開源對軟件人才培養(yǎng)帶來的挑戰(zhàn)

梅 宏，周明輝

（高可信軟件技術(shù)教育部重點實驗室（北京大學(xué)），北京100871）

開源對軟件人才培養(yǎng)帶來的挑戰(zhàn)

梅 宏，周明輝

（高可信軟件技術(shù)教育部重點實驗室（北京大學(xué)），北京100871）

開源是世界信息技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向，然而，面對開源進(jìn)一步繁榮發(fā)展的需求，開源人才的供應(yīng)無論在質(zhì)或量上均存在較大不足。文章分析開源發(fā)展及開源人才的現(xiàn)狀，剖析開源人才的能力特點及其培養(yǎng)需求，對開源軟件人才的培養(yǎng)實踐進(jìn)行總結(jié)，并提出對未來教育實踐的展望。

開源教育；開源文化；開源意識；開源技能

梅宏

開源軟件是互聯(lián)網(wǎng)時代人們在軟件領(lǐng)域開展的極為成功的大規(guī)模協(xié)作實踐。開源軟件在軟件開發(fā)效率、質(zhì)量、安全性、可控性等方面具有的優(yōu)勢極大地推進(jìn)了世界信息技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。開源軟件所取得的巨大成就不僅孕育了新的軟件開發(fā)方法、改變了軟件產(chǎn)業(yè)格局和商業(yè)模式，其獨特文化和運營機(jī)制所產(chǎn)生的影響也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了軟件領(lǐng)域。開源軟件的成功離不開開源貢獻(xiàn)者的創(chuàng)造性勞動，然而，面對開源進(jìn)一步繁榮發(fā)展的需求，開源人才的供應(yīng)無論在質(zhì)或量上均存在較大不足。如何面向未來更好地培養(yǎng)開源創(chuàng)新人才是我們急需探討的問題。軟件人才培養(yǎng)體系有必要面向開源的機(jī)會和挑戰(zhàn)，我們要厘清現(xiàn)有教育體系存在的現(xiàn)實問題，把握發(fā)展脈絡(luò)，積極探索改革，大力支持開源文化的熏陶和開源人才的培養(yǎng)，構(gòu)建基于開源的創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境，為未來創(chuàng)新軟件技術(shù)的發(fā)展打下堅實的人才基礎(chǔ)。

周明輝

1 開源發(fā)展及開源人才現(xiàn)狀

開源開發(fā)模式為產(chǎn)業(yè)模式變革和轉(zhuǎn)型提供了新的途徑，開源軟件資源則為IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了直接可用的軟件技術(shù)、工具和產(chǎn)品。開源開發(fā)模式的開放性和透明性有助于快速聚集大眾智慧，并有效促進(jìn)技術(shù)和應(yīng)用生態(tài)的形成與發(fā)展。

目前有圍繞Linux操作系統(tǒng)、Android智能手機(jī)操作系統(tǒng)、OpenStack云平臺等著名開源項目形成了眾多成功開源生態(tài)系統(tǒng)。這些成功開源生態(tài)是由廣大開源貢獻(xiàn)者建立的，其中的社區(qū)形成需要社會提供大規(guī)模的潛在用戶和開發(fā)者群體。例如，Android在全球擁有超過14億的用戶[1]，Linux kernel有來自世界各地約1 300個公司、14 000人為其貢獻(xiàn)過代碼[2]。開源運動發(fā)展至今，軟件產(chǎn)品的種類越來越多樣、功能越來越強(qiáng)大，社區(qū)的規(guī)模也越來越龐大，相應(yīng)地，支撐開源開發(fā)的工具和技術(shù)體系也越來越難以掌握。新的形勢對開源軟件的進(jìn)一步繁榮發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)，對開源參與者提出了更高的要求。在開源軟件開發(fā)的參與方面，有研究指出，近年來在知名開源社區(qū)中的長期貢獻(xiàn)者的數(shù)量和比例有下降的趨勢[3]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在開源產(chǎn)品和技術(shù)的應(yīng)用方面，國際上有相當(dāng)多的IT公司缺乏掌握開源技術(shù)的人才[4]。有效地培養(yǎng)開源人才，壯大開源貢獻(xiàn)者的隊伍勢在必行。

2 開源人才的能力特點及培養(yǎng)需求

相對于傳統(tǒng)軟件開發(fā)領(lǐng)域，開源對軟件人才有著不同的甚至更寬闊的要求，這使得傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)體系可能需要適應(yīng)需求并關(guān)注開源人才教育的特定方面。

1）開源模式對開發(fā)人員的能力有什么特別的需求？

首先，開源社區(qū)的組織及開發(fā)模式有別于傳統(tǒng)IT企業(yè)，厘清開源開發(fā)的特點及其對開發(fā)人員的能力需求非常重要。在開源軟件開發(fā)中，參與人員的地理分布范圍廣、背景及文化差異大，社區(qū)的組織相對松散、自主，開發(fā)的過程缺少統(tǒng)一的、明確的規(guī)范，項目的系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計和描述文檔相對缺乏，各個項目間的上下游關(guān)系復(fù)雜，同類項目間的競爭激烈，項目本身的流行程度變化迅速。近年來，開源運動中又融人了商業(yè)公司的參與，由于各方利益相關(guān)者可能存在需求沖突并對社區(qū)參與者施加影響，使得開源開發(fā)更加復(fù)雜[5]。開源的這些特點需要開源參與者具備理解開源生態(tài)和掌握開源技術(shù)的開源意識，具備開拓互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用的創(chuàng)新意識，以及具備貼近應(yīng)用、技術(shù)熟練、善于協(xié)作的實踐能力。然而，傳統(tǒng)軟件人才培養(yǎng)體系對開源能力的關(guān)注度還遠(yuǎn)不夠，所培養(yǎng)的學(xué)生在這些方面所具備的能力與要求還存在較大差距。根據(jù)Dice.com和Linux基金會的開源技術(shù)就業(yè)統(tǒng)計報告[4]，招募開源技術(shù)人才已經(jīng)成為IT招聘經(jīng)理的第一要務(wù)，87%的招聘經(jīng)理表示開源人才很難尋覓。企業(yè)作為開源技術(shù)人才的需求者，已經(jīng)率先有所動作。例如，RedHat公司積極開展開源教育來提高參與者的開發(fā)能力[6]，希望培養(yǎng)更多能夠參與開源運動的人才，以促進(jìn)開源事業(yè)的發(fā)展。

其次，開源社區(qū)的形成和維持跟傳統(tǒng)IT組織（或項目）有很大的不同，特別是參與者的驅(qū)動力與傳統(tǒng)組織中靠行政力約束員工有很大的差異。根據(jù)Dice.com和Linux基金會的開源技術(shù)就業(yè)統(tǒng)計報告[4]，86%的IT專業(yè)人士表示開源技術(shù)推動了他們的職業(yè)發(fā)展，但他們最看重的卻并非薪酬和待遇。深人認(rèn)識開源社區(qū)中參與者的動因及社區(qū)的成因有助于理解如何建立相應(yīng)的培育措施來吸引和維持合適的開源人才對社區(qū)的參與。開源社區(qū)中參與者因為各種各樣的驅(qū)動力而進(jìn)行貢獻(xiàn)，如想要從社區(qū)中學(xué)習(xí)或通過社區(qū)貢獻(xiàn)來建立聲譽(yù)等。研究表明，貢獻(xiàn)者加人社區(qū)時初始的意愿、能力及其環(huán)境對他們是否會在社區(qū)中長期貢獻(xiàn)有統(tǒng)計意義上的重大影響[3]。目前，開源社區(qū)和一些商業(yè)公司正在嘗試一些針對上述發(fā)現(xiàn)的舉措來吸引和維持人們的參與。例如，為增強(qiáng)貢獻(xiàn)者的意愿，GitHub公司創(chuàng)立了開放、透明的社會化的編程協(xié)助模式，極大地調(diào)動了人們的參與熱情[7];為營造友好的社區(qū)環(huán)境，Rails社區(qū)引人了High fi ve項目[8]，通過自動化的方法引導(dǎo)新的貢獻(xiàn)者融人社區(qū)。

2）教育體系需要重點關(guān)注開源人才培養(yǎng)的哪些方面？

對開源軟件開發(fā)的學(xué)習(xí)與實踐是增強(qiáng)開源能力的一種重要途徑。開源為學(xué)習(xí)者提供了開放、低成本的跟蹤學(xué)習(xí)機(jī)會，但開源的內(nèi)涵豐富、規(guī)則復(fù)雜、文化多元和語言差異明顯，如何有效地跟蹤學(xué)習(xí)開源仍面臨諸多挑戰(zhàn)。開源具有開放、自由、分享的基因，引領(lǐng)者鼓勵學(xué)習(xí)者參與其中并做出貢獻(xiàn)。開源涉及的內(nèi)容非常廣泛，除了包括開發(fā)者關(guān)注的技術(shù)性內(nèi)容，如開源軟件本身以及開源開發(fā)的支撐技術(shù)和工具，還包括開源參與的個人、政府、企業(yè)需要學(xué)習(xí)的開源制度、開源規(guī)則、開源方法、開源模式、開源文化等。 具體來說，開源人才的教育需要包括下述幾個方面：

（1）開源文化教育。對開源的認(rèn)識首先要從理解開源文化開始。開源最初源自自發(fā)的源代碼學(xué)習(xí)與分享，后來發(fā)展到來自全球的開發(fā)者根據(jù)開源社區(qū)的規(guī)則自由地參與進(jìn)來，既可以對自己感興趣的軟件項目提供外部貢獻(xiàn)，又可以把自己的創(chuàng)新想法發(fā)布出去，開發(fā)者在項目核心團(tuán)隊的引導(dǎo)下，與全球的開發(fā)者共同改進(jìn)開源軟件。開源文化有別于傳統(tǒng)的商業(yè)開發(fā)，其基于互聯(lián)網(wǎng)的“大眾化協(xié)同、開放式共享、持續(xù)性演化”的開發(fā)模式是開源軟件的核心。開源文化的內(nèi)容主要包括開源社區(qū)的形成機(jī)理和運轉(zhuǎn)機(jī)制及其得以持續(xù)生存和發(fā)展的機(jī)制機(jī)理等，同時還包括開源歷史、開源共識及開源社區(qū)的治理（governance）規(guī)則等。開源文化的熏陶對個體自我開源意識的形成至關(guān)重要。

（2）開源意識教育。開源作為一種綜合了軟件創(chuàng)意、生產(chǎn)、分享、使用、培訓(xùn)、創(chuàng)新、營銷、生態(tài)等內(nèi)涵的大規(guī)模協(xié)作活動，其相關(guān)意識主要體現(xiàn)為創(chuàng)新意識和開放透明的協(xié)作共享意識。創(chuàng)新意識表現(xiàn)在可以在開源技術(shù)迭代的基礎(chǔ)上，敏銳感知新興技術(shù)的需求并進(jìn)行快速創(chuàng)造。而協(xié)作共享在當(dāng)前全球分布式開發(fā)的趨勢下是需要必備的意識。我們需要拓廣傳統(tǒng)教育在這方面的訓(xùn)練，尤其是全球分布式共享協(xié)作思維的訓(xùn)練在傳統(tǒng)教育中較少涉及。

（3）開源技能教育。開源技能一方面體現(xiàn)為開發(fā)者傳統(tǒng)的編程能力，另一方面體現(xiàn)為開發(fā)者對開源技術(shù)和工具的使用能力。開源中存在適合各類場景的技術(shù)和工具（如分布式版本管理工具Git和項目托管平臺GitHub），涵蓋開發(fā)的各個過程和步驟。開源技能還表現(xiàn)為分布式環(huán)境下的協(xié)調(diào)協(xié)作能力。它跟傳統(tǒng)的協(xié)作開發(fā)能力有所差別，例如協(xié)作成員可能從來沒有見過彼此（因此缺乏經(jīng)常見面可以達(dá)到的基本信任），還可能有語言和時區(qū)的差異等。

3 開源軟件人才培養(yǎng)探索

培養(yǎng)Internet時代的開源人才是全世界面臨的挑戰(zhàn)，需要構(gòu)建適合高校教學(xué)特點、基礎(chǔ)條件和教師隊伍的新型軟件人才培養(yǎng)體系和支撐環(huán)境。應(yīng)該說，當(dāng)前對開源人才的系統(tǒng)性教育體系尚處于探索階段，離滿足開源繁榮發(fā)展的需求還有較大距離。已有的探索實踐主要涉及以下兩個方面，其在深度和廣度上還需進(jìn)一步延展，而系統(tǒng)性教育體系的建設(shè)則更是任重而道遠(yuǎn)。

1）開源軟件的推廣與教育。

涉及的主要問題是建立怎樣的機(jī)制進(jìn)行開源推廣？可以從多種渠道開展。首先，需要幫助建立直接接觸開源軟件和開源社區(qū)的通路。開源社區(qū)往往離不開學(xué)校的貢獻(xiàn)，例如，Linus Tovalds在讀研究生的時候開始撰寫的Linux kernel，加州大學(xué)伯克利分校的AMP實驗室所開發(fā)并開源的通用并行框架Spark等。如何在學(xué)校的教學(xué)與科研中推進(jìn)和利用這種實踐，使得學(xué)生能夠接觸到開源軟件及其創(chuàng)新思維，是教育體系需要首先考慮的問題。

其次，需要在學(xué)校讀物和基礎(chǔ)設(shè)施上對開源進(jìn)行投人。例如，聯(lián)合國國際開源網(wǎng)絡(luò)（IOSN）在2003年出版了《自由/開源軟件》通論，闡釋了使用開放源碼軟件的優(yōu)勢，并提供了在教育領(lǐng)域使用的服務(wù)器和臺式機(jī)軟件資料。這套讀物闡述如何創(chuàng)作、發(fā)布共用許可證（creative commons license），是推廣開源和自由軟件的優(yōu)秀資料和人門“教材”，對社會應(yīng)用、教育和政策支持均有重要價值。在基礎(chǔ)設(shè)施方面，例如，卡耐基·梅隆大學(xué)、華盛頓大學(xué)、紐約大學(xué)等高校聯(lián)手百度深度學(xué)習(xí)研究院（IDL）、微軟亞洲研究院建立了分布式深度機(jī)器學(xué)習(xí)開源平臺DMLC（https://dmlc.github.io/），使得全世界的學(xué)者、學(xué)生都能夠以它為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)、研究并參與貢獻(xiàn)。

2）建立以開源為中心的軟件工程實踐教學(xué)體系。

引導(dǎo)學(xué)生建立起開源理念，學(xué)習(xí)開源方法，掌握開源工具，理解開源生態(tài);建立產(chǎn)學(xué)研協(xié)作的、開源為中心的軟件工程實踐教學(xué)平臺，讓學(xué)生能夠在實踐環(huán)節(jié)接觸開源、使用開源、分析開源、參與開源;利用學(xué)校的相關(guān)課程鼓勵學(xué)生參與并貢獻(xiàn)開源軟件。例如，聯(lián)合國教科文組織在2013年啟動了開源教育管理信息系統(tǒng)，對使用國家沒有條件限制。開源教育管理信息系統(tǒng)能夠在計算機(jī)和移動設(shè)備上使用，用以收集、處理、分析和傳播教育信息。在目前的教育體系中，已有把開源教育應(yīng)用到軟件工程教育中的實踐，如卡內(nèi)基梅隆大學(xué)開設(shè)了開源軟件課程（編號17-624），通過學(xué)習(xí)該課程，學(xué)生可以了解開源技術(shù)的特點、開源社區(qū)的性質(zhì)、開源軟件的開發(fā)過程以及開源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的演化，進(jìn)而具備使用開源軟件與技術(shù)以及參與開源軟件開發(fā)的能力。

如何在創(chuàng)新實踐中發(fā)現(xiàn)、培育、凝聚大規(guī)模高素質(zhì)的開源軟件創(chuàng)新人才，需要政府、高校和企業(yè)合作建設(shè)產(chǎn)學(xué)研深度融合的新型人才培養(yǎng)體系，這是一件重要而具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，也是一項長期的任務(wù)。就高校而言，教育體系的改革就是一件費時而復(fù)雜的事，涉及方方面面，唯有符合教育規(guī)律、滿足開源發(fā)展人才培養(yǎng)需求的系統(tǒng)性教育體系的建立，才能使高校成為開源人才甚至開源奇跡的搖籃。

4 結(jié) 語

開源軟件是人類歷史上一次基于群體智慧、利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)分布式協(xié)作的大規(guī)模成功實踐。開源運動已逐步建立起基于群體智慧的軟件開發(fā)方法和生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)了對軟件產(chǎn)業(yè)的重大變革。這種變革對全世界參與開源的人們的數(shù)量和質(zhì)量都提出了挑戰(zhàn)，各國教育體系應(yīng)能隨之應(yīng)變，重視開源軟件相關(guān)能力的培養(yǎng)，滿足新時代的創(chuàng)新需求。

就我國而言，在信息技術(shù)領(lǐng)域仍然處于跟跑的位置，特別是長期信息化進(jìn)程中存在的關(guān)鍵技術(shù)“空心化”和技術(shù)裝備“低端化”的現(xiàn)象仍未得到緩解。應(yīng)該說，開源軟件對我國實現(xiàn)核心基礎(chǔ)技術(shù)的自主可控帶來了“彎道超車”的機(jī)會。我們需要大力重視開源，基于開源模式，加快發(fā)展并提升我國信息技術(shù)領(lǐng)域的核心競爭力。同時，圍繞公益性開源生態(tài)環(huán)境及其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，引導(dǎo)高校進(jìn)行課程體系改革，加強(qiáng)開源軟件人才培養(yǎng)。

[1] Craig S. Amazing Android statistics[EB/OL]. [2016-11-28]. http://expandedramblings.com/index.php/android-statistics/.

[2] Kroah-Hartman G. Presentation on how the Linux kernel developed[EB/OL]. [2016-11-28]. https://github.com/gregkh/kerneldevelopment.

[3] Zhou M H, Mockus A. Who will stay in the fl oss community? Modeling participant's initial behavior[J]. IEEE Transactions on Software Engineering, 2015, 41(1): 82-99.

[4] 2016 Open Source Jobs Report[EB/OL]. [2016-11-28]. http://go.linuxfoundation.org/download-2016-open-source-jobs-report.

[5] Zhou M H, Mockus A J, Ma X, et al. In fl ow and retention in OSS communities with commercial involvement: A case study of three hybrid projects[J]. ACM Transactions on Software Engineering and Methodology, 2016, 25(2): 13.

[6] The importance of open source in education[EB/OL]. [2016-11-28]. https://www.redhat.com/en/about/open-source-education.

[7] Dabbish L, Stuart C, Tsay J, et al. Social coding in GitHub: transparency and collaboration in an open software repository[C]// Proceedings of the ACM 2012 Conference on Computer Supported Cooperative Work. Seattle, Washington, USA: ACM, 2012: 1277-1286.

[8] Github hooks to provide an encouraging atmosphere for new contributors[EB/OL]. [2016-11-28]. https://github.com/rails/rails-bot.

（編輯：彭遠(yuǎn)紅）

1672-5913(2017)01-0002-04

G642

梅宏，男，教授，高可信軟件技術(shù)教育部重點實驗室主任，北京理工大學(xué)副校長；中國科學(xué)院院士，教育部長江學(xué)者計劃特聘教授，發(fā)展中國家科學(xué)院院士，IEEE Fellow，中國計算機(jī)學(xué)會會士；主要研究領(lǐng)域為軟件工程和系統(tǒng)軟件，在構(gòu)件化軟件中間件、開發(fā)方法學(xué)和工具環(huán)境等方面取得了系列成果。發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇，多次獲國際會議最佳論文與優(yōu)秀論文榮譽(yù)；獲國家技術(shù)發(fā)明專利授權(quán)10余項；曾獲國家自然科學(xué)二等獎、國家技術(shù)發(fā)明二等獎、國家科技進(jìn)步二等獎、中國高等學(xué)校十大科技進(jìn)展等科技成果獎勵；個人榮譽(yù)包括：國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、中國青年科技獎、國家百千萬人才工程國家級人選、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎、IEEE Computer Society Technical Achievement Award、IEEE Computer Society Meritorious Service Award、國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體學(xué)術(shù)帶頭人等；meih@pku．edu．cn。

周明輝，女，副教授，主要研究方向為挖掘軟件開發(fā)活動數(shù)據(jù)，度量軟件產(chǎn)品和程序員及其工作文化之間的關(guān)系（尤其是開源項目）；在軟件工程領(lǐng)域頂級國際期刊和會議TSE、TOSEM、ICSE和FSE等發(fā)表40多篇論文，獲FSE2010的ACM SIGSOFT杰出論文和COMPSAC 2012最佳論文；入選2012年教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計劃，獲2015年中創(chuàng)軟件人才獎；多次擔(dān)任國際會議PC，如FSE 2014 Research Demo PC Co-chair，MSR 2016/17、ICSE 2018的PC等；在研項目包括國家自然科學(xué)基金重點項目“軟件生命期數(shù)據(jù)組織、分析及應(yīng)用”，973項目“基于開源生態(tài)的網(wǎng)構(gòu)化軟件開發(fā)原理和方法”，以及華為和西門子的咨詢項目等；zhmh@pku．edu．cn。