摘要：研究生培养是我国培养造就卓越工程师、深入实施人才强国战略的关键。与本科生培养不同，研究生是接受过本科教育，具备一定知识基础和思维能力，并且已经投入到前沿科学研究的群体，如何为研究生“量身定做”针对性课程，在为部分后进学生补足基础的同时突出前沿性和开放性，是研究
项目批次：2023第一批
项目编号：230700007284254
项目类型：师资培训项目
项目实施背景
研究生培养是我国培养造就卓越工程师、深入实施人才强国战略的关键。与本科生培养不同，研究生是接受过本科教育，具备一定知识基础和思维能力，并且已经投入到前沿科学研究的群体，如何为研究生“量身定做”针对性课程，在为部分后进学生补足基础的同时突出前沿性和开放性，是研究生培养面临的难题。
OpenHarmony是近年来快速发展的面向全场景、全连接、全智能时代的操作系统，其设计实现充分考虑万物互联时代的设备特点，有望在未来成为主流的操作系统。因此，开展OpenHarmony相关课程对于大学教学有着重要的意义：能让学生学习最新的开发范式和应用结构、了解现代操作系统的结构；此外，OpenHarmony社区自由开放，灵活性高，便于课程实验的设计和开展。目前，基于OpenHarmony的各类课程已经在国内高校迅速发展起来，但这些课程主要面向本科教育，如何构建一门面向研究生的OpenHarmony课程仍是一个亟待解决的难题。
改革思路及举措
本项目依托上海交通大学软件学院开设的研究生课程《计算机系统设计和实现》，发挥上海交通大学特色化示范性软件学院在关键基础软件领域的优势，与华为合作对该课程进行优化，并开展课程相关师资培训。
在课程建设和师资培训过程中，本项目主要的建设内容与举措包括：
（1）课程优化与融入：通过课程优化，将OpenHarmony融入到原本以介绍计算机系统为主的课程体系中。在课程内容选择上，强调整体与创新（如图 1）：纵向涵盖框架、系统服务、内核三个层次，从整体上解析现代操作系统架构与各层次组织关系；横向涵盖终端内核、媒体、互联、应用框架、安全和图形六大主题，突出智能终端特色和OpenHarmony的创新设计（如内核中的EROFS文件系统、框架中的方舟运行时、面向“万物互联”的分布式软总线等），与本科的操作系统等课程存在明显区分，避免“重复讲授”问题。
图 1 课程围绕OpenHarmony架构建立的内容体系
（2）企业专家进课堂：本项目在教学中定期邀请OpenHarmony技术专家对特定主题进行深入介绍，企业专家和教师的讲授内容围绕同一主题，但各有侧重：教师主要介绍该主题的基本概念和设计理念，搭建基础；企业专家则在教师讲授后介绍该主题下OpenHarmony社区的最新实践，进一步提升课程内容的前沿性。
（3）构建特色实践体系：本项目根据OpenHarmony终端系统的特点，兼顾开发和系统学习。围绕课程内容搭建实践体系，使学生在实践中对OpenHarmony在分布式、互联、图形渲染等方面的特点建立更加深入的认识。每道实践题目均为从应用开发到系统分析和优化的“垂直整合型”内容，既将OpenHarmony应用开发融入到课程中，同时又避免因过于重视应用开发导致偏离计算机系统的课程主题。学生在参与实践的过程中，逐步实现开源鸿蒙学、用、改的“三级跳”。项目为学生提供了OpenHarmony开发和学习所需的多样化设备资源，学生可根据兴趣选择（图 2）。此外，企业专家也参与到实践体系的命题、答疑和评分中，为实践内容贡献业界视角。
图 2 OpenHarmony实践设备
项目成果、创新点及成效
项目针对研究生需求，在学生已有操作系统学习背景的基础（如内存、进程/线程、文件系统等）之上，结合以OpenHarmony为代表的智能终端操作系统进行介绍，并与专家报告内容结合，展示计算机系统的前沿知识和业界实践。项目在课程设计中还融入了开放讨论环节，组织学生针对特定主题进行讨论，增加学生在课堂环节中的主动性。课程共包含48学时的理论介绍，涵盖终端内核、媒体、互联、应用框架、安全和图形六大主题，并包含4-5次的专家报告。实践内容为课后作业，不计入学时数。
在具体成效方面，包括以下内容：
（1）主持完成了华为-教育部产学合作协同育人项目《OpenHarmony应用开发课程建设》，围绕OpenHarmony系统进行教学设计和师资培训，项目结题并荣获优秀等级。
图3 项目结题优秀证书
（2）课程讲授内容整理为讲义，并融入到《智能终端操作系统与OpenHarmony实践》一书中，该书围绕智能终端场景对操作系统进行介绍，并以OpenHarmony作为案例介绍相关原理的实现，为系统人才培养提供教材支撑。该书已于2024年8月由电子工业出版社出版。
图4 《智能终端操作系统与OpenHarmony实践》封面
（3）坚持“学赛结合、以赛促学”的思想，积极组织学生参与OpenHarmony研究生竞赛，修读该课程的学生在首届中国研究生操作系统开源创新大赛获得全国一等奖1项、三等奖2项。
图5 首届中国研究生操作系统开源创新大赛斩获佳绩
应用及推广情况
项目在2023年11月18-19日组织《计算机系统设计与实现-OpenHarmony鸿蒙》师资培训，超过30所本科院校、40名教师参与该培训，项目负责人因在培训中的优秀表现受邀成为华为布道师。项目建设经验在2024年中国高校计算机教育大会的开源教育论坛上进行了分享。
图6 项目负责人作为师资培训主讲人（左），并作为优秀代表出席启动仪式（右）
图7 开源教育论坛演讲嘉宾
经验总结
针对研究生课程的前沿性需求，本项目将OpenHarmony技术基因融入到研究生课程《计算机系统设计和实现》中，在本科操作系统课程的基础上突出OpenHarmony在智能终端领域的特色和先进性，并进一步与企业专家授课和形式结合涵盖业界最新实践。同时，本项目还通过建立实践体系将开发融入到系统学习中，实现学鸿蒙、用鸿蒙、改鸿蒙的“三级跳”。未来，我们将进一步推进OpenHarmony课程建设，通过“教-研-赛-练”融合体系为我国操作系统及计算机系统领域优秀人才培养贡献力量。
案例内容由吴明瑜、杜冬冬提供
来源：欣欣课堂