今日女报/凤网记者 江昌法
3月10日，湖南大学计算机学院教学楼内传来一阵讨论声——“这个地方可以再优化，让学生更容易理解中断机制是怎么工作的”“对，把流水线CPU的设计思路拆解开，分步骤让学生上手”……几位老师围坐在会议桌前，桌上摆放着教材、实验指导书以及巴掌大小的电路板。
这是湖南大学计算机学院教授赵欢团队每月一次的“集体备课”，已经持续11年。
从1994年站上讲台到现在，赵欢用32年时间打磨一把“钥匙”，帮学生打开计算机系统的大门。她带领团队重构计算机核心课程体系，用“原型机”和“口袋猫”打通软硬件壁垒，让知识从“各教各的”变成“串成一条线”。这套教学体系不仅获评国家级教学成果奖二等奖和国家级一流本科课程，还入选教育部“101计划”实践平台，正从湖南大学走向全国，惠及越来越多计算机学子。
打通计算机教学的“任督二脉”
为什么执着于研制一套教学体系？这要从赵欢2015年的一次课程调研说起。
一次，学生跟她吐槽：“赵老师，我这学期学完数字电路，下学期学计算机系统，感觉两门课没什么关系。”
单门课程教学让学生难以理解，那教学质量就无法提高。赵欢说，好比盖房子，有人教你怎么砌砖，有人教你怎么安窗户，但唯独没人告诉你整体结构是什么样的，这个问题就挺严重。
赵欢决定将数字电路、计算机系统、操作系统、编译原理这四门核心课程的授课老师拉到一起集体备课。大家发现，原来每门课上老师都只盯着自己的“一亩三分地”，学生却在中间被“隔离”。
于是，赵欢提出：“能不能用同一个‘道具’把这四门课串起来？”
接着，赵欢和团队开始自主研发两款“道具”：一款是12条指令的简单版原型机，一款是40条指令的进阶版原型机。
赵欢向记者解释，在大一数字电路课上，学生可用12条指令的简单原型机，从零开始设计CPU的基本电路；大二计算机系统课，虽然还是用这台机器，但要写出能把C程序翻译成机器指令的编译器；大三操作系统课，就换成40条指令的原型机，尝试在里面跑一个小型的操作系统内核；大四编译原理课上，再回过头来优化编译器，让程序跑得更快。
此外，赵欢及团队还研发了一堂能贯穿大学四年的实践课：“口袋猫”。它是一块FPGA开发板，学生从大一入学就人手一块。一虚一实，两条线螺旋上升。
就这样，赵欢研发的“原型机”和“口袋猫”于2023年在头歌实践教学平台上发布，两个月时间，学习人数超万人，在线实验使用达7万余次，被全国50多所高校选用。
2025年，赵欢在华为松山湖基地名师讲坛分享会后与参训老师合影。
让国产技术走进大学课堂
赵欢团队的课程体系建成后，很快从校内辐射到全国，但赵欢并没有停下脚步。
2022年，赵欢牵头成立了教育部·华为“鲲鹏计算机系统能力培养课程群虚拟教研室”。虚拟教研室，简单说就是打破学校、地域的限制，让全国教同一门课的老师能在线上一起备课、交流。
“以前我们教学用的都是国外的体系架构，CPU品牌是英特尔，操作系统是Windows或Linux。但这些年国家一直在提自主培养人才、解决‘卡脖子’技术，我也希望能把华为技术有限公司的鲲鹏生态用到教学里。”赵欢说，2023年，华为各产品线的工作人员开始向她了解“原型机”和“口袋猫”。第二年，他们正式签了合作协议——基于华为的香橙派鲲鹏Pro开发板，开发一套贯穿四门核心课程的教学资源。
但合作一开始，就遇到了难题。
华为有很多工业级的真实案例，工程师把案例搬到课堂上，学生根本听不懂，老师也讲不清楚。为了解决理解偏差，赵欢团队选择做一套“小型全系统”——把工业级的复杂系统拆开、简化，保留核心逻辑，去掉繁杂细节，做成一个“迷你版”。比如，华为的鲲鹏CPU很复杂，他们就挑出40条最核心的指令，做一个“Mini鲲鹏”；华为的欧拉操作系统很大，他们就找到开源迷你版，让学生在里面手搓操作系统内核……慢慢地，一套“Mini鲲鹏+Mini欧拉+Mini编译器”的教学体系成型。
2024年8月，第一版“鲲鹏Pro开发板”成功落地，华为送了10块给赵欢团队用于测试。老师们在上面跑自己的原型机、跑Mini编译器，发现问题、反馈问题再优化。目前，合作第一期成果已获华为鲲鹏社区首页推荐，向全国推广。
2025年，赵欢团队联合华为做了4场师资培训，线上线下累计覆盖了13000多名老师。
用32年践行“育人”二字
聊到教育理念，赵欢向记者介绍了她的博士生导师——湖南大学计算机学院的老院长李仁发。
“李老师对教学的重视、对国内外先进理念的持续跟踪，深深影响了我。”直到现在，赵欢还保持着每月组织团队集体备课的习惯。
而在学生们眼中，赵欢不仅是严师，更像一位家人。
博士生叶光辉2023年入学，是赵欢门下在读的七名博士生之一。投国外期刊有时差，凌晨三四点来邮件是常事，限定回复时间往往只有5到7天。但赵欢总是四五点钟就写好初步意见发给他们。
赵欢和她的教学团队集体备课。
“拿到老师的意见，我们就知道下一步该做什么，论文录用率大幅提升。”去年，叶光辉作为实验室第一个公派出国的学生，去了英国谢菲尔德大学联合培养。出国后，赵欢时不时发消息问他习不习惯，语言交流有没有障碍，担心他的安全。
本科生梅炳寅对赵欢的印象，始于大二那年的计算机系统课。这门课难度不小，四个实验被学生们称为“拆炸弹”，赵欢提前跟大家打好招呼：要花时间，要下功夫，方法要对，“她一直鼓励我们，给我们指导，我的计算机兴趣就是从那门课培养起来的”。
每年毕业季，是赵欢最忙的时候，也是她最开心的时候。她带过的学生里，姚姬娜保研留校继续攻读硕士；软件工程专业学生黄志慧从线上课程起步，如今已入职优质企业；2008级硕士王纲金跨界攻读管理科学博士，如今已是湖南大学工商管理学院副院长、国家级高层次青年人才……
“培养引领未来的人，而不是被动适应未来的人，这是我们这一代教育者的使命。”赵欢说，在人工智能浪潮奔涌而来的今天，计算机教育不仅要守得住根，更要看得见未来。她和团队正在探索将AI技术融入底层系统教学，让学生在理解计算机本质的同时，也能拥抱智能时代的变化。
编辑：阿挽
二审：吴雯倩
三审：邓魏