创新能力培养教材

科学引导、兴趣驱动、构建环境，

大力推进本科创新人才培养

金

海华中科技大学计算机学院2013-11-30提

纲华中科技大学计算机学院本科专业简介学业引导的必要性与措施兴趣驱动的学习与创新活动营造创新人才培养的环境创新人才培养的初步成效几个值得思考的问题华中科技大学计算机学院本科专业介绍计算机科学与技术专业：国家特色专业，年招生规模约330人（包括一个创新实验班和一个卓越工程师班）信息安全专业：国家特色专业，年招生规约90人物联网工程专业：湖北省战略新兴产业相关专业，年招生规模约30人

本科生在校学生规模约1800人1)学生学习现状分析20%左右的学生对专业具有比较明确的认识，能主动与老师联系，具有一定的创新思维和理念；学习主动性强，学习目标明确40%左右的学生具有持续的学习目标，但大多为高中目标的延续(出国、考研)、缺乏创新思维30%左右的学生缺乏持续的学习目标，对专业的认识不清，学习动力不足10%左右的学生没有明确的学习目标，学习松懈

学业引导的必要性与措施2)学生学习现状调查2012年4月，我们组织了一次调查(400份调查问卷)，对象包含计算机学院不同年级、不同专业、不同层次(成绩和培养模式不同)20.你认为有必要由在不同学期进行不同的专业学习引导吗?

A.很有必要

B.没有必要

C.仅在大一阶段进行学习引导就可以了

D.其它08级:71.7%9.2%15.2%3.9%09级:71.4%8.9%15.1%4.5%10级:65.1%9.8%16.5%8.6%11级:80.3%10.5%6.2%3%21.你认为有必要为每个班级配一名由教师担任的学业导师吗?

A.有必要

B.没必要,有问题可以问任课教师

C.无所谓08级:52%15.1%32.9%09级:69.6%15.1%15.3%10级:66%14.2%19.8%11级:80.3%13.3%6.4%2)学生学习现状调查(续)22.你会积极参与课外科技活动吗？

A.

积极参加

B.

感兴趣就参加

C.

非强行规定就不参加

D.

从不参加08级：8.2%67.5%19.1%5.1%09级：8.1%56.2%26.7%9%10级：6.7%61%20%12.3%11级：10.8%64.5%16.5%8.2%23.你在大学期间是否关注课程以外的专业发展动态?

A.关注,并与课程学习联系起来

B.偶尔关注

C.从来不关注08级：25.3%65%8.7%09级：16.8%70.4%12.8%10级：21%67%12%11级：17.5%65.6%16.9%3)多层次的学业引导措施从2009年开始，为创新实验班每名学生配备学业导师，每位导师指导3-5名学生大一阶段：帮助学生深层次认识专业，培养专业兴趣，明确学习方向大二阶段：指导学生课外学习和科研实践

，申报各类大学生创新项目大三阶段：吸纳学生进入课题组，参与部分科研项目大四阶段：指导学生的科研实践(培养计划的环节)和毕业设计(1)学业导师

除辅导员外，目前已为2011到2013级的49个班配备了班导师，班导师的作用主要体现在以下几个方面增强班级凝聚力，帮助学生认识专业，解答学生提出的关于专业学习的相关问题，提升学习兴趣了解学生的学习动态，引导学生制定科学的学习目标，帮助部分学生顺利完成学业指导部分学生课外学习和科研实践

，申报各类大学生创新项目吸收部分学生进入科研课题组进行科研活动(2)班导师3)多层次的学业引导措施(续)近2年有代表性的大创项目列表基于硬件虚拟化的动态入侵检测防御系统(国)TSP问题的优化算法设计（校）基于Android平台的智能防盗及信息保护软件(国)基于金字塔匹配核的多特征哈希及其在可视对象识别的应用(校)人体医学图像的裸眼3D显示(国)面向物联网应用的通用网关设计(校)物流、交通和供应链管理中的调度问题研究(国)海量数据的优化查询研究(校)基于自然特征的的虚拟注册方法研究（国）二维图形推荐与搜索系统(校)以患者为导向的医疗信息管理系统（国）针对网络大规模中文文本的抓取与分析(校)基于图片的考试系统（国）基于垂直搜索技术的人物分类信息聚合系统（校）基于云存储的开放式教学共享平台的设计与研究

（国）数据流动追踪与系统残余信息甄别问题研究(校)基于web2.0模式的计算机学科视频教育资源分享网建设

（国）基于html5的跨平台在线3D图形制作器(校)多平台手机OCR系统研究与实现

（国）基于增强现实技术的Android版电子地图应用(校)Web服务器安全扫描检测系统

（国）3D设计软件开发及平面图的三维重建研究(校)基于虚拟计算机的实验管理系统平台设计与实现

（国）基于Lisp的NoSQL数据库的研究与实现(校)导师由学院聘请学术造诣深、责任心强、治学严谨的副高以上教师担任导师应在充分了解学习特优生的学习基础、特长、志趣等因素的基础上，制订出切合实际的特殊培养方案和较强针对性的培养计划(含参加科研工作)在导师制订的培养计划范围内，学习特优生可以跨专业、跨院(系)、跨校选修有关课程或辅修有关专业课程导师应优先安排学习特优生参加科研工作定期检查学习特优生培养计划的实施情况，对学习特优生的思想表现、学业成绩、科技成果等定期记载归档(3)学习特优生导师3)多层次的学业引导措施(续)学习特优生导师是华中科技大学从2001年开始的针对学习特别优秀学生制定特殊培养措施，由各学院具体执行，学校统一管理。自2001年以来，学院共培养了100余名特优生，他们顺利进入研究生阶段的学习，其中大部分学生完成博士阶段的学习兴趣驱动的的学习与创创新计算机学院院学生根据据自己的兴兴趣，成立立了腾讯创创新俱乐部部、百度精精英俱乐部部、阿里巴巴巴技术联联盟、ACM协会与ACM集训队、信信息安全“墨族”等学院级的的课外科技技创新团队队；另外，，还有相当当一部分学学生加入到到联创团队、、冰岩作坊坊和点团队创建于2000年6月，是一个以兴趣为主主导、强调调主动实践践和自主创创新,由学生自发发组织、自自主运行、、自我管理理的民间学学生团队。团队中计算机学院院学生的比比例一直持持续保持在在45%左右，现任任队长为计计算机学院院11级卓越工程程师班学生生秉承不断创创新和锐意意进取的核核心精神，致力于为为有潜力、、肯努力、、富有激情情的学生构构建一流的的IT技术学习环环境,引导他们快快速成长通过承担科科研项目,参加科技大大赛等形式式激发队员员的无限激激情和潜能能，并积极整整合历届队队员的优势势和资源，，共同创造造团队和个个人的未来来近年来，团队把创新新活动与IT产业业的的发发展展结结合合起起来来，，在校校期期间间，，团团队队成成员员自自主主研研发发并并推推出出了了众众多多产产品品。。离离校校后后团团队队成成员员积积极极投投身身创创业业浪浪潮潮，，成成功功孵孵化化出出了了百百思思极极致致科科技技有有限限公公司司、、百纳纳信信息息技技术术有有限限公公司司和广广州州岸岸腾腾信信息息科科技技有有限限公公司司。。着着力力打打造造新新的的联联创创平平台台，，为为把把更更多多更更好好的的学学生生带带向向自自主主创创新新之之路路而而不不懈懈努努力力UniqueStudio(联创创团团队队)百纳纳信信息息技技术术有有限限公公司司团队队取取得得的的成成绩绩积极极参参加加国国际际高高水水平平的的科科技技创创新新大大赛赛,尤其其在在微微软软创创新新杯杯(ImagineCup)全球球学学生生大大赛赛中中，，连续续5年闯闯进进总总决决赛赛并并代代表表中中国国大大学学生生在在世世界界大大学学生生科科技技竞竞赛赛的的舞舞台台上上崭崭露露头头角角，，曾曾在在韩国国首首尔尔微微软软创创新新杯杯ITChallenge全球球第第一一，，软软件件设设计计中中国国赛赛区区第第一一恋爱爱笔笔记记营造造创创新新人人才才培培养养的的环环境境1)政策策层层面面支支持持教师师层层面面的的支支持持：：承承认认教教师师指指导导学学生生课课外外科科技技创创新新和和担担任任学学业业导导师师的的工工作作量量学生生层层面面支支持持：：将将参参加加课课外外科科技技创创新新活活动动纳纳入入免免试试保保送送研研究究生生加加分分和和奖奖学学金金评评定定奖奖励励范范畴畴2)经费费支支持持学院院拿拿出出专专项项经经费费支支持持学学生生参参加加各各类类课课外外科科技技活活动动。。除除各各类类常常规规的的学学科科竞竞赛赛外外，，计计算算机机学学院院还还资资助助本本科科生生参参加加国国际际超超级级计计算算大大会会、、中中国国计计算算机机大大会会、、国国际际物物联联网网展展学院院资资助助的的大大学学生生课课外外科科技技活活动动课课题题基于地域的信息咨询与分享平台(10级)异构计算下的数据挖掘Apriorialgorithm算法的改进与性能评价(10级)业余电子音乐自行创作及修改软件(12级)使用CUDA和数据库技术加速文件搜索(09级)基于Html5的自制图书实感阅读应用(10级)乐谱识别系统(09级)基于图像处理技术的汽车驾驶智能提示系统(10级)基于ATOM准系统的智能寝室控制平台设计(09级)P2P流量包检测与分析(10级)华中科技大学数字化校园(11级)基于android平台的“校内互助”SNS软件设计与开发(10级)面向华科校友的人才交互资源网“hustbook”(10级)数字版网络信息服务平台设计及大数据时代的网络带宽问题(10级)Datingboard(09级)基于图像处理技术的汽车驾驶智能提示系统(11级)基于FPGA的智能空间管理系统(10级)图像碎片拼接算法研究(09级)基于android平台的“校内互助”SNS软件设计与开发(10级)基于GPU的视频编解码实现(09级)路由设备及其嵌入式系统上的监测、控制平台的实现方案(10级)2013年11月，，将将有有19名本科生参加加在美国举办办的SC132012年SC国际物联网展展(深圳)2013年2012年学科平台是本本科生科技创创新的重要基基地,充分发挥学院院建成的中国国教育科研网网格主结点、、国家高性能能计算中心(武汉)、服务计算技技术与系统教教育部重点实实验室、外存存储系统国家家专业实验室室、武汉光电电国家实验室室（筹）信息息存储研究部部、湖北省数数据库工程技技术研究中心心等十余个学学科平台的作作用，吸收优优秀本科生参参与课外科技技创新活动。。下面，将以以超级计算大赛赛为例来展示我们在在这方面的工工作3)充分发挥学科科平台的作用用，大量吸收收优秀本科生生参与科研实实践超级计算大赛赛2012年，基于服务计算技术术与系统教育育部重点实验验室，组建了了超级计算兴兴趣小组，石石宣化老师担担任指导教师师采用的多种培训模式(a)Lecture:由指导教师和和博士生来讲讲授(b)Industrypractice:联系业界的一一些专家，来来实验室做培培训(c)Groupdiscussion:学生集体自学学，每人专研研一部分，然然后相互交流流(d)Self-learning:独立自学(e)Laboratory:理论知识不做做过多侧重，，直接给出任任务，先让学学生自己动手手，根据所遇遇到的问题，，再有针对性性的讲授培训主要内容容(a)并行计算理论论(b)LinuxC开发环境、编编译、调试(c)OpenMP、MPI相关的程序开开发，让学生生通过动手实实践巩固理论论知识(d)OpenACC、CUDA、MIC异构框架(e)结合具体硬件件实际的计算算机体系结构构知识培训目标(a)程序性能优化化的方法与策策略(b)对负载的判断断(c)应用类型的判判断，根据此此如何在比赛赛中作出合理理的决策(根据类型和时时间决定是否否使用全部节节点)(d)借助加速硬件件进行优化，，是GPU，还是MIC，不一定都用用，但都要会会(e)功率的控制方方法(f)如何合理的降降低精度，以以缩短实际执执行时间(为什么可以降降精度？因为为根据HPC的特征，应用用有些时候并并不需要那么么高的精度)超级计算大赛赛ASC13中MIC应用移植题目目中涉及到倒倒向随机微分分方程拿到题目后，，选手们首先先进行了应用用的热点分析析，通过对代代码的修改、、移植，分析析使用了OpenMP能提高多少效效率，在主机机和MIC之间用MPI并行计算能否否有效提高效效率利用MIC平台高并发的的特性，做了了有针对性的的优化。当通通过体系结构构优化达到极极限后，又考考虑数学方法法，移除冗余余的计算，进进一步又通过过异步计算的