王懷民：開源教育 産教融合新抓手

　　國際在線消息：4月7日，由中國軟體行業協會主辦的2021中國軟體産業年會在北京舉行，大會以"數字經濟新時代——軟體産業賦能高品質發展"為主題，瞄準産業變革和時代發展趨勢，滌蕩思想與共識，匯聚知識與力量，展示中國軟體産業新成果。

　　大會現場，中國科學院院士王懷民作題為“開源教育 産教融合新抓手”的精彩演講。

　　以下為現場實錄全文：

　　尊敬的謝司長，潘局長，尊敬的廖院士，各位專家、産業界的各位同行大家上午好！很榮幸受到邀請來今天的大會作主旨演講。今天想和大家交流的是開源教育：産教融合的新抓手。希望從産業角度和大家討論三個話題：一是中國軟體教育（特別大學教育）面臨的問題，以及利用開源教育解決這些問題的視角，乃至於我們這些年開展的一些實踐和大家進行探討。從産業的角度來講，中國軟體教育，我們概括有四個方面需要高度關注的問題。

　　第一，人才供需對接的效率低。首先體現在數量上，數據不足。剛才謝司長講，我們現在已經有700萬的從業人員，按照中國數字經濟轉型發展的要求，有預測或者有統計2020年需要有1200萬的缺口。同時如何有效匹配，企業找到恰當的需要的人才成本是很高的，特別是大學畢業生去企業之後要1-2年才能適應工作崗位要求。

　　第二，基礎核心軟體的教育薄弱。上世紀80、90年代，就是這輪全球化的産業分工所謂的輿論背景下。大家都説晶片作業系統game over，市場競爭美國等西方主要國家是提供方，我們主要是應用方，因此影響到大學教育。70、80年代大學教育似乎認為沒有必要培養需要寫作業系統、DAT（音）、中間件這樣的核心專業人才，我們只要用好就可以了。但是本世紀以來，中國發展的實踐證明中國這樣的大國要發展還要安全，在核心基礎軟體的人才儲備上不能掉以輕心。但是教育這件事情就是10年、20年一週期，因此這個薄弱在今天顯得尤為突出。更進一步的，我們不僅在共性基礎軟體，在重要的工業軟體上也缺少這方面的人才訓練。工業領域裏面我們習慣一個項目一個項目垂直解決本項目的問題，而沒有很好培養這些領域的人才，把本領域的軟體有效的變成可以復用、可以移植、可以升級的共性軟體、工具軟體，這也是我們核心基礎軟體教育薄弱的重要環節，在今天中國發展上這個問題非常急切的擺在教育界的面前，企業界感同身受。一個人才到企業適應時間很長和教育環節有這樣一個脫節也是有密切關聯。

　　第三，實踐動手能力的薄弱問題。比如説軟體工程，我們學軟體計算機學科的學生都有體會，學生學習這門課就是老師和教材這樣兩個要素作用，而這是實踐性非常強的課程。實際上整個計算機學科，軟體學科，課堂教學是一個方面，還有一個重要的方面就是實踐教學，這方面面臨很大的問題。這個問題尤其是技術發展之後。像今天我們看到的過去20年，互聯網、雲計算、大數據的發展，學習更加感覺到這樣一類人才的實踐能力如何培養，是一個巨大的問題。似乎學校在很大程度上沒有給出很好的承諾，這也是人才到企業要1至2年才能適應的重要原因。學校教育過程中實踐案例難構造，實踐效率難評估，更不要説這麼大的實驗如何有效的協作，這是更困難的。

　　第四，軟體教育如何適應新技術的發展。今天大學的計算機乃至於軟體教育，主要還是在計算機為核心的平臺時代發展出來的主要的軟體技術。而今天已經面臨的計算平臺是泛在的網絡環境。這樣的環境下軟體如何構造有一系列的觀念性的革命，也就是靠過去工程化的方法已經不足以應對我們今天在網絡時代如何構造軟體一系列的理念和技術要求。我們需要在這樣的技術生態，創新生態、産業生態的環境下，以生態觀推進人才教育的新技術發展的新要求，我們的教育內容和手段上還非常的不適應，這樣的背景下，我們如何有效推進這項工作？我們發現有一個重要的趨勢，開源為我們解決軟體教育，特別是從企業發展，從産業發展的角度，它的四個不適應性問題的一個有效的解決途徑。我知道這次大會還有專門的論壇討論這個問題，我先談談我個人的看法。

　　什麼是開源教育，開源教育源自於開源這個開發模式的實踐，在産業領域裏的有效的實施。大家也看到一個現象，現在我們做高技能計算機100%都用開源系統，我們的移動互聯網85%以上都是用開源的安卓作業系統，今天我們也看到蓬勃發展的人工智能很多的重要訓練框架和演算法都是開源，我們欣喜看到通過20年的準備，我們産業界乃至於國家産業政策對於開源這件事情，剛才謝司長特別提到了生態環境建設的高度重視。這次在“十四五”規劃中特別提到了要支持數字技術開源社區到創新聯合體的發展，完善開源知識産權的法律體系，鼓勵企業開放軟體源代碼、硬體設計和應用服務。這是在國家五年規劃中首次明確提到這樣的要求，“十三五”過程當中，工信部的信息化的相關技術要求裏面，已經提到了開源這方面的工作。

　　開源這件事情在座的我們各位領導和專家可能都已經熟悉了，我們印象深刻首先就是從作業系統開始，我們知道在上個世紀八九十年代，軟體開發的主流是由一個大公司有效組織軟體開發，典型就是微軟做了它的系統，微軟出來Windows這個系列的作業系統的進程中，有一個並行的，不被我們注意到的一個現象就是開源，Linux的開源。為什麼有了這件事呢？因為微軟説我要組織企業化的軟體開發了，在這個之前，在軟體界、作業系統界大家共享代碼的狀態突然消失了，乃至於在教育界也不能獲得作業系統的源代碼，因此有了這樣的源於西方的邊緣國家赫爾辛基大學的一個課程産生了這樣的Linux作業系統，大家都知道這樣的一個經歷。這個經歷走到今天我們看到的是什麼呢？由工業化有效組織的作業系統windows，在今天我們看到的網絡化、互聯網時代、物聯網時代，在人、機、物泛在的環境下，在作業系統的發展似乎windows不再具有競爭力，更多的作業系統，手機作業系統，未來的物聯網作業系統似乎都以Linux的某種變種進行發展，這意味著對我們開源生態的積極啟發。這個啟發就是創新的開源模式和傳統的工業化軟體生産模式，兩種模式的對壘，乃至這兩種模式如何有效協作。

　　我們説過去的企業工業化、封閉的軟體開發模式可以類比為單性繁殖，每個版本的升級和變異成本很高，面對著未來的不確定性的環境下，它可被環境選擇的可能性是少的，因此可能被選擇成功的概率就變得很低。開放是什麼特點，開放有點像雙性繁殖，開源項目的創造者産生一個卵，一個種子，把這個種子撒到大學、社會，就可能以更低的成本實現有效的繁殖和變異，多種多樣。而這種多種多樣在過去的工業化生産中是限制的，分支多在工業化生産中是被認為是一個毛病，是一個需要用工業化方法有效制約的，而這樣的開源模式下，這樣一個雙性的繁殖可以在廣闊的土壤裏面繁殖、變異的過程，這樣就使得在不確定性的環境下，它可能被適應、被選擇的對象就多，這個裏面雖然大量的不成功，但是被選擇適應未來發展的那一個被選擇對象的選擇空間就大了，因此Linux就是這樣的一種發展模式，所以大量選擇它做變異。這個規律對我們今天看産業生態的發展有重要啟發。

　　今天的教育要適應今天和未來的發展，解決教育適應産業發展要求的困境，我們應該關注到開源教育這個問題。開源教育指什麼？兩方面：一是所謂基於開源的教育。就是剛才提到的實踐課程資源不夠，用開源。我們適應新技術發展的敏感性不夠，買公司的軟體價格很高，有時候還沒有。那我們用開源社區裏面新的軟體，用這個過程中就使得我們以開源為手段，解決我們今天教育面臨的問題有了抓手，更進一步所謂的面向開源教育，就是以推動開源發展為目的的教育，來推進我們的開源研究、開源課程、開源活動的開展。這個過程中有很好的實踐，剛才提到的Linux就是從大學産生的，大學大量的實踐性課程，大量的專業技術類的課程的實踐環節越來越多以開源項目為實踐要素。比如説作業系統怎麼變成嵌入式作業系統，比如説今天講的大數據工作、人工智能工作，在教育過程中一系列實踐環節都是基於開源項目實現的。而且我們知道這件事情有效實現從大學向産業界的外溢，形成教育界和産業界在大學教育環節中的有效銜接。就是産業和教育的銜接不是學生畢業之後，而是學生在校學習期間通過開源形式已經在有效推進。

　　我們可喜地看到，不僅在國外，一些重要的開源項目已經成為大學實踐性教育的重要資源。在我們中國，一些重要的企業，比如説華為、百度也將他們的核心軟體開源出來支持中國大學的實踐性軟體教育的升級，也是我們講的開源教育給我們今天解決問題帶來的積極好處。因為這件事情看到這些公司很聰明，有了這樣一個很好的種子撒向大學，學生畢業的時候就接觸到，學生畢業之前就讓這樣的種子生根、發育、繁衍、變異，在這個學生走出校園之前，這個企業就可能通過這樣一個實踐課程的數據反饋來有效的鎖定學生。就是把過去到企業兩三年才能適應工作的適應期前移到學校的教育環節，既解決了學校教育的實踐性資源來源的問題，又解決了企業有效匹配和選擇需要人才的來源問題，是一個非常有效的方法。

　　因此這些年高校也在努力和企業合作，構建這樣一個平臺，使得更多學生和教師能夠和企業建立起這樣的開源資源的共享，構建這樣基於開源的教育。更進一步，由此我們推進面向開源的教育。比如説開源這樣的方法在軟體開發模式上有什麼新的要求，應該研究什麼樣的支持開源軟體的開源方法，比如説教育環節我們如何就有效的環節從硬到軟，到應用的全站的技術鏈，在教育的環節就和産業實現對接。所謂的全産業、全技術站的一種教育體系的構建。再比如説受教育者的學生如何更好地使他們理解和接受開源文化，能夠更好地適應未來産業對人才的選擇。這個過程中，無論是教師還是學生，需要對開源這個模式為什麼會成功的道理的認知，也就是説創新邏輯和産業邏輯有效的平衡，開源是如何達成的。

　　我們也看到這個過程中，80、90年代制約開源發展的——微軟，今天是致力於開源發展的主要參與者，這是為什麼？這其中的邏輯，這種自覺對於我們未來人才發展是極其重要意識的覺醒。再比如説要鼓勵學生，不僅僅感受到在學校是學習，而且讓他形成一種創意和創新的能力，形成一種協作的意識，形成未來和産業生産環節對接的這樣一種學習的衝動，適應新技術的發展，在開源的世界中更有效的使用工具。

　　我們經常説一個學軟體的學生，他從事研究不用開源就像一個學生做研究不閱讀論文一樣，是不可思議的一件事情。希望學生形成這樣一種強烈的意識，並且適應在全球化分佈式的環境下，能夠有一個協作參與大規模項目的能力，能夠有效運用和選擇恰當的技術工具的能力，這樣的能力應該在學校完成，而不是到企業才受到訓練和培養。

　　我們覺得開源教育是有可能完成這個工作的，就是我們今天講的人才培養的大學教育，不僅僅是高校的事，還要和産業部門、科研部門、服務機構合作。比如説來自於華為、百度的這樣一些重要的開源項目進入大學。比如説研究機構的創新研究成果開源以後進入大學課堂，比如説軟體協會、開源基金會、出版社、大學教育服務機構，這些機構也和大學有效的銜接來推動這樣一種開源教育的有效實施。通過過去的實踐，我們感覺到這種産教融合、科教融合是極其高效的。

　　過去我們説這些雙向的已經在“冒煙”了，我們希望這種冒煙能夠形成燎原之勢，更希望這種燎原之勢能夠形成良性的各方資源支持人才培養的生態環境。而這種生態環境一個重要抓手就是開源平臺這樣一個紐帶的作用。下面我想就這方面工作的實踐，再利用一點時間介紹我們工作的實踐。

　　第一，我們研究經典的工業化生産和今天生態環境下軟體創作和軟體方法學和工具平臺上如何支持，我們稱之為群體化的軟體開發。在過去國家科技計劃的支持下，我們過去15年中國國內若干所大學，包括北大、北航、南大、國防科技大學等等做這方面的工作，形成一個叫“確實trustie”的平臺。來支持企業的一個軟體核心團隊和互聯網的週邊的團隊的結合，來支持軟體早期創作、孕育和未來的産業化生産的結合，來實現軟體的作品向産品的轉化，這方面的工作。我們2018年基於此提出所謂大規模開放實踐，就是Massive  Open Online Course，和慕課很像，慕課是課程，我們説大規模開放在線，讓學生在學校期間通過這樣一個平臺的支持能夠進行開源開發、開源資源共享和開源評估，同時能夠把自己的開源作品部署到雲平臺上，讓更多的用戶體會到作品應該有什麼樣發展的新要求，所謂的開源實踐。由此我們形成了在教育領域，通過開源來催生基於開源的教育，來發展開源的創新環境。同時學生成長過程中，學習開源到參與開源，乃至於出門就可以帶著自己的開源項目創業，這件事情是有可能的。只要有這樣的平臺，有這樣四類主體：高校、服務機構、研究機構和産業的有效融合，我們可以更實質性推進學生的創新能力和實踐能力的結合，更有效實踐産教融合和科教融合。

　　下面舉幾個例子。

　　這是我們在頭歌平臺上支持的華中科學大學基於開源晶片設計平臺改造的計算機組成原理的課程，這個課程不僅僅在學校，而且有100多所其它學校使用了他們已經構建的90多個案例，這90多個案例不是這個譚志虎老師一個老師做的，是每一屆的學生乃至於其他院校的學生和老師支持建立的晶片設計的教學案例沉澱在這個教學平臺上，因此出了一本書，不僅出了一本書，還和這本書配套銜接了一個支持實踐性課程的一個實踐教程，連在雲環境上的頭歌平臺一個在線的課程教學環境。

　　再比如説上海交大的作業系統，他們自己寫了一個開源作業系統，基於這個開源作業系統來支持作業系統教材在大學課堂上教學活動，這個作業系統又和華為的鴻蒙和其它很多作業系統的發展內核銜接在一起。這個時候學生的學習活動就暴露在這些企業的觀察中，因此選人不是企業在四年級第八學期的那次招聘會，而是學生的學習過程中這些數據就顯現。

　　再比如説國防科技大學的軟體工程的教學，不僅僅是傳統意義上的軟體工程，把軟體管理、需求工程、品質管理這一組課放在一起，通過這樣的開源環境有效實施就是一個空巢老人的服務機器人的案例推進課程的教學和有效的實施。更可喜的是最近了解到這樣的平臺上，頭歌平臺上已經把我們的百度的飛槳，華為的Mind Spore，還有曠視的MegEngine這樣幾個中國公司推出的人工智能訓練框架已經部署在鵬城國家實驗室的雲腦平臺上，可以為大學生學習人工智能的深度學習給予實踐性教育的支持。可以看到我們的教學活動直接走在新技術乃至於産業引領的新技術的實踐空間中，這是非常好的一件事。

　　最後介紹一下通過開源大賽，這也是工信部綠色聯盟支持的比賽項目，早期為了ARM的生態體系做的比賽，去年第三屆，2018年開始的，和軟體協會的大會同年誕生。今年升級為中國軟體開源創新大賽。在這個聯盟的支持下，有效聯繫企業，現在有若干家企業把開源項目作為大賽的賽題，這裡有四類賽題，剛進來的學生可以進行代碼評著，讀代碼寫體會，可以開源大賽，這個部署好以後，你訓練的模型怎麼樣，效率高不高、識別率高不高比賽。再開源創新項目，第四個賽道是開源教學項目，這個體系裏面為整個體系提供支持。最主要這個聚合以後是一個永不落幕的比賽。開源比賽和其他比賽是一個嘉年華，就像奧斯卡比賽不是比賽的三個星期大家拍電影，而是時時刻刻都在拍電影，只是11月份的頒獎會上大家走一個嘉年華，未來這個比賽也是永不落幕的比賽，而是到頒獎季為今年産生的優秀作品進行獎勵。這個比賽正在推進中，有很多公司，包括華為、百度、達達等一系列公司都提供了産品。另外清華、北大科研過程中的創新新項目也成為這個大賽的賽題。我也在此向各位企業界的同仁推薦這個大賽，請大家一起關注這個大賽，我們一起推動，利用開源模式、大賽的模式不僅進課堂，而且進入學生的創業實踐活動。

　　有了這樣一個活動之後，我們可以看到國家的科研成果的項目開源了，看到老師的教育課程開源了，老師的資源開源了，學生在這個上面的活動得到了積累和開放，我們實現了這樣一種共享的有效的産教融合的新局面。這個局面我們已經看到展現出來，有了燎原之勢，我們期待著10年以後這個生態的茁壯成長。今天的會議應該是一個舞臺，我們希望看到這個舞臺看到服務於全球的中國開源創智平臺的形成，這個平臺當中包括我們的協同平臺、開源工具、社區和制度通過這個平臺有效的展現，然後在這個平臺上，我們可以看到由中國原創的開源項目在我們的教育體系當中，和我們産業一起生根發芽，影響世界，這是我們希望看到的，也是謝司長倡導的軟體發展的蓬勃的局面，我今天就向大家彙報這些。這個是平臺的網址大家可以去看，這個平臺也在這個平臺上發育，也是一個開源項目，謝謝大家！

　　（聲明：所有會議實錄均為現場速記整理，未經演講者審閱，國際在線登載此文出於傳遞更多信息之目的，並不意味著贊同其觀點或證實其描述。）