随着信息技术的快速发展和产业需求的持续升级，高校计算机专业实践教学面临严峻挑战。传统实验教学体系存在内容更新滞后、平台支撑不足、创新能力培养薄弱等突出问题，难以满足新工科背景下对创新型、复合型人才培养的需求。

1. 国家战略与产业发展的迫切需求

新一代信息技术产业的高速发展对计算机人才提出了更高要求。《中国教育现代化2035》明确提出要深化实践教学改革，强化学生创新能力和系统思维培养。然而，现有实验教学体系仍存在验证性实验占比过高、实验内容与产业技术脱节等问题，导致学生工程实践能力与行业需求存在明显断层。

2. 新工科建设对实践教学的改革要求

教育部“新工科”建设强调要构建产教融合、赛教互促的实践教学体系。计算机系统能力大赛、网络技术挑战赛等高水平赛事虽已形成成熟的技术生态，但赛题资源未能有效反哺教学。如何将竞赛中的CPU设计、编译优化等前沿技术转化为阶梯式实验项目，成为实践教学改革的重点难点。

3. 实验教学数字化转型的必然趋势

当前实验教学普遍存在平台智能化程度低、管理效率低下等问题：实验报告批改耗时、实验设备利用率不足50%。随着虚拟仿真、容器化等技术成熟，构建数字化实验平台，实现实验环境的快速部署和智能评测，成为提升教学质量的关键突破口。

4. 创新能力培养体系的现实困境

传统实验教学与学科竞赛、研究项目衔接不畅，导致学生系统思维能力薄弱。计算机系统能力大赛获奖率低，反映出学生在CPU设计、操作系统开发等复杂系统构建能力上的不足。亟需建立“基础实验-系统实验-创新实验”的培养机制。

在此背景下，本成果通过系统重构实验内容体系、建设智能化实验平台、创新赛教融合机制，构建了"四维一体"的数字化实验教学新体系，为破解计算机专业实践教学困境提供了有效方案。