實(shí)踐求真育英才(續(xù))
——談?dòng)?jì)算機(jī)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)

周興銘

(國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410072)

2.2.2 因應(yīng)網(wǎng)絡(luò)空間發(fā)展形勢(shì)，積極規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)安全能力培養(yǎng)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)迄今已在全社會(huì)廣泛普及，沒有網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)代社會(huì)將無法運(yùn)轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)上病毒感染、木馬植入、私密信息泄漏等安全事件層出不窮，也讓人們意識(shí)到網(wǎng)絡(luò)空間安全的嚴(yán)峻形勢(shì)。加強(qiáng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)信息安全的實(shí)踐能力已成為計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)關(guān)注的新焦點(diǎn)，這不僅僅是信息技術(shù)學(xué)科乃至工科大學(xué)生專業(yè)素質(zhì)與能力訓(xùn)練與時(shí)俱進(jìn)的需要，更是建設(shè)信息化軍隊(duì)的需要。

2012年，信息安全專業(yè)納入軍隊(duì)招生計(jì)劃，標(biāo)志著我校網(wǎng)絡(luò)信息安全人才培養(yǎng)進(jìn)入新的發(fā)展階段。在專業(yè)建設(shè)上，實(shí)驗(yàn)室對(duì)照網(wǎng)絡(luò)空間安全人才專業(yè)能力的定位，構(gòu)建了綜合化的網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)平臺(tái)涵蓋網(wǎng)絡(luò)預(yù)警、安全態(tài)勢(shì)感知、入侵檢測(cè)到災(zāi)難恢復(fù)與評(píng)估等方面，并推出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)大綱與講義。

面對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)突飛猛進(jìn)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，學(xué)院繼續(xù)貫徹網(wǎng)絡(luò)硬件、軟件并重的人才培養(yǎng)理念。在網(wǎng)絡(luò)工程科研平臺(tái)上進(jìn)行拓展、充實(shí)和改造，多層次開展本科生網(wǎng)絡(luò)與信息安全方向?qū)嶒?yàn)教學(xué)。例如，在開展下一代互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主研制了可編程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)—NetMagic(圖4)。該平臺(tái)通過自定義網(wǎng)絡(luò)功能單元、接口和通信協(xié)議，可使學(xué)生全面了解和熟悉網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備硬件、軟件的設(shè)計(jì)，首先滿足網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)和驗(yàn)證等實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步可支持對(duì)網(wǎng)絡(luò)擁塞控制、服務(wù)質(zhì)量等關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)機(jī)制的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。該平臺(tái)在ACM SIGCOMM’11國(guó)際會(huì)議上獲得了大會(huì)主席A. Chesnais教授的高度評(píng)價(jià)并已推廣到香港理工大學(xué)、清華大學(xué)等高校。

圖4 課題組向國(guó)際知名專家介紹自研NetMagic網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

針對(duì)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室正在以微型化的天河機(jī)為服務(wù)器搭建一個(gè)云計(jì)算平臺(tái)，以“天河陽光”硬件綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為終端、配置各種傳感器使學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)在天河機(jī)上開展物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。隨著互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，同時(shí)在線人數(shù)達(dá)到百萬甚至千萬級(jí)，管理上百TB數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)集群系統(tǒng)開始浮出水面，應(yīng)該看到高校暫時(shí)還不具備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件，但可以通過教育部卓越工程師計(jì)劃，與企事業(yè)單位合作共建的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，培養(yǎng)學(xué)生深入內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、負(fù)載均衡、海量數(shù)據(jù)挖掘等一線開展實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新實(shí)踐，在工程實(shí)戰(zhàn)中鍛煉學(xué)生的能力，進(jìn)而滿足社會(huì)對(duì)人才能力的需要。

3 先進(jìn)的條件環(huán)境是實(shí)踐能力培養(yǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)

3.1 引入先進(jìn)IT技術(shù)，加快實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)代化建設(shè)

“工欲善其事，必先利其器”。培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)的人才首先需要建設(shè)一流的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。

(1) 必須使實(shí)驗(yàn)室設(shè)備能夠得到及時(shí)更新。近些年來，國(guó)家和軍隊(duì)對(duì)教育投資的力度不斷加大，而IT設(shè)備器材的價(jià)格一直呈現(xiàn)快速下降通道，為實(shí)驗(yàn)環(huán)境的更新?lián)Q代提供了良好的條件。

(2) 隨著云計(jì)算技術(shù)的成熟，積極推行瘦客戶機(jī)/服務(wù)器的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

實(shí)驗(yàn)室過去多采用的網(wǎng)絡(luò)同傳、硬盤還原方式進(jìn)行日常維護(hù)與管理。當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)上安裝的軟件越來越多，軟件運(yùn)行時(shí)所占用的系統(tǒng)資源越來越大時(shí)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境性能急劇下降的問題便突顯出來。相比之下，瘦客戶機(jī)/服務(wù)器模式更廉價(jià)、更安全、更易于管理。每一臺(tái)終端機(jī)使用的軟件和數(shù)據(jù)均保存在服務(wù)器上，學(xué)生通過瘦客戶機(jī)遠(yuǎn)程運(yùn)行軟件、數(shù)據(jù)訪問，較好地解決軟硬件升級(jí)、軟件許可等困擾實(shí)驗(yàn)室發(fā)展與設(shè)施更新多年的問題，可最大限度地節(jié)省各種費(fèi)用。

(3) 在實(shí)驗(yàn)室管理方面，若管理工作停留在簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)表格填寫處理，不能充分利用網(wǎng)絡(luò)化的強(qiáng)大能力、提供具有翔實(shí)而有說服力的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，那么實(shí)驗(yàn)室服務(wù)能力是令人置疑的。隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，教師們應(yīng)該充分意識(shí)到云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)給實(shí)驗(yàn)室管理帶來的新氣象。這些年來，學(xué)院實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)從簡(jiǎn)單的信息化過渡到網(wǎng)絡(luò)化、智能化的管理平臺(tái)，開始實(shí)現(xiàn)嘗試無人值守實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)室管理的云服務(wù)技術(shù)。智能化的云服務(wù)不僅僅是體現(xiàn)在實(shí)踐教學(xué)本身，同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)室管理能力螺旋上升的必然趨勢(shì)，基于實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行數(shù)據(jù)挖掘下的決策與管理代表著未來實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要方向。

3.2 整合優(yōu)勢(shì)資源，打造優(yōu)良的科技創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)境

IT新技術(shù)的推廣與應(yīng)用，為計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。優(yōu)良的科技創(chuàng)新實(shí)踐條件，可有效支撐從理論設(shè)計(jì)到實(shí)際驗(yàn)證的跨越，成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的必要條件。

計(jì)算機(jī)學(xué)院將優(yōu)勢(shì)科研資源與實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源進(jìn)行有效整合，使學(xué)生一方面可以共享使用科研環(huán)境中各類性能先進(jìn)、種類齊全的精密儀器設(shè)備；另一方面，通過將科研成果部署在教學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，化為實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生可以快速接觸和學(xué)習(xí)前沿技術(shù)。同時(shí)，為了找準(zhǔn)人才需求定位，通過與部隊(duì)及地方單位共建實(shí)習(xí)/實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)現(xiàn)辦學(xué)資源的整合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。更重要的是通過現(xiàn)場(chǎng)與工程師的交談，通過應(yīng)用需求的親身了解，注重專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用，強(qiáng)化實(shí)踐能力的導(dǎo)向性，熟悉項(xiàng)目規(guī)劃與決策。

創(chuàng)造條件讓學(xué)生投入到社會(huì)化的實(shí)踐活動(dòng)，還有一個(gè)重要的作用，就是使學(xué)生明白作為“社會(huì)人”所應(yīng)具備的道德與職責(zé)，學(xué)會(huì)與別人相處，學(xué)會(huì)被領(lǐng)導(dǎo)和領(lǐng)導(dǎo)。

4 專業(yè)化的教師團(tuán)隊(duì)是高水平實(shí)踐教學(xué)的保障

“師者，所以傳道受業(yè)解惑也”。培養(yǎng)學(xué)生是高校中心工作，也是教師最根本的任務(wù)。在實(shí)踐環(huán)節(jié)，建立一支專業(yè)化的教師團(tuán)隊(duì)對(duì)于提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的作用同樣十分重要。

在教學(xué)團(tuán)隊(duì)中，我們很早就建立一個(gè)專門負(fù)責(zé)教學(xué)實(shí)驗(yàn)保障的小組，以后隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大，逐漸引入研究生充當(dāng)助教?；仡櫸覀兊臍v程，科研工程經(jīng)驗(yàn)豐富的教師轉(zhuǎn)入教學(xué)一線，很快便能贏得學(xué)生的喜歡，因?yàn)樗麄兊氖谡n充滿了活生生的科研案例，在實(shí)驗(yàn)課題設(shè)計(jì)與評(píng)估中往往能給予學(xué)生非常中肯的意見與獨(dú)到的見解。

除了課程實(shí)驗(yàn)的充實(shí)和優(yōu)化，實(shí)踐能力培養(yǎng)的一個(gè)重要領(lǐng)域便是課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，這也是學(xué)院發(fā)揮學(xué)科整體優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才的著力之處。計(jì)算機(jī)學(xué)院也明確研究所同時(shí)應(yīng)肩負(fù)有人才培養(yǎng)的任務(wù)，并制定明確的目標(biāo)，從業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)與職稱晉升中予以明確。本科生一般從大二開始便在教師帶領(lǐng)下，組成各種興趣小組，包括信息安全、程序設(shè)計(jì)、超級(jí)計(jì)算、數(shù)模競(jìng)賽等興趣小組，參加的學(xué)員占總數(shù)的一半以上。指導(dǎo)教師一部分來自教學(xué)系，還有相當(dāng)一部分來自研究所以及國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。教師通過指導(dǎo)學(xué)生小組選擇課題，申請(qǐng)各級(jí)創(chuàng)新實(shí)踐基金或創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，參加學(xué)校級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí)乃至國(guó)際上的學(xué)科競(jìng)賽。以競(jìng)賽活動(dòng)融會(huì)貫通所學(xué)知識(shí)，熟悉和掌握科研實(shí)踐的方法、手段，體會(huì)到科研實(shí)踐的艱辛和成功的快樂。近些年，學(xué)生們獲得了數(shù)十項(xiàng)國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，數(shù)十隊(duì)次獲得國(guó)際級(jí)、國(guó)家級(jí)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)(圖5)，充分證明了學(xué)生的才華和創(chuàng)新潛力。實(shí)際上，教師率領(lǐng)學(xué)生組隊(duì)赴國(guó)內(nèi)外參加競(jìng)賽本身也鍛煉了學(xué)生的自我管理與團(tuán)隊(duì)協(xié)作、語言和文字表達(dá)、溝通與社交乃至外語運(yùn)用等素質(zhì)和能力，這些素質(zhì)和能力恰恰也是實(shí)踐能力中不可或缺的組成部分。

在國(guó)家教育部質(zhì)量工程的推動(dòng)下，實(shí)踐教學(xué)的地位有明顯改變。對(duì)于國(guó)家和軍隊(duì)人才的旺盛需求而言，學(xué)校還需要做更多的工作。作為管理機(jī)構(gòu)，應(yīng)鼓勵(lì)高水平教師參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去。

圖5 本科生在國(guó)際大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽中屢獲佳績(jī)

(1) 從政策上要改變?cè)袑?shí)驗(yàn)教師低人一等的局面，使高水平教師安心實(shí)驗(yàn)教學(xué)。近年來，學(xué)校為吸引和鼓勵(lì)更多高水平人才全身心參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，制定了多項(xiàng)傾斜政策。對(duì)實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍實(shí)行兩個(gè)單列的政策，即技術(shù)職務(wù)評(píng)聘數(shù)量和條件單列，教學(xué)崗位聘任數(shù)量和條件單列；鼓勵(lì)開展實(shí)驗(yàn)教改研究，在申報(bào)教改課題時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員傾斜，對(duì)取得的教學(xué)研究成果在參加教學(xué)成果獎(jiǎng)評(píng)選時(shí)予以支持。

(2) 在人才交流政策方面予以傾斜，安排實(shí)驗(yàn)室教學(xué)骨干出國(guó)深造、參加國(guó)內(nèi)外教學(xué)研討會(huì)，開闊視野。以教育部“卓越工程師計(jì)劃”為先鋒，建立大學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，持續(xù)推動(dòng)校企合作，鼓勵(lì)教師與企業(yè)合作開展工程項(xiàng)目等方式，增強(qiáng)教師們對(duì)于前沿信息技術(shù)的掌握。

4 結(jié) 語

高素質(zhì)專業(yè)人才的培養(yǎng)宏觀上需要有更科學(xué)的管理體制、更先進(jìn)的運(yùn)行機(jī)制，保障實(shí)踐教學(xué)改革措施能夠落實(shí)到實(shí)處，同時(shí)應(yīng)配套改革實(shí)踐教學(xué)人員的績(jī)效評(píng)估機(jī)制，使成功的措施能夠固化下來成為制度，從而為人才培養(yǎng)質(zhì)量提供長(zhǎng)久保證。

眾所周知，一個(gè)高水平的學(xué)者不一定能成為一個(gè)高水平的教師。實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)工作需要教師既有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，又能夠長(zhǎng)期保持熱情和時(shí)間精力上的投入。如何從機(jī)制上用好指揮棒，充分調(diào)動(dòng)教師實(shí)踐教學(xué)上的積極性，營(yíng)造一支穩(wěn)定的、受學(xué)生愛戴的實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)，值得我們認(rèn)真思考。

每一個(gè)學(xué)生的天賦不同，能力潛質(zhì)上也有區(qū)別，創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)不可能整齊劃一去培養(yǎng)。一方面，通過大學(xué)教育，使學(xué)生獲得必要、共同的實(shí)踐能力訓(xùn)練，使之具備該專業(yè)的基本能力。更重要的是，營(yíng)造尊重創(chuàng)造、寬松和諧的氛圍，讓學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中了解自己

的特長(zhǎng)和個(gè)性，發(fā)揮自己的潛質(zhì)和創(chuàng)造性。大學(xué)不是職業(yè)技能培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，不必過分關(guān)注于就業(yè)崗位的第一技能。相反，應(yīng)通過有意識(shí)的培養(yǎng)和訓(xùn)練，使學(xué)生具有自適應(yīng)性，也就是自我學(xué)習(xí)的能力。只有具備了自我學(xué)習(xí)能力才能使學(xué)生適應(yīng)未來客觀條件、需求與環(huán)境的改變。

最后，關(guān)于人才的團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)溝通能力，逐漸引起社會(huì)和教育界的重視。在課堂上書本知識(shí)的學(xué)習(xí)難以培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神。只有在實(shí)踐中，以問題求解作驅(qū)動(dòng)，以團(tuán)隊(duì)成員的分工合作來體驗(yàn)感受團(tuán)隊(duì)攻關(guān)的價(jià)值與樂趣，自覺扮演好團(tuán)隊(duì)的角色，通力合作直至問題的最終解決。

“十年樹木，百年樹人”。實(shí)踐乃育人之本，然而育人又是一個(gè)長(zhǎng)期的、艱巨的工作。需要我們站在更高的境界，具備更廣闊的視野，營(yíng)造更先進(jìn)的育人環(huán)境，創(chuàng)造更有競(jìng)爭(zhēng)性的氛圍，未來的路還很長(zhǎng)。

(全文完)