中国教育报记者 余杏 通讯员 曹鑫宇 余楚倩
“在科技高速发展的今天，高校计算机专业最核心的课程是什么？智能计算时代的程序员需要具备什么能力？什么才是计算机专业学生走向社会的安身立命之本……”今年5月，在第九届全国高校计算机类专业系统能力培养高峰论坛上，湖南大学信息科学与工程学院教授赵欢以当前高校计算机专业面临的“三个关键命题”为切入点展开分享，引发了与会者对计算机专业人才培养模式的深度思考与探讨。
从1994年站上讲台至今，赵欢用31年时间打磨出一条“从课堂到产业”的人才培养闭环。在她看来，高校的计算机专业不能满足于培养技术的跟跑者，而是要培养计算机领域的领跑者。
改革教学
打通学生“任督二脉”
“我非常喜欢教师这个职业。”这是赵欢经常挂在嘴边的一句话，每次课前她都会重新备课，即使对课程内容早已滚瓜烂熟，也会根据班级学情精心修改。在她看来，教书是常做常新的事业，育人同样需要不断创新与突破。
在一次课程调研中，有些学生的反馈引起了赵欢的注意：“单门课程学完就忘，对计算机系统的整体运行毫无概念。”这并非个例，赵欢和团队发现，传统按单门课程的教法，让学生难以形成系统性思维。“我们上课的时候，常常听到学生们吐槽专业课太难了、太理论了。”赵欢说。
2015年，赵欢开启了计算机教学改革的重要尝试。她带领团队重构了数字电路、计算机系统、操作系统、编译原理等核心课程体系，将所有课程前后衔接，构造“程序设计→系统设计→系统工程→职业素养”的横向能力链，以及“基础课程→高阶课程→集中实践→成果评测”的纵向课程链。
这“一横一纵”的转变，打通了学生学习的“任督二脉”。“大一学习数字电路时，感觉知识比较零散。但到了大二学习计算机系统课程，通过横向链的关联，我一下子明白了之前所学数字电路知识在计算机系统中的具体应用，原来它们是紧密相连的。”湖南大学智能科学与技术专业2103班学生姚姬娜说。
“以往我们可能学完一门课就结束了，知识缺乏连贯性。但在这个模型下，每学年的课程群就像拼图一样，一点点拼凑出完整的计算机专业知识体系，这种学习体验是前所未有的。”湖南大学软件工程专业2101班学生程启轩说，通过参与基于真实项目的实践，他能将不同课程的知识融会贯通，真正感受到自己在系统能力上的成长。
虚实融合
破解“两张皮”困局
“为什么有些计算机专业毕业生不能很好地满足岗位需求呢？根源在学与做‘两张皮’。”赵欢一针见血地指出痛点。
多年之前，赵欢就已经意识到了这个问题，为此，其团队自主研发了两款机器：一款是虚拟的计算机原型机，从上百万行代码中提取框架部分的代码，简化学习难度；另一款物理的计算机“口袋猫”则让学生亲自动手实践，从一块开发板开始，将理论知识转化为实际应用。
原型机和“口袋猫”一虚一实、一软一硬，共同构建了螺旋迭代、层层递进的实践教学体系，全面提升学生的实践能力和创新能力。学生通过“做中学”使用平台和“学中创”开发平台，直接面对最新领域的复杂工程问题。
“大一亲手构建‘口袋猫’，大二实现原型机代码，大三进行物联网应用开发，大四做毕业设计，每一步都充满挑战与惊喜。”湖南大学2019级学生陈昊分享道，“通过这套体系，我真正理解了计算机系统的运行逻辑，以后到社会上面对复杂问题也更有信心。”
在“计算机系统”课程中一次关于“软硬件协同设计”的讨论课，让物联网工程专业2201班学生王蔚受益颇多：“当时老师抛出一个问题‘如何用底层系统思维解决现实世界的复杂需求’，这让我意识到，计算机不仅是代码和电路，更是连接生命的桥梁。”
在老师的鼓励下，王蔚尝试将课程中学到的嵌入式系统架构设计、实时数据流处理和低功耗通信协议优化等技术，与省内三甲医院的临床需求结合，最终开发出面向生命早期健康的物联网智能监护系统。目前，该项目已获湖南省创业基金立项，企业正在湘江新区大创园孵化。
校企合作
搭建人才培养新生态
如今，赵欢团队的课程体系已建成具有示范效应的精品课程，并从校内辐射到全国。但是，赵欢并没有停下脚步：“计算机领域的‘卡脖子’难题，终究要靠自己的人才破局。在计算机人才培养方面，全国高校都面临着诸多同样的难题，我们需要‘抱团取暖’。”
2022年，赵欢牵头成立了教育部—华为“鲲鹏计算机系统能力培养课程群虚拟教研室”。截至目前，该虚拟教研室已有来自全国各地300多所学校的600多名教师，通过线上培训、研讨会等形式分享教学经验，搭建起了全国高校教师交流平台。
虚拟教研室的教师分享了两个小故事。在一次教研培训后，一位资深教师发朋友圈感慨：“学习才知道差距，一个老头，一天听了6小时课，身体虽有些疲倦，收获真的颇丰！”另一位刚入职的教师则表示找到了教学上的领路人：“通过跟大家的沟通交流，我的思路逐渐开阔起来，无论是教育理念，还是教学组织上，我不再迷茫。”
2023年，赵欢团队的研究成果也吸引了华为的目光，各产品线主动来到湖南大学寻求合作，双方共同研发了面向高校计算机系统教学和原生开发的香橙派开发板，助力计算机系统能力课程群建设。目前，合作第一期成果已获华为鲲鹏社区首页推荐，今年将向全国推广。
“构建双重环链 强化系统能力 培养新时代高质量计算人才”项目荣获2022年高等教育国家级教学成果奖二等奖，“鲲鹏计算机系统能力培养课程群虚拟教研室”被教育部选为首批虚拟教研室建设试点项目，“原型机+口袋猫”教学体系也成功入选“101计划”实践平台……一项项科技成果不断出炉，赵欢很高兴，但最让她骄傲的还是她的学生。
姚姬娜保研留校继续攻读硕士；软件工程专业学生黄志慧从线上课程起步，即将入职优质企业；2008级硕士王纲金跨界攻读管理科学博士，如今已是湖南大学工商管理学院副院长、国家级高层次青年人才……接受采访时，赵欢向记者掰着手指头一一细数。
“为关键领域育人才，永远在路上。”赵欢说，她最繁忙的时节就是毕业季，但也是她开心的时刻，“看着这些孩子从学校走向社会，为我国计算机行业的发展注入源源不断的动力，我由衷感到自豪！”
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