摘  要：21世纪，计算机正在发生深刻变革，与之相关的新兴技术不断被研发并推入市场，如大数据，人类社会进入后PC时代，对计算机专业人才提出越来越高的要求，尤其需要计算机专业人才具备较强系统能力，这无疑加大了专业教师教育压力，有必要为了迎合时代需求及要求而变革教育模式，推出软硬件协同贯穿式育人模式势在必行。本文将深入计算机人才培养任务中，分析并提出计算机软硬件协同贯穿式育人策略，仅供参考。

关键词：计算机；软硬件；协同贯穿；人才培养；创新实践

引言

当前时代，是科技高速发展的时代，也是对人才有着严苛要求的时代，只因新兴技术与旧产业在不断融合，诞生的计算机产业成为国家的重要产业，在我国经济发展中发挥着不可小觑作用，未来依旧需要高精尖人才支撑计算机产业发展下去，这就需要教育部门加大计算机人才培养力度，实施软硬件协同贯穿式育人模式是在培育人才方面做出的大胆尝试，属于创新育人举措，科学合理落实，利于为社会发展输送计算机高端人才，这具有重要现实意义。

一、计算机软硬件协同贯穿式人才培养的现实背景

当前，计算机技术不断革新，涌现出诸多与计算机技术相关的先进技术，如大数据技术、物联网技术等，人与物理世界、信息世界正在不断交融，且交融正在呈现深层次化，特征是网络化、普世化、服务化和智能化。这也意味着，未来依旧工业发展与信息化发展相互融合的时代，只因信息技术迸发出巨大潜力，可以改造传统产业、提升管理水平、带来巨大效益，在这一关键时期，培育计算机人才迫在眉睫，尤其看重计算机人才的系统能力。

系统能力，主要指掌握计算系统基础原理原则上，可以深度开发计算机技术为核心的应用系统能力，这也是当前计算机专业学生十分欠缺的能力，若想让计算机专业学生具备这项计算能力，便需要获取计算机软硬件协同贯穿育人体系的这份支持，保障学生教可以透彻且系统了解计算机软件和硬件间的关联与具体作用，摸清底层逻辑和运行特点，为之后理解其与物理世界的交互特征、状况奠定基础。培养系统能力暴露出教育工程特征，而这个培养过程十分复杂，需要长期落实，有必要贯穿解决复杂工程问题的始终。

国内多所高校在计算机类专业育人工作中进行了诸多尝试，取得一定成果，如北京航空航天大学高小鹏引入一种工程综合方法，主要用来培养和提升学生的计算机专业系统能力;浙江大学施青松、陈文智主要通过强化计算机课程贯通教学，达到提升学生系统能力的目的。诸如这类的尝试还有很多，皆提出新颖有效的育人方法，甚至有高校对专业课程体系做了系列调整与改革，目前尚未统一培养和提升计算机专业学生系统能力的方式方法，这方面还有较长的路要走。

总之，我国在大力推进企业信息化，主要借助信息技术的强大功能带动工业发展，信息、电子装备制造等产业会逐步壮大起来，渴求更多高精尖计算机人才，除了渴求高层次的创新人才，也渴求有知识、有文化、可将先进成果转化为现实生产力的高素质技术、技能型高级人才，所以给诸多高校带去沉重育人压力和负担，面对世界各国对高素质计算机人才的渴求现状，设计与推出人才培养方案迫在眉睫，这也是计算机软硬件协同贯穿式育人模式出现的背景。

从宏观方面来看，南方发达省市和城市更渴求计算机专业学生，需要借助他们的信息化思维、知识和技能发展产业，电子产品制造业对这方面人才的需求呈现两个极端，一是具备研究、研发、创造性的人才，二是纯粹的高素质技术人才。不难看出，计算机人才的培养是大势所趋，与外在产业蓬勃发展有关，也只有提升育人成效、育人水平，才可以培育新时代人才并提升其竞争力，需要计算机软硬件协同贯穿式的育人模式进入更多高校发挥积极显著作用。

二、计算机软硬件协同贯穿式人才培养的实践举措

在计算机软硬件协同贯穿式人才培养过程中，软硬件需要重点体现并发挥关键性作用，一切育人举措都需要紧紧围绕计算机软硬件的协同，确保在人才培育过程中发挥积极作用。

1.构建计算机软硬件协同贯穿式人才培养课程体系

在采用软硬件协同贯穿式育人模式中，要率先构建对应课程体系，为育人模式的落实与推进搭建平台，确保软硬件之间实现理想化交互、交融，为学生学习与技术精进提供较大辅助力，减少学生进步阻力、开阔学生成长空间，有效提升学生理解能力、综合应用能力。

构建育人课程体系过程中，要率先在逻辑思维层次实现软硬件概念贯穿，囊括科学导论、新技术讲座、计算思维等课程，丰富课程类型、满足教学育人需求，以此为前提建立从现实世界到信息虚拟世界的思维转换，较好关联计算理论、软硬件实现（计算自动化），为之后建立计算机系统奠定坚实基础。

之后要深入人才素养完善和提升层面，全面实现软硬件贯穿，设计算法分析、系统基础等课程，程序的生成、执行和优化作为核心，陆续生成层次化结构概念，构建计算机系统整机框架，侧重软硬件的关联与协同。

重点强调一点，即"计算机系统基础"课程的重构，可以参考西方国家的经典教材"深入理解计算机系统"，或是参考国内各所院校开设的相关课程，如南京大学、北京大学、复旦大学等，从中"取经"并完成特色课程打造。这一课程需要立足软硬件的关联与协同，然后切入程序设计视角，围绕程的生成、执行有计划和有节奏地提高系统性，为之配备重难点内容，不脱离核心主题，确保学生快速理解并充分消化专业知识，包括计算机系统构成、组成方法、具体关系等，可以基于摸索、讨论、实践对计算机系统深层次结构概念有深刻认知并形成个性见解，切实搞明白软件和硬件之间的接口界面，树立计算机系统整机意识，为今后学习操作系统、体系结构等做好充足准备。

在培养核心能力过程中，要尤为重视系统能力的培养，可为此推出四门课程，分别是组成原理、接口技术、操作系统和编译原理，确保软硬件贯穿始终，通过课程实现关联与协同。课程设置则需要讲究一定策略，可将课程实施时长确立为一年半，从大二上学期开始，到大三下学期结束，选取学生宝贵学习阶段。在构建一台功能型计算机目标下，利用组成原理实验完成CPU设计，接口技术实验中支持键盘、显示器等用户接口，通过两门课程的衔接与协作完成冯诺依曼体系结构的五大部件。另外，要根据硬件的体系结构，借助相应模拟器设计一个C编译器，指定学生在编译原理实验中完成该项任务。操作系统实验于MIPS平台使用MIT的XV6系统，包含文件系统、内存管理等，依旧需要引入系统为基础的实验内容，用来反映其与操作系统之间的关联，提高对两大硬件体系结构CISC和RISC的看重程度。

嵌入式应用课程而言，以自主研发的嵌入式平台为根基展开，主要借助平台完成科研项目，平台集成现实中经常遭遇的接口电路，为今后实验创新打下铺垫。

落实设计与准备好的课程，会让学生初步具备复杂工程问题的解决能力，可额外设计学科拓展课程，集中学科优势资源并体现于教学各个环节、各项细节中，通过航空计算、网络空间安全等科研上的课题开放，切实实现软硬件的协同贯穿，利用主题创新实验拓展实验和提升学生创新能力。

2.构建计算机软硬件协同贯穿式人才培养实验实践体系

培育新时代计算机人才，除了要遵循人才培养原则，还要结合当前先进技术的发展现状做预测，结合预测结果搭建更前沿、更高端、更专业、功能更齐全的能力培养阵地，需要满足基础课程教学、实验组织和参与实验的现实需要。主要融合三类软件，分别是专业基础能力培养实验软件、工程系统能力培养实验软件和科研创新能力培养软件，让软硬件协同的虚拟实验平台投入使用，搭建"软硬结合、能实能虚"的新型实践教学体系。对该体系提出以下三项要求：

首先，专业基础能力培养实验的主体为基础类实验和专业认知，通过观察、思考、讨论和实际操作探清计算机软硬件协同工作原理，掌握程序设计、系统基础、数据结构等内容。

其次，工程系统能力培养实验以CPU指令设计为切入点，体现在操作系统、接口技术等课程中，贯穿课程始终并做重点体现，形成集合功能计算机、编译器、操作系统的能力培养链。

最后，以培养科研创新能力为主的虚拟仿真实验，要重点提升综合设计到创新研究，主题创新集中体现为三点：网络空间安全、航空计算和智能家居物联网实验平台，突出办学特色、育人亮点、彰显优势，不脱离学科教育存在。

3.构建计算机软硬件协同贯穿式、科教融合和产教结合的人才培养体系

在推进计算机软硬件协同贯穿式育人模式基础上，要进一步转变教学观念、手段，与科研成果相融的同时，切实深化科研成果向教学的转化，重新编写和制定及教材，确保教材大纲更合理、教学内容更前沿，给教学以引导、给学生以思考空间。要尽可能开设贴合前沿的代表性课程，如计算机科学与计算科学，课程体系包含12门各样课程，囊括嵌入式实验、无线通信实验，紧紧结合当前计算机领域发展现状、趋势，将先进思想融入软硬件协同中，激发学生探索与钻研专业的积极性。与此同时，要筛选更优质的软硬件结合科研项目，做适当分解、组合，重新成为学生科研项目，成为一类具有代表意义的创新活动，带给学生新鲜感，强化育人事业的勃勃生机，不妨借助这些活动培养和提升学生的合作意识、协作能力、科研水平等，教师对此做精心设计与巧妙安排。期间要做好观察、引导、总结工作，要重点梳理教育成果，要重点总结科研项目数量、类型、论文发表数量、竞赛奖励情况等。

另外，要深化高校与校外企业在计算机软硬件协同贯穿育人任务中的合作，于校内成立训练中心，可共同建立实践基地，携手设计基于课程、实践与训练为一体的育人模式，实现企业技术人才与专业教师的合作与交流，为计算机专业学生带去不同启发和帮助，通过岗位实习、专项训练等，实现学生软硬件协同贯穿，确保计算机专业学生的系统能力全面提升。

三、结语

综上我们从而得知，当前社会中的信息技术相关产业正在积极变革、蓬勃发展，渴求更多符合要求的高素质计算机人才，尤其看重计算机人才的系统能力，这往往是当前高校计算机专业学生所欠缺的素质，为此，要着手准备对学生的系统能力进行专项培养，可重点推出计算机软硬件协同贯穿式育人模式，重点体现和发挥软硬件协同对人才培养的积极作用。在此基础上，建议更多高校妥善解决传统教育中人才培养模式中的各类问题，实现育人的重大突破、革新，侧重培养创新型人才，竭尽所能搭建实践基地、构建对应课程、与企业实现深度合作，相信会取得理想育人成效。

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