计算机技术与工程国家级实验示范中心（浙江大学）2018年度报告
一、人才培养工作和成效
（一）人才培养基本情况
浙江大学计算机技术与工程实验教学中心成立于2002年；2007年被评为省级实验教学示范中心，2012年6月通过省级实验教学示范中心验收；2012年12月被评为十二五国家级实验教学示范中心。中心隶属浙江大学计算机学院，业务主管部门是学校本科生院。
中心以课内外实践基地建设为基础，实践内容建设与教学方法改革为核心，运行与保障体系建设为支撑，有效融合教学、科研、产业资源，服务于专业教学和计算机公共基础教学。
中心实验室分布在玉泉和紫金港二个校区，包括计算机基础实验分中心和计算机专业实验分中心。基础分中心有效支撑了量大面广的全校计算机类课程实验教学工作，基本覆盖全校所有专业。计算机专业实验分中心，承担计算机科学与技术专业、软件工程专业、数字媒体技术专业、工业设计专业、信息安全专业的课程实验。2018年实验人数 12393 人 ,开设课程门146门课（410次）。其中，专业实验 1700 人（次），全校基础教学实验10693人（次）。
拥有实验用房使用面积共7685.88平方米设备1654台（套），设备总值1718万元。
（二）人才培养成效评价
2018年，中心在“德才兼备、全面发展、求实创新、追求卓越”的指导思想下有条不紊地开展各项工作，特别是在专业系统能力培养、在线实践平台建设以及推进学生竞赛等方面取得了突出的成效。
- “基于软硬件课程贯通的系统能力培养”喜结硕果
实验中心陈文智、施青松等教师联合北京航空航天大学相关教师，持续开展“构建计算机类专业系统能力培养体系”的教学研究和实践，其研究成果“基于软硬件课程贯通和分级分层次的系统能力培养创新体系构建”获得2018年国家教学成果二等奖（浙江大学为第一承担单位）。
系统能力是指以计算思维为基本思想来理解计算机系统整体性、关联性、层次性、动态性和开放性，掌握计算机软硬件协同工作及相互作用机制，综合运用多种知识与技术完成全系统开发的能力。该成果以计算机硬件和系统软件课程有机整合为核心，梳理核心知识体系，并提出工程化指导方法实现硬软课程贯通，同时研发实验课程与平台、拓展实践基地形成综合支撑体系，最终形成以“教学系统设计、软硬课程贯通、开放体系支撑、分层多级示范”为特征的系统能力培养体系。
该成果梳理了计算机人才培养所涉及的各课程之间的关系，构建了完整的系统能力培养的知识体系，并通过可操作工程化实验教学方法指导实验课程与平台建设，形成45个核心实验，100个基本实验，为分层分级培养提供实践基础。先后建成国家级/省部级精品课程 14 门，编写教材讲义24 本，发表教学论文 34 篇；自主研制面向系统能力培养实验平台，申请了 5 项发明专利，1000 多套设备已在 50 多所高校应用。
2.程序设计类在线开放课程及实践平台广泛应用
程序设计类课程不仅是计算机类专业的专业基础课程，也是信息类乃至理工科类专业的公共基础课程，是培养大学生计算思维能力的重要课程。
实验中心陈越、何钦铭、翁恺参与的教学成果“跨区域跨校在线开放课程“1+M+N” 协同教学模式创新与实践”获得2018年国家教学成果一等奖（浙江大学为第二承担单位）。我校的主要贡献是程序设计类在线开放课程及实践平台建设与应用推广。
实验中心翁恺老师先后推出5门C语言和JAVA系列MOOC课程，累计注册学习人次超过200多万，是学习人数最多的中文类课程，其中《程序设计入门—C语言》和《零基础学Java语言》还获得教育部国家级精品在线开放课程。陈越和何钦铭教授推出的“数据结构”MOOC课程累计注册学习人次超过80多万（爱课程网和网易云课堂），其中2018年秋季学期选课人数更是突破历史性的11万人。
中心教学团队推出的程序自动评测、开放式的“程序设计类教学辅助教学平台”（简称PTA或“拼题A”，网址：https://pintia.cn），可支持万人级实时在线评测，功能包括题库管理、组卷与发布、课程管理、在线评测及分析等，支持多种编程语言及多种题型。
2018年，平台的用户数、题目数和考试/作业场数大幅度增长。截至2018年12月已有412所高校和企业的2092多位教师使用，注册用户约76万人，各类习题33000余道。以此为基础，探索出了多校共同参与、共同建设、共同利用的新模式：所有题目由入驻平台的高校教师共同贡献、共同使用，每一题在应用中都明示题目来源、撰写人，大大激发了参与教师的积极性。
另外，中心教师陈越教授等推出的计算机程序设计能力评测（简称PAT，网址：https://www.patest.cn/）旨在通过统一组织的在线考试及自动评测方法客观地评判考生的算法设计与程序设计实现能力，科学的评价计算机程序设计人才，为企业选拔人才提供参考标准，受到越来越多企业人力资源部门和IT技术部门的欢迎。截至2018年12月，联盟企业已经达到184家，包括国际著名500强企业Google中国、微软（中国）等以及国内著名重点IT企业，如华为、百度、网易、雅虎、阿里巴巴-B2B技术部、淘宝（中国）软件有限公司、腾讯等。PAT目前有考点57处，分布在24省/直辖市的48座城市中，涉及合作院校56所。截至2018年底，先后共有来自国内外1040所高校的19281人次考生参加评测。
3.竞赛组织和学生竞赛成绩丰硕
作为中国高校计算机大赛的主要发起单位，参与策划了中国高校计算机大赛。该大赛由教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会、软件工程专业教学指导委员会、大学计算机课程教学指导委员会和全国高等学校计算机教育研究会联合主办的，面向全国高校各专业在校学生的科技类竞赛活动。目前该大赛共有6个竞赛模块，我实验中心教师负责了其中“团体程序设计天梯赛（GPLT）”、“移动应用创新赛”和“人工智能创意赛”三大竞赛模块的组织工作。
2018年，成功举办了第三届“中国高校计算机大赛-团体程序设计天梯赛（GPLT）”，有来自全国29个省市231所高校的629支队伍6282位学生参赛。
2018年“中国高校计算机大赛-移动应用创新赛”有来自140余所高校的820支大学生队伍参与本年度赛事。实验中心张克俊老师指导的《知交》应用获得最具创新奖和一等奖，《EyeC护眼》和《Mark Here》获得三等奖。
首届“中国高校计算机大赛–人工智能创意赛”于2018年10月27日落下帷幕。此次大赛共有国内外369所高校的1049支队伍报名参赛。实验中心支持的学生参赛团队表现优异，获特等奖、一等奖和二等奖各一项。
此外，由实验中心教师指导的学生竞赛团队在许多其它重要赛事中频频获奖：
- 实验中心张克俊老师指导的《Mind Band——随心而动的音乐创作平台》获得教育部举办的第四届中国“互联网+”大学生创新创业大赛金奖。
- 实验中心何钦铭老师和黄步添博士指导的《云象区块链商业银行联盟Baas服务平台》获得2018年“创青春”全国大学生创业大赛金奖。
- 实验中心陈建海老师作为教练的浙江大学Designer队以ChainCode Designer项目从来自国内外500多支参赛队的“2018迅雷全球区块链应用大赛”总决赛中脱颖而出，夺得一等奖。
- 实验中心陈建海老师带队的浙江大学超算队获得ASC18世界大学生超级计算机竞赛总决赛一等奖。
- 在2018年国际大学生程序设计竞赛亚洲赛区比赛中，实验中心王灿老师指导的浙江大学队伍35人获得一等奖，17人获得二等奖。
二、教学改革与科学研究
（一）教学改革立项、进展、完成等情况
1．国家级教学成果奖（2项）：
（1）《跨区域跨校在线开放课程“1+M+N” 协同教学模式创新与实践》(合作单位)，陈越、何钦铭、翁恺（我校顺序），一等奖，2018
（2）《基于软硬件课程贯通和分级分层次的系统能力培养创新体系构建》(第一完成单位)，陈文智,施青松,王总辉,姜晓红,季江民,陈建海,施敏华等（我校顺序），二等奖，2018
2．教育部首批“新工科”研究与实践项目：
《面向新工科的大学计算机基础课程体系及课程建设》，何钦铭，2018
3.国家精品在线开放课程 ：
（1）《零基础学Java语言》，翁恺，中国大学MOOC平台，2018
首批已有两门：《程序设计入门——C语言》（翁恺）、《数据结构》（陈越、何钦铭）
4.教育部产学合作协同育人项目2项：
（1）《基于HLS的FPGA入门编程系统》，翁恺，2018
（2）《基于PTA平台的操作系统教学资源共享课程建设》，李善平、季江民，2018
5．国家级十二五规划教材（新版）：
《计算机游戏程序设计（提高篇）（第3版）》，耿卫东，2018.8
- 2018浙江省高校“十三五”第二批新形态教材建设项目：
《区块链技术进阶与实战》，蔡亮，2018
7．第一批省级人才培养类示范基地：
浙江大学网易产教融合基地入选浙江省高等学校省级产教融合示范基地
（二）科学研究等情况
实验中心人员在完成本职工作的同时，积极参加科学研究工作，共发表高水平论文51篇，新申请和在研项目38项。中心尹建伟老师获得2018“国家杰出青年基金”。
三、人才队伍建设
（一）队伍建设基本情况
经过多年的发展，中心已拥有一批综合素质好、学术水平高、实践经验丰富、具有开拓创新精神的实验队伍。由专职实验人员与各课程组兼职教师组成，专职实验人员主要负责实验室运行和实验指导，课程组教师主要负责实验内容设计、实验指导、实验教材编写、各类教学文件编审、实验项目编制等。专兼职实验教学队伍的人员情况如下：
| 正高级 | 副高级 | 中级 | 其它 | 博士 | 硕士 | 学士 | 其它 | 总人数 |
| 19 | 14 | 6 | 2 | 33 | 2 | 5 | 1 | 41 |
（二）队伍建设的举措与取得的成绩等
2018年实验中心在人才队伍建设有了较大的突破，新入职了2位年轻的硕士和博士；2人退休。队伍的年轻化和专业化迈出了更大的步伐。
2018年实验教学中心教师获得一系列荣誉：翁恺老师获得2018年浙江大学永平杰出教学贡献奖（百万奖金），何钦铭老师获得 “2018年国家“万人计划”教学名师”（教育部初选公示），吴飞、翁恺老师获得教育部2018年度“高校计算机专业优秀教师奖励计划”。
四、信息化建设、开放运行和示范辐射
（一）信息化资源、平台建设，人员信息化能力提升等情况
1.实验支撑环境建设
计算机科学与技术学院是学校最早接入万兆网络和互联网的单位，行政网络、教学实验室和科研实验室网络物理独立，各自都有独立的安全控制设备，出口策略、信息审计和访问控制权限完全不同。2018年学校再投入30万元，改造、提升网络实验室和信息安全实验室。
中心统筹规划信息安全实验室的建设，在现有网络实验室基础上强化信息安全。针对各种可能发生的信息安全事件，制定了相应的处理方案。从物理层、传输层、系统层等多方面进行了一系列的更新、改造工作，防止信息安全实验室成为信息安全事故的发源地。
2.开放平台建设
开发设计的“程序设计类实验辅助教学平台”（拼题A），二千多位教师共同建设，提供33000多道不同难度、不同类型的题目，加强学习过程化考核，满足不同层次的程序设计能力培养需求。将“必做”和“选做”相结合的在线程序设计能力评测作为衡量课程各知识模块掌握情况的环节，贯穿于在线课程学习全过程，满足了不同层次学生的实践要求。
3.所高校协同资源建设
拼题A平台题库内容按课程教学主题组织，题库资源面向参与高校开放，目前已有412所高校使用。各高校可利用现有题库组织适合自身课程特点的课程实践、练习和考试，支持万人级实时在线评测，各高校教师均可参与题库建设，统一审核，系统记录各题目提供者的信息，保护其知识产权。在平台中可看到各题目的原始提供高校和提供者信息，极大激发了优秀教师提供优质实验教学资源的积极性。在今年11月的教育部对浙江大学本科教学评估中，该平台获得评审专家的高度赞扬。
（二）开放运行、安全运行等情况
实验室安全建设是一个体系建设，我们坚持从源头抓起，预防为主，从组织领导、制度建设、教育培训、检察力度、管理、预案演练六个方面全过程跟踪。根据“谁使用、谁管理、谁负责”的原则，实验中心进一步建立和完善实验室安全责任体系，明确分管负责人、实验室专职秘书、管理人，层层落实安全工作责任制，顺利保障整个实验中心安全运行，全年无任何安全事故的发生。
（三）对外交流合作、发挥示范引领、支持中西部高校实验教学改革等情况
1．作为我国最早一批慕课（MOOC）的建设者和实践者，在前期精品资源共享课建设基础上，较早开展了慕课建设和应用工作。近年来，实验中心教师积极参与中国最大的在线开放课程联盟–中国高校计算机教育MOOC 联盟（以下简称CMOOC联盟）的工作，不仅负责CMOOC联盟培训工作委员会和杭州培训中心的建设，还积极参与跨区域多校在线开放课程协同教学新模式实践，建设了具有重要影响的程序设计类慕课群及在线开放实验平台，应用范围覆盖全国300 余所高校，起到了引领示范作用。
2.应用在线开放课程实施“翻转课堂”教学模式改革，加强研究性学习能力和问题求解能力培养。实验中心翁恺在国内较早（2014年9月）开始采用SPOC的方式来辅助传统课程教学；先后有浙大、浙大城市学院、重庆科技大学、青岛大学、哈尔滨师范大学、四川师范大学等高校使用他的在线课程共开展了60余次SPOC课程教学实践；浙大城市学院还探索了“全翻转”、“半翻转”与传统方式的课程教学实践对比探索，发现学生的学习热情和自主学习等能力明显提高 。
3.中心教师2018年出席各种全国性教研会议，做报告70余场。报告内容主要涉及互联网+时代的大学计算机基础教学课程体系及课程建设、多校联合的计算机在线课程群共建共享探索、程序设计的MOOC实践、程序设计能力培养和体系建设、程序设计课程标准化评测、计算机系统能力培养、面向未来的计算机专业核心课等方面。
五、示范中心大事记
1.2018年11月26-29日，教育部本科教学评估专家来到浙江大学评估。28日来实验中心走访、检查。
2.所举办的竞赛受到主流媒体的广泛关注
六、示范中心存在的主要问题
实验中心目前分散在二个校区，特别是一些仪器设备，需要二个校区都要添置，不利于设备的共享充分利用，今后将结合课程计划的调整，优化实验设备的利用率。
实验资源的建设，虽然取得了丰硕成果，后续的发展需要更多的投入，目前依靠的是网易等社会资源，能否长期利用，还有很多不确定的因素，希望上级部门在资源建设方面有更大力度的支持。
七、所在学校与学校上级主管部门的支持
浙江大学积极支持实验中心的建设，从政策、制度和投入等方面积极推动实验队伍建设、实验课程改革、实验平台建设，使实验教学成为提升本科教学质量的重要平台和手段。
八、下一年发展思路
大数据、人工智能是近几年信息技术的新发展。浙江大学一直以来高度重视人工智能的研究，1982年就创建了人工智能研究室，设立最早的人工智能研究机构之一。经过三十余年的探索与实践，浙大在人工智能领域取得了诸多科研成果，有着深厚的技术储备和人才积累。实验中心将利用学院在人工智能方面人才和技术优势，积极推进AI实验内容和条件的建设。利用2018年已购买GPU卡和专用服务器，改造现有实验室电脑，利用浙江省智能大数据实验室的服务器平台，结合人工智能专业申请，积极做好人工智能课程的实验设计和准备。