趙歡（右二）組織教學(xué)研討會(huì)。學(xué)校供圖

　　“在科技高速發(fā)展的今天，高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)最核心的課程是什么？智能計(jì)算時(shí)代的程序員需要具備什么能力？什么才是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生走向社會(huì)的安身立命之本……”今年5月，在第九屆全國(guó)高校計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)高峰論壇上，湖南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授趙歡以當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)面臨的“三個(gè)關(guān)鍵命題”為切入點(diǎn)展開(kāi)分享，引發(fā)了與會(huì)者對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式的深度思考與探討。

　　從1994年站上講臺(tái)至今，趙歡用31年時(shí)間打磨出一條“從課堂到產(chǎn)業(yè)”的人才培養(yǎng)閉環(huán)。在她看來(lái)，高校的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)不能滿(mǎn)足于培養(yǎng)技術(shù)的跟跑者，而是要培養(yǎng)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。

　　改革教學(xué)

　　打通學(xué)生“任督二脈”

　　“我非常喜歡教師這個(gè)職業(yè)。”這是趙歡經(jīng)常掛在嘴邊的一句話(huà)，每次課前她都會(huì)重新備課，即使對(duì)課程內(nèi)容早已滾瓜爛熟，也會(huì)根據(jù)班級(jí)學(xué)情精心修改。在她看來(lái)，教書(shū)是常做常新的事業(yè)，育人同樣需要不斷創(chuàng)新與突破。

　　在一次課程調(diào)研中，有些學(xué)生的反饋引起了趙歡的注意：“單門(mén)課程學(xué)完就忘，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體運(yùn)行毫無(wú)概念。”這并非個(gè)例，趙歡和團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)按單門(mén)課程的教法，讓學(xué)生難以形成系統(tǒng)性思維。“我們上課的時(shí)候，常常聽(tīng)到學(xué)生們吐槽專(zhuān)業(yè)課太難了、太理論了。”趙歡說(shuō)。

　　2015年，趙歡開(kāi)啟了計(jì)算機(jī)教學(xué)改革的重要嘗試。她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)重構(gòu)了數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、編譯原理等核心課程體系，將所有課程前后銜接，構(gòu)造“程序設(shè)計(jì)→系統(tǒng)設(shè)計(jì)→系統(tǒng)工程→職業(yè)素養(yǎng)”的橫向能力鏈，以及“基礎(chǔ)課程→高階課程→集中實(shí)踐→成果評(píng)測(cè)”的縱向課程鏈。

　　這“一橫一縱”的轉(zhuǎn)變，打通了學(xué)生學(xué)習(xí)的“任督二脈”。“大一學(xué)習(xí)數(shù)字電路時(shí)，感覺(jué)知識(shí)比較零散。但到了大二學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)課程，通過(guò)橫向鏈的關(guān)聯(lián)，我一下子明白了之前所學(xué)數(shù)字電路知識(shí)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，原來(lái)它們是緊密相連的。”湖南大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)2103班學(xué)生姚姬娜說(shuō)。

　　“以往我們可能學(xué)完一門(mén)課就結(jié)束了，知識(shí)缺乏連貫性。但在這個(gè)模型下，每學(xué)年的課程群就像拼圖一樣，一點(diǎn)點(diǎn)拼湊出完整的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系，這種學(xué)習(xí)體驗(yàn)是前所未有的。”湖南大學(xué)軟件工程專(zhuān)業(yè)2101班學(xué)生程啟軒說(shuō)，通過(guò)參與基于真實(shí)項(xiàng)目的實(shí)踐，他能將不同課程的知識(shí)融會(huì)貫通，真正感受到自己在系統(tǒng)能力上的成長(zhǎng)。

　　虛實(shí)融合

　　破解“兩張皮”困局

　　“為什么有些計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生不能很好地滿(mǎn)足崗位需求呢？根源在學(xué)與做‘兩張皮’。”趙歡一針見(jiàn)血地指出痛點(diǎn)。

　　多年之前，趙歡就已經(jīng)意識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題，為此，其團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了兩款機(jī)器：一款是虛擬的計(jì)算機(jī)原型機(jī)，從上百萬(wàn)行代碼中提取框架部分的代碼，簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)難度；另一款物理的計(jì)算機(jī)“口袋貓”則讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐，從一塊開(kāi)發(fā)板開(kāi)始，將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。

　　原型機(jī)和“口袋貓”一虛一實(shí)、一軟一硬，共同構(gòu)建了螺旋迭代、層層遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系，全面提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生通過(guò)“做中學(xué)”使用平臺(tái)和“學(xué)中創(chuàng)”開(kāi)發(fā)平臺(tái)，直接面對(duì)最新領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題。

　　“大一親手構(gòu)建‘口袋貓’，大二實(shí)現(xiàn)原型機(jī)代碼，大三進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)，大四做畢業(yè)設(shè)計(jì)，每一步都充滿(mǎn)挑戰(zhàn)與驚喜。”湖南大學(xué)2019級(jí)學(xué)生陳昊分享道，“通過(guò)這套體系，我真正理解了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行邏輯，以后到社會(huì)上面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題也更有信心。”

　　在“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”課程中一次關(guān)于“軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)”的討論課，讓物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)2201班學(xué)生王蔚受益頗多：“當(dāng)時(shí)老師拋出一個(gè)問(wèn)題‘如何用底層系統(tǒng)思維解決現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜需求’，這讓我意識(shí)到，計(jì)算機(jī)不僅是代碼和電路，更是連接生命的橋梁。”

　　在老師的鼓勵(lì)下，王蔚嘗試將課程中學(xué)到的嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流處理和低功耗通信協(xié)議優(yōu)化等技術(shù)，與省內(nèi)三甲醫(yī)院的臨床需求結(jié)合，最終開(kāi)發(fā)出面向生命早期健康的物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。目前，該項(xiàng)目已獲湖南省創(chuàng)業(yè)基金立項(xiàng)，企業(yè)正在湘江新區(qū)大創(chuàng)園孵化。

　　校企合作

　　搭建人才培養(yǎng)新生態(tài)

　　如今，趙歡團(tuán)隊(duì)的課程體系已建成具有示范效應(yīng)的精品課程，并從校內(nèi)輻射到全國(guó)。但是，趙歡并沒(méi)有停下腳步：“計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的‘卡脖子’難題，終究要靠自己的人才破局。在計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)方面，全國(guó)高校都面臨著諸多同樣的難題，我們需要‘抱團(tuán)取暖’。”

　　2022年，趙歡牽頭成立了教育部—華為“鯤鵬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力培養(yǎng)課程群虛擬教研室”。截至目前，該虛擬教研室已有來(lái)自全國(guó)各地300多所學(xué)校的600多名教師，通過(guò)線(xiàn)上培訓(xùn)、研討會(huì)等形式分享教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，搭建起了全國(guó)高校教師交流平臺(tái)。

　　虛擬教研室的教師分享了兩個(gè)小故事。在一次教研培訓(xùn)后，一位資深教師發(fā)朋友圈感慨：“學(xué)習(xí)才知道差距，一個(gè)老頭，一天聽(tīng)了6小時(shí)課，身體雖有些疲倦，收獲真的頗豐！”另一位剛?cè)肼毜慕處焺t表示找到了教學(xué)上的領(lǐng)路人：“通過(guò)跟大家的溝通交流，我的思路逐漸開(kāi)闊起來(lái)，無(wú)論是教育理念，還是教學(xué)組織上，我不再迷茫。”

　　2023年，趙歡團(tuán)隊(duì)的研究成果也吸引了華為的目光，各產(chǎn)品線(xiàn)主動(dòng)來(lái)到湖南大學(xué)尋求合作，雙方共同研發(fā)了面向高校計(jì)算機(jī)系統(tǒng)教學(xué)和原生開(kāi)發(fā)的香橙派開(kāi)發(fā)板，助力計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力課程群建設(shè)。目前，合作第一期成果已獲華為鯤鵬社區(qū)首頁(yè)推薦，今年將向全國(guó)推廣。

　　“構(gòu)建雙重環(huán)鏈 強(qiáng)化系統(tǒng)能力 培養(yǎng)新時(shí)代高質(zhì)量計(jì)算人才”項(xiàng)目榮獲2022年高等教育國(guó)家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，“鯤鵬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力培養(yǎng)課程群虛擬教研室”被教育部選為首批虛擬教研室建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目，“原型機(jī)+口袋貓”教學(xué)體系也成功入選“101計(jì)劃”實(shí)踐平臺(tái)……一項(xiàng)項(xiàng)科技成果不斷出爐，趙歡很高興，但最讓她驕傲的還是她的學(xué)生。

　　姚姬娜保研留校繼續(xù)攻讀碩士；軟件工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生黃志慧從線(xiàn)上課程起步，即將入職優(yōu)質(zhì)企業(yè)；2008級(jí)碩士王綱金跨界攻讀管理科學(xué)博士，如今已是湖南大學(xué)工商管理學(xué)院副院長(zhǎng)、國(guó)家級(jí)高層次青年人才……接受采訪(fǎng)時(shí)，趙歡向記者掰著手指頭一一細(xì)數(shù)。

　　“為關(guān)鍵領(lǐng)域育人才，永遠(yuǎn)在路上。”趙歡說(shuō)，她最繁忙的時(shí)節(jié)就是畢業(yè)季，但也是她開(kāi)心的時(shí)刻，“看著這些孩子從學(xué)校走向社會(huì)，為我國(guó)計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展注入源源不斷的動(dòng)力，我由衷感到自豪！”

《中國(guó)教育報(bào)》2025年07月08日 第03版