计算机专业系统能力培养的技术途径

周乐湧

（贵州城市职业学院，贵州 贵阳 550025）

一、引言

系统能力培养的主要载体为课程体系，课程体系建设成效直接影响计算机专业认证的核心内容。对于毕业生来说，其专业能力的评定也是课程体系建设最为直观的体现，二者之间存在着一种互相牵引且微妙的关系，所谓的专业能力的评定好坏其实就是毕业生是否切实拥有本专业领域的知识体系[1]。在复杂的知识结构中，毕业生能否灵活运用知识结构处理复杂的系统问题，在课程体系建设过程中，各门课程独立规划，专业知识结构和内容极容易出现冗余的情况，在课程衔接中出现了断层现象，计算机专业课程中所需的系统未能达成足够的规模，这无疑成为了专业课程发展的“绊脚石”，进而阻碍了大规模系统开发的脚步。这些问题在计算机专业课程建设中是共性问题，本文就对上述问题提供理论性的解决途径和建议。

二、课程体系建设普遍存在的问题

（一）各门课程独立规划、知识冗余及衔接脱节

从现有的计算机专业人才培养体系来看，各大高校和大专院校的课程设置上大同小异，即三门核心课程（计算机组成原理、操作系统和编译技术）对应这三大技术进行设置。课程与课程之间根据技术的不同有明显的划分，以独立规划的课程为核心，授课教师决定该课程的知识体系和相关实验，这种传统的课程中心体系由来已久，似乎是课程建设默认的行为，直接导致了每个课程在授课过程中过分强调了知识的特异性和独立性[2]。这对计算机专业的人才培养和计算机专业能力的评定形成了阻碍，形成一种教学资源浪费和人才输出质量不理想的恶性循环，这也是每所高校教学系统需要正视的问题。

（二）系统开发缺乏规模

系统开发是每个计算机专业的学生必须掌握的技能，在实验训练的过程中，系统开发方面未能形成足够的规模，学校对此并未有足够的重视。在笔者看来，没有规模的系统称不上是真正的系统。学生倘若真正学习到掌握系统的构造方法，对设计权衡等原则有更深的理解，就需要足够规模的系统支持。学校在课程设置上务必要重视这个问题，专业课程不是为了完成指标而进行设置，而是为了人才建设夯实基础。

（三）难以指导大规模系统开发

造成难以指导大规模系统开发的主要原因还是在于不少专业在授课中采用分析式教学方法。以讲授CPU开发的教学为例，教师通过列举几个设计图，与对应的数据通路的构造过程展示，教师再根据教学目标讲授几条典型指令，让学生根据典型案例举一反三，构造出更多的指令。由于系统规模的限制，学生只会这几种基础的指令构造，一旦系统规模变大，学生就会很茫然，无从下手。对于大部分学生而言，学生虽然学会了基本的系统工作原理，但仍停留在入门了解的阶段。因此，分析式教学法严重阻碍了大规模系统的开发。

三、系统能力培养的技术途径

（一）“三位一体”教学目标

“三位一体”是围绕CPU、操作系统和编译器这三大块的基础教学展开的[3]。这三大基础技术是对每个计算机专业人才来说必不可少的技能，不能说是掌握，而是精通为宜，在教学课程的设置中，要求学生建立一种“系统观”，既要将这三大基础技术深刻在专业意识中，也要熟稔这三者之间相互作用的关系。在具备“系统观”之后，学生才有“系统能力”，“三位一体”的教学目标就是要求计算机专业的学生要设定一个目标，通过自身对系统的理解，开发出一个CPU、操作系统和编译器，并且具有自主性。在完成“三位一体”的教学目标过程中，学生才能够更加深刻理解这三大块的基础技术在内的计算机工作原理以及它们之间相互作用的关系，“三位一体”教学目标重在创新，这对完成大规模计算机系统开发设计和相关实验是大有裨益的，同时，也是每名高素质的计算机的专业人才必备的专业技能。

（二）“三工”教学准则

“三工”，即工业标准、工程规模和工程方法。“三工”教学准则来自于北航计算机学院历经八年的研究和实践所取得的教学成效，是以培养计算机专业的系统能力为目标，以“三工”准则作为教学定位，共同培养学生的专业素养[4]。首先工程标准的设定是通过该类事物进行大量实践，对技术的一种总结，总体体现其均衡性，同时也要对系统构成的必要因素（性能、功能和成本等）进行衡量，这些必要因素在以后的系统构建过程中是绕不开的，优质的工业标准对产业升级和产业转型起着至关重要的作用。对工程规模而言，目前院校课程设置中仅为10条左右的指令，这种工程规模恐怕难以实现更大规模或更为复杂的系统工程的构建，也会直接影响到复杂应用的正常运行。在这种尴尬的系统规模下，教学目标已经失去了本应该发挥出的作用和意义，也达不到训练的作用，是一种教学资源的浪费。对于工程方法而言，重要的环节就在于CPU开发，CPU开发在“三工”教学准则中处于核心地位，它存在的意义是降低CPU开发的复杂程度，将复杂的部分分解成子系统环节，实现系统的工程化。将CPU开发的复杂性，转移到子系统的可控范围内，这个过程可以极大降低教学难度，对学生而言也是更容易接受的教学策略，助推学生的系统能力培养。

（三）构建面向产业需求的课程体系

从素质和基础培养还是系统理解能力方面，课程的设置应当尊重自然、人文科学等基础知识，在素质教育的前提下，才有资格考虑到学生对计算机学科基础知识的掌握。尤其在编程能力方面的培养，其次是系统理解方面的培养，要求学生对所处专业的基础知识有很深刻的顿悟，这也是创新型计算机人才的基本要求，具备系统理解能力才有系统设计的能力，这是一个循序渐进的过程，不可能奢求学生在没有基础知识的前提下完成更高于要求的系统设计工作，学生需要结合所学领域对系统应用掌握更深层次的知识。上述课程体系的目标还远远不够，高素质应用型人才对于知识的拓展是有一定深度和广度的，创新能力也是现代化计算机专业的人才所应具备的素质，以期更好的实现系统分析和设计。

（四）建设面向系统能力培养的学科综合实践平台

课程体系的建设离不开学科综合实践平台的加强，实践平台的搭设要围绕共享开放、拓展性高、学科整合度高等原则，充分调动各项教学资源，搭建教学案例库，与课程体系高度匹配。对于单门课程的相关知识，仅需要建立若干个人级别的程序设计项目；小组级别的项目，需要包含模拟项目和课外科技活动在内；团队级项目主要围绕高年级学生展开，高年级学生要面临实习和就业，企业方面根据自己实际需求选择相应的人才，学科综合实践平台也满足了团队级项目的需求，同时也方便教师的科研工作，学科综合实践平台的意义在于有效提升多类型、多层次的项目实践教学体系的完善和发展。

四、总结

针对目前课程体系建设中普遍存在的问题，应当从实际出发。设定一个科学的教学目标，将冗余复杂的课程设置删繁去简，避免出现学科重叠，明确“三工”教学准则，从系统观出发，重在人才培养，充分提升学生的计算机专业应当具备的计算思维能力，搭建实践教学平台，以创新为驱动，素质教育为基础，以实际应用需求为导向，培养学生的创新能力，让学生能够站在更高的角度看待和解决系统问题，源源不断为我国输送更高质量的计算机专业人才，建立一个更加完善的教学课程体系。