党的二十大报告强调,加快实施创新驱动发展战略,加快实现高水平科技自立自强,以国家战略需求为导向,集聚力量进行原创性引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战。在全球科技博弈加剧与国内数字化转型的双重驱动下,信息技术应用创新产业(以下简称信创)作为保障国家信息安全、培育经济新增长点的核心战略领域,迎来前所未有的发展机遇。
当前,我国信创产业已从规模化试点稳步迈入全面推广应用阶段,展现出强劲的增长动力。信创行业的迅猛发展带来巨大的人才需求缺口。据工业和信息化部预测,当前信创专业人才缺口已超80万,预计到2027年,这一数字将突破200万人。信创人才需求广泛,开发、运维、集成等多个关键领域岗位对职业院校培养的技术技能人才的需求极为迫切。(湖北研楚教育咨询有限公司)
开源模式通过开放协作和代码共享,能够有效加速自主研发信创生态的构建和人才培养。一方面,开源已成为信创的重要技术来源:国产操作系统(如OpenHarmony、openEuler)、数据库(TiDB、openGauss)及RISC-V芯片架构等关键信创产品均基于开源路线发展,既降低了研发门槛,又通过社区协作快速迭代技术,推动国产技术从“可用”向“好用”演进。另一方面,开源已成为信创人才培养的重要支撑:职业院校将鸿蒙/欧拉/RISC-V等开源信创产品纳入课程体系,设计信创场景应用案例,培养学生的信创技能,为信创产业的持续发展提供坚实的人才支撑。
本文基于对开源技术发展态势的审视、国内外高校人才培养模式的对比以及职业院校“五金”(专业、课程、教材、教师、实训基地)建设现状的剖析,多层次解析了职业教育领域开源技术人才培养的现状,精准诊断了当前面临的核心挑战,并提出了具有高度针对性和可操作性的对策建议,以期为构建适应国家战略需求、服务产业发展的职业教育领域开源技术技能人才生态体系提供坚实的理论支撑和实践参考。
一、研究背景
(一)开源技术发展基本情况
2021年11月,工业和信息化部制定并实施的《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》为繁荣国内开源生态,明确了提升国内企业在全球开源体系中影响力的目标和战略部署,给中国开源发展带来前所未有的机遇。《2024中国开源发展现状》报告显示,经过30年的持续发展,中国在开源基金会建设、开源项目贡献、技术人才储备等方面快速崛起,在国外影响力不断扩大。
在开源项目贡献方面,中国的源代码贡献量已经达到世界第二,国内开源软件开发者数量突破800万;在代码托管平台方面,Gitee(码云)的开发者超过1200万,托管项目超过2800万;在国内开源项目活跃度方面,开源鸿蒙、openEuler、 PaddlePaddle位列前三。在开源技术方面,数据库、操作系统、云原生、人工智能构成了当前开源发展的主要趋势。
中国开源产业生态正展现出强劲的发展势头,然而伴随这一繁荣景象的是开源领域技能人才严重短缺这一现实挑战。在这一背景下,借助职业教育以系统化、规模化的方式开展开源技能人才培养,已成为填补人才需求缺口、支撑开源生态持续繁荣的关键举措。
(二)职业教育开源人才培养研究现状
王天红等提出,职业教育人才培养应以服务产业发展为宗旨,以促进就业为导向,培养高素质技能人才。李振华等提出,开源人才需要向职业教育延伸,开设相关专业及课程,构建多层次可持续的人才供给体系。如何通过职业教育培养高技能开源人才,已成为中国开源产业生态蓬勃发展背景下的重要研究课题。尽管已有研究关注特定开源技术的职业教育人才培养,但缺乏针对职业教育领域开源软硬件人才培养的全面现状分析与对策研究,这一空白亟待填补。苏曙光等分析了高校在国产开源操作系统人才培养方面的不足,提出了开源操作系统开源人才培养的设计思路。陈丽等针对我国开源软件人才培养所面临的挑战,提出了创新人才培养模式。Clyde Seepersad提出,高校应设计并实施符合开源行业需求的高质量人才培养计划。黄启春探索了基于特色项目的软件工程开源人才培养实践。
二、开源人才需求现状
(一)开源软件人才需求情况
1.数据库
数据库是信息技术(IT)行业的关键基础软件,向下可发挥硬件算力,向上可支撑应用软件。目前,在数据库领域,对于精通国产开源数据库(TiDB、OpenGauss、PolarDB、TDSQL、 Doris等)的人才需求,具有赶超国外开源技术(MySQL和PostgreSQL)的趋势。其中,数据库开发类岗位(47.8%)、研发类岗位(15%)、运维类岗位(14.4%)的需求最多。
2.操作系统
随着国外开源Linux操作系统CentOS停止服务,国内对精通国产开源操作系统(openHarmony、 openEuler、鸿蒙Next)的技术人才需求与日俱增。操作系统开发类岗位(59.5%)、研发类岗位(8.5%)、测试运维类岗位(5.5%)是操作系统开源技术招聘需求中位列前三的岗位。
3.云原生
开源云原生的关键组件来自CNCF基金会旗下的开源项目,国内企业对于精通云原生开源技术的人才需求量较大。云原生开发类岗位(28%)、研发类岗位(17.4%)、运维类岗位(12.8%)的需求最多。
4.大数据
大数据技术涉及分布式计算、数据存储和处理等多个方面,涌现出Hadoop、Spark、Kafka等成熟的技术工具和框架。目前,在大数据领域的岗位需求中,研发类岗位(37.21%)、架构设计类岗位(29.74%)的需求最为旺盛,分析与挖掘(21.15%)、运行与维护(7.39%)、咨询与服务(4.51%)等岗位需求依次递减。
5.人工智能
在人工智能领域,深度学习是技术创新与开源落地的主要方向。中国开源软件推进联盟报告显示,开发者对人工智能开源技术的关注度位列第一,占比47%。目前,在人工智能领域,开源软件框架是岗位需求的必备技能。算法类岗位(46.33%)、架构类岗位(24.81%)需求最多,开发类(19.34%)、运维类(6.41%)、指令与服务(3.11%)等岗位需求排在其后。
6.区块链
国内区块链产业主要集中在联盟链上。2020—2023年国产区块链产品市场占比连年提升,分别为36%、38%、78%、84%。总体来看,我国自主区块链产品已逐渐占据产业主流市场,进一步降低了区块链技术“卡脖子”风险,壮大了我国产业生态。区块链相关岗位呈现向产业集聚地区集中的趋势,对实用技术类人才需求较高,占比达48.8%;其次是行业应用类人才,占比38.5%;核心研发类人才需求占比12.7%。
7.量子计算
从全球角度来看,量子计算软件开源平台的建设日趋完善。欧美已经有至少12个国家实施了20余个“量超融合”探索项目,而我国尚未全面布局。未来五年将是“量超融合”的黄金发展期。目前,量子计算领域需要具备经典和量子领域的交叉融合型人才,然而人才供给严重不足。其中,研发类岗位(36.17%)与架构设计类(31.13%)的岗位需求最多,运维与测试(18.52%)、操作与服务等岗位的需求排在其后。
(二)开源硬件人才需求情况
1.RISC-V处理器开源指令集
在处理器架构方面,与ARM和x86不同的是,RISC-V具备开源、开放、简洁、灵活等优良特性。目前,大部分主流操作系统尚未全面适配RISC-V架构,导致在某些有高性能计算需求的应用场景中,RISC-V可能遭遇“性能瓶颈”。当前,国内RISC-V人才供给存在不足,特别是上海、北京等一线城市的需求较多,且应用和测试方面的专业人才欠缺。RISC-V开发类岗位(37.5%)和架构设计岗位的需求最多(25%),前端验证、编译器开发、嵌入式开发、模型开发、AI架构设计、社区运营等岗位的需求排在其后。
2.微型计算机
微型计算机树莓派由注册于英国的“Raspberry Pi慈善基金会”开发。其软硬件都是开源系统,是国内主流的卡片式计算机系统。目前来看,工业与嵌入式应用已成为树莓派的第一大市场:2023年,其销售额的72%来自工业与嵌入式部分,教育以及其他领域的销售额仅占28%。
相比其他软件类岗位,嵌入式系统工程师对于高学历人才的需求量不高,主要技能要求为SPI、UART、I2C通信协议,同时需要掌握C/ C++编程语言、Linux操作系统、ARM体系架构、 RTOS系统开发等各种软硬件知识和技能。
三、国内外开源人才培养对比
(一)开源软件人才培养对比
从高校人才培养情况来看,国外牛津大学的数据库系统实现课程以开源数据库PostgreSQL为教学案例。麻省理工学院的操作系统工程课程详细讲授了xv6开源操作系统的设计思想和实现细节。在国内,由清华大学等知名高校联合成立了国内首个开源创新教育联盟,旨在推动开源教育的创新与发展,促进开源软件和硬件的教育资源共享,培养更多优秀的开源技术与运营人才。高校是开源文化传承和发展的重要基地,通过加强各高校之间的合作与交流,共同打造开放、包容、协作的教育生态环境,这对于我国开源生态的发展具有重要意义。
(二)开源硬件人才培养对比
RISC-V芯片架构是一个源自美国加州大学伯克利分校的开源项目,起源于2010年。此项目的发起人Krste Asanovic教授及其团队成员,在加州大学伯克利分校及麻省理工学院讲授计算机体系结构与工程、复杂数字系统等多门RISC-V相关课程。在国内,中国科学院大学于2019年启动“一生一芯”计划,培养学生自行设计RISC-V处理器SoC芯片。
北京理工大学(珠海)与珠海市教育局、中国开放指令生态(RISC-V)联盟广东省珠海中心三方联合共建RISC-V生态建设人才培养基地。此外,南京大学、西安交通大学等众多国内高校都开设了以树莓派、Arduino等开源硬件为基础的智能硬件课程,如智能硬件创意制作、系统设计创新与机器人实践等。
目前,开源硬件的教育课程已经融入国内各个高校的教学体系,旨在促进开源硬件相关人才的培养。
四、职业院校培养开源技术人才现状与问题
(一)规模和层次
从院校规模来看,计算机类、电子信息类、集成电路类、汽车制造类等专业是与开源技术相关的专业。
从院校参与开源情况来看,国内职业院校已基本形成学习开源技术、使用开源技术、参与开源贡献等三个层次的开源氛围。中等职业学校相关专业以学习开源知识和技术为主,高等职业院校和本科层次职业院校相关专业在学习的基础上可使用开源技术研发项目、参加比赛、参加开源社区贡献等。
(二)职业院校开源相关“五金”建设情况
1.专业
在职业本科、中国特色高水平高职学校和专业建设计划(“双高计划”)以及中等职业教育“双优计划”遴选的优质专业中,与开源技术相关的专业统计情况如图1所示。
在28所公办职业本科院校中,有23所院校开设了与软件工程技术、人工智能工程技术、大数据工程技术等开源技术相关的专业,占比82.14%;在54所中国特色高水平高职学校建设单位中,有15所院校开设了与云计算技术与应用、物联网应用技术、软件技术等开源技术相关的专业,占比27.8%;在141所中国特色高水平专业群建设单位中,有16所院校开设了与软件技术、大数据技术与应用、计算机网络技术等开源技术相关的专业,占比11.3%。
在已公示的中等职业教育优质学校和专业名单中,开设大数据技术、计算机网络技术、计算机应用等开源相关专业的院校比例为:江苏14.6%、湖南17.8%、湖北12.5%、浙江8%、黑龙江15%,广西24.1%,内蒙古自治区7.1%。
通过对比可以看出,超过80%的公办职业本科院校开设开源相关专业,具有开源技术人才培养的优质条件;双高计划和中职双优院校中分别有15.9%和13.1%开设开源相关专业,仍有较大发展空间。
2.课程
如图2所示,根据国家职业教育智慧教育平台中优质开源技术相关课程的数据统计结果,Web前端技术课程的数量最多,Java和Python语言课程数量分别位居第二和第三,大数据、云原生、人工智能方向的开源技术优质课程数量较少;区块链、量子计算、RISC-V等新兴开源技术则缺失相关课程。
综合以上数据发现,一是职业院校在开源编程语言、Web前端、操作系统、数据库等较为成熟的开源技术领域开发了一系列优质课程,但在区块链、量子计算、RISC-V等新兴开源技术领域,则缺少优质课程;二是目前这些课程以国外开源技术(Linux、MySQL、Hadoop、Android、TensorFlow等)作为主要教学内容。因此,国内职业院校亟须以国内开源技术(OpenHarmony、openEuler、TiDB、 openGauss等)为教学内容的优质课程。
3.教材
如图3所示,在职业教育领域,国家职业教育规划教材主要集中在数据库、操作系统、大数据等成熟技术门类。在数据库开源方向, MySQL教材占比较高,国家职业教育规划教材占15.1%。在操作系统开源方向,Linux系统国家职业教育规划教材占6.7%、Android占7.1%。大数据开源方向,Hadoop国家职业教育规划教材占3.3%、Spark占2.2%。在人工智能开源方向,教材主要集中在Python程序设计相关基础部分,其中国家职业教育规划教材占4.3%。人工智能、云原生、区块链、量子计算、开源硬件等新兴领域较少有成熟且认可度高的普通教材及国家职业教育规划教材。
4.教师
在职业教育领域,国家级“金师”团队主要集中在数据库、操作系统、云原生、大数据、人工智能等成熟技术领域。由于区块链、量子计算、RISC-V等相关领域涉及前沿技术,暂无国家级“金师”团队。随着越来越多的职业院校将开源技术纳入教学计划,并设置相关专业和课程,预计很快会涌现出一批相关领域的“金师”团队。
5.实训基地
在数据库方面,麒麟软件、腾讯等企业围绕国产数据库建设实训基地,主要技术包括达梦、TiDB、人大金仓等。在操作系统方面,麒麟软件、联想、百度等企业围绕国产操作系统完成实训基地建设,主要技术包括麒麟、 OpenHarmony、统信等;在云原生方面,联想、新华三、阿里等企业围绕云原生技术建设实训基地;在大数据方面,联想、中软国际、新华三等企业围绕Hadoop、Mapreduce等大数据开源生态技术建立实训基地。在人工智能方面,联想、百度、麒麟软件等企业围绕PyTorch、Paddle、 TensorFlow等人工智能开源技术建立实训基地。在区块链方面,腾讯、联想、用友等企业围绕FISCO BCOS、Fabric等联盟链开源技术建立实训基地。在微型计算机方面,浪潮等企业围绕树莓派等开源技术建立实训基地。
然而,量子计算、RISC-V等新兴领域的实训基地建设偏少,一方面是量子计算、RISC-V尚处于起步阶段,生态系统尚显薄弱,另一方面是尚未成立基于量子计算、RISC-V的市域产教联合体或产教融合共同体,从而导致量子计算、 RISC-V等领域的实训基地建设不足。
(三)职业院校开源人才培养存在的问题与挑战
1.开源基础软件职业教育国产化进程较慢
基础软件职业教育领域已逐渐从聚焦商业闭源技术转向开源技术,但依然存在以下问题和挑战。
一是国产开源替代进程较慢。虽然国产开源基础软件已逐渐替代国外软件,但这些国产开源软件进入职业院校课堂的进程偏慢,国产基础软件开源人才培养任务艰巨;二是国产开源基础软件领域的师资队伍建设、实训基地建设、课程建设、教材建设仍处于落后地位,亟须加快速度构建国产开源基础软件职业教育模式;三是较少参与开源贡献。据统计,基础软件开源社区的贡献者主要来自本科院校、企业工程师以及爱好者,职业院校的贡献偏少。
2.开源技术设施建设和开源技术应用创新存在不足
在云原生、人工智能、区块链等开源技术领域,职业教育人才培养存在基础设施建设投入不够和应用创新不足等问题。
一是开源基础设施建设投入不够。只有少部分职业院校基于云原生等开源技术建设了大数据中心、边缘计算中心等开源基础设施,但也存在利用率不高、效果不佳等问题;二是布局新兴专业或专业方向的前瞻性不够。作为国家重大战略的量子计算尚未出现在职业教育课程中;三是云原生、人工智能、区块链等开源技术的创新人才培养存在短板。多数开源技术人才培养偏向技能型,忽视了知识迁移能力和应用创新能力的培养。
3.高技能人才培养容易出现“卡脖子”问题
硬件,特别是基础硬件职业教育领域主要使用闭源国外技术,基于RISC-V开源技术、基于ROS的开源机器人、Apollo国产自主研发技术的人才培养较少。
一是开源硬件领域人才培养不足。目前几乎不存在基于RISC-V的专门职业教育人才培养,亦无专业或专业方向致力于培养RISC-V的高技能人才。二是大部分硬件人才培养是基于X86或ARM体系的,容易出现“卡脖子”问题。三是硬件开源领域产教融合不足,尚未成立基于RISC-V的市域产教联合体或产教融合共同体,开源人才培养未能较好地服务于区域芯片产业发展。
四、对策建议
本文从行业人才需求角度,围绕软件开发、芯片制造、人工智能技术等技术领域,对开源人才培养提出改革建议,并对开源人才供需矛盾提出解决策略。
(一)聚焦基础软件发力,构建鸿蒙欧拉开源技能人才生态
开源鸿蒙和开源欧拉是由开放原子开源基金会孵化及运营的两个开源项目,分别以1 5969.05和6000.69的项目活跃度,成为目前活跃度排名第一和第二的国产开源操作系统。随着国外开源操作系统CentOS停止服务,国内对精通国产开源操作系统技术技能人才的需求与日俱增,亟须构建开源鸿蒙和开源欧拉技能人才生态。
一是开发本科层次职业教育开源课程。吸收国外操作系统开源研发人员培养的经验,鼓励开放原子开源基金会与华为公司研发简化版开源鸿蒙和开源欧拉,以供有条件的职业教育本科院校开设操作系统实现课程,培养具备开源操作系统研发能力的技术技能人才。二是支持校企合作建设开源技术实训基地。鼓励职业院校联合开放原子开源基金会和华为公司建设开源鸿蒙和开源欧拉应用迁移实训室,培养应用适配迁移技术人员,加速开源生态系统发展。三是推动教学资源的本土转化。联合开放原子开源基金会与开源社区开展职业院校高素质师资培训,推动职业院校操作系统课程内容从CentOS到openEuler的替换,建设一批优质的(省级、国家级)国产操作系统课程。四是鼓励职教学生参与开源社区贡献。鼓励职业院校将学生在开源社区的贡献纳入评奖评优、毕业推免、就业推荐等评价体系,鼓励学生参与开源社区贡献。五是以赛促教。鼓励创新创业、职业院校技能大赛等赛事设立开源鸿蒙和开源欧拉应用创新赛道,激发职业院校师生的开源创新精神。
(二)以开源为契机打破芯片(硬件)封锁,加快RISC-V技术技能人才培养
RISC-V发展速度快,其指令集采用免费授权模式,在物联网(IoT)市场的占有率将达到28%,在工业市场的占有率将达到12%,在汽车市场的占有率将达到10%,RISC-V有望成为打破中国芯技术壁垒的利刃。要突破芯片领域的“卡脖子”难题,核心在于抓住RISC-V在国内快速发展的机遇,加速培养自主研发的技术人才。一是依托“两翼”汇聚资源,以培养芯片人才。支持上海临港、北京亦庄、深圳前海等RISC-V产业集聚地依托市域产教联合体和行业产教融合共同体,汇聚政府、行业、企业和学校的资源,协同培养芯片设计、测试和封装环节的本科层次高技能人才。二是打造与RISC-V开源指令集架构相关的教学资源。组建RISC-V教育专家团队,指导职业教育集成电路等相关专业的建设,在人才培养方案中引入与RISC-V开源技术主线重构或升级相关的内容,鼓励计算机、汽车电子、AI、通信、云计算、工业软件等相关专业开设RISC-V专业方向的课程,围绕IP、基础软件、芯片、解决方案等方向打造一批RISC-V金课程和金教材。三是加强RISC-V架构师资队伍建设。鼓励职业院校联合RISC-VChina等开源社区建设实训基地,培养高素质师资队伍,鼓励教师和学生参与RISC-V开源贡献。四是推动职业院校信息系统的信创改造。在职业院校启动RISC-V迁移计划,鼓励校内智算中心、边缘计算中心采用RISC-V开源架构,推进RISC-V架构与ARM、X86等架构的算力适配优化,形成多元融合的运行环境。五是深化校企协同创新合作。支持职业院校与高等院校、RISC-V龙头企业共建RISC-V创新中心,开展电子设计自动化(EDA)协同开发验证、基础软件和工业软件适配RISC-V等工作。
(三)把握生成式人工智能风口,促进职业教育专业转型升级
随着大模型技术的爆发式发展,教育领域也经历了深刻的变革。
一是开发职业院校人工智能通识课程。由教育主管部门牵头成立生成式人工智能通识课建设小组,基于DeepSeek等开源技术开发课程,包括训练提示词(Prompt)编写能力、数据分类、清理、标注等内容,支持在职业院校开设人工智能通识必修课程。二是增设生成式人工智能相关专业。支持计算机类、软件类专业开设生成式人工智能专业方向或微专业,引入PyTorch、 TensorFlow、Paddle等开源机器学习框架,围绕大模型数据标注、多模态应用平台开发等方向,促进专业建设转型升级。三是通过融合人工智能技术升级传统专业。支持电子信息、生物技术、材料类相关专业探索开展人工智能与本专业技术融合的开源技术人才培养,加大国产开源AIGC人才培养力度,优先支持本科层次职业教育专业参与人工智能开源社区建设、社区运营、代码贡献和项目运维等工作,在创新创业大赛设置国产AIGC专项,培育一批高技术技能人才。
(四)优化开源人才供需矛盾化解机制,强化社区、企业、院校协同育人模式
我国在企业参与开源数量、源代码贡献量、开源项目数量等方面仅落后美国,稳居世界第二,国内开源技术体系初步形成,区域开源技术生态在逐步形成。然而,大部分职业院校尚未开展有组织、系统性、专业性的开源人才培养工作,导致在开源社区运营、开源布道、开源教育等方向的人才供需矛盾加剧。
一是鼓励开源社区在职业院校设立分支机构。制定激励政策,支持开放原子开源基金会、开源中国社区、Linux中国等开源基金会、代码托管平台、社区在职业院校设立分支机构,开展开源项目运营工作,将开源技术更新与教学资源建设同步,以服务区域开源人才培养和技术发展。二是开发与开源技术相关的通识课程和专业课程。由教育部门牵头,普通高校和职业院校共同开发开源技术思维、开源社区运营、开源技术布道、开源法律事务等课程,指导职业院校管理类、经济类、法律类、计算机类、电子信息类等相关专业开展有关课程;三是鼓励校企合作制定开源人才评价和认证标准。支持职业院校面向区域产业,设置开源办公室,联合华为、百度、腾讯、阿里等头部企业,围绕RISC-V、微型计算机、大模型、量子计算、智能驾驶等方向建设开源人才评价标准,开发社会认可的开源人才等级证书。
五、结语
本文系统剖析了我国职业教育领域开源人才培养的发展现状,揭示了当前存在的三方面核心挑战:国产开源技术课程融入滞后、新兴领域教学资源匮乏、硬件领域产教融合不足。面向未来,需加快构建国产操作系统人才生态,加速培养RISC-V技术技能人才,开发生成式人工智能通识课程,建立开源社区、企业、院校联动机制。凭借职业教育“五金”建设,加速开源技术技能人才培养的规模化落地,为信创产业的持续发展提供坚实的人才支撑。
(本文来源:《数字化转型》)
(湖北研楚教育咨询有限公司)