随着人工智能、大数据、云计算、物联网等新技术的快速发展和广泛应用，计算系统及其应用不断呈现出新的特征，形成了嵌入式计算、移动计算、并行计算、智能计算和服务计算等多计算平台并存和融合的计算模式。处理的对象也呈现出网络化、多媒体化、大数据化和智能化需求的特征。信息技术、应用和社会正在进入智能时代。新形势下对计算机类专业人才培养的要求也随之发生了极大的变化。肩负新型计算系统设计与开发的计算机类专业人员需要具有比以往更多、更深入的系统级的设计、实现和应用能力（简称“系统能力”）。在新工科的计算机类专业教育中，系统能力培养是首当其冲的重要内容。
计算机类专业学生的系统能力核心是在掌握计算系统基本原理基础上，深入地掌握计算系统内部各软件/硬件部分的关联关系与逻辑层次，了解计算系统呈现的外部特性以及与人和物理世界的交互模式，开发构建以计算技术为核心的高效应用系统。系统能力包括系统知识和工程实践能力。系统知识是掌握计算机核心系统的工作原理、构造方法和软硬件相互协同关系，工程实践能力是用工程方法开发计算机应用系统。系统能力的培养具有突出的工程教育特征，是解决复杂工程问题的直接体现。与其他专业学生的计算机基础和应用能力相比，计算机类专业学生应突出强调计算机系统能力的培养，系统设计、应用和创新能力必须得到强化与提升。
目前，国内高校计算机类专业教学对系统能力培养的研究改革和重视程度不够，因而培养的学生在系统能力方面存在一些问题，不能满足社会、学科技术发展和用人单位的要求。首先，不能很好地建立计算机系统完整概念，缺乏系统观，对于系统层面问题的解决无法胜任；第二，对于计算机系统的核心内容掌握不够，大部分学生难以胜任复杂的涉及到软/硬件协同设计的任务；第三，由于没有很好地建立课程之间内容的关联，使得学生综合分析、设计和应用能力也较差；第四，系统性的综合实践环节的缺乏，学生系统实践动手能力较差。
本项目的工作目标是改造升级一批高等学校传统计算机类专业，加强新工科计算机类专业系统能力培养，推动高新技术与计算机类专业的知识、能力、素质要求深度融合，探索计算机类专业改造升级的实施路径，提高学生适应新经济发展的整体素质和能力。
本项目主要研究内容包括：
1. 研究分析新经济对计算机类专业人才培养提出的知识、能力和素质新要求，研究新工科计算机类专业系统能力培养方式、培养方案、新的知识框架及内容；研究新工科计算机类专业系统能力培养水平的评价标准；
2. 与上述培养方案对应的系统能力培养分类分层次新的课程体系及课程的主要内容。包括已有课程内容的更新和新课程的设立；
3. 与上述培养方案对应的系统能力培养分类分层次实践教学体系，包括各个课程的实践环节以及综合课程设计等内容；基于RISC的系统能力培养分类分层次实验环境及内容，包括基于MIPS的深入内容和基于ARM的新平台内容；
4. 组织编写和出版系统能力培养系列教材，主要侧重在对应新工科课程体系的核心和专业拓展2个层次的课程教材建设上；撰写和发表与本项目相关的教学研究论文；
5. 发挥好示范和带头高校的作用，在新工科知识结构和课程体系框架下深入研究探讨教学示范工作；
6. 进一步推动系统能力培养试点校的工作，继续征集试点学校，并帮助试点学校按照自定的试点目标和规划的教学改革内容来推进试点工作并总结提高。组织进行省或者跨省范围的区域性试点学校的指导、交流、研讨，更深入地展开试点工作；指导他们立足各自学校的特色，培养出有不同领域特点和优势的学生；
7. 系统能力培养工作在全国不同类型及层次高校的较大范围的推广和应用，全面提高学生的在系统级的理论和实践能力；
8. 举办各种类型和层次的全国高校系统能力培养研讨和交流大会，针对计算机类专业新工科建设重点和共性问题研究探讨，取得经验，扎实推进；
9. 举办系统能力教师培训班、导教班，提升新工科计算机类专业系统能力相关课程的师资水平，有力地促进系统能力培养的教师队伍建设；举办全国高校系统能力竞赛，进一步调动教师和学生的积极性，提高竞赛水平，以赛促学，以赛促教；
10. 提供校企合作的平台和联合研究，企业通过发布项目、提供需求、提供实践环境和内容等方式推动高校的系统能力培养工作取得实质性成果。
下载 1-新工科计算机类专业系统能力培养的改革与实践（王志英）.pdf