一、精品課程設(shè)計背景
從1998年至2006年以來,中國的高等教育迅猛發(fā)展,基本滿足社會經(jīng)濟發(fā)展對教育的需求,促進了高等教育自身的發(fā)展。高等教育面臨的基本矛盾,是人民群眾不斷增長的對高等教育的需求,與教育供給,特別是優(yōu)質(zhì)教育資源供給不足之間的矛盾。目前教育投入不足,教育基本設(shè)施和教師隊伍還遠遠不適應(yīng)現(xiàn)代化教育的需要。因此,提高教育質(zhì)量是關(guān)鍵,需要樹立科學的質(zhì)量觀,形成評鑒教育質(zhì)量的新思路、新途徑;構(gòu)建提高教育質(zhì)量的新機制;深化教學改革,以教育的信息化帶動教育的現(xiàn)代化。特別是把教育信息化作為提高教育質(zhì)量的新手段,注重在教育規(guī)模不斷擴大的同時保障教育質(zhì)量。
教育部推出了精品課程,以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心,以科研與教學緊密結(jié)合為突破口,以信息化技術(shù)為手段,以加強思想文化素質(zhì)為基礎(chǔ),以提高學生的國際競爭能力為重點,整合教學改革成果和優(yōu)質(zhì)教學資源,促進學生自主學習,改革不合理的機制與制度,促進地方和高校對教學工作的投入。
精品課程的建設(shè)目標是五年建設(shè)1500門以基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課為主的國家精品課程,建立起各門類、專業(yè)的校、省、國家三級精品課程體系。目前已經(jīng)批準國家精品課程1139門。其中,普通本科高校和高職高專院校1108門,按照分類體系,本科的13個一級學科類的課程分布情況為:哲學8門;經(jīng)濟學37門;法學29門;教育學25門;文學73門;歷史學15門;理學172門;工學268門;農(nóng)學52門;醫(yī)學95門;管理學62門;文化素質(zhì)類課程14門;“兩課”類課程16門;高職課程242門。此外,還有軍隊院校國家精品課程31門,并由此累計帶動起省級精品課程超過5600門。據(jù)統(tǒng)計,2006年1至12月份,全國高等學校精品課程建設(shè)工作網(wǎng)頁的日均訪問量超過10.06萬人次。國家精品課程資源共享系統(tǒng)網(wǎng)站2006年全年(217門課程)日均點擊64.3萬次。
在教育部與英特爾中國大學合作部的協(xié)力推動下,2006年教育部與英特爾共同簽署未來五年合作備忘錄,根據(jù)安排2007年教育部與英特爾合作實施了“教育部-英特爾精品課程”建設(shè)項目。
教育部推出的精品課程在體系上已經(jīng)非常完善,如何在現(xiàn)有的精品課程體系之外,進一步推動課程建設(shè),是擺在我們面前的問題。
通過仔細研究,我們發(fā)現(xiàn)在精品課程設(shè)計中,學科分布不平衡,尤其是計算機學科,由于技術(shù)更新速度太快,開設(shè)課程滿五年的專業(yè)課程才能評精品課程,有可能導(dǎo)致課程的老化與過時。
另外,新興信息技術(shù)課程的建設(shè)經(jīng)費還存在缺口,例如最新推出的多核計算機,如果高校去構(gòu)建一個四核計算機的實驗室,需要的經(jīng)費投入是相當客觀的。如何讓第一線的教授們能迅速掌握新技術(shù)(包括硬件與軟件),這是對計算機學科精品課程教學設(shè)置的一個挑戰(zhàn)。
二、2007年教育部-英特爾精品課程選題
針對IT領(lǐng)域知識更新快速的特點,“2007年教育部-英特爾精品課程”選擇了最新的多核技術(shù)為切入點。眾所周知,多核處理器技術(shù)是當前高性能微處理器系統(tǒng)發(fā)展的主流趨勢。以Intel為代表的國際主流微處理器廠商于2005年起,已成功推出了多款雙核和四核微處理器系統(tǒng),應(yīng)用領(lǐng)域也從高端服務(wù)器向桌面系統(tǒng)延伸。2007年2月展示了80核的計算機,按照英特爾的技術(shù)路線圖,三年后的主流計算機可能是128-144核,這對計算機系統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)生巨大的沖擊。
在Intel等公司的大力推動下,多核技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)超出人們的預(yù)期想象,多核技術(shù)將帶來業(yè)內(nèi)硬件和軟件設(shè)計理念和方法上一系列的更新和變革,多核時代的到來無疑揭開了計算機發(fā)展歷史的新篇章。如何充分發(fā)揮多核處理器的性能優(yōu)勢,已經(jīng)成對當前軟件產(chǎn)業(yè)的重要挑戰(zhàn)。
多核的出現(xiàn)就意味著以前單純比拼處理器主頻的時代已經(jīng)過去,將更強調(diào)多個任務(wù)的并行處理能力,而不是以前所追求的單任務(wù)處理能力。充分利用多核技術(shù)顯得尤為重要,這其中有三個步驟:更新、提高效率以及優(yōu)化軟件。首先是更新處理器,然后充分利用多核技術(shù),來提高電腦平臺的效率。采用多處理器的服務(wù)器已推出多年,多數(shù)軟件可充分利用附加的處理器、多軟件線程以及多任務(wù)計算環(huán)境,多核技術(shù)為未來的發(fā)展進一步增加高性能和可擴充性。第三步是軟件優(yōu)化。將多核技術(shù)作為一種無需增加功耗與熱量,就可獲得更高性能的有效方式。這些迫使在多核環(huán)境下的軟件研發(fā)向并行化方向進行。
在傳統(tǒng)的軟件設(shè)計方法教學中,還沒有課程能充分指導(dǎo)學生掌握多核處理器軟件設(shè)計的方法,這直接制約了多核處理器應(yīng)用的普及和深入。因此,將多核技術(shù)納入課程體系具有相當?shù)闹匾院途o迫性。由于學生就業(yè)有“滯后性”的特點,而教學設(shè)計必須具有“前瞻性”,所有多核相關(guān)課程的開展也是現(xiàn)實的必然。
由于多核引入課程體系有兩種方式,一種為單獨開設(shè)課程,一種為改造現(xiàn)有課程體系,因此在設(shè)計本精品課程,將申報范圍分為兩類:
●計算機基礎(chǔ)類
●應(yīng)用實踐類課程
計算機基礎(chǔ)類為改造原有計算機課程體系中的內(nèi)容,引入最新的多核技術(shù)??紤]到目前以下課程與多核最為緊密,因此選擇這些課程計算機基礎(chǔ)類重點支持的課程,其課程為:微處理器系統(tǒng)、計算機體系結(jié)構(gòu)、計算機組成、微機原理、操作系統(tǒng)、編譯技術(shù)。
計算機基礎(chǔ)類課程往往有很長時間的教學歷程,因此要求這些課程在高校已經(jīng)開設(shè)三年以上。
應(yīng)用實踐類課程是指新開設(shè)或者擬開設(shè)的多核課程,因此對該類課程開設(shè)的時間歷程未做限制,鼓勵各高校積極應(yīng)對新技術(shù)的發(fā)展,迅速引入多核技術(shù)。這一類課程重點支持多核應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實踐、多核程序設(shè)計、并行計算原理與實踐等內(nèi)容的課程。
三、精品課程評審設(shè)計
精品課程評審的主要目的是支持高等學校信息技術(shù)課程建設(shè),促進信息產(chǎn)業(yè)先進的技術(shù)和理念與高校相應(yīng)課程建設(shè)緊密結(jié)合,提升我國信息技術(shù)人才的市場競爭力。
本次“教育部-英特爾精品課程”鼓勵各課程在建設(shè)精品課程,提高教學質(zhì)量的同時,引入先進的技術(shù)。評審指標主要由兩部分組成,一部分考核的是課程本身是否符合精品課程的要求,從教學的環(huán)節(jié)對課程進行評分,另一部分是從課程是否已經(jīng)與將會引入了先進的技術(shù)內(nèi)容來評判。
對于做IT的教師而言,2005年推出的多核已經(jīng)不是新鮮事了,若是不能將自己的新知教會學生,只教育學生若干年前的計算機系統(tǒng),顯然對不起高校的社會責任。我們需要為社會輸送更多的復(fù)合型與計算機專業(yè)技術(shù)人才。
評分總體指標包括了教學隊伍、教學內(nèi)容、教學方法與手段、網(wǎng)絡(luò)資源、課程推廣情況、課程特色等,并進一步細化獲得了完善的評分標準。
在教學內(nèi)容、教學安排上突出了是否及時把學科最新發(fā)展成果和教改教研成果引入教學,課程內(nèi)容是否既包含經(jīng)典基礎(chǔ)理論又及時反映最新的發(fā)展與應(yīng)用。在教學實踐上突出了是否重視動手實驗,能否發(fā)揮主流硬件的能力。
四、大學對多核課程的響應(yīng)情況
大約40門課程申報本次精品課程,其中75%為計算機基礎(chǔ)類課程。
引入多核技術(shù)的課程以計算機組成與體系結(jié)構(gòu)方向為最佳,能介紹計算機硬件基礎(chǔ)的過程中,深入淺出地介紹雙核硬件與相關(guān)的技術(shù)。微機原理與嵌入式課程也是眾多高校的關(guān)注點,原來的教學大綱大部分是面向奔騰三或奔騰四,較為容易的轉(zhuǎn)到雙核Core 2平臺上。操作系統(tǒng)也是一門較容易集成多核內(nèi)容的課程,尤其是多核處理器調(diào)度、多線程等技術(shù),都緊密結(jié)合了現(xiàn)有硬件平臺。
實踐類課程大多都是單獨開設(shè)的多核課程、并行計算課程,基本上能夠單獨開設(shè)這些課程的高校,對多核技術(shù)的把握都能恰到好處,設(shè)計的教學大綱、教學計劃都能非常貼切地介紹現(xiàn)階段應(yīng)用多核進行程序設(shè)計的方法,能有效地訓(xùn)練學生的動手能力。目前開設(shè)實踐類課程的專業(yè),還局限在計算機與軟件專業(yè),還沒有普及到自動化、電子工程等其他專業(yè)。
很多高校在實驗室建設(shè)方面高瞻遠矚,早在2006年就認識到多核將會是主流,去年就建設(shè)了多核的實驗室,大部分的規(guī)模是100臺雙核計算機,為課程的開展創(chuàng)造了實驗環(huán)境。
高校除了在硬件上投入以外,還積極在師資培養(yǎng)上進行投入,大部分高校都派出老師參加多核方面的師資培訓(xùn),有力地保障了課程開設(shè)的人員與梯隊。
多所高校針對多核編寫相關(guān)的教材,顯示出大學教授們的前瞻性很強。由浙江大學等五所高校合作編寫的《多核程序設(shè)計》教材,將于今年7月由清華大學出版社出版,也將會補充目前教材方面的不足。
五、總結(jié)
通過精品課程的評審,有效地推動了我國計算機專業(yè)課程的現(xiàn)代化,更加貼近最新的技術(shù)領(lǐng)域。
多核課程的開設(shè),國外與我國都是同一起跑線,基本上是2006年開始進行多核專業(yè)課程的教學,其教學計劃、大綱都有待商榷。國內(nèi)較多高校對開設(shè)多核課程內(nèi)容進行了深入的剖析,將來一定能在國際計算機教育領(lǐng)域貢獻力量。