基于案例驅(qū)動教學(xué)法的“并行計算”課程改革研究

張志宏

摘 要：并行計算課程是一門應(yīng)用性極強(qiáng)的課程，文章將案例教學(xué)引入“并行計算”課程的改革中，借助企業(yè)資源，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容的需要，設(shè)計案例，將學(xué)習(xí)者帶入特定事件的現(xiàn)場中，進(jìn)入角色，分析案例，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者自主探究性學(xué)習(xí)，以提高學(xué)習(xí)者分析問題、解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：案例驅(qū)動教學(xué)法;并行計算;課程改革

中圖分類號：G642;TP3-4

文章編號：2095-624X（2019）04-0099-01

一、當(dāng)前“并行計算”課程的研究現(xiàn)狀

盡管我國的并行計算技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平，以“天河二號”和“神威·太湖之光”為代表的超級計算機(jī)連續(xù)登頂世界超級計算機(jī)排行榜，但是并行計算的應(yīng)用還不夠廣、不夠深入，應(yīng)用水平和應(yīng)用效率都比較低下。同時應(yīng)用研發(fā)力量薄弱且分散，缺乏跨學(xué)科的綜合型人才。并行計算應(yīng)用明顯滯后于高性能計算機(jī)的發(fā)展。這些都成了制約我國并行計算技術(shù)發(fā)展的瓶頸。大力培養(yǎng)并行計算的應(yīng)用人才，是解決這個瓶頸的根本之道。但是我們也不得不面對以下問題：①并行計算應(yīng)用人才培養(yǎng)相當(dāng)困難，需要熟悉應(yīng)用和計算的“多面手”型人才。②現(xiàn)有的并行計算相關(guān)課程對于應(yīng)用重視不夠，同時也缺乏相關(guān)教育理論。

二、基于案例教學(xué)法的“并行計算”課程改革途徑

1.校企長期穩(wěn)定的合作機(jī)制

長期以來，傳統(tǒng)的校企合作，主要是依賴高校與企業(yè)之間的個人關(guān)系來搭建和維系，合作效果不明顯，合作時間也維系不長，校企之間沒有根本實現(xiàn)互惠互利，人才培養(yǎng)也沒有形成一個穩(wěn)定的模式。因此，在新經(jīng)濟(jì)對“大規(guī)模數(shù)據(jù)處理能力”要求的背景下，要以高校教師培訓(xùn)、師資及教學(xué)資源共享、教材編寫和學(xué)生就業(yè)等方面作為目標(biāo)，以“大數(shù)據(jù)云平臺實驗室”建設(shè)為與企業(yè)合作的載體，建立地方高校與企業(yè)之間長期有效的合作方式，而不是趨于形式化和短期效益的融合方式。與企業(yè)建立長久合作的有效機(jī)制，探討具體合作內(nèi)容，為課程建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。借助企業(yè)的案例資源和技術(shù)人才，校企雙方共同建設(shè)以案例為主體的課程內(nèi)容，并探索高校教師和企業(yè)技術(shù)人員的雙向交流與培訓(xùn)機(jī)制。

2.課堂教學(xué)內(nèi)容和方法改革

傳統(tǒng)的以“知識本位”的計算機(jī)人才培養(yǎng)教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不能滿足新經(jīng)濟(jì)發(fā)展對計算機(jī)類專業(yè)人才的需求。在新經(jīng)濟(jì)對“大規(guī)模數(shù)據(jù)處理能力”要求的背景下，將計算機(jī)人才必需的并行計算理論基礎(chǔ)知識與實際操作技能緊密結(jié)合，充分利用企業(yè)技術(shù)資源和設(shè)備資源，改革該課程教育，改變原有的課程授課方式，調(diào)整課程內(nèi)容，讓更多的人進(jìn)入其中。本文將針對具體的應(yīng)用學(xué)科，以具體應(yīng)用學(xué)科的學(xué)習(xí)者為教學(xué)對象，設(shè)計案例進(jìn)行相關(guān)教學(xué)，并提出相應(yīng)的“并行計算”課程設(shè)置方案，形成以“案例體系—知識體系—能力體系”為主線的課程內(nèi)容和教學(xué)體系。總課時40課時，其中理論課時和實驗課時各占50%。其中主要分為四部分案例，分別是：并行計算基礎(chǔ)案例、進(jìn)階案例、高階案例和完整智能應(yīng)用項目集成開發(fā)與實施案例。

3.建立行之有效的學(xué)生實踐平臺

計算機(jī)技術(shù)本科人才的就業(yè)離不開學(xué)生的實踐能力，而現(xiàn)行的人才培養(yǎng)體系更偏向于基礎(chǔ)知識和操作的培養(yǎng)，雖然個別教師培養(yǎng)學(xué)生從事項目的開發(fā)，但是并沒有形成一個完整的實踐能力培養(yǎng)平臺。并且學(xué)生掌握的能力并不能完全適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢下對計算機(jī)類人才能力的要求。建立“項目實踐— 新項目申請—競賽—就業(yè)”為模式的學(xué)生實踐就業(yè)平臺，搭建學(xué)生與企業(yè)之間的橋梁。

并行計算已經(jīng)成為計算機(jī)類本科專業(yè)人才的必備知識和技能，為推進(jìn)并行計算的應(yīng)用，本文引入案例驅(qū)動教學(xué)模式對并行計算進(jìn)行教學(xué)研究實踐，以期幫助計算機(jī)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)并行計算，并能夠應(yīng)用并行計算解決實際問題。該項目的研究，為適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展出現(xiàn)的新技術(shù)對應(yīng)用型人才培養(yǎng)提出的新要求，對探索一般本科高校“新工科”計算機(jī)類專業(yè)改造升級的有效途徑具有重大的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧佩華.新工科與新范式：概念、框架和實施路徑[J].高等工程教育研究，2017（6）.

[2]徐新海，唐玉華，林宇斐，等.跨專業(yè)并行計算基礎(chǔ)課程教學(xué)設(shè)計[J].計算機(jī)教育，2014（23）.