王愛(ài)俠，李晶皎，李貞妮

(東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110819)

“多核技術(shù)”是我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生的選修課程。為了提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐能力，筆者主講的“多核技術(shù)”課程在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了完善和改進(jìn):

(1)將課件內(nèi)容和視頻教學(xué)、研討和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來(lái)，介紹和一些公司正在進(jìn)行的相關(guān)研發(fā)內(nèi)容，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)了解業(yè)界當(dāng)前的動(dòng)向和趨勢(shì);

(2)改革教學(xué)方法，把課堂上講解的內(nèi)容利用錄屏視頻文件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)演示，并以動(dòng)畫(huà)的形式演示多核交互的過(guò)程，使學(xué)生有更加直觀的感受，更容易理解講授的理論內(nèi)容;

(3)改革評(píng)價(jià)體系，把學(xué)生的平時(shí)成績(jī)，課后作業(yè)和最后的卷面成績(jī)結(jié)合起來(lái)，綜合考核評(píng)價(jià)學(xué)生。

1 完善教學(xué)內(nèi)容

1)完善教學(xué)內(nèi)容

在“多核技術(shù)”的教學(xué)過(guò)程中，為了使教學(xué)內(nèi)容更加容易理解，一邊講解理論知識(shí)，一邊列舉具體應(yīng)用實(shí)例。

例如介紹多核間通信方式時(shí)，在講解Mailbox，Mutex，Shared Memory等方式通信原理的基礎(chǔ)上，以兩個(gè)Microblaze為例，設(shè)計(jì)相應(yīng)的通信電路，從而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力。再如，在講到基于Shared Memory的核間通信方式時(shí)，先講解解相關(guān)理論，而后利用前面的原理設(shè)計(jì)基于Shared Memory通信的雙核系統(tǒng)，原理圖如圖1所示。利用XPS開(kāi)發(fā)環(huán)境實(shí)現(xiàn)該雙核模型，最后編寫(xiě)軟件測(cè)試模型的正確性，軟件流程圖如圖2所示。

圖1 基于Shared Memory雙核通信系統(tǒng)

圖2 基于Shared Memory雙核通信系統(tǒng)測(cè)試用例流程圖

2)理順教學(xué)次序

為了讓學(xué)生對(duì)于知識(shí)的接收有一個(gè)層次性，把該課程教學(xué)內(nèi)容整理成由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的次序依次講解:①先講解單核系統(tǒng)Microblaze;②介紹核間通信和核間總線理論，包括FSL總線，PLB總線，Interrupt以及Mutex等;③介紹多核體系結(jié)構(gòu)。例如，前面介紹的基于Shared Memory的多核系統(tǒng)。

這樣從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從單獨(dú)的模塊到整體設(shè)計(jì)，最后設(shè)計(jì)出一個(gè)完整的多核系統(tǒng)，學(xué)生更加容易理解和接受。

3)制作多媒體教學(xué)課件

我們?cè)谥谱鞫嗝襟w過(guò)程中要兼顧知識(shí)性和趣味性，使課件更加清晰明了，圖文并茂、增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)習(xí)的積極性[1]。

4)和前沿知識(shí)相聯(lián)系

把上課內(nèi)容和業(yè)界當(dāng)前正在進(jìn)行的研發(fā)的內(nèi)容相聯(lián)系，使學(xué)生了解更多新動(dòng)向。在“多核技術(shù)”講課過(guò)程中，將經(jīng)各種途徑和方法收集到的相關(guān)研發(fā)的最新信息和理論課程內(nèi)容相聯(lián)系，使學(xué)生了解當(dāng)前多核技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)。

2 改革教學(xué)方法

1)利用錄屏視頻文件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)演示

“多核技術(shù)”涉及到大量的多核組建過(guò)程和核間通信過(guò)程，如果教師直接把筆記本電腦帶到教室去演示，不僅連接演示麻煩，更重要的在操作組建過(guò)程中需要大量的等待編譯和生成時(shí)間，會(huì)耽誤太多課上時(shí)間。

我們利用錄屏工具Camtasia Studio事先把操作組建過(guò)程直接保存成視頻文件，而且可以根據(jù)需要對(duì)多核系統(tǒng)進(jìn)行剪輯和修改。教師可以在下課時(shí)間把多核組建過(guò)程，例如基于Shared Memory的多核系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)過(guò)程，錄成視頻文件，把等待編譯和生成時(shí)間直接裁剪掉。此后在課堂上邊播放邊講解，既可增加學(xué)生的直觀感受，又可以節(jié)省時(shí)間。所以在“多核技術(shù)”課程中大量運(yùn)用錄屏工具準(zhǔn)備設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程的視頻，來(lái)提高上課的效率和效果。

2)以動(dòng)畫(huà)的形式演示多核交互的過(guò)程

“多核技術(shù)”中涉及多核并行的內(nèi)容，例如，在基于Shared Memory的多核系統(tǒng)中兩個(gè)Microblaze并行執(zhí)行示意圖如圖3所示。而學(xué)生以前在PC上編程從來(lái)沒(méi)有考慮過(guò)幾個(gè)CPU來(lái)執(zhí)行，而且也習(xí)慣了依次串行執(zhí)行代碼的過(guò)程，對(duì)于多核并行的概念比較陌生。我們?cè)谶@些地方適當(dāng)?shù)靥砑觿?dòng)畫(huà)來(lái)進(jìn)行演示和示范，還能增加趣味性，活躍課堂氣氛。這種演示過(guò)程完全可控，且允許在教學(xué)過(guò)程中針對(duì)任何細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的講解[3]，還有利于學(xué)生理解多核并行協(xié)調(diào)合作的概念。

圖3 基于Shared Memory雙核系統(tǒng)中的并行執(zhí)行示意圖

3 評(píng)價(jià)體系改革

在“多核技術(shù)”這門(mén)課中，學(xué)生的最后成績(jī)?nèi)Q于三個(gè)方面:①課后實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)效果(40%);②課上討論和發(fā)言情況 (20%);③最后卷面考試情況(40%)。

從以上三方面來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，既考查全面合理，又能更好的鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考，積極發(fā)言和自己動(dòng)手。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)師生的共同努力，我?！岸嗪思夹g(shù)”課程建設(shè)取得很好的效果，主要表現(xiàn)在:①學(xué)生選修這么課程的積極性提高了，而且在師生中享有一個(gè)良好的口碑;②利用動(dòng)畫(huà)的方式，使學(xué)生擺脫傳統(tǒng)的思維定勢(shì)，更好地理解多核并行的概念;③利用多種課件授課，學(xué)生注意力更集中;④通過(guò)播放錄屏視頻文件錄制的操作過(guò)程和以動(dòng)畫(huà)形式演示多核并行過(guò)程，使學(xué)生得到更直觀的感受，更容易理解所學(xué)知識(shí)。

[1]鄧雪妍.三結(jié)合課堂教學(xué)方法研究[J].北京:中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2011.7:62-63.

[2]周劍雄等.研討式教學(xué)法在三小時(shí)教學(xué)單元中的應(yīng)用[J].北京:中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012，7:57-59.

[3]趙國(guó)平.論實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)的關(guān)系[J].濟(jì)南:中國(guó)成人教育，2010，17:127-128.