HPDC 智能基座人才发展峰会随笔

培养卓越工程人才，需要调动好高校和企业两个积极性，实现产学研深度融合，这是高档教育供给侧改革的必然路径。近年来，教育部深入实施产学合作协同育人项目，以产业发展的最新需求九牵引高效人才培养模式改革，累计支持 1100 多所本科院校与 1000 多家企业合作立项 7.9 万项，企业提供经费及软硬件支持近 200 亿元。其中教育部与华为公司共建 72 个智能基座育人基地已经成为深化产教融合、协同育人的重要示范项目。智能基座基地能够持续深化改革，发挥先锋辐射作用，带动更多企业投入人才培养，营造共赢生态。一是更加注重理念提升。产学合作的探索大致可以分为三个阶段。第一个阶段是产学协作阶段，特点是学校和行业企业就某些具体事项互相借力。第二个阶段是产学合作阶段，校企双方在人才培养主要环节上达成共识，并采取一致行动。第三个阶段是产交融合阶段，企业深度参与人才培养全过程。未来要进一步推动从校企协作合作到融合的综合提升，实现双向互动、双向项赋能。二是更加注重要素共建。华为与 72 个智能基座基地已经累计开设相关课程 1500 门，编写 10 余本教材，举办 16 期教师培训，在要素共建上取得了积极进展。未来要进一步将行业产业的真实场景、真实问题、真实案例作为人才培养资源，将产业发展的前沿内容及时纳入课程建设、教材开发、教师培训中，实现人才培养核心要素的质量提升。

三是更加注重链条衔接。智能基座基地通过开展课程建设、种植计划、优材计划等工作，为学生课程学习、科研挑战、实习就业等关键环节提供了有力支持。未来要进一步促进教育链、人才链、创新链、产业链有机衔接，探索人才培养、科技创新和产业发展的良性互动模式。四是更加注重技术赋能。目前华为已经汇同有关高校开发并上线 20 多门优质慕课，启动 17 个虚拟校验室建设，提供超过 3000 万华为云资源支持教学，依托信息技术突破时空界限，提升教学效率。希望华为能够进一步发挥信息领域的技术优势与高效，持续深入探索智能家教育新形态。产教融合协同与人是规律使然、形式使然，要努力推动产教融合成为必然，实现更高质量的共建共享。未来教育部高教司将一如既往地支持智能基座项目，希望华为公司和有关高校持续提高基地建设质量，总结凝练典型经验，引领更多企业和高校推进协同育人，共同打造世界工程创新中心和人才培养高地。

智能基座以最新的技术培养人才，以创新人才引领产业，在教育部的指导下，连接校企主体、连接教学要素、连接时空。项目启动以来取得了丰硕的成果，赋能了超过 3500 名先锋老师，开设了 1500 余门课程，培养了超过 30 万学生。在此，我谨代表教育部华为智能基座联合工作组，向参与和支持智能基座项目的学校领导、老师和同学们表示诚挚的感谢。技术为根，人才为本，我们将持续深化智能基座项目，在理工科专业深入实践产教融合，把鲲鹏、昇腾、欧拉高斯森斯等产业根技术融入高校教学，让同学们所学和产业所需紧密结合，而且可以深度参与到新技术、新架构、新生态的创新构建过程中，参与产业真实任务真题真做，来激发老师教学和同学们学习的兴趣。我们近期和 72 所智能基座高校逐一对标了今年的规划，包括建设新课程。我们今年会推出 40 余本教材教辅和 23 门精品录课。我们还将发布智能基座优秀教学资源奖励计划，激励更多老师百花齐放，自主开发教材和慕课，同时落地新实践。我们开放产业真实任务，让学生在真实产业环境中真题真做，提升实践创新能力。今年我们计划总共投入 3.6 亿众智激励基金，发布 4000 多个鲲鹏昇腾众智课题，所有课题都发布在鲲鹏社区和昇腾社区上。欢迎开发者朋友们和高校老师同学们积极参与认领，最后探索教学教研新模式。我们将建设 17 个教育部智能基座课程虚拟教研室，同时推出集教学实践创新和技术交流为一体的高校人才发展社区，制定基座项目，在 72 所试点建设高校的有序落地，为新工科人才培养走出了一条产教融合的创新之路。我们希望将智能基座取得的成果和经验扩展到更多的高校校企，共同开展计算产业人才培养。我们计划在全国建设一批鲲鹏昇腾产学育人基地，培养更多掌握鲲鹏昇腾根技术的计算产业人才。我们发布了欧拉高斯人才发展加速计划和人工智能人才发展加速计划。通过这些加速计划，培养一批在具体细分技术方向有深入研究的专业领域人才，期待更多学校和老师同学们加入我们的队伍，共同致力于让鲲鹏升腾，成为理工科学生的必备技能，为数字经济时代培养能够共创新一轮科技革命和计算产业革命的卓越人才。让我们共同努力，点亮每一颗未来之星，共同闪耀在数字时代的星辰大海。

新工科人才培养的探索与实践

大家知道高等教育与经济社会发展相互促进密不可分。尤其是高等教育中的工程教育一直是伴随着全球科技革命和产业变革而不断发展。科技创新和产业的发展推动了现代工程教育范式迭代升级。从技术范式、科学范式、工程范式到现在的创新范式。在这个同时，工程教育培养的人才又服务支撑，引领了科技和产业的发展。

进入 21 世纪以来，新人的科技革命和产业变革正在重构全球创新版图，重塑全球经济结构要在未来的全球创新生态体系中占据战略制高点，迫切需要培养大批高素质创新型工程技术人才。在这样的一个形式背景要求底下，2017 年教育部就发布了关于刊载新工科研究与实践的通知。 18 年，教育部、工信部和中国工程院又联合发布了相关的意见要求。这又要求我们要主动地应对新一轮科技革命和产业变革的挑战，以新工科教建设为重要抓手，持续深化工程教育改革，加快培养适应和引领新一轮科技革命和产业变革的卓越工程技术人才。浙江大学，也就是在这样一个大的背景底下，结合自身的办学实际，做了我们的探索和实践。今年，正好是浙江大学创办 125 周年。在 1897 年，杭州知府实际上就是杭州市的市长向朝定暴奏，居精日土制以培养人才为第一，居精日啊育才以讲究实学为第一。这里就特别指出讲究实学。因为当时中国正好是处于甲午战败有失之时，正是唯心图治。所以求是书院创办不久就刊载了工业教育。在 125 年的办学历程当中，浙江大学始终秉持求是创新，校训，培养，造就了一大批的科学家、杰出工程人才、文化大师和各行各业的精英翘楚。浙江大学是一个综合型研究型大学，他的工科实力非常雄厚。目前来看，我们有十一个工科学科入选了双一流的建设学科，也拥有比较多的国家重点实验室和国家工程研究中心，在工科人才培养积淀深厚，卓有成效。但是在工作当中，在实践当中我们也发现进入了新时代，我们工科人在培养也存在着问题和挑战。

主要来看有这么一些，首先是我们的专业体系偏于固化，整个的设置口径不够宽，跨学科的程度也不够强。然后我们的知识体系相对陈旧，没有充分地满足产业的实际需求，也没有充分地体现科学技术最新的一些发展。另外我们教与学模式的变革不足，现在教学主要还是以老师讲授为主，学生学习相对被动，知识传输为主，能力培养相对不够。另外工科人才培养特别重要的就是实践和创新能力的培养仍然有所欠缺。特别是在校企合作、科教协同等等方面，我们处于比较浅的一些层次的合作比较松散。所以面对这样的一些困难问题和挑战，我们浙江大学也做了一些思考，也提出了我们的一些思路，就是提出了通过四个新来实施新工科建设的路径。

新专业、新内涵、新模式、新方法。所谓新专业有这么几个工作。第一个我们优化了专业设置，我们通过面向服务国家战略和经济社会发展，用三个原则来改造专业，一个是以遗留学科为支撑。第二个是以后基础宽口径培养为导向。然后以建设遗留专业为目标，我们升级优势专业，迭代低效专业，布局新兴专业。我们把原有的 128 个专业优化为九十一个。其中我们到目前为止，67 个专业已经入选国家一流专业的建设点。在这个 128 个专业优化过程当中，其中有 44 个是工科专业，我们进一步进行了整合优化为三十一个。我这里列了两个例子，一个是我们的机械工程，就把原来的机械工程学院的机械工程、机械电子工程、工业工程三个专业我们把它融合为一个专业。这样以更厚的基础，适当宽一些的口径的培养就得以设施。再比如说我们身为一些工程也是做了类似的改造。当然这样的例子还有很多，我在这里不一一例举，总体上就是以这样的一个优化专业设置思路来改造已有的专业。

完了，我们还布局了新兴专业，通过面向国家的战略需要、面向未来产业的发展需要以及学科前沿进展需要，我们近年来新增了人工智能、机器人工程、信息安全等等的新的工科专业。

新专业里边，我们还充分发挥了浙江大学多学科的优势，面向我们未来发展需要知识学科的交叉复合这样一个典型的这个特征，我们推进了多学科的复合交叉培养。比如说我们有特色的辅修班，有交叉创新班，有双学位，就是把两个不同的这个专业我们整合在一起，让同学通过学习以后掌握这个复合的知识，并且我们还探索把本科和研究生衔接起来，通过工科信息加等等，这样实现我们交叉人才的培养，使得我们的同学具有更强的一种可以适应未来需要的这样的种支知识能力结构。

第二个是我们新内涵，新内涵我们的着力点是课程和课程体系。我们首先是搭建了这样的一个有特点啊，四课堂融通通砖跨融合的这样一个课程体系。我们分为一课堂主要是 150 个学分左右，作为人才培养的主阵地，在这样的课堂当中主要掌握知识的系统性和技能，而且在这个课堂中推进与教师的互动交流。另外我们考虑到课堂课内课外的一个结合的需要，设置了 2 课堂主要是联合不同专业的同学，增强创新与团队合作。另外我们在第三课堂主要是更多的是校内校外的结合，是连接专业能力与社会需求，在实践创新中让同学得到成长。最后我们还设置了四课堂，这个体现是海内海外的结合，推动海外的学习交流，提升同学们全球认识和思维能力。

在我们的课堂的这个设置当中，我们有把相关的模块分为通审专业、个性、跨专业、国际化等等的这个模块。在这里我主要简单地跟大家汇报一下通社教育和专业教育。

通社和专业的这个结合是我们本科教育人才培养一个永恒的主题。通社教育主要是注重培养学生宽厚的这种知识，卓越的一种能力，全面的一种素质，还有健全的人格。所以通社教育是非常重要。我们在 2019 年，浙江大学就正式发布通社教育白皮书，从梳理培养模式、路径管理机制、课程体系全方位地来重构浙江大学通社课程体系，形成了六加 1 这样的一个这个体系我们有各自的一种出终和目的放在里边。同时就学生特别注重交流沟通思维这个能力的培养。所以我们专门成立了若干效益级的教学研究中心，包括我们的写作，包括数理、计算机、电子电汞等公共的基础课，重新来夯实同学们的各方面的学科基础和能力基础。

专业培养也非常的重要。我们要培养学生扎实的专业知识、技能素养和具备基本的一种科学方法和创新的这个意识。所以我们在专业、在内容上在高阶性、创造性、挑战度上花功夫，使得我们同学能够通过专业的核心课程的学习，他们的能力、知识素养以及基本的一种方法和意识能够得到提升。所以我们就使得想，把这个所有的课程作为一个育人的重要环节，使得每一门课、每一门专业课都能够体现使命担当的这样的一种价值的引领。

所以我们凝练了从家国情怀、浙大精神、全球关切、道德素养四个方面，这个内容使得我们每一位老师他在知识传授的过程当中，能够以润物无声的方式去引领，去引导我们同学能够涵养起这样的一种情怀、担当、责任关切。第三个的，我们探索就是新模式，我们以学生成长为中心的一种创新能力这个主线为我们的一个主抓手。我们通过在校期间实验实习综合性、探索性深度的一种实习，再加上充分发挥浙江大学广大教师科研团队的这样的一种优势，使得我们同学们能够尽早地进入到各个科研团队实验室开展科研训练和实践。另外我们也开展了多种多样的学科竞赛，我们参加的同学的量是非常之多的，像每年参与都是在 5000 人以上。

另外浙江大学基于创新的创业教育这些年来也蓬勃发展，我们也成立了创新创业学院，也入选了国家双创的示范基地。经过这些年的努力我们可以看到中超从一个数据上我们来看我们这个能力这样的培养的一种阶段性的这种成效。我们历年来中国高校创新的在培养学科竞赛评估结果，浙江大学时居全国第二。我们历届的互联网加挑战杯大赛，精讲的总数也居全国第一等等，还有各方面的世界级的这样的一些学科竞赛，我们也取得了非常好的成绩。应该说从一个侧面能够看得出，我们这样的一种努力，正在发挥取得好的一个效果。

在这里，我们和华为合作的这个智能基座项目是一个学校和企业深度融合、产教融合、协同育人的一个非常好的一个这个项目和例子起到了一个示范引领的作用。在这个过程当中，我们浙江大学那是由六个学院深度参与的这样一个智能基座的这个项目。那么是以课程建设为抓手，通过优化课程的设置，是把这个华为产业前沿的技术课程融入到我们的学校的体系当中来。在这个过程当中就是有教师培训，又有这个课程的新建。那么我们的同学是以产业实践为导向，开展课外的实践我们同学也充分利用智能基座的平台参加各级各类的学科竞赛。

虽然我们这样的一项工作，这样的项目实际上启动时间到现在时间也不是太长，也就两年。但实际上从目前来看成果还是非常丰硕。无论是从教师的参与课程的开发，我们学生的收获参与了一些项目的开发都是取得了非常好的这个进展和成效。那我在这里还想稍微借点时间介绍一下我们在这个新的模式这件事情上将大学的一个探索。

浙江大学在 16 年就成立了全国首家研究生层面的工程师学院。它的这个目的就是面向产业的应用，需要来培养高端的工程领军人才和具有国际竞争力的达国工匠，它是适当地弱化了原由。我们研究生培养过程当中比较注重学科性，而是更加突出了面向产业，面向项目就是为导向的解决产业界的实际问题。这样的一种指导意义就跨多个类别、多个学院专业来对接，包括人工智能、新材料、生命健康的领域。到目前为止，我们已经设立了 23 个作业项目，实际上我们是由教师团队来指导培养我们的学生团队。这个项目当中是一个交叉复合的一个项目。同时我们也面向特大型的企业设立了 7 个订单式的联培班，整个培养过程尤其的注重实践能力的培养，实践力的课程占比非常高，50%以上。而且是课程有校企共建。另外我们在校外实践要求同学是 6 个月以上，特也在这个我们也建设了多家的校外基地，也获得了非常好的一些进展，比如说申请了一些专利。同时还有一个非常有特征的就是我们的评价不仅仅是以拿学位，更看重一些应用价值。我们在浙江省人社部门的支持底下，我们是有工程师中级子称这样的一个结果可以运用。所以这些年来我们也有 129 位优秀毕业生，一毕业就获得了工程师的中介子称浙江大学应国家战略型产业发展的需要推动的一个新的这种模式，来交叉复合的来培养卓越的这个工程师。最后我想讲一讲我们探索的第四个方面就是新方法。新方法主要就是一个数字赋能。我们都知道应信息技术的发展，推动教育的变革和创新，是目前的这个世界高等教育一个方兴未艾的一个潮流。所以浙江大学在 16 年我们就是启动了学在浙大这样一个教学平台的这个建设。到了 19 年我们升级为 2.0 版正式上线。因为有这样一个前面的基础，使得我们在 2020 年整个学校在碰到这个突如其来的新冠疫情情况底下，我们是非常成功非常平稳地实施了在网上学习，通过信息化技术的一种学习。

现在的话我们有这个建设了一大批的这个新型的智慧教室，我们有学在平台的教学平台，有智云课堂直播这个录播的平台。另外在这样的情况作为一个辅助，我们还有浙大盯的一些交流平台。这样就使得同学在学习的过程当中，不仅仅在教室里，还可以在各个的空间在空间得到了很大的拓展。目前我们 100% 就是课程都建在学在这大这个平台上，有超过 3 万门以上的这个课程的进驻，我们课程的用户总量已经超过了 13 万，教师用户是超过了 3 万，可以说是有力支撑的。混合式的线上线下教学也实现了线下讲课堂，这个线下同步课堂，线上同步录播这样一个无缝的衔接。我们目前正在做的是把信息技术作为一个支撑条件，转化为一个数字化的战略转型的这样一个思路，通过数字赋能，通过数字化、智能化来进一步推进教与学的转型。刚才我在前面也提到我们面临的一些困难和问题，里边就有学生的学习这种主动性，主动的参与程度不够，老师讲授为主等等各方面的一些问题。所以我们通过学习方式的一种转型、教学方法的转型以及教学管理模式的转型，开展这个基于大数据的这个深化网络学习的空间应用构建线上线下教学有效的模式，推进了常态化的应用，深入探索虚拟现实、人工智能等新技术的一种教学应用，打造网络化、沉浸式、智能化的一种模式。在这里我想尤其要讲一讲的是我们通过这样一个数字化的改造，我们还促进了教学管理模式的一种精准化的转型。比如说我们可以推进网上一体化的系统，使得我们学生的学业在过程当中可以得到更好的指导，还有学生的身形健康的评估，也更以精准等。这个就使得我们学生的全面的这个发展就得到了有力的这个支撑。最后我做一个小结，新工科建设和人才培养是一项系统工程，我觉得也是我们高等教育国之大者。那么浙江大学在新专业、新内涵、新模式、新方法上的探索和实践还需要深入持续。我们唯有以守正创新、久久为功为自主培养引领新一轮科技革命和产业变革的拔尖创新人才而不懈努力。

开创新模式:依托“智能基座”虚拟教研室，深化计算机类专业教学改革

为了贯彻落实十四五数字经济发展规划提出的加快数字化发展，建设数字中国的指导思想，教育部一直在大力地推进国家教育数字化战略行动。今年的 3 月 28 日，国家智慧教育平台正式上新演，标志着教育数字化战略行动取得阶段性成果。会上，怀白晋鹏部长对教育数字化战略行动作出重要的指示，教育系统要认真贯彻落实教育的重要论述、关于数字中国建设的重要指示，以应用为王、服务至上、简洁高效、安全运行为总要求，坚定推进国家教育数字化战略行动。高等教育进入普及化阶段后，呈现出质量多样化、学习终身化、培养个性化和治理现代化等特征。在新科技革命浪潮冲击下，高校学生的学习方式、学习内容、学习能力、学习形态正在加速重构。高等教育数字化发展已经成为影响甚至决定高等教育高质量发展的重大战略问题，是实现从学习革命、质量革命到高质量发展的突破性切口和创新型路径。

作为国家教育数字化战略的重要组成部分，高等教育数字化体系也在加快构建中，包括课程、教材、实验、教研、教管等十大模块。虚拟教研室就是教研模块的重点工作。今年 2 月份，教育部办公厅正式公布了首批虚拟教研室试点建设名单，提出虚拟教研室的建设目标和四项重点建设的任务。要求虚拟教研时要以立德树人为根本任务，以提高人才培养能力为核心，以现代信息技术为依托，探索建设新型基层教学组织，打造教师教学发展共同体和质量文化，引导教师回归教学、热爱教学、研究教学，提升教育教学能力，为高等教育高质量发展提供有力支撑。

那这就要求虚拟胶原时要充分地运用信息技术，探索突破时空限制，高效便捷、形式多样、线上线下结合的教师教研模式，形成基层教学组织建设管理的新思路新方法新范式，推动教师加强对专业建设、课程建设、教学内容、教学方法、教学手段、教学评价等各个方面的研究探索，提升教学研究的意识，凝练和推广研究成果。

要求虚拟教研室成员在充分研究交流的基础上，协同共建人才培养方案、教学大纲、知识图谱、教学视频、电子课件、习题试题、教学案例、实验项目、实训项目数据集等资源，形成优质共享的教学资源库。同时开展常态化教师培训，发挥国家级教学团队、教学名师一流课程的示范引领作用，推广成熟有效的人才培养享模式课程实施方案，促进一线教师教学发展。

智能基座课程虚拟教研室来源于教育部华为智能基座产教融合协同育人基地。在首批虚拟教研室试点建设中，教育部特别批准了 17 个与智能基座相关的虚拟教研室，继续支持基于空盆芯片、欧拉操作系统、高斯数据库、升腾处理器、深斯 AI 框架、华为云等更技术的教学研究工作，充分体现了教育部对智能基座的高度重视。针对 17 个智能基座虚拟教研室，计算机类专业，教执委支持华为成立联合工作组，为大家提供组织保障。其中指导委员会由 17 个虚拟教研室牵头，学校的校级领导组成，为虚拟教研室建设工作提供宏观指导，对虚拟教研室的运营给予学校层面的组织资源、人员保障，指导该学校虚拟教研室的目标制定参与联合工作组组织的指导委员会会议，对智能基座虚拟教研室工作进行指导，并给予建议。

执行委员会由 17 个虚拟教研室牵头，学校的教务处领导组成，充分贯彻指导委员会的意见，落实学校对于虚拟教研室的各项保障，依据虚拟教研室建设的质量监测体系和评价体系，对虚拟教研室的建设过程进行指导，参与联合工作组组织的指导委员会会议对智能基座虚拟校验室工作进行审定并给予建议。而秘书处则由我们计算机类专业教职委、高等教育出版社以及华为等相关领导成员组成，设若干秘书处，负责处理日常的事务，接受指导委员会的领导和监督。办公室设在高等教育出版社。秘书处下设 4 个工作组，统筹各工作组工作目标，并推动有关工作计划的开展和落实，推动高效协同打造课程资源，组织师资培训、开展创新实践对接优质竞赛活动等，及时总结凝练虚拟教研室建设成果，策划覆盖 17 个虚拟教研室的线上线下交流活动，推动互联互通，共建共享智能机座。虚拟教研室以产业前沿技术为依托，有最新的产业趋势、最新的产业技术和最新的产业实践，这将极大的助力虚拟教研室建设工作的开展，可以走出一条产教融合的窗心之路，从而成为全国虚拟教研室中的标杆。第一个问题是虚实结合的问题，这个实可以从两个方面来理解。首先是虚拟校验时要依托实体校验时要在实体教研室的基础上才能建好。要把带头高校实体教研室的优秀教研经验带进虚拟教研室，带动各成员高校和老师们开展教学研究和教学创新，切实提升教师教学水平，提高课堂教学质量。其次是教研室的工作要使不能流于形式，借助于教虚拟教研室工作平台。教研室负责人一是要组织完善课程大纲、知识图谱、多媒体教学资源等内容，为开展教学研讨提供参考。二是要以身作则，带头示范，面向教研室全体成员讲授示范课，分享课程教学目标、教学理念、教学设计、教学方法等方面的做法和经验，发挥传帮带作用，促进教研室成员教学能力提升。三是要定期组织虚拟教研室教研交流活动，通过公开示范课、名师工作法、课程试讲、说课研讨等形式，以线上线下或线上线下相融合的方式开展教研交流活动，促进虚拟教研室试点建设深入开展。这一块，华为在也联合高校的相关的老师一起，也开发了 22 门专业课程和 10 门 10 多门鲲鹏升腾创新实践课，也可以作为一个有效的输入。第二个问题呢，我想说的是，教研室要做好教师的服务工作，首先是要帮助年轻教师成长起来，吸收学术水平高的青年教师，积极投身课堂教学，要让青年教师把教育教学的责任和使命扛在肩上。其次，校验史要以信息化和教育教学的深度融合和先进的教育教学理念的落地深耕为抓手，做好对老教师的再培训和再融合工作。智能基座的基地的运行一年多以来，已经赋能了 3000 余名的教师，在 72 所智能基座建设高校也评选出了 375 名获得奖教金的栋梁之师，评选出了 20 名智能基座全国优秀教师。希望这些优秀的代表能够发挥先锋带头作用，积极参与虚拟教研室的建设，培养出更优秀的教师。

第三个问题是教学资源的建设问题，虚拟教研室要推积极的推进课程知识图谱建设、课程资源建设、教材的建设和实现平台的建设，这是开展计算机类课程教学要最根本的抓手。离开这些抓手，教研室的工作也就没有了依托和凝聚力。这些年，我们教职委计算机类专业教学指导委员会花了很大的力气推进课程和教材建设，特别是教学实验建设，强化学生的动手能力。教职委眼联和华为高校的一些知名教师开发并陆续出版了系列的教材 40 余本开发，并陆续上线了 20 多门的慕课课程。我也希望我们这些虚拟教研室能把我们专业课程的各类教学资源建设的更加丰富、更加开放，惠及更多的高校和学生。希望全国计算机领域的老师都能享受到这种成果，更多的人参与进来，众人人石材火焰。

高智能基座的课程。虚拟教研室第一是要汇聚全国的力量，共建共享教研成果，吸引 3000 多名的智能基座合作教师加入，对应虚拟教研室，发展非智能基座高校的建设高校及普通高校的老师加入。希望五年内我们每一个虚拟教研室都能够覆盖，比如 1000 所高校。第二是培育一批教学研究和的实践的成果。两年内希望我们能够完成两套针对不同层次学校的教材和慕课出版上线。第三是要锻造一批高水平的教学团队老师，培训老师每年组织两场线下的师资培训，若干场线上的交流及培训。第四是与产业紧密结合，完善实践体系，通过竞赛、实践、学生社团论坛等工作，提高根技术的创新能力。虚拟教研室的建设和发展离不开各成员高校和老师们的支撑和支持。希望各位老师群策群力，共建共享，把智能机座虚拟教研室建设成为广大计算机类教师的交流社区、精神家园。持续深化计算机类专业的教学改革，培养一批一大批掌握根技术的高素质的计算机专业人才，为实现加快建设世界重要人才中心和创新高地的目标贡献力量。谢谢大家。

建设新课程:IT 生态创新人才培养探索

众所周知，课程是人才培养的重要载体。如图所示的是基于 OB 理念的课程设置的流程依据以及对课程教学实施的基本要求。一方面我们基于培养目标、毕业要求来设置我们的课程体系。另外一方面，我们基于 OB 的理念来组织实施教学，促使课程目标的达成，进而支撑毕业要求和培养目标。

对于我们计算机类专业而言，为了适应信息产业发展，对 it 生态创新人才培养的要求，我们必须根据产业的需求来调整和优化我们的课程体系，改革教学组织与实施。从另外一个角度看，课程建设的质量与教学的效果也是各级各类教育评估的重要指标，包含审核评估、合格评估以及专业认证等课程体系课程建设都将是重要的指标。

因此，课程建设越来越多地受到了关注。自 2003 年以来，教育部建设了多批国家级的课程，包括 03 年的近 4000 门国家精品课程。这批课程的建设对推动教学示范、提高教学质量发挥了积极的作用。 2013 年，教育部又启动了国家精品资源共享课的建设，建设了近 3000 门国家精品资源共享课程，有力地推进了现代信息技术与教育教学的融合，极大地促进了课程资源的建设。

在此基础之上，2017 年，教育部又启动了新一轮的国家一流课程的建设，包括线上课程、线下课程、线上线下的混合课程、虚拟仿真等，所建设的 1 万余门课程的广泛推广与应用，极大地提高了人才培养的质量，有力的地推进了以学生为中心的教育教学的实施，对人才培养起了非常积极的作用。为了适应信息产业发展的需求。我们需要从多维度来提高课程的高阶性、创新性和挑战度，最终的目的就是要提升学生的能力，适应产业发展的要求。新工科建设提出来的新专业建设的三条路径为我们的新课程建设提供了非常好的支撑。我们可以从开新课程的整合以及更新内容三个维度来建设新课程。

课程的创新是多维度的，比如说可以包含教学内容的创新，我们可以引入产业发展的新技术、新工具、新方法和新发展。当然我们也可以拓宽课程建设的新路径，比如说校企协同开展资源建设与师资培养，还有资源的共享和共建。那么在教学模式上，我们可以采用线上线下课内课外学唱结合的融通模式，目的只有一个就是要建设课新课程，提高课程的质量。要培养 it 生态的创新人才，我们首先要对 it 生态的概念有所了解。从生态学的角度来讲，生态系统是指生物与环境之间相互影响、相互制约，从而形成了一个相对稳定的动态平衡。当然这个平衡是有一定的时效性的。参照此概念，我们也可以构建 it 生态系统，包含从底层开始的 CPU 等基础系统硬件和中间层的操作系统，编译 DBMS 等系统软件和上层的编程工具、应用系统等等。

右图是计算机系统层次结构的简图，它与左边的 it 生态的层次结构以及培养学生 it 生态创新能力的课程体系有比较好的对应关系，也是我们培养 it 生态的课程的载体。那我们要培养学生软硬协同的系统观和系统能力。信息时代，it 关键的核心技术已成为支撑世界科技强国建设、创新引领发展的核心动力，对于推动经济高转化发展具有十分重要的意义。因此培养 it 生态创新人才，构建 it 生态系统意义非常重大。

为了进一步地培养 it 生态创新人才，我们有必要对 it 生态创新人才的能力要素进行解读。参照左边的 it 生态的系统层次图，我们认为要培养 it 生态的创新人才，必须要培养从高层到低层四个层次的能力。它涵盖了设计迁移、应用系统开发和自主系统维护等 it 生态的全生态链。各个层次的高校每一个学生都可以找准自己的定位，了解 it 生态的技术链和能力的要素之后，可以很好地实现技术链与人才链的有机对接，培养出更多的 it 生态创新人才。智能基座项目以鲲鹏昇腾和华为云技术为底座，建立了校企协同的高校人才培养体系，期待持续为鲲鹏昇腾及华为云产业链输送高质量的人才。为了达到这个目标，我认为我们有必要把 it 生态的能力要素进行再分解。我将它分解成了以下八个方面，具体包含 it 生态的基本知识、it 生态的基本内涵以及构建 it 生态的基本理论和应用、it 生态的基本工具以及 it 生态系统的维护能力，it 生态软硬件的迁移适配、集成和调优能力。还有基于 it 自主生态的应用系统的开发和 it 生态基础软硬件的开发能力。

智能机座项目的实施是在原有培养体系的基础之上，引入了很多新的教学元素，在具体实施过程当中一定会遇到这样或者那样的问题。为了达到智能技术的培养目标，我们必须要通过培养体系的再设计来解决面临的教学问题。比如说原理讲授中如何嵌入 it 生态的技术，有限的学识与心内容之间如何去做协调，新增加的教学内容如何建设配套的资源，还有智能基座相关课程的授课老师认知知识与能力如何同步更新的问题。

还有我们整个人才培养体系如何去支撑 it 生态创新人才培养的特殊要求。为了实现培养目标，我们可以看到八项能力要素当中，部分能力要可以通过课程教学与实验环节来培养。如图所示的三个实现箭头是指的内容和四个虚线箭头处指向的内容。当然这些能力要素是难以仅仅通过课程教学与实践就能达成的，我们还要配合实习、毕业设计、创新创业活动的同步跟进，才能够实现能力要素的全面达成。

与此同时，还要做教育模式、教学方法、教学管理的同步改革与更新。比如说在课程教学环节，我们要同步实施线上与线下相结合、课内与课外协同的教育模式，还要设置从创新学分和灵活的实习与毕业设计来解决学生在培养提升创新创业能力过程当中遇到的问题，也就是我们要做校企协同的培养体系再设计智能基座。自 2020 年实施以来，我们建设了 20 门课程，已经进入到了中期建设阶段，相关的课程已经完成了中期的对标，课程建设的成绩斐然。为了进一步的推动智能，就做后期建设的质量，并且能够取得更多的成果，我认为有必要对智能制作前期的建设过程进行思考，并且进行相关般的教学的在设计。

那么思考的几个点，我认为首先我们是要进一步地明确课程目标，设计教学环节。我们这里的课程目标的明确和环节的设计是基于 it 生态创新人才培养的需求。那么具体来说，在明确课程目标的这个阶段，我认为我们应该要从 it 生态创新人才所应更具备的能力图谱出发，来找到对应的知识图谱，再来与课程目标相对接。当然在这个过程当中要进行深入的、广泛的校企对接。明确了课程目标以后，我们再来优化。1 应该新增加的与目标对应的新内容。这就是我们基于 OB 理念所进行的课程教学的改革。同时为了有助于课程目标的达成，尤其是新增加的 it 生态创新能力相关的目标达成，我们要同步进行教学环节的设计，包括理论教学与实践教学的同步、线上与线下教学的同步。同时还要明确考核的内容与考核的要求，要制定与 it 生态创新能力荣誉到课程目标当中的这些内容，要制定明确的考核内容和具体的要求，从而才能够有效支撑课程目标达成。第二，我们要充分地利用现有的教学资源，可以从以下五个维度来引入新的资源，包括智能机座。在实施过程当中，课程对接工程师提供给我们的一些资源，这里包括 PPT 课件教学的案例等等。另外华为公司官网还提供了丰富的其他教学资源和从事课程实践所需要的工具资源。另外，智能基座建设一年多的过程当中，产生了大量优秀的教材和慕课等资源，也是我们这个教学中可以引入的资源对象。另外华为公司还有云资源以及在智能基座实施过程当中提供的开发板、服务器等硬件资源。

第三，我认为要加强基于智能基座根技术的分级，分层次的真实的新实验。要依托信息产业提供给我们的真实环境、真实场景和真实的命题，开展多维度的创新创业活动，包括开源社区、开发者社区的开发活动，以及与智能基座相关联的一系列的创新的比赛，还有鲲鹏昇腾的优才实习计划和众智计划。为什么我这里要特别强调分级和分层次呢？因为智能基座建设的 20 门课程分布在我们这个专业的不同的年级。那么随着课程学习的深入，学生的能力也在逐级提升。所以我们这个时候在每一个阶段要配套上除课程内容以外的创新创业的活动，来全方位全程去提升他们的创新创业能力。

第四点，要加强职责培训两个维度的培训，除了参加智能基座组织的常规培训以外，现在又多了一个新的维度，也就是虚拟教研室依托智能基座建了近 20 个虚拟教研室，也是与我们的智能基座课程相对应的。所以在师资培训这个环节，我们在后续阶段要大量地参与智能机座课程对应的虚拟教研室的教研活动，把教研的成果引入到我们的课程教学当中，既丰富我们的教学内容，提升老师的教学能力，进一步地提高我们的课程的教学质量。下面我将结合我所主持的智能机座的课程计算机组成原理，来分享我在课程建设当中的一些具体的行动。首先在课程目标环节，我们围绕智能基座的八项能力要素，在课程目标这个维度引入了四个方面的内容，比如说 it 生态的基本知识，我们强调的是软硬协同的系统观，而熟悉 it 生态的基本内涵。这个环节我们强调要培养学生软硬协同的设计适配和调优能力。在构建 it 生态的基本理论这个环节，我们依托课程教学的指令系统和计算机系统的层次结构的内容来教授学生 it 生态的硬件和系统软件之间迁移调优的理论和方法。在实践环节，为了提升学生基于 it 生态的自主硬件和软件的设计能力，我们新增加了基于 arm 指令的 CPU 设计实践环节。

在师资培训这个环节，我们参加了智能基座所组织的与课程相关的所有师资培训，所有任课老师都参加了培训。除此之外，我们也参加了相关虚拟教研室的教研活动。在这个过程当中，我们有幸也主持了一项基于我们课程内容但是又高于课程内容。面对未来智能时代要求的智能硬件系统课程群的虚拟教研室，我们后期也将积极地推进虚拟教育室的建设，并且及时地将虚拟教育室建设的成果分享给大家，来助力硬件课程的建设质量逐步地提升。

在计算机组织原理课程建设过程当中，我们多维度的引入了智能基座提供的教材募课、视频案例、在线实验、在线测试等丰富的课程资源，有力地支撑了面向智能基座培养要求所新增加的课程目标。

在实践环节，我们借助对接老师提供的 PPT 和官网提供的迁移工具，让学生在课外去开展迁移的体验，来加深对 it 生态系统创新能力培养的体验和提升他们的能力。在这个过程当中，我们还鼓励学生积极参与与课程内容相关联的创新创业的比赛，比如互联网加的鲲鹏产业赛道的比赛和软件开源的创新赛等等，

并且取得了互联网加载产业赛道的冠军等一系列的成绩。在课程建设的后一阶段，我们将继续加强课程的建设，积极地引入智能基础建设的新资源，期待能够取得更好的成绩，为 it 生态的创建人的培养贡献我们自己的力量。同时也期待智能制作的各位老师在后期的建设过程当中也能不断取得更多更好好的成果，共同为智能基座培养更多的根技术的创新人才，共同为信息产业的创新发展培养更多的生态创新人才。

落实新实践—基于昇腾全栈 Al 软硬件技术的创新实践成长之路

现如今，由于 AI 模型的更新换代， AI 开发者们越来越依赖于成熟的 AI 软硬件开发框架体系。而主流的开发体系基本可以分为两种，其一是 PyTorch 框架，它一般需要依赖于 GPU 硬件才能实现快速的张量运算。而另外一种则是 tensorflow 框架。相比 PyTorch 它拥有自研的硬件结构，TPU 计算速度更快，效率更高。然而 TPU 不对外开放，大家依然只能使用 GPU 来运算。但是 GPU 毕竟不是专门为 AI 算法设计的硬件，它的计算效率是不如 TPU 的。同时对国内开发者来说，依赖于国外公司的软硬件开发体系也不是一件令人舒心的事。就在去年，我了解到了深腾这一国产 AI 软硬件开发体系，它拥有着自主研发的 AI 软件开发框架。

深思 mindsport 基于它，深腾为用户提供了高级 API 的接口，能够快速开发适用于各行各业的 AI 软件算法。而在硬件方面，深思提出了 CNN 看这一异构计算架构，它能让深思的算法运行在多种处理器上，尤其是在深腾自研的 atlas 系列硬件上，能够高效快速地运行。同时深腾也提供了软硬件全流程的开发工具 mind studio 以及管理运维工具 fusion director 和 smart kit 为不同需求、不同规模的用户提供全方位的开发维护服务，生成的硬件性能是让我十分惊喜的。拿 atlas 200 举例，它能够仅凭借 8 瓦的功耗实现高达 22 tops 的 int 8 计算性能和 11 tflups 的半精度浮点性能相比于国外的类似产品，它在每瓦算力的指标上具备着非常明显的优势，为软件的边端落地提供了充足的保障。

在我开始学习昇腾的时候，首先遇到的就是 atlas 200 这一深度学习加速模块。昇腾为初学者提供了 atlas 200 DK 开发板，可以连接摄像头网口，支撑我们开发者做一些简单的摄像头视觉应用。深层也为我们提供了一套从易到难的完整学习体系，帮助开发者快速成长。它也为我们提供了快速入门的教程，能够让我们在短短 20 分钟内学会如何在 atlas 200 上运行一个图像识别的神经网络。昇腾的社区资源能够促进开发者们互相交流答疑。同时昇腾还会长期举办 CNN 训练营来满足开发者们深入学习的需求。在软件方面，深思 mindsport 拥有自己的独立官网，上面也提供了充足的教程、开发指南、API 接口、文档等等。我根据这些学习教程完成了从入门到应用再到深度开发的转型升级。昇思也拥有类似 atlas 的社区资源。我们可以在社区上提问，如果感觉某一个 API 接口设计的不合理，或者某些功能还未实现，我们甚至能上 git EE 上面发布 issue 让生成官方增加功能来满足我们的开发需求。深层也开展了多种形式的研习班和分享会，来拓宽开发者的视野，提升开发者的开发技能。接下来我想分享一些我的昇腾开发心得。最开始的时候我发现 atlas 200dk 它拥有的扩展接口比较少，不适合作为一个嵌入式设备的控制，是核心。所以我和我的团队成员们需要重新设计制作 atlas 200 的核心驱动版。深腾官方为开发者们提供了 atlas 200 的硬件开发指南。在这个上面我们可以确定 atlas 200 各个接口的物理参数和电信号参数。确认参数之后，我们能根据我们自己需要的接口来选定对应的外设芯片，比如网络驱动的芯片、传感器的芯片、PCIe 的芯片等等。之后再来绘制原理图和 PCB 交给板场挡样，由 SMT 公司贴片或者自己动手焊接，最后调试电路板的整体电路。完成了硬件的设计和制作之后，我们还需要在 atlas 200 上运行的 Linux 内核当中加入我们所需要的外设接口设备的驱动软件。这边我拿 PCIe 转 USB 接口举例，由于 atlas 200 并未预留 USB 接口，为了使用这些 USB 设备，我们需要通过 PCIe 转 USB 芯片来达成这一目的。

我们需要去移植 PCIe 转 USB 驱动，还要将 PCIe 转 USB 的芯片驱动加入到 Linux 的内核当中。为了通过 USB 来驱动摄像头或 U 盘，我们还需要添加摄像头或者是 fact 文件系统或者是其他的一些 USB 设备驱动的程序到我们的内核当中，最后对修改后的内核和设备数进行编译，来获取一个支持这些新的 USB 设备驱动的内核。我和我的团队成员们对 atlas 200 的外围接口电路进行了重新设计，并制作了一块拥有 UA rt iPhone C SPI USB PCIe 等多种接口的核心版。基于这一块核心版和 atlas 200 的强大算力，我带领我们的团队成员开发了一套 AI 智能摄影系统，获得了 2021 年互联网加大学生创新创业大赛产业赛道的全国银奖。同时，这块核心版由于其扩展接口丰富，可丰富的特性也被团队指导老师用在了学校的嵌入式课程教学通中。

当我们完成了硬件设计和开发之后，接下来就是开发软件的过程了。今天我想介绍一下 mindsport 昇思上的模型迁移方法。假如你有一个模型，它原本是用其他框架例如 PyTorch 或者 tensorflow 编写的，我们把它要移植到深思的框架上来。那么只要按照以下的方法一步步走就能实现你的目标。一开始的时候，我们需要对这个原始模型进行分析，看看是否有一些算子或者模块是深思索缺失的。如果是我们就要先补全这些缺失的模块。而在 minus BOOL 也就深思 1.7 的版本当中，它给我们开发者提供了新的功能，就是说可以去自定义一个算子。那么自定义开发算子之后，我们就需要去开发整体的网络的模型定义文件，就需要补全缺失的模块。接着我们需要编写整体的网络定义结构定义文件。

深思提供了一个非常方便的工具，叫做 mind converter 它可以把原始模型自动转化成深思的代码和深思的模型参数。我们通过将相同的输入加载到不同框架的模型当中，这样的方法去比对它们的输出的差异，我们就能验证模型代码的正确性。而之后我们就能去调试网络整体的训练或者是测试的一个过程，并且去优化网络的精度。最后我们就能将其他框架的模型成功地转化为深思版本的模型代码和模型参数。

下面我以 video swing transformer 这一模型，也就是 swing 3D 的复现过程来举例。首先我们需要对这个模型进行分析，看看它有哪些算子是缺失的 3D 中缺失了 row 3D 这个算子。那么我们就需要根据它原始的框架上面的一个功能来对它进行在深思框架上的复现。而之后我们就可以对整体模型代码进行开发。由于 swing 3D 的结构比较复杂，所以我们需要分层的进行编写代码。

首先我们需要编写基本的一个单位叫做 swing transformer block 接着我们在这个 block 的基础上面去对 block 进行堆叠，开发整体的 swing 3D 模型之后，我们将原始模型的参数转化成深思模型参数的格式。去对比它们两个框架之下模型的输出是否有区别，来验证我们移植的 swing 3D 模型代码是否正确。最后在开展整体训练测试流程的代码编写。

在 swing 3D 这一模型当中，有一些独特的设定是深思还不具备的，比如说它的学习率的定义函数，又比如说它的优化器或者说是损失函数，也包括了 dataset 流水线的编写，还有一些 video 的 IO 的接口编写。在移植过程当中，深思提供了其他框架 API 和自己框架 API 之间的一个映射表。我们开发者可以很方便地查询到迁移的目标函数的对应接口，从而避免一些低级的错误，方便我们快速 debugswing 3D 作为一个视频理解模型，是属于深思下面 mind vision 套件的一部分。

mind vision 是一个专门用来处理视觉任务的套件。它提供了与视觉任务相关的 data set 流水线和 IO 的接口也提供了日志和可视化的模块来方便我们开发者进行开发。 mind vision 涵盖了多种视觉任务，比如说图像分类、视频理解、图像检测、点云识别等等。在每一个任务上，mandivision 都会复现多个主流的算法模型。目前 mandivision 的部分 API 接口文档在深思官网上已经可供查阅。同时相关已经开发完成的模型已经开源在了 git 已经开源在了 git 意义上面。在开发深层的过程当中，我发现深层软硬件都有着极高的开发自由度。在软件上，你可以自定义模型算子去优化你的整个算法。而在硬件上，你可以去自定义外设驱动电路板，来为你的实际应用场景去做出相应的设计和改变。那这些为 AI 产品的研发和落地都提供了充足的便利性。同时全面国产化的软硬件开发体系让我在使用的时候感到更加的放心。另一方面，深层总是能够快速地解决我的疑惑，不管是 atlas 还是深思，只要我在论坛或者 git 意义上面发布了我的提问，提出了我的提问，其他开发者或者说是官方的技术人员总是能在三四个小时之内给出准确的回复，节省了我大量的开发时间。

大学像一座座灯塔，点亮教育之路，培养不拘一格的创新人才。期待未来，我们大家一起以智能机座为基础，深化新工科人才培养，为新计算产业的发展贡献自己的力量