勇攀高峰育英才——記云南大學(xué)軟件學(xué)院院長(zhǎng)李彤

本刊記者 徐芳芳

經(jīng)常會(huì)有人把心愛之物比喻為自己的女神，而對(duì)于云南大學(xué)軟件學(xué)院院長(zhǎng)李彤來說，計(jì)算機(jī)科學(xué)就是他的“女神”。“站在講臺(tái)上仿佛是在講述自己心中的女神，坐在實(shí)驗(yàn)室中仿佛是在雕塑自己心愛的女神！”

在外人看來，李彤是一位30多年致力于計(jì)算機(jī)研究的科學(xué)家，一位把熱愛的事業(yè)看作女神的研究者，一位將科學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài)與人才培養(yǎng)有效結(jié)合的教育家。

與計(jì)算機(jī)的不解之緣

1979年，李彤考入云南大學(xué)數(shù)學(xué)系計(jì)算數(shù)學(xué)專業(yè)（計(jì)算機(jī)軟件方向）攻讀學(xué)士學(xué)位，為什么會(huì)選擇這一方向，李彤有些神秘地說道：“也許是冥冥之中的安排。”

原來李彤與計(jì)算有著“不解之緣”，剛滿周歲的李彤在傳統(tǒng)習(xí)俗“抓周”的時(shí)候就抓到了一把算盤，那個(gè)時(shí)候全家人就都覺得他會(huì)與計(jì)算有緣。果然，在學(xué)習(xí)生涯中，李彤對(duì)數(shù)學(xué)展現(xiàn)出了非同一般的喜愛，尤其在計(jì)算能力方面，李彤有著很高的天分，更在高考時(shí)考出了94分的高分（滿分100分）。所以在高考報(bào)考之時(shí)，李彤便暗下決心，一定要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、計(jì)算相關(guān)的專業(yè)。當(dāng)時(shí)還沒有獨(dú)立的軟件專業(yè)，李彤便報(bào)考了在計(jì)算數(shù)學(xué)專業(yè)下的計(jì)算機(jī)軟件方向。

大學(xué)畢業(yè)后，李彤進(jìn)入云南省計(jì)劃委員會(huì)電子計(jì)算站從事計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的維護(hù)和應(yīng)用軟件的開發(fā)工作，但是他并沒有停下計(jì)算機(jī)研究的腳步，1985年，他考入云南大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系計(jì)算數(shù)學(xué)專業(yè)（計(jì)算機(jī)軟件方向）攻讀碩士學(xué)位。

這兩段求學(xué)經(jīng)歷讓李彤對(duì)計(jì)算機(jī)的熱愛愈演愈烈，終于在1994年，已經(jīng)在云南省計(jì)劃委員會(huì)（現(xiàn)發(fā)改委）工作了11年的李彤選擇回到大學(xué)成為一名計(jì)算機(jī)研究的科研人員。

2003年，李彤進(jìn)入英國De Montfort大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院軟件工程專業(yè)攻讀博士學(xué)位，師從楊宏戟教授。楊宏戟教授是一位在軟件演化領(lǐng)域具有世界知名度的華裔科學(xué)家。在李彤眼里，導(dǎo)師學(xué)識(shí)淵博，待人誠懇、謙遜，這對(duì)他的科研產(chǎn)生了很大的影響。“導(dǎo)師讓我認(rèn)識(shí)到做學(xué)問、搞研究需要寧靜與平和，要從一點(diǎn)一滴做起，不斷取得進(jìn)展，最終完成一項(xiàng)大成果。”

埋首科研成績(jī)斐然

從畢業(yè)到工作，李彤一直從事軟件過程、軟件演化、第四代語言和軟件形式化方法的工作，也曾主持4項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，3項(xiàng)云南省科技攻關(guān)項(xiàng)目，4項(xiàng)云南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目，并參與了3項(xiàng)“863”項(xiàng)目。

其中，主持的2012年國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“軟件演化過程的行為驗(yàn)證研究”是軟件過程建模的后續(xù)研究，可以確保過程模型符合建模者的期望，提高過程實(shí)施的有效性。

該項(xiàng)目針對(duì)現(xiàn)有過程驗(yàn)證研究缺乏行為驗(yàn)證的不足，在已有軟件演化過程建模的基礎(chǔ)上，建立支持行為驗(yàn)證的理論基礎(chǔ)，提出支持行為驗(yàn)證的驗(yàn)證方法，設(shè)計(jì)過程模型改進(jìn)操作。采用通信進(jìn)程代數(shù)ACP對(duì)已有軟件演化過程元模型進(jìn)行擴(kuò)展，提出軟件演化過程元模型進(jìn)程代數(shù)，使用進(jìn)程項(xiàng)指定軟件演化過程模型的代數(shù)語義，進(jìn)而在進(jìn)程代數(shù)的統(tǒng)一框架下，基于公理系統(tǒng)，使用等式推理驗(yàn)證軟件演化過程的行為是否滿足過程規(guī)約。

以此為基礎(chǔ)，充分結(jié)合Petri網(wǎng)和ACP的長(zhǎng)處，提出基于Petri網(wǎng)的進(jìn)程代數(shù)驗(yàn)證方法，支持軟件演化過程結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和行為的形式驗(yàn)證，并使用過程模型改進(jìn)操作對(duì)不能通過驗(yàn)證的過程模型進(jìn)行修改，提高過程模型的可靠性。該課題建立支持軟件演化過程行為驗(yàn)證的理論基礎(chǔ)、方法和工具原型，為軟件過程驗(yàn)證的進(jìn)一步研究提供了新方法和理論依據(jù)。

而他主持的2013年國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“云計(jì)算環(huán)境下雙模型驅(qū)動(dòng)的面向軟件動(dòng)態(tài)演化的建模與分析”則是面對(duì)云計(jì)算環(huán)境為軟件動(dòng)態(tài)演化的研究帶來了新機(jī)遇展開的建模分析研究。

該項(xiàng)目采用Petri網(wǎng)和ACP為主形式化方法，提出一種雙模型驅(qū)動(dòng)的面向軟件動(dòng)態(tài)演化的建模與分析方法。首先，針對(duì)云計(jì)算開放、動(dòng)態(tài)和多變的新環(huán)境，提出面向動(dòng)態(tài)演化的SaaS雙模型建模方法：該方法從演算模型和結(jié)構(gòu)模型兩個(gè)視角對(duì)SaaS軟件進(jìn)行建模，并以行為映射為準(zhǔn)則保證兩類模型的可追蹤性；其次，云計(jì)算的出現(xiàn)使得大量軟件運(yùn)行在集中的服務(wù)器上，項(xiàng)目將其繼續(xù)延伸：利用云服務(wù)化的各種功能開展動(dòng)態(tài)演化的分析和實(shí)施，這些功能被集成到PaaS平臺(tái)的服務(wù)之中，對(duì)其抽象提出面向PaaS的云演化管程機(jī)制模型；最后，基于云演化管程機(jī)制、由雙模型驅(qū)動(dòng)，提出解決動(dòng)態(tài)演化分析和實(shí)施過程中的部件相關(guān)性分析和一致性保持兩大問題，進(jìn)而為保證云計(jì)算環(huán)境下軟件動(dòng)態(tài)演化實(shí)施的可靠性奠定基礎(chǔ)。

多年來埋首科研，李彤的基石愈加深厚，碩果累累：系統(tǒng)地建立了軟件演化過程建模和驗(yàn)證的理論、方法、技術(shù)和工具，最主要的成果是由國際一流學(xué)術(shù)出版社Springer出版了純英文學(xué)術(shù)專著《An Approach to Modelling Software Evolution Processes》。他系統(tǒng)提出了形式化的軟件演化過程建模及驗(yàn)證方法，分別在全局層、過程層、活動(dòng)層和任務(wù)層建模和驗(yàn)證軟件過程；用數(shù)學(xué)方法證明了能夠在層次求精中保持一致性。將粗粒度任務(wù)分解為由細(xì)粒度功能構(gòu)成的易實(shí)施的代碼片段；用數(shù)學(xué)方法證明了分解的正確性。提出了組合語義功能規(guī)約方法，集成了公理語義的Hoare方法、代數(shù)語義和Unity邏輯；提出了形式化的過程分解方法，建立了分解知識(shí)庫，有效支持了軟件過程的自動(dòng)化。系統(tǒng)地提出了“軟件并行工程”的思想和方法，建立了一種以主動(dòng)方式并行地開發(fā)軟件的軟件工程方法論，有效建立了軟件過程中并行性的挖掘和延拓的理論和技術(shù)。科研的主要成果分別由Springer出版社和科學(xué)出版社出版，還發(fā)表了200多篇學(xué)術(shù)論文。

李彤的學(xué)說也為軟件過程模型的建立和驗(yàn)證提供了理論基礎(chǔ)以及方法、技術(shù)和工具支撐，對(duì)改進(jìn)軟件過程、提高軟件開發(fā)的質(zhì)量和效率，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。其成果經(jīng)由院士和杰青組成的專家委員會(huì)鑒定，達(dá)到了“國內(nèi)領(lǐng)先和國際先進(jìn)水平”。

探索培養(yǎng)精英人才新模式

除了繁忙的科研任務(wù)外，李彤更讓大家稱道的是他那些與時(shí)俱進(jìn)的教育觀念。李彤認(rèn)為導(dǎo)師要幫助同學(xué)們樹立宏大高遠(yuǎn)的理想，同時(shí)要讓他們腳踏實(shí)地，把宏偉的理想轉(zhuǎn)化為具體的行動(dòng)，充滿激情地去學(xué)習(xí)、去研究、去創(chuàng)造。

“我們今天培養(yǎng)人才，是在培養(yǎng)時(shí)代的繼承者和接班人。我歷來認(rèn)為，僅僅傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力、甚至是提高素質(zhì)，都是不夠的。我們的時(shí)代還需要精神，那就是科學(xué)精神與人文精神。呼喚科學(xué)精神與人文精神，大學(xué)是最后的陣地。因此，我們要把科學(xué)精神與人文精神的培養(yǎng)，貫穿人才培養(yǎng)的始終。”

社會(huì)需要復(fù)合型的人才，李彤按照教育部“國家示范性軟件學(xué)院要培養(yǎng)精英型軟件人才”的要求，探索教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段改革。大力推進(jìn)教學(xué)建設(shè)，借鑒MOOC（大規(guī)模開放在線課程），使他主講的“軟件工程”先后成為了“國家精品課程”和“國家精品資源共享課程”。

同時(shí)，李彤還借鑒麻省理工學(xué)院等四所世界一流大學(xué)提出的CDIO（分別代表構(gòu)思Conceive、設(shè)計(jì)Design、實(shí)現(xiàn)Implement、運(yùn)作Operate）工程教育模式，結(jié)合中國國情和軟件工程人才培養(yǎng)的要求，在全國率先提出了軟件工程人才培養(yǎng)的SE-CDIO方法（SE為軟件工程的英文縮寫），建立了分階段的CDIO人才培養(yǎng)模式，讓學(xué)生經(jīng)歷從理論到技術(shù)、從技術(shù)到生產(chǎn)、從生產(chǎn)到應(yīng)用的全過程。

李彤及其團(tuán)隊(duì)以國家教學(xué)質(zhì)量工程項(xiàng)目“基于CDIO的國際化、工程化軟件人才培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”建設(shè)為依托，有效提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。加強(qiáng)校企合作，按照市場(chǎng)需求，全面推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研一體化的人才培養(yǎng)模式。加強(qiáng)國際合作，按照符合現(xiàn)代大學(xué)制度的模式運(yùn)作并組織教學(xué)，培養(yǎng)具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的軟件人才。如今，李彤團(tuán)隊(duì)已經(jīng)打造了包括國家示范性軟件學(xué)院、國家Linux技術(shù)培訓(xùn)與推廣中心等在內(nèi)的多個(gè)國家級(jí)和省部級(jí)平臺(tái)。

2011年10月，在“教育部國家示范性軟件學(xué)院成立十周年總結(jié)表彰大會(huì)”上，云南大學(xué)軟件學(xué)院擁有的國家質(zhì)量工程項(xiàng)目數(shù)進(jìn)入全國前九名，榮獲“國家示范性軟件學(xué)院質(zhì)量工程建設(shè)項(xiàng)目?jī)?yōu)秀獎(jiǎng)”；而李彤本人更以居全國第一的得票數(shù)獲得“國家示范性軟件學(xué)院十佳專職教師”稱號(hào)。此外，李彤還被云南省人民政府授予“云南省中青年學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人”和“云南省高等學(xué)校教學(xué)名師”的稱號(hào)。

然而，面對(duì)這些成績(jī)和榮譽(yù)，李彤并沒有驕傲自滿，帶著對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的深情摯愛，李彤又踏上新的研究征程。“目前的工作主要集中在軟件動(dòng)態(tài)演化及其過程的研究上，已經(jīng)有了進(jìn)展，有望出一些有分量的成果。”