趙歡：培養(yǎng)計算機領域領跑者

趙歡（右二）組織教學研討會。學校供圖

　　“在科技高速發(fā)展的今天，高校計算機專業(yè)最核心的課程是什么？智能計算時代的程序員需要具備什么能力？什么才是計算機專業(yè)學生走向社會的安身立命之本……”今年5月，在第九屆全國高校計算機類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)高峰論壇上，湖南大學信息科學與工程學院教授趙歡以當前高校計算機專業(yè)面臨的“三個關鍵命題”為切入點展開分享，引發(fā)了與會者對計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式的深度思考與探討。

　　從1994年站上講臺至今，趙歡用31年時間打磨出一條“從課堂到產業(yè)”的人才培養(yǎng)閉環(huán)。在她看來，高校的計算機專業(yè)不能滿足于培養(yǎng)技術的跟跑者，而是要培養(yǎng)計算機領域的領跑者。

　　改革教學

　　打通學生“任督二脈”

　　“我非常喜歡教師這個職業(yè)。”這是趙歡經常掛在嘴邊的一句話，每次課前她都會重新備課，即使對課程內容早已滾瓜爛熟，也會根據班級學情精心修改。在她看來，教書是常做常新的事業(yè)，育人同樣需要不斷創(chuàng)新與突破。

　　在一次課程調研中，有些學生的反饋引起了趙歡的注意：“單門課程學完就忘，對計算機系統(tǒng)的整體運行毫無概念。”這并非個例，趙歡和團隊發(fā)現，傳統(tǒng)按單門課程的教法，讓學生難以形成系統(tǒng)性思維。“我們上課的時候，常常聽到學生們吐槽專業(yè)課太難了、太理論了。”趙歡說。

　　2015年，趙歡開啟了計算機教學改革的重要嘗試。她帶領團隊重構了數字電路、計算機系統(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，構造“程序設計→系統(tǒng)設計→系統(tǒng)工程→職業(yè)素養(yǎng)”的橫向能力鏈，以及“基礎課程→高階課程→集中實踐→成果評測”的縱向課程鏈。

　　這“一橫一縱”的轉變，打通了學生學習的“任督二脈”?！按笠粚W習數字電路時，感覺知識比較零散。但到了大二學習計算機系統(tǒng)課程，通過橫向鏈的關聯，我一下子明白了之前所學數字電路知識在計算機系統(tǒng)中的具體應用，原來它們是緊密相連的?！焙洗髮W智能科學與技術專業(yè)2103班學生姚姬娜說。

　　“以往我們可能學完一門課就結束了，知識缺乏連貫性。但在這個模型下，每學年的課程群就像拼圖一樣，一點點拼湊出完整的計算機專業(yè)知識體系，這種學習體驗是前所未有的?！焙洗髮W軟件工程專業(yè)2101班學生程啟軒說，通過參與基于真實項目的實踐，他能將不同課程的知識融會貫通，真正感受到自己在系統(tǒng)能力上的成長。

　　虛實融合

　　破解“兩張皮”困局

　　“為什么有些計算機專業(yè)畢業(yè)生不能很好地滿足崗位需求呢？根源在學與做‘兩張皮’?！壁w歡一針見血地指出痛點。

　　多年之前，趙歡就已經意識到了這個問題，為此，其團隊自主研發(fā)了兩款機器：一款是虛擬的計算機原型機，從上百萬行代碼中提取框架部分的代碼，簡化學習難度；另一款物理的計算機“口袋貓”則讓學生親自動手實踐，從一塊開發(fā)板開始，將理論知識轉化為實際應用。

　　原型機和“口袋貓”一虛一實、一軟一硬，共同構建了螺旋迭代、層層遞進的實踐教學體系，全面提升學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。學生通過“做中學”使用平臺和“學中創(chuàng)”開發(fā)平臺，直接面對最新領域的復雜工程問題。

　　“大一親手構建‘口袋貓’，大二實現原型機代碼，大三進行物聯網應用開發(fā)，大四做畢業(yè)設計，每一步都充滿挑戰(zhàn)與驚喜?！焙洗髮W2019級學生陳昊分享道，“通過這套體系，我真正理解了計算機系統(tǒng)的運行邏輯，以后到社會上面對復雜問題也更有信心?！?/p>

　　在“計算機系統(tǒng)”課程中一次關于“軟硬件協同設計”的討論課，讓物聯網工程專業(yè)2201班學生王蔚受益頗多：“當時老師拋出一個問題‘如何用底層系統(tǒng)思維解決現實世界的復雜需求’，這讓我意識到，計算機不僅是代碼和電路，更是連接生命的橋梁?！?/p>

　　在老師的鼓勵下，王蔚嘗試將課程中學到的嵌入式系統(tǒng)架構設計、實時數據流處理和低功耗通信協議優(yōu)化等技術，與省內三甲醫(yī)院的臨床需求結合，最終開發(fā)出面向生命早期健康的物聯網智能監(jiān)護系統(tǒng)。目前，該項目已獲湖南省創(chuàng)業(yè)基金立項，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，趙歡團隊的課程體系已建成具有示范效應的精品課程，并從校內輻射到全國。但是，趙歡并沒有停下腳步：“計算機領域的‘卡脖子’難題，終究要靠自己的人才破局。在計算機人才培養(yǎng)方面，全國高校都面臨著諸多同樣的難題，我們需要‘抱團取暖’?！?/p>

　　2022年，趙歡牽頭成立了教育部—華為“鯤鵬計算機系統(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自全國各地300多所學校的600多名教師，通過線上培訓、研討會等形式分享教學經驗，搭建起了全國高校教師交流平臺。

　　虛擬教研室的教師分享了兩個小故事。在一次教研培訓后，一位資深教師發(fā)朋友圈感慨：“學習才知道差距，一個老頭，一天聽了6小時課，身體雖有些疲倦，收獲真的頗豐！”另一位剛入職的教師則表示找到了教學上的領路人：“通過跟大家的溝通交流，我的思路逐漸開闊起來，無論是教育理念，還是教學組織上，我不再迷茫?！?/p>

　　2023年，趙歡團隊的研究成果也吸引了華為的目光，各產品線主動來到湖南大學尋求合作，雙方共同研發(fā)了面向高校計算機系統(tǒng)教學和原生開發(fā)的香橙派開發(fā)板，助力計算機系統(tǒng)能力課程群建設。目前，合作第一期成果已獲華為鯤鵬社區(qū)首頁推薦，今年將向全國推廣。

　　“構建雙重環(huán)鏈 強化系統(tǒng)能力 培養(yǎng)新時代高質量計算人才”項目榮獲2022年高等教育國家級教學成果獎二等獎，“鯤鵬計算機系統(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試點項目，“原型機+口袋貓”教學體系也成功入選“101計劃”實踐平臺……一項項科技成果不斷出爐，趙歡很高興，但最讓她驕傲的還是她的學生。

　　姚姬娜保研留校繼續(xù)攻讀碩士；軟件工程專業(yè)學生黃志慧從線上課程起步，即將入職優(yōu)質企業(yè)；2008級碩士王綱金跨界攻讀管理科學博士，如今已是湖南大學工商管理學院副院長、國家級高層次青年人才……接受采訪時，趙歡向記者掰著手指頭一一細數。

　　“為關鍵領域育人才，永遠在路上?！壁w歡說，她最繁忙的時節(jié)就是畢業(yè)季，但也是她開心的時刻，“看著這些孩子從學校走向社會，為我國計算機行業(yè)的發(fā)展注入源源不斷的動力，我由衷感到自豪！”

《中國教育報》2025年07月08日 第03版