo)是設(shè)計(jì)具有簡(jiǎn)單外圍接口，支持某種指令系統(tǒng)，能正確運(yùn)行匯編級(jí)程序的完整計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)）、軟件開發(fā)綜合設(shè)計(jì)實(shí)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(jì)實(shí)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐（目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)支持操作系統(tǒng)與編譯系統(tǒng)的自主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)，這也是硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐與系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐的進(jìn)階與集成）。不同層次的學(xué)校，可結(jié)合各自的特點(diǎn)，對(duì)上述課程群和綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)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(shí)踐環(huán)節(jié)。

3.工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)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(dá)成度

國(guó)際工程教育的實(shí)踐表明，工程教育專業(yè)認(rèn)證制度對(duì)提高工程教育質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)和促進(jìn)作用，工程教育認(rèn)證制度已經(jīng)得到國(guó)際工程界、教育界的廣泛共識(shí)和認(rèn)同。由前文的分析可知，系統(tǒng)能力培養(yǎng)涉及計(jì)算機(jī)學(xué)科多方面的技術(shù)，既包含計(jì)算機(jī)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(shí)，系統(tǒng)能力培養(yǎng)沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可借鑒，需要進(jìn)行系統(tǒng)教學(xué)研究與持續(xù)改進(jìn)，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(dá)成度，建議引入工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范系統(tǒng)能力培養(yǎng)，重點(diǎn)做好以下三方面的工作。

首先，規(guī)范與完善課程大綱（含實(shí)踐教學(xué)大綱），落實(shí)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(gè)漸進(jìn)的過程，只有落實(shí)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(dá)成。從工程教育專業(yè)認(rèn)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(píng)價(jià)課程教學(xué)效果和人才培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度的重要依據(jù)之一。因此，建議按照工程教育專業(yè)認(rèn)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(dòng)（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(shí)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(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的貢獻(xiàn)度）和學(xué)習(xí)評(píng)估有機(jī)結(jié)合的指導(dǎo)性文件，以更好指導(dǎo)和落實(shí)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(qiáng)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(rèn)證評(píng)估的重要指標(biāo)之一。從工程教育認(rèn)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(yàn)和工程方法，同時(shí)，還會(huì)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(duì)任課教師提出了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)，也成為制約系統(tǒng)能力培養(yǎng)達(dá)成度的關(guān)鍵因素，強(qiáng)化師資培養(yǎng)是應(yīng)對(duì)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(jì)算機(jī)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)組織的系統(tǒng)能力師資培訓(xùn)班和教學(xué)交流會(huì)、加強(qiáng)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(tuán)隊(duì)并強(qiáng)化系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學(xué)研究與改革項(xiàng)目等方式進(jìn)行。

最后，完善監(jiān)控體系，強(qiáng)化持續(xù)改進(jìn)。“持續(xù)改進(jìn)”是質(zhì)量管理的原則之一，也是工程教育專業(yè)認(rèn)證的重要理念。工程質(zhì)量管理和工程教育認(rèn)證的實(shí)踐已經(jīng)充分說明了“持續(xù)改進(jìn)”對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效性。“系統(tǒng)能力培養(yǎng)”是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，也沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可借鑒，更需要引入持續(xù)改進(jìn)機(jī)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(duì)教學(xué)過程的跟蹤反饋機(jī)制以及引入多方參與的社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制，定期進(jìn)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(píng)價(jià)，促進(jìn)系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學(xué)改革的持續(xù)改進(jìn)與優(yōu)化，確保系統(tǒng)能力培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

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