1.成果简介

作为教育部计算机类专业教指委首批系统能力培养改革试点院校，我校积极响应国家“关于加强集成电路人才培养”的战略部署。通过虚拟仿真、多粒度自动评测以及师生校企共创数字化教学的“三使能”方法，构建起科教研用融通的硬件核心（硬核）课程数字化教学生态，助力学生建立硬件并行思维与系统认知，全面提升复杂硬件工程能力，并辐射带动计算机系统能力课程体系数字化转型升级。

学生培养成果卓越，全国大学生计算机系统能力大赛（教育部A类顶级赛事）获奖20项，数量位列全国211高校首位，多名学生获评北京市优秀毕业设计，项目参与学生数十人至清华、北大、曼彻斯特大学等国内外顶尖高校从事芯片设计相关研究；近五年毕业生进入知名企业比例提升103%，顶尖高校深造比例提升约50%。课程建设成果显著，打造国家一流本科课程1门，并获评中国仿真学会高等教学成果奖一等奖，获得8项全国性教学竞赛奖励，被计算机教指委评为系统能力培养改革优秀试点院校；发表中文核心期刊教学论文10余篇，获得优秀论文奖2项；斩获北京市教学名师、计算机教指委专业优秀教师等荣誉7项，全国大学生计算机系统能力大赛优秀指导教师奖18人次。成果广泛应用，被知名在线实践教学平台采用，累计向68所高校推广，服务学生超9.6万余人次，执行评测超100万次；并在天津大学、北京师范大学、北方工业大学等高校本地部署，应用于《数字逻辑》、《计算机组成原理》、《硬件课程设计》、《数字设计与计算机体系结构》等课程教学。辐射示范效应显著，受邀在中国计算机教育大会等全国教学会议报告10余场，发表论文累计被下载1万余次，获得广泛关注。 

2.主要解决的教学问题

项目以科教研用融通的“硬核”课程数字化教学生态建设为目标，着力突破学生硬件思维与实践瓶颈、解决课程数字化转型难题。

① 硬件并行思维与系统认知建立难的问题。“先软后硬”教学模式下，学生已固化了软件串行思维，以CPU为代表的复杂数字系统内部执行过程抽象，结构和动态变化微观不可见，使学生难以直观掌握设计细节，硬件并行思维和系统认知能力无法快速建立。

② 复杂硬件工程能力培养效率低的问题。当前硬件实验评测依赖人工比对仿真波形，导致学生难以自主定位设计缺陷，实验效率低，教师被束缚在繁重的结果核验中，无力开展高层次指导，不能支撑复杂硬件工程能力培养所需的项目式实践。 

    ③ 硬件课程数字化转型挑战大的问题。转型须要研制能透视数字系统内部并行运行机制的可视化认知工具、开发硬件描述语言自动评测与调度指引的实验平台、设计涵盖认知建立到复杂设计全过程的海量题库，技术密集、工作量巨大，企业或教师单一主体难以实现。