

摘" 要:國產計算機系統是我國信創戰略的重要組成部分,是構建自主可控、安全可靠的信息技術系統的重要基石。國產計算機系統已在黨政、電信、電力等關鍵領域得到普及,但在用戶使用方面仍存在用得少、不會用等問題。簡要分析問題原因,提出基于國產計算機系統開展信息技術教育是落實信創戰略的重要一環,是破解當前用戶使用方面問題的關鍵。以中職學校目前的信息技術教育為例,對課程教育現狀進行反思,提出基于國產計算機系統的信息技術課程教學方案,培養熟練使用國產計算機系統的技能型人才,推動我國信創戰略順利實施。
關鍵詞:國產計算機系統;信息技術教育;信創戰略;中職學校
文章編號:1671-489X(2025)03-00-04
DOI:10.3969/j.issn.1671-489X.2025.03.0
0" 引言
當今以大數據、人工智能技術為代表的數字時代,社會的正常運行在很大程度上依賴以計算機系統、網絡通信技術、存儲技術為核心的信息技術系統底座,但我國信息技術系統核心組件長期由國外廠商壟斷,如占據國內大部分市場的Intel CPU(中央處理器)、Windows操作系統、Oracle數據庫、MS Office辦公軟件、AutoCAD設計軟件等諸多核心硬件和軟件均來自美國公司。
國內外頻繁發生信息技術系統方面的重大安全事件,例如:2008年10月20日起,微軟中國公司每隔一個小時對未通過正版驗證的Windows XP黑屏[1] ,通知用戶是否使用正版系統;2013年6月6日,美國國家安全局前職員斯諾登通過英國《衛報》揭露了美國代號為棱鏡的秘密監聽項目[2];2022年6月22日,西北工業大學發布聲明稱,該校遭受境外黑客組織的網絡攻擊[3]。這三起事件均引起巨大的轟動,充分說明若將一國之信息技術系統底座構筑于他國產品之上,會存在巨大的隱私泄露風險和安全隱患,對國家安全亦構成極巨大的威脅。近年來,美國商務部以美國國家安全為由,將我國多家科研機構、企業列入出口管制實體清單[4],企圖扼制我國信息技術科技的發展。由此可見,構筑自主可控、安全可靠的信息技術系統,確保國家信息安全,已是我國當前極其緊迫和重要的任務。
2016年3月,中國電子工業標準化技術協會信息技術應用創新工作委員會(以下簡稱信創工委會)成立,信創成為信息技術應用創新的簡稱。信創工委會的職責是聯合國內眾多優秀企業,共同構建自主可控、安全可靠、產業完整的信息系統硬件與軟件,如CPU、存儲器、操作系統、數據庫、辦公軟件、設計軟件、安全軟件等[5]。
經過數年發展,我國已初步建成較完備的信息技術產業生態,涵蓋從底層處理器芯片、操作系統到上層應用軟件的全棧信息技術產品,例如:處理器芯片有龍芯、海光、鯤鵬等,操作系統有銀河麒麟、統信等,網絡通信設備有華為、新華三、中興等,數據庫有武漢達夢、華為Gauss DB等,應用軟件有WPS Office、中望CAD、360瀏覽器等,整機廠商有華為、聯想、紫光、浪潮等。大部分國產品牌的信息技術系統產品已能成為相應國外品牌產品的替代產品,部分已實現產品替代的國產品牌如表1所示。
1" 國產計算機系統應用現狀
1.1" “2+8+N”三步走信創戰略實施現狀
國家提出“2+8+N”三步走的信創戰略,逐步實現信息技術系統組件的國產化替代。“2”指黨和政府單位,“8”指金融、電信、電力、石油、交通、航空航天、教育、醫療行業,“N”泛指其他行業。戰略第一步是實現我國黨政機關范圍內的信息技術系統的國產化產品替代,這類工作場景保密性、安全性要求高,大部分工作任務是以文檔資料處理為主,如公文、表格、文稿的編輯、查看、打印、掃描等,對計算機系統的性能要求較低,需替換的軟件主要是操作系統、辦公軟件、通信軟件、數據庫等。這一步也是國產計算機系統研發、試用、迭代的過程,實現國產計算機系統從無到有、從能用到好用。當國產計算機的軟、硬件生態圈初步形成后,開始實施第二步戰略,即在國家八大關鍵行業進行國產計算機系統替代,進一步擴大國產計算機系統的使用場景和用戶數量,形成更加完善的國產計算機軟、硬件生態圈。當前我國正處于第二步戰略的實施期,相比于第一步,第二步的用戶涉及面更廣,應用場景更復雜,實施難度更大。
1.2" 國產計算機系統應用現狀:以上海市為例
本研究對上海市范圍的中職學校、松江區范圍內的中小學和計算機運維公司,就國產計算機系統在辦公應用方面的情況進行電話訪談或實地走訪調查,結合教學中使用國產計算機系統的經歷進行分析,認為國產計算機系統在實際辦公應用中尚存以下三個方面的問題。
1.2.1" 教師對國產計算機系統認識不足
進行訪談的學校基本沒有采用國產計算機系統,教師普遍對國產計算機系統存在處理性能差、操作系統難用、軟件兼容性問題多等負面印象。進一步了解后發現,這些負面印象大部分不是來自親身使用體驗,而是從媒體報道上獲得的認知,甚至是身邊人的轉述。國產計算機系統早期確實曾有一些缺陷,但經過多年的技術改進、迭代,處理器性能已獲得很大提升,操作系統軟硬件兼容數量已達600萬以上[6],其中很多軟件已達到與國外軟件同等水平的地步,足以滿足大多數辦公場景的需求,而這些情況尚未被廣大教師獲知。
1.2.2" 學校國產計算機系統替代工作進展緩慢
當前是國家第二步信創戰略的實施階段,國產計算機系統已在金融、電信、電力等行業大量投入使用。教育行業也是第二步戰略的實施對象,但在調查對象中很難見到國產計算機系統。各區教育管理部門正在加大學校國產計算機系統替代工作的推進力度,但面臨較大的阻力,很多學校因擔心教師或信息技術管理人員不會使用國產操作系統、不能安裝教學軟件等原因而延緩采購。
1.2.3" 國產操作系統使用普遍停留在淺層應用
黨政部門作為國家實施信創戰略的首要實施對象,已基本實現國產計算機系統的替代。銀河麒麟和統信是目前主要采用的兩款操作系統,均基于Linux內核,為降低使用者的陌生感和上手難度,在界面設計、功能菜單等方面參考了Windows,但Linux與Windows在底層設計上的差異很大,導致國產操作系統在目錄管理、程序安裝、功能設置等方面與Windows存在很多差異。這些差異導致目前大部分辦公人員在使用國產操作系統時僅停留在打開文件夾、使用WPS Office、打印文檔等簡單操作層面,在文件夾網絡共享設置、IP地址設置、添加新打印機、使用Linux命令等其他常用操作上存在較大困難。
2" 中職信息技術教育現狀
2.1" 教學內容以國外系統和軟件為主
中職信息技術教育依據教育部制定的《中等職業學校信息技術課程標準(2020年版)》[7],新增人工智能、大數據、互聯網、信息安全、虛擬現實與增強現實技術等前沿內容,課程模塊包括基礎模塊和拓展模塊兩部分:基礎模塊包含信息技術應用基礎、網絡應用、圖文編輯等八個部分內容,拓展模塊包含計算機與移動終端維護、小型網絡系統搭建等十個專題。課程標準對教學所用計算機系統的硬件、操作系統、應用軟件等方面沒有給出明確名稱或規定,但在實際教學中許多學校沿襲傳統的教學環境、教學內容,依然基于Wintel(Windows操作系統+Intel中央處理器)的計算機系統進行授課,教授學生使用微軟Office辦公軟件進行文檔、電子表格、演示文稿的處理與制作,國產軟件教學很少。
2.2" 信息技術相關證書的考核內容以國外系統和軟件為主
目前,我國與信息技術相關的認證考試主要基于Wintel計算機系統。如全國計算機等級考試(NCRE)是教育部批準的一項全國性計算機水平考試體系,《全國計算機等級考試考試大綱(2023年版)》涵蓋四個等級的考試,其中一級設有四個科目供考生擇一進行考試,只有“計算機基礎及WPS
Office應用”一項是以國產WPS辦公軟件為考試軟件,考核使用WPS Office進行文字、表格、演示文稿的處理制作能力,但操作系統仍然是Windows,
考核Windows操作能力[8]。全國計算機應用水平考試(NIT)[9]、上海市高等學校信息技術水平考試[10]的考試科目也是以Windows、MS Office或其他國外廠商軟件為主。在認證考試導向下,很多學校選擇Windows、MS Office等軟件進行教學。
2.3" 中職學生國產計算機系統使用水平不高
在上海市城市科技學校隨機抽取100名中職學生進行不記名問卷調查,問卷圍繞我國信創戰略、國產計算機系統設計八個問題,如表2所示。
研究共回收有效調查問卷95份,并對問卷的答題選項進行數據統計。對統計結果進行分析發現,70%的學生對信創戰略相關內容了解很少,對國產操作系統的認識與使用存在很大欠缺。這與中職信息技術教育缺乏國產操作系統內容的教學現狀是相對應的。當前,大部分學生能熟練使用Windows操作系統,對于國產操作系統非常陌生。
80%的學生使用過國產軟件WPS Office且操作熟練度較高,說明WPS Office與MS Office差異性很小,能較容易實現替代。在調查中可喜地發現,80%的學生對學習國產操作系統表現出積極的態度,這是實現我國信創戰略全面落實的新生力量。
基于當前中職學校的信息技術教學與認證考試情況可以看出,我國的信息技術教育缺少國產計算機系統的教學內容,導致大部分中職學生不了解國產計算機系統,不會操作國產操作系統,這與當前國家信創戰略是不相符的。為使我國信創戰略更快取得實效,落實國產計算機系統的真替、真用,亟待在信息技術教學與認證考試兩方面作出改變,增加國產計算機系統、國產操作系統與應用軟件的教學內容,提高學生在國產操作系統與應用軟件方面的知識與操作技能。
職業教育作為國家重要的教育類型,承擔著高素質勞動者和中高級技能型人才的培養任務,中職學生是國家技能人才的重要新生力量。在中職信息技術課程中應基于國產計算機系統開展教學,培養學生掌握國產操作系統與應用軟件,為國家輸送大量技能型人才,對擴大國產計算機系統的用戶基數有巨大的推動作用。只有當掌握國產計算機系統操作技能的用戶基數達到一定規模,國產計算機系統在千行百業中才能被順利使用起來,最終實現我國全面構建自主可控、安全可靠的信息技術底座的目標。
3" 基于國產計算機系統的中職信息技術教
育實施方案
信息技術系統國產化替代是大勢所趨,中職學校有必要在信息技術教學師資、環境等方面提前做好準備。綜合考慮當前各中職學校國產計算機系統師資缺乏的實際情況,在教學實踐中需要逐步進行信息技術教學工作的調整和改革。以上海市城市科技學校為例,該校結合信息技術教學中的實踐經驗,提出如下分步實施方案。
3.1" 學校支持信息技術教師參與國產操作系統培訓與認證考試
目前,國產操作系統主要是銀河麒麟和統信,教學和辦公主要使用操作系統的桌面版本。學校根據擬用操作系統安排信息技術教師參加桌面版操作系統培訓,并考取《麒麟操作系統桌面工程師KYCA(桌面)認證證書》《UCA工程師(桌面)認證證書》。通過培訓,教師能熟練掌握國產操作系統的操作,為后續基于國產操作系統的信息技術教學儲備知識技能。
3.2" 機房構建國產操作系統使用環境
很多學校為了統一管理機房計算機的軟件安裝、保護、還原等任務,會在計算機主機內部配置硬盤保護卡或在硬盤中安裝保護軟件,使硬盤中劃分出多個獨立分區實現不同操作系統的安裝,同時可以使操作系統免遭破壞。很多學校機房采用的計算機系統CPU以Intel CPU為主,銀河麒麟和統信操作系統均有適配Intel CPU的版本,可以在現有計算機系統中利用硬盤保護卡或保護軟件劃分出一個獨立分區,安裝國產操作系統和應用軟件,為師生提供一個國產操作系統的使用環境。
3.3" 開設國產操作系統學習社團
中職學校開設有各類學習社團,豐富了學生校園生活,拓寬了學習門類,涵蓋內容廣泛,授課形式靈活。學校作為開展信息技術教學的主陣地,可以通過開設以國產操作系統認識與使用為學習內容的社團進行基于國產計算機系統的信息技術教學改革實踐。在社團教學中,學生能夠了解國產操作系統,掌握國產操作系統的操作技能;教師能夠優化國產操作系統的教學內容,積累教學經驗,為更系統化的課堂授課作準備。
3.4" 在國產操作系統中進行部分教學
中職信息技術教學內容主要有數據處理、程序設計、數字媒體技術應用、人工智能初步等,選用的軟件主要是MS Office、PyCharm等。PyCharm是Python程序設計軟件,在國產操作系統中都有適配,程序界面與在Windows中基本保持一致,使用PyCharm進行Python編程時對操作系統的依賴性較少。因此,在國產操作系統中進行程序設計切換教學,既不影響現有程序設計教學內容,又能讓學生有機會接觸、熟悉國產操作系統環境。
3.5" 在信息技術課程中增加國產軟件的使用
高等教育出版社教材發展研究所編寫的信息技術課程相關教材中包括部分國產軟件的相關教學內容,如WPS Office。由于目前各類認證考試以MS Office為考試軟件,中職學校在教學時仍使用MS Office進行授課。WPS Office與MS Office在界面設計、菜單布局、功能設計等方面已經很接近,格式也相互兼容,用戶在兩款軟件間切換比較容易。在教學中適度增加國產操作系統環境中WPS Office
的使用作為拓展內容,可以逐步培養學生國產操作系統與應用軟件的使用習慣。
以上是應對當前大部分學校機房計算機系統中Wintel計算機系統仍占主導地位情況的初步實施方案。基于國產操作系統開展信息技術教學是培養學生使用國產操作系統習慣、擴大國產計算機系統用戶基數、破解當前國產計算機系統用得少或不會用等難題的重要舉措,能夠有力推動國產計算機系統在我國各行各業的真替、真用。隨著國家信創戰略不斷深入實施,國產計算機系統必將逐步成為我國信息技術系統的主要組成部分;各計算機認證考試將逐步加大國產計算機系統和軟件相關考核內容的比例;信息技術課程將以國產計算機系統作為教學環境,以國產操作系統和應用軟件作為主要教學內容。
4" 結束語
實施國家信創戰略,全面構建我國自主可控、安全可靠的信息技術系統底座是一項需要全民參與的系統工程。職業教育是國家的重要教育類型,基于國產計算機系統開展信息技術教育能為國家信創產業培養眾多的新生力量。本文對基于國產計算機系統開展中職信息技術教育作了初步探索與思考,提出學校基于國產計算機系統開展信息技術教育需要在機房環境、課程標準、教學內容、認證考試、崗位需求等多方面作出變革。當前相關研究和實踐還較少,期望未來更多教育工作者與社會力量一起努力,推動國產計算機系統及基于國產計算機系統的信息技術教育發展,共同助力國家信創戰略實施。
5" 參考文獻
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[3] 西北工業大學遭美國NSA網絡攻擊事件調查報告(之一)[EB/OL].(2022-09-06)[2022-12-09].https://www.cverc.org.cn/head/zhaiyao/news20220905-NPU.htm.
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[5] 信息技術應用創新工作委員會簡介[EB/OL].[2024-10-01].https://www.itaic.org.cn/itaic/c100010/common_yc_content.shtml.
[6] 生態適配清單[EB/OL].[2024-10-01].https://ecology.chinauos.com/.
[7] 中華人民共和國教育部.中等職業學校信息技術課程標準(2020年版)[S].北京:高等教育出版社,2020:Ⅲ-6.
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[9] 全國計算機應用水平考試大綱(2021年版)[EB/OL].[2024-10-01].https://nit.neea.edu.cn/html1/report/19041/7714-1.htm.
[10] 上海市高等學校信息技術水平考試大綱(2022年版)[EB/OL].(2022-09-20)[2024-10-01].https://www.shmeea.edu.cn/page/05800/20220920/16854.html.