強化系統(tǒng)能力 推進信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)

秦磊華　譚志虎

摘要：系統(tǒng)能力培養(yǎng)是當今計算機教育發(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)建計算學科本科國際課程（Computing Curricula）指南的學術(shù)團體，他們十分關(guān)注學科發(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，以指導和推動計算機人才培養(yǎng)主動適應(yīng)學科發(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)學生提出的新要求，計算機專業(yè)的學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)交互的要求和教學指導，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，重在幫助學生建立系統(tǒng)觀，培養(yǎng)學生了解信息系統(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)學生從系統(tǒng)層面認知和分析系統(tǒng)的習慣。

系統(tǒng)設(shè)計能力是核心的系統(tǒng)能力，主要培養(yǎng)學生硬件系統(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，不能很好地幫助學生建立計算機系統(tǒng)完整概念，教與學過于關(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)，學生接受分析和解決系統(tǒng)級問題的訓練不足，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，難以勝任復雜的涉及軟/硬件協(xié)同的系統(tǒng)級問題的求解。

（3）教學內(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)方案和課程教學大綱，不難發(fā)現(xiàn)教學內(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。以CS2013提出的“系統(tǒng)能力”培養(yǎng)為指導，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、構(gòu)建現(xiàn)代化強國的必由之路。

技術(shù)融合是跨學科知識的綜合整合、交叉滲透并形成新技術(shù)體系和新標準的過程，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)模式注重學科自身知識體系的完備性，無論是從課程設(shè)置、教學內(nèi)容還是實踐環(huán)節(jié)等方面，都較少考慮信息學科與其他學科的實質(zhì)交叉與融合。復合型創(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，推進學科交叉，開闊學生跨學科的思維。CS2013提出的“大帳篷觀”（The“Big Tent”view of CS）強調(diào)開放的學科視野，積極尋求計算機學科與其他學科，包括數(shù)學、電子工程、機械工程、心理學、美術(shù)、語言學、物理和生命等學科的融合，并在課程設(shè)置上給予學生選擇不同學科專業(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，即跨學科的系統(tǒng)觀，旨在培養(yǎng)跨學科的系統(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設(shè)計，著力提升學生的工程實踐能力、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，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。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，提升學生學習工程理論知識、積累工程實踐經(jīng)驗和訓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)化與教學改革，打好信息產(chǎn)業(yè)自主可控人才培養(yǎng)所需的學科基礎(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，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。課程教學是系統(tǒng)能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)，為克服過去課程教學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與系統(tǒng)能力培養(yǎng)的關(guān)系，又能提高課程教學的效果。同時在課程教學中注重強化系統(tǒng)觀教育，通過課程教學讓學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)的思維習慣。最后，重構(gòu)面向系統(tǒng)能力培養(yǎng)的實踐教學體系。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)建實踐教學體系。

以計算機科學與技術(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（目標是訓練復雜應(yīng)用軟件開發(fā)的能力）、系統(tǒng)軟件綜合設(shè)計實踐（目標是訓練系統(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?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)工作原理的深入學習，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（含實踐教學大綱），落實服務(wù)于系統(tǒng)能力培養(yǎng)的課程教學目標。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目標，才能促成人才培養(yǎng)目標的最終達成。從工程教育專業(yè)認證的角度看，課程教學目標既是人才培養(yǎng)目標的具體化和目標分解，也是指導教師教學和學生學習的指南，而且還是評價課程教學效果和人才培養(yǎng)目標達成度的重要依據(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活動（含教學內(nèi)容、主要教學環(huán)節(jié)、教學方法、學生學習建議及學時安排等環(huán)節(jié)）、預(yù)期學習成效（含課程教學目標及其對人才培養(yǎng)目標的貢獻度）和學習評估有機結(jié)合的指導性文件，以更好指導和落實信息產(chǎn)業(yè)自主可用人才培養(yǎng)的教學環(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、教學內(nèi)容、教學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校計算機類專業(yè)教學指導委員會組織的系統(tǒng)能力師資培訓班和教學交流會、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、組建教學團隊并強化系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學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?！俺掷m(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，需要建立教學過程質(zhì)量監(jiān)控體系，明確教學各環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求，并通過對教學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、教學方法、教學管理及教學質(zhì)量等方面的評價，促進系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學改革的持續(xù)改進與優(yōu)化，確保系統(tǒng)能力培養(yǎng)目標的達成。

[責任編輯：余大品]