從“中興事件”看研考計(jì)算機(jī)學(xué)科“系統(tǒng)能力”的考查

李 騏 袁春風(fēng) 陳朔鷹

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從“中興事件”看研考計(jì)算機(jī)學(xué)科“系統(tǒng)能力”的考查

李 騏 袁春風(fēng) 陳朔鷹

中興公司被美國實(shí)施制裁事件反映了我國計(jì)算機(jī)核心技術(shù)與世界先進(jìn)水平的巨大差距。人才培養(yǎng)是科技進(jìn)步的基礎(chǔ)，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的系統(tǒng)能力培養(yǎng)，是提升我國信息產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新人才水平的必由之路。盡管在研究生招生考試計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)科聯(lián)考中采取多種方式在試題中貫徹系統(tǒng)能力考查的思想，但歷年的考后數(shù)據(jù)顯示計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教學(xué)中還存在著各種問題。要繼續(xù)在研究生考試中堅(jiān)持和推廣系統(tǒng)能力的考查，配合高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)改革，逐漸扭轉(zhuǎn)計(jì)算機(jī)核心技術(shù)人才培養(yǎng)不足的局面。

中興事件；研究生招生考試，計(jì)算機(jī)專業(yè)；系統(tǒng)能力

2017年4月，美國以違反對(duì)伊朗實(shí)施禁運(yùn)的法令為由，宣布制裁中國中興通訊股份有限公司（以下簡稱“中興公司”），禁止美國企業(yè)在七年內(nèi)與中興公司進(jìn)行任何商業(yè)來往（這一事件以下簡稱“中興事件”）。中興公司作為世界知名的通訊設(shè)備供應(yīng)商，所需芯片高度依賴美國企業(yè)，美國的芯片禁運(yùn)可能使中興公司面臨“無米之炊”的窘境。此次“中興事件”引起了社會(huì)各界的巨大反響，人們看到我國在以芯片制造為代表的核心集成電路技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方面，與世界先進(jìn)水平還存在巨大的差距。人才培養(yǎng)是一切科技進(jìn)步的基礎(chǔ)，“中興事件”從一個(gè)側(cè)面真實(shí)反映了我國計(jì)算機(jī)專業(yè)高等教育的現(xiàn)狀，即還沒有規(guī)?；囵B(yǎng)出能夠深入理解并掌握以CPU和操作系統(tǒng)為代表的計(jì)算機(jī)核心技術(shù)的人才[1]。改革我國計(jì)算機(jī)專業(yè)高等教育模式，培養(yǎng)適應(yīng)我國信息產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新的高素質(zhì)人才是一項(xiàng)復(fù)雜工程，而全方位加強(qiáng)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力的培養(yǎng)則是其中的一條“必由之路”。

“系統(tǒng)能力”是指能夠自覺運(yùn)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)，理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體性、關(guān)聯(lián)性、層次性、動(dòng)態(tài)性和開放性，并用系統(tǒng)化方法，掌握計(jì)算機(jī)軟、硬件協(xié)同工作及相互作用機(jī)制的能力。近年來，教育部計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)以及清華大學(xué)、南京大學(xué)等高校在推動(dòng)面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的教學(xué)改革方面進(jìn)行了一系列的研究和實(shí)踐[1-4]，取得了一定的成果。全國碩士研究生招生考試計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科聯(lián)考（以下簡稱“研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考”）作為我國計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域最高層次的全國性統(tǒng)一考試，其目的是科學(xué)地考查計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和能力，為高等學(xué)校和科研院所選拔合格的碩士研究生，同時(shí)也承擔(dān)診斷和引導(dǎo)全國計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教學(xué)的任務(wù)。在研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考中堅(jiān)持貫徹系統(tǒng)能力考查的思想，能夠很好地配合和推進(jìn)國內(nèi)高校計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系、教學(xué)思想和培養(yǎng)模式的改革，改善我國在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)領(lǐng)域創(chuàng)新型人才培養(yǎng)不足的問題。

一、為什么要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)學(xué)科系統(tǒng)能力的培養(yǎng)

從1946年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC誕生到現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)已經(jīng)從最初的電子管、晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代發(fā)展到當(dāng)前以多核處理器、嵌入式設(shè)備和云計(jì)算技術(shù)為代表的后PC機(jī)時(shí)代，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能越來越強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)作為一個(gè)學(xué)科門類，其主要研究內(nèi)容就是將復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)抽象成不同的功能層次，通過認(rèn)知各個(gè)抽象層次的工作原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，培養(yǎng)能夠在不同層次進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)、研發(fā)和應(yīng)用工作的專業(yè)化人才。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抽象層次模型如圖1所示[4]。

圖1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抽象層次模型

分層思想是認(rèn)知和學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本方法，也決定了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的使用者及其工作內(nèi)容的分類。所有計(jì)算機(jī)的使用者可以分為最終用戶、系統(tǒng)管理員、應(yīng)用程序員、系統(tǒng)程序員和系統(tǒng)設(shè)計(jì)者。最終用戶使用計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行日常的工作和學(xué)習(xí)；系統(tǒng)管理員為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行軟硬件的安裝、設(shè)置和維護(hù)等管理工作；應(yīng)用程序員將現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用問題通過算法設(shè)計(jì)成可解決的方案，再使用高級(jí)語言將方案編寫成具體的應(yīng)用程序或軟件；系統(tǒng)程序員熟悉底層硬件設(shè)備和指令集結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)編寫供應(yīng)用程序員和系統(tǒng)管理員使用的系統(tǒng)軟件；系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的任務(wù)是進(jìn)行芯片、集成電路以及計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的研究和設(shè)計(jì)。顯然，計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)的對(duì)象包括了系統(tǒng)管理員、應(yīng)用程序員、系統(tǒng)程序員和一部分系統(tǒng)設(shè)計(jì)者。無論是哪個(gè)層面的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才，都應(yīng)該對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有深刻的理解，能夠站在整個(gè)系統(tǒng)的高度考慮和解決應(yīng)用問題；合理劃分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各部分的功能，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整體性能進(jìn)行分析和優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上經(jīng)過進(jìn)一步的專業(yè)學(xué)習(xí)，使自己具備CPU、操作系統(tǒng)軟件以及計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和研發(fā)能力。

近年來，以電子商務(wù)、移動(dòng)支付等為代表的新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，繁榮的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)催生了對(duì)各類應(yīng)用程序員的巨大市場需求，而我們的高校在培養(yǎng)合格應(yīng)用程序員和系統(tǒng)管理員方面也取得了顯著的成果，每年大量的計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生進(jìn)入到各類互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，薪資待遇遠(yuǎn)超大多數(shù)其他專業(yè)的畢業(yè)生。這種人才供需兩旺的現(xiàn)象在一定程度上掩蓋了高校計(jì)算機(jī)專業(yè)在更高層次的系統(tǒng)程序員和系統(tǒng)設(shè)計(jì)者培養(yǎng)方面的不足，計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科生甚至研究生都不具備開發(fā)符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的CPU、操作系統(tǒng)以及編譯器的能力，專業(yè)人才的缺失直接制約了我國芯片制造、操作系統(tǒng)等計(jì)算機(jī)核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

二、如何在研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能力的考查

從2009年開始，研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考實(shí)行全國統(tǒng)考，作為一項(xiàng)面向全國的選拔性考試，由于研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考受到紙筆考試形式、試卷容量和答題時(shí)間有限、需兼顧各層次高校教學(xué)實(shí)際情況等多方面的限制，因此要通過一張?jiān)嚲砜疾楹蛥^(qū)分考生的系統(tǒng)能力水平，需要圍繞以下幾個(gè)方面進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。

1.以性能和效率為核心，強(qiáng)調(diào)找到解決問題的“最優(yōu)解”

計(jì)算機(jī)科學(xué)的核心任務(wù)和發(fā)展動(dòng)力就是追求在解決實(shí)際問題的過程中，能夠以最快的速度，最少的消耗獲得更好的性能。因此，在設(shè)計(jì)編寫程序時(shí)是否能從性能和效率最優(yōu)化的角度去考慮問題，是衡量計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生專業(yè)素養(yǎng)的重要標(biāo)準(zhǔn)。研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)的試題最能體現(xiàn)“性能和效率最優(yōu)”的思想，要求考生不僅能夠設(shè)計(jì)解決特定問題的算法或程序，還要求這些算法或程序“盡可能地高效”。在每年的試卷中，都會(huì)設(shè)置一道有關(guān)算法設(shè)計(jì)的綜合應(yīng)用題，其基本模式為：給定某個(gè)應(yīng)用問題，要求考生運(yùn)用相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)寫出解決該問題的算法思想，并使用某種高級(jí)程序語言將算法實(shí)現(xiàn)，最后要指出所設(shè)計(jì)算法的空間或時(shí)間復(fù)雜度。這道試題考查學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，而是否能編寫性能最好的程序是區(qū)分考生能力水平的主要指標(biāo)。這類試題的參考答案會(huì)列舉出符合題目要求的各種算法思想及其實(shí)現(xiàn)程序，并且按照算法不同的時(shí)間或空間復(fù)雜度給出得分，考生設(shè)計(jì)的算法和程序性能越好，對(duì)應(yīng)的得分也越高。在心理測量理論中，用區(qū)分度（D）指標(biāo)描述測試題目對(duì)心理測量對(duì)象能力區(qū)分的有效性，取值范圍是-1~+1，值越大說明區(qū)分效果越好，通常認(rèn)為區(qū)分度在0.4以上的試題即是“非常優(yōu)良”的試題。根據(jù)考后數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考的統(tǒng)考試題從2011~2017年共7道算法設(shè)計(jì)綜合題的區(qū)分度如表1所示，區(qū)分度均在0.5以上，說明能夠很好地區(qū)分不同能力水平的考生。

表1 2011~2017年研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考統(tǒng)考試題中算法設(shè)計(jì)綜合題的區(qū)分度

2.強(qiáng)調(diào)從硬件的角度出發(fā)設(shè)計(jì)和調(diào)試計(jì)算機(jī)程序

用高級(jí)語言編寫的計(jì)算機(jī)程序，無論有多么復(fù)雜，最終都要通過編譯器轉(zhuǎn)換成能夠被計(jì)算機(jī)硬件識(shí)別的機(jī)器指令，操控各種器件完成二進(jìn)制的加減乘除以及邏輯運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。目前在高校計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教學(xué)中，普遍存在“重軟件，輕硬件”的現(xiàn)象。一方面，很多學(xué)生對(duì)于掌握各種新型編程語言和軟件工具更加感興趣，追求以最快的速度來開發(fā)應(yīng)用軟件，覺得學(xué)習(xí)枯燥抽象的計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)是浪費(fèi)時(shí)間；另一方面，很多高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的硬件課程教學(xué)卻仍然沿用傳統(tǒng)的教學(xué)理念，教學(xué)內(nèi)容還停留在計(jì)算機(jī)硬件的基本構(gòu)成和基本原理層面，沒有將底層硬件知識(shí)與程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效銜接，使得學(xué)生不能建立計(jì)算機(jī)軟硬系統(tǒng)的整體概念，開發(fā)設(shè)計(jì)程序不考慮與硬件的協(xié)同配合。針對(duì)這種情況，在研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考中計(jì)算機(jī)組成原理相關(guān)試題的設(shè)計(jì)就徹底摒棄了“某硬件的結(jié)構(gòu)是什么？”“某設(shè)備的工作原理是什么？”等傳統(tǒng)命題模式，而是通過給定一段小程序，根據(jù)程序?qū)?yīng)的指令序列在執(zhí)行過程中涉及的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行提問，考查學(xué)生站在硬件的角度設(shè)計(jì)和調(diào)試計(jì)算機(jī)程序的能力。考生要正確回答這類試題，必須要熟悉計(jì)算機(jī)程序從編譯到運(yùn)行過程中與硬件相結(jié)合的實(shí)際過程，而系統(tǒng)性地進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練是理解軟硬件協(xié)同工作最有效的手段，試題中的這種命題模式可以在一定程度上引導(dǎo)或促進(jìn)高校重視和加強(qiáng)相關(guān)硬件實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)。

3.以真實(shí)運(yùn)行場景作為題干，考查考生對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理過程的掌握

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)作為一門典型的工科學(xué)科，在考試命題中必須要突出其應(yīng)用性和工程性的特點(diǎn)。盡管受到紙筆考試形式本身的限制，無法直接將真實(shí)的計(jì)算機(jī)環(huán)境設(shè)計(jì)到紙質(zhì)試卷中來，研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考試題仍然可以通過對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行場景進(jìn)行模擬和抽象，作為試題題干進(jìn)行問題設(shè)置，考查考生對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理過程的理解和掌握。例如，對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)部分，每年的試卷中都要設(shè)置一道綜合應(yīng)用題，其題干場景就是模擬一個(gè)實(shí)際運(yùn)行的局域網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)中的用戶可以實(shí)現(xiàn)收發(fā)電子郵件、瀏覽網(wǎng)頁等各種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)功能。這類試題要求考生根據(jù)題干中的要求，完成相應(yīng)的配置、設(shè)計(jì)和操作，從而保證用戶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)?？忌卮疬@類試題，僅僅知道各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的功能和機(jī)制是不夠的，必須要熟悉網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的作用下實(shí)際的處理過程。

4.融合不同子學(xué)科的內(nèi)容設(shè)計(jì)試題，考查考生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用

研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考試題包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等四部分內(nèi)容，其中每一部分都是計(jì)算機(jī)專業(yè)本科階段的一門獨(dú)立課程，從完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)角度看，這四部分內(nèi)容之間又是緊密聯(lián)系的。比如，操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中大量使用了各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型和算法思想，而計(jì)算機(jī)的運(yùn)行則需要各種硬件設(shè)備與操作系統(tǒng)的協(xié)同工作，等等。因此，研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考統(tǒng)考試題在命題中不再拘泥于機(jī)械地按照某一子學(xué)科的內(nèi)容來設(shè)計(jì)，而是根據(jù)計(jì)算機(jī)的實(shí)際工作原理，在一道試題中融合不同子學(xué)科的知識(shí)，考查考生站在系統(tǒng)的高度，綜合理解和運(yùn)用計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)解決問題的能力。例如，2014年的第42、43題都是將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)兩部分的知識(shí)內(nèi)容聯(lián)合設(shè)講成一道試題，考查數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中“圖”的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)路由器中的應(yīng)用；2017年的第43題、44題和45題也都是分別將計(jì)算機(jī)組成原理與操作系統(tǒng)兩部分的內(nèi)容聯(lián)合設(shè)計(jì)成一道試題，考查操作系統(tǒng)中的存儲(chǔ)管理和進(jìn)程管理機(jī)制如何在硬件機(jī)器指令執(zhí)行過程中發(fā)揮作用。通過這種命題和考查方式，能夠引導(dǎo)學(xué)生在平時(shí)的專業(yè)課學(xué)習(xí)過程中，將不同學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行融會(huì)貫通，有助于更加深入地理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜工作原理。

三、歷年研考后數(shù)據(jù)分析揭示的問題

通過對(duì)研考后試卷進(jìn)行測量學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，可以反映被測試群體對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握情況，從而進(jìn)一步監(jiān)測和診斷教育教學(xué)水平。近年來研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考統(tǒng)考試題的考后數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果主要呈現(xiàn)出以下幾方面的特點(diǎn)。

1.試卷得分率較低，計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教學(xué)總體水平有待加強(qiáng)

在教育測量學(xué)中，試卷得分率是指樣本平均得分與試卷總分?jǐn)?shù)的比值，主要反映被測群體總體的答題情況。得分率越高，說明答題情況越好，試卷越容易；得分率越低，說明答題情況越差，試卷越難。近七年來的研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考統(tǒng)考試卷的得分率如表2所示。

表2 2011~2017年研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考統(tǒng)考試卷得分率

由表2可知，研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考的統(tǒng)考試卷得分率多年來保持相對(duì)穩(wěn)定，基本位在0.4~0.5區(qū)間。與其他21門研考全國統(tǒng)考試題相比，除了2011年的心理學(xué)、法律碩士專業(yè)基礎(chǔ)兩門課程的得分率要低于計(jì)算機(jī)學(xué)科的外，其余各年度計(jì)算機(jī)學(xué)科都是得分率最低的試卷，成了研考中最難考的統(tǒng)考科目。真的是研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考統(tǒng)考試題太難嗎？研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考的考試大綱中規(guī)定了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等4門專業(yè)基礎(chǔ)課的基本概念、基本原理和基本方法，是各高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)的核心內(nèi)容，涉及約247個(gè)知識(shí)點(diǎn)。而每年統(tǒng)考試卷中出現(xiàn)的知識(shí)點(diǎn)大約在90~100個(gè)左右，并且均不涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算和大段落的程序編寫，只要學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)最基礎(chǔ)、最核心的知識(shí)能夠真正理解并且靈活運(yùn)用，就可以順利地解答大部分試題。出現(xiàn)連續(xù)多年研考計(jì)算機(jī)學(xué)科統(tǒng)考試卷得分率低于0.5的情況，說明學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)較差，對(duì)于一些基本概念和基本原理認(rèn)識(shí)和理解不到位，一定程度上反映了在本科教學(xué)中教師對(duì)一些基本概念和原理沒有講清講透；學(xué)生分析問題能力較差，遇到問題只會(huì)照搬公式套概念，而不會(huì)融會(huì)貫通地靈活運(yùn)用，也透視了在教學(xué)過程中，教師沒有很好地將基本概念和基本原理與實(shí)際問題結(jié)合起來進(jìn)行講解，缺乏對(duì)學(xué)生分析具體問題能力的訓(xùn)練。

2.計(jì)算機(jī)組成原理部分試題得分率偏低，硬件類課程教學(xué)中的問題突出

2011~2018年研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考統(tǒng)考試題各部分得分率如表3所示。

表3 2011~2018年研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考統(tǒng)考試題各部分得分率

由表3可見，在歷年的試卷中，計(jì)算機(jī)組成原理部分的得分率都是最低的。計(jì)算機(jī)組成原理是介紹計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成、邏輯功能和運(yùn)行機(jī)制的計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程，是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生建立系統(tǒng)觀念必不可少的部分。同時(shí)，計(jì)算機(jī)組成原理也是芯片及集成電路技術(shù)的理論基礎(chǔ)，對(duì)這一領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展起著極其重要的作用。從考后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，考生對(duì)于計(jì)算機(jī)組成原理課程，無論是基礎(chǔ)知識(shí)的掌握還是基本能力的訓(xùn)練，都存在明顯的不足。因?yàn)橄啾扔跀?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程，計(jì)算機(jī)組成原理的教學(xué)效果更加依靠實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，只有學(xué)生親自動(dòng)手搭建和調(diào)試各種計(jì)算機(jī)設(shè)備，才能真正理解計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)部的工作原理和流程，從而建立計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)協(xié)同工作的完整概念。目前，在以計(jì)算機(jī)組成原理為代表的高校硬件類課程教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)存在實(shí)驗(yàn)教材缺失、實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過時(shí)等諸多問題，缺乏能夠貫穿整個(gè)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。學(xué)生學(xué)完書本知識(shí)后，沒有辦法通過做實(shí)驗(yàn)將書本知識(shí)真正消化理解，因此在考試中遇到不是“死記硬背”類的試題就只能束手無策。

3.多知識(shí)點(diǎn)試題得分普遍較低，考生的計(jì)算機(jī)知識(shí)綜合運(yùn)用能力欠佳

考后數(shù)據(jù)顯示，試題所涉及的知識(shí)點(diǎn)越多，考生的平均得分就越低。在研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考統(tǒng)考試卷中，單項(xiàng)選擇題通常只涉及1~2個(gè)知識(shí)點(diǎn)，綜合應(yīng)用題一般會(huì)將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)融合在一起進(jìn)行設(shè)問，2011~2017年各年度的單項(xiàng)選擇題和綜合應(yīng)用題的得分率如表4所示。

表4 2011~2017年研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考統(tǒng)考卷中單項(xiàng)選擇題與綜合應(yīng)用題得分率對(duì)比

由表4可知，歷年綜合應(yīng)用題的得分率都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單項(xiàng)選擇題，表明考生對(duì)于將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)綜合運(yùn)用的能力比較欠缺。特別對(duì)于將不同子學(xué)科知識(shí)相互融合的綜合應(yīng)用題，考生的得分情況更加不理想。比如，2017年的第43、44和45題，融合了計(jì)算機(jī)組成原理和操作系統(tǒng)兩部分的內(nèi)容，考后統(tǒng)計(jì)得分率分別僅為0.373、0.335和0.318，是當(dāng)年7道綜合應(yīng)用題中得分率最低的3道試題?？忌诳荚囍兴憩F(xiàn)的計(jì)算機(jī)知識(shí)綜合運(yùn)用能力欠缺，反映了考生缺乏對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的整體認(rèn)識(shí)和把握，不清楚課程之間的關(guān)系，甚至一門課中知識(shí)和知識(shí)之間的關(guān)系都搞不清楚，學(xué)到的知識(shí)是割裂的，在日常本科教學(xué)中，教師沒有有意識(shí)地將所教課程與其他相關(guān)課程有機(jī)結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生難以掌握課程的本質(zhì)和精髓。

綜上所述，研考計(jì)算機(jī)學(xué)科統(tǒng)考試題的考后數(shù)據(jù)反映了我國高校計(jì)算機(jī)本科專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)存在著“輕應(yīng)用、缺關(guān)聯(lián)、少綜合、無系統(tǒng)觀”等問題，應(yīng)從改變教學(xué)理念、更新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段、加強(qiáng)教學(xué)交流和師資培訓(xùn)入手，強(qiáng)化課程核心內(nèi)容的教學(xué)，提升學(xué)生對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)體系的認(rèn)識(shí)和學(xué)科實(shí)際應(yīng)用知識(shí)的實(shí)踐，加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力的培養(yǎng)。

四、建議與展望

1.堅(jiān)持系統(tǒng)能力的考查不放松，發(fā)揮統(tǒng)考試題的標(biāo)桿示范作用

研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考實(shí)施全國統(tǒng)考后，由于其標(biāo)準(zhǔn)把握嚴(yán)格，試題形式靈活，造成了統(tǒng)考試題難度明顯大于自主命題的難度。這對(duì)于部分非計(jì)算機(jī)學(xué)科名校的研究生招生產(chǎn)生了很大影響，引起部分高校的強(qiáng)烈反對(duì)。在調(diào)研聽取了多方意見后，教育部從2013年開始，對(duì)研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考命題政策進(jìn)行了調(diào)整，給予各招生單位充分的自主選擇權(quán)利，即既可以選用全國統(tǒng)考試卷，也可以選擇自主命題。在自由選擇統(tǒng)考命題或自主命題后，雖然統(tǒng)考報(bào)名人數(shù)出現(xiàn)了一定幅度的下降，但仍然得到很多計(jì)算機(jī)學(xué)科傳統(tǒng)名校和專業(yè)優(yōu)勢單位的認(rèn)可。以2014年為例，有17所“985工程”建設(shè)大學(xué)和30所“211工程”建設(shè)大學(xué)選擇了統(tǒng)考試卷，代表我國計(jì)算機(jī)學(xué)科科研和應(yīng)用較高水平的中科院和航天集團(tuán)各研究院（所）也都選擇了統(tǒng)考試卷[5]。即使是因?yàn)楦鞣N原因放棄了統(tǒng)考試卷的高校，在進(jìn)行自主命題過程中也參考或借鑒了統(tǒng)考試卷的命題理念，開始重視對(duì)考生系統(tǒng)能力的考查。因此，研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考中的系統(tǒng)能力考查應(yīng)該繼續(xù)堅(jiān)持下去，努力將計(jì)算機(jī)專業(yè)課統(tǒng)考打造成為一種高質(zhì)量的公共服務(wù)產(chǎn)品，更好地幫助選擇統(tǒng)考試卷的高校和科研院所選拔高質(zhì)量的考生，同時(shí)也為采用自主命題試卷的招生單位提供參考。

2.排除影響高校選擇統(tǒng)考試題的非學(xué)科因素，促進(jìn)系統(tǒng)能力考查的推廣和深入

多年來的考后閱卷評(píng)價(jià)以及各方面的意見反饋顯示，研考計(jì)算機(jī)學(xué)科統(tǒng)考試卷的能力考查思想與試題質(zhì)量，都得到國內(nèi)主流計(jì)算機(jī)學(xué)科教育界以及研究生招生單位的普遍認(rèn)可，同時(shí)，采用統(tǒng)考試卷可以大大減輕招生單位自主命題、閱卷和考務(wù)管理的壓力，提升招考工作的效率。因此，從考試組織本身考慮，大多數(shù)的研究生招生單位對(duì)于統(tǒng)考試卷是歡迎和接受的。然而，實(shí)行選擇統(tǒng)考試卷與自主命題“雙軌制”政策后，很多高校因?yàn)楦鞣N非學(xué)科因素選擇了退出統(tǒng)考。首先，在所有工科類的研考專業(yè)課目中，只有計(jì)算機(jī)專業(yè)有統(tǒng)考的形式，加上計(jì)算機(jī)專業(yè)課試卷難度明顯高于其他工科類專業(yè)自主命題的難度，而在錄取過程中所有工科類專業(yè)課采用的卻是統(tǒng)一的錄取分?jǐn)?shù)線，這就造成計(jì)算機(jī)專業(yè)課統(tǒng)考考生上線率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他工科類專業(yè)，對(duì)于很多生源不是很好的學(xué)校，能夠達(dá)到專業(yè)課錄取分?jǐn)?shù)線的考生越來越少，甚至出現(xiàn)了招不到學(xué)生的現(xiàn)象，迫使這些學(xué)校退出統(tǒng)考而選擇自主命題的方式。其次，目前研究生招生考試的閱卷采用的是分省閱卷的方式，部分省區(qū)市由于人力、物力條件限制，不能為本省區(qū)市所在高校提供研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考統(tǒng)考試卷的閱卷服務(wù)，造成有些高校無法選擇統(tǒng)考試卷，不得不自主命題、自行閱卷。這些非學(xué)科本身的因素影響了研究生招生單位對(duì)統(tǒng)考試卷的選擇，限制了系統(tǒng)能力考查與培養(yǎng)在全國高校計(jì)算機(jī)專業(yè)中的推廣。針對(duì)這種情況，建議招生主管部門可考慮研考計(jì)算機(jī)聯(lián)考專業(yè)課考試采取單獨(dú)劃線的方式，這樣就可以解決與其他工科類自主命題專業(yè)課統(tǒng)一劃線而出現(xiàn)的難度不均衡問題。同時(shí)，建議對(duì)研考計(jì)算機(jī)學(xué)科聯(lián)考統(tǒng)考采取集中統(tǒng)一閱卷的方式，避免因?yàn)殚喚韱栴}影響高校對(duì)統(tǒng)考試卷的選擇。

“中興事件”引起了全社會(huì)對(duì)我國高科技領(lǐng)域核心技術(shù)缺失問題的關(guān)注和討論。高端芯片和基礎(chǔ)軟件受制于人已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)軟肋，必須要引起政府、科技界、產(chǎn)業(yè)界和教育界的高度重視。人才培養(yǎng)是科技與產(chǎn)業(yè)的基石，只有提升我國計(jì)算機(jī)專業(yè)人才整體系統(tǒng)能力水平和素養(yǎng)，才能夠推進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新和核心競爭力的發(fā)展。考試作為教育過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，能夠起到選拔評(píng)價(jià)人才，引導(dǎo)教育教學(xué)的作用，因此，要繼續(xù)堅(jiān)持在研考計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)課考試中貫徹和推廣系統(tǒng)能力考查的思想，配合高校計(jì)算機(jī)專業(yè)面向系統(tǒng)能力培養(yǎng)的教學(xué)改革，逐漸扭轉(zhuǎn)我國信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)落后、人才培養(yǎng)不足的局面。

[1] 王志英, 周興社, 袁春鳳, 等. 計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力培養(yǎng)和系統(tǒng)課程體系設(shè)置研究[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2013(9): 1-6.

[2] 高小鵬. 計(jì)算機(jī)專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的技術(shù)途徑[J]. 中國大學(xué)教學(xué), 2014(8): 53-58.

[3] 劉衛(wèi)東, 張悠慧, 向勇, 等. 面向系統(tǒng)能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系建設(shè)實(shí)踐[J]. 中國大學(xué)教學(xué), 2014(8): 48-52.

[4] 袁春風(fēng), 王帥. 大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)教育應(yīng)重視“系統(tǒng)觀”培養(yǎng)[J]. 中國大學(xué)教學(xué), 2013(12): 41-46.

[5] 李騏, 陳朔鷹. 研究生入學(xué)考試專業(yè)課統(tǒng)考與自主命題“雙軌制”政策的實(shí)效分析——以計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例[J]. 學(xué)位與研究生教育, 2015(9): 38-42.

（責(zé)任編輯 趙清華）

2018年教育部“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目“新工科計(jì)算機(jī)類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的改革與實(shí)踐”

10.16750/j.adge.2018.10.010

李騏，教育部考試中心助理研究員，北京 100084；袁春風(fēng)，南京大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授，南京 210046；陳朔鷹，北京理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心主任，副教授，北京 100083。