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基于案例-任务驱动教学法的高性能计算课程研究

作　者: 金毅
导　师: 曹兴芹
学　校: 新疆师范大学
专　业: 课程与教学论
关键词: 案例-任务驱动高性能计算课程 mpiBlast
分类号: TP338-4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 91次
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内容摘要

高性能计算是衡量一个国家综合国力的重要标志,它可以带动科学技术的进步,解决国民经济建设、社会发展进步、国防建设与国家安全等方面一系列的挑战性问题。随着基于微机集群的高性能计算平台出现,高性能计算面向各领域的应用越来越广泛。高性能计算的最终目的是应用。尽管我国的高性能计算技术已经有相当的水平,但是高性能计算的应用还不够广、不够深入,应用水平和应用效率都比较低下;同时应用研发力量薄弱且分散,缺乏跨学科的综合型人才。我国高性能计算应用滞后于高性能计算机的发展。这些都成了制约我国高性能计算发展的“瓶颈”。大力培养高性能计算的应用人才,是解决这个“瓶颈”的根本之道。因此,通过高性能计算课程来培养更多的人才成为一个重要课题。高性能计算要求学习者既要掌握理论知识,又要掌握操作技能并能在实际中加以应用,培养困难,采用普通理论讲授的方法很难有良好的效果,该文引入案例-任务驱动教学法,根据高性能计算的内容及特点结合案例教学和任务驱动式教学的优点进行教学研究。研究者以案例-任务驱动教学法为着手点,对高性能计算进行教学实践研究。根据教学目的,制定教学计划,设计案例,设计任务,然后组织生物与计算机专业学习者成立学习小组进行学习。研究者在教学实践的同时,对该案例进行分析与评价,提出了相应的教育观点,同时结合普通高校的现状,讨论了高性能计算的课程纲要。认为学习者应该能够利用现有的微机条件建立并行计算的软硬件环境,了解并行算法设计、MPI消息传递并行编程的基本概念与方法。最后根据所学专业来选择mpiBlast,BLAS等科学计算软件进行学习。最后,研究者通过对过程与结果的研究分析,并结合当前国内外的实际情况,认为高性能计算课程最大的困难在于学习者学习后必须具有在实践中运用的能力。教学过程应重视理论与实践相结合,培养学习者动手解决问题的能力。这样不但能够学习知识,更能提高科学素养,为将来更多的学习工作提供了有力的基础。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-16
  1.1 问题的提出  7
  1.2 要解决的问题  7-8
  1.3 相关综述  8-16
2 研究方法与实施方案  16-19
  2.1 研究方法  16
  2.2 研究实施方案  16-19
3 基于生物信息学的高性能计算案例  19-43
  3.1 课程案例准备  19-20
  3.2 教学目标  20
  3.3 教学重点与难点  20
  3.4 案例内容  20-43
4 案例实施及分析评价  43-50
  4.1 教学对象分析与教学设计  43
  4.2 任务设计与实施  43-46
  4.3 课程评价  46-48
  4.4 课程案例总结分析  48-50
5 面向应用的高性能计算课程纲要讨论  50-54
  5.1 引言  50-51
  5.2 面向应用的高性能计算课程纲要  51-53
  5.3 分析与讨论  53-54
6 总结与展望  54-55
附录  55-61
参考文献  61-64
在读期间发表的论文  64-65
后记  65

基于案例-任务驱动教学法的高性能计算课程研究

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