超算研学课程设计

超算研学课程设计一、课程目标

知识目标：

1.了解超级计算机的基本概念、发展历程及其在我国科技发展中的应用。

2.掌握超级计算机的核心技术，如并行计算、分布式计算等。

3.理解超级计算机在解决实际问题中的优势及局限性。

技能目标：

1.学会使用超级计算机的基本操作，如登录、运行程序等。

2.能够运用所学知识，分析实际问题，设计并实现简单的并行算法。

3.提高团队协作和沟通能力，通过小组讨论、分享，共同解决复杂问题。

情感态度价值观目标：

1.培养学生对超级计算机及计算科学的兴趣，激发探索精神。

2.增强学生的国家荣誉感，认识到我国在超算领域的重要地位。

3.树立正确的科技观，认识到科技发展对国家和社会的积极作用。

课程性质：本课程为研学课程，结合理论知识与实践操作，旨在提高学生的科学素养和创新能力。

学生特点：学生具备一定的计算机基础，对新鲜事物充满好奇，喜欢探索和挑战。

教学要求：注重理论与实践相结合，关注学生的个体差异，提高学生的动手能力和解决问题的能力。通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得明显成果，为后续学习和未来发展打下坚实基础。

二、教学内容

1.超级计算机概述

-了解超级计算机的定义、发展历程及国内外超算发展现状。

-教材章节：第一章超级计算机概述

2.超级计算机硬件与软件

-学习超级计算机的硬件架构、关键技术和软件环境。

-教材章节：第二章超级计算机硬件与软件

3.并行计算与分布式计算

-掌握并行计算的基本原理、方法及其在超级计算机中的应用。

-了解分布式计算的概念、架构和典型应用。

-教材章节：第三章并行计算与分布式计算

4.超级计算机应用案例分析

-分析超级计算机在科学研究、工业生产等领域的应用案例。

-教材章节：第四章超级计算机应用案例

5.超级计算机实践操作

-学习超级计算机的基本操作，如登录、运行程序等。

-设计并实现简单的并行算法，解决实际问题。

-教材章节：第五章超级计算机实践操作

教学内容安排和进度：

第一周：超级计算机概述

第二周：超级计算机硬件与软件

第三周：并行计算与分布式计算

第四周：超级计算机应用案例分析

第五周：超级计算机实践操作

三、教学方法

1.讲授法：

-对于超级计算机的基本概念、发展历程、硬件与软件架构等理论知识，采用讲授法进行教学，使学生在短时间内掌握课程核心内容。

-结合多媒体教学手段，如PPT、视频等，提高课堂教学的生动性和趣味性。

2.讨论法：

-针对超级计算机应用案例，组织学生进行小组讨论，分析案例中的关键技术、应用场景等，培养学生的批判性思维和团队协作能力。

-鼓励学生提问，充分调动学生的主观能动性，提高课堂互动效果。

3.案例分析法：

-以国内外典型超级计算机应用案例为基础，引导学生分析案例中的成功经验和启示，提高学生的问题解决能力。

-结合现实问题，让学生了解超级计算机在国计民生中的重要作用，增强学生的国家荣誉感和使命感。

4.实验法：

-安排学生进行超级计算机实践操作，如登录、运行程序、编写并行算法等，提高学生的动手能力和实际操作能力。

-针对不同学生的实际情况，设置难易程度不同的实验任务，使学生在实践中掌握知识，培养创新能力。

5.互动式教学：

-鼓励学生参与课堂提问、分享学习心得，促进师生之间的互动与交流。

-定期组织学生进行汇报展示，提高学生的表达能力和沟通能力。

6.线上线下相结合：

-利用网络教学平台，提供课程资料、在线测试等，帮助学生巩固课堂所学知识。

-通过线上讨论、答疑等方式，满足学生的个性化学习需求。

7.考察与实践：

-组织学生参观超级计算机中心，了解超级计算机的实际应用场景，激发学生的兴趣和热情。

-鼓励学生参加相关竞赛、实践活动，将所学知识应用于实际问题解决中。

四、教学评估

1.平时表现：

-评估学生在课堂上的参与度、提问、讨论等表现，占比20%。

-通过课堂互动，观察学生的理解程度、思考能力、沟通协作能力等，给予相应的评分。

2.作业：

-布置与课程内容相关的作业，包括理论知识巩固和实践操作任务，占比30%。

-评估学生的作业完成情况，关注学生的知识掌握程度和实际操作能力。

3.实验报告：

-学生完成实践操作后，提交实验报告，占比20%。

-从实验报告的质量、数据分析、结论等方面，评估学生的实践能力和问题解决能力。

4.考试：

-设定期中和期末考试，以闭卷形式进行，占比30%。

-考试内容涵盖课程核心知识、应用案例、实践操作等方面，全面考察学生的知识掌握和应用能力。

5.小组讨论与汇报：

-对小组讨论和汇报进行评估，占比10%。

-从团队合作、问题分析、成果展示等方面，评价学生的综合能力和素质。

6.线上评估：

-利用网络教学平台，进行在线测试、学习心得分享等，占比10%。

-通过线上评估，了解学生的学习进度和成果，为教学提供反馈。

7.评估反馈：

-定期向学生提供评估结果，指出学生在各方面的优点和不足，帮助学生明确学习目标，调整学习方法。

-鼓励学生根据评估结果，进行自我反思，提高学习效果。

8.持续改进：

-根据教学评估结果，教师应及时调整教学方法和策略，以提高教学质量和学生的学习成果。

-鼓励教师与学生共同参与评估，促进教学相长，实现教学目标。

教学评估旨在全面、客观、公正地反映学生的学习成果，激发学生的学习兴趣，提高教学质量。通过多种评估方式相结合，关注学生的个体差异，促进学生的全面发展。

五、教学安排

1.教学进度：

-课程共计15周，每周2课时，共计30课时。

-第一周至第四周：讲解超级计算机概述、硬件与软件、并行计算与分布式计算等理论知识。

-第五周至第八周：分析超级计算机应用案例，组织学生进行小组讨论和实践操作。

-第九周至第十二周：进行超级计算机实践操作，布置相关作业和实验报告。

-第十三周至第十五周：复习巩固课程知识，进行期中和期末考试。

2.教学时间：

-课堂教学时间安排在每周的固定时间，避免与学生的其他课程冲突。

-考虑学生的作息时间，确保学生在精力充沛的状态下进行学习。

3.教学地点：

-理论知识教学在多媒体教室进行，便于使用PPT、视频等教学资源。

-实践操作环节安排在计算机实验室，确保学生能够实际操作超级计算机。

4.教学调整：

-根据学生的学习进度和需求，适时调整教学安排，确保教学效果。

-对于学生普遍存在的问题，安排辅导课或小组讨论时间，进行针对性讲解。

5.学生自主时间：

-安排适量的课后自主学习和实践操作时间，鼓励学生自主探究、巩固知识。

-考虑学生的兴趣爱好，提供多样化的学习资源，激发学生的学习兴趣。

6.线上教学：

-利用网络教学平台，同步更新课程资料、作业、实验报告等，便于学生随时查阅和提交。

-定期进行线上答疑和讨论，满足学生的个性化学习需求。

7.考试安排：

-