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【轉】【成電人物】廖勇:打造經典案例 講透“編程”本質

發布時間:2020-04-02 10:41:49 發布者:研究生管理辦公室 作者: 查看:669

為什么雙擊QQ圖標,它就可以自動運行呢?我們開發APP要用到開發工具軟件,開發工具軟件的本質又是什么?怎么樣通過編程讓機器視覺模擬人的雙眼、讓無人駕駛學會“看路”?……

  在《嵌入式系統設計》課堂,信息與軟件工程學院廖勇教授通過一系列趣味而經典的案例,激發學生思考和追問編程的本質。

  從線下到線上,授課的方式變了,但教學的目標沒有變。廖勇對這個課程的定位就是,要驅動研究生的復合創新能力。

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站著上課:“讓網課更有線下的感覺!”

  廖勇這學期帶了三門課,本科生一門,研究生一門,留學生一門。雖然都是輕車熟路、得心應手,但備課、上課的工作量依然有點大,需要投入很多精力。

  他愛人也是大學老師,也需要在線授課。巧的是,兩個人的授課時間大部分重合,即便分別關在各自的房間在線授課,也感覺有點相互干擾。

  為了多給對方一點“清凈”,廖勇起初想在清水河校區的辦公室里上課,后來,還是決定另外找一個安靜的地方。

  每周日晚上,他從沙河校區來到郫都區,一個人備課、上課,自己做飯,一連五天。周五晚上下課后,再驅車回沙河校區與家人“團聚”。

  在他的“直播間”,有一張比較大的桌子,上面擺放兩臺筆記本電腦,一臺上課、一臺備用。電腦旁邊是教材和講義。

  為了更好地找到以往在教室上課的感覺,廖勇買了線比較長的耳機,這樣他就可以站著上課,仿佛在講臺上一樣。

  “這不是我一個人的秘訣!”他說,“許多老師都通過站著上網課,找到了線下教學的感覺!站著講課,老師更自如,上課不呆板!”

  有時候,必須在課堂上進行“板書”,廖勇就用手寫筆來寫,或者用軟件在線做“框架圖”,學生可以在屏幕分享里看到板書或作圖的整個過程。

  他說,除了課堂討論稍微有點時延,其他環節和線下授課沒有什么分別。他反倒是擔心學生宅在家里整天對著電腦上課,可能會感覺比較“悶”。

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追問本質:“編程軟件到底是怎么回事?”

  廖勇教授的《嵌入式系統設計》課程,并不是專門給計算機專業或者軟件工程專業的學生準備的——他歡迎各個理工科專業的學生。

  他說,電子科技大學的很多專業都與計算機和編程緊密相關。如果學生能夠理解編程的本質,并和具體的專業或興趣點結合起來,將受益匪淺。

  廖勇所說的“編程的本質”,并不是教學生用軟件開發工具編寫開發一款APP或者程序,而是讓學生思考軟件開發工具本身,以及在大規模軟件設計中如何更好應用這些工具。

  他說:“只有從本質上理解了‘開發軟件的軟件’,學生將來在各行各業的工作中才會舉一反三,‘以不變應萬變’!”

  許多非軟件工程專業或非計算機專業的學生,往往滿足于在應用層面學會使用本專業領域的一些軟件開發工具。

  但是,廖勇卻要求他們要知道軟件開發工具是怎么把源文件變成“0”和“1”組成的二進制代碼,這些二進制代碼又是如何變成一個可運行的完整文件的。

  他會問學生:“我們在安裝QQ的過程中到底發生了什么?它在本質上是一長串的‘0’和‘1’,但是,這么一串‘0’和‘1’為什么能夠用來聊天?”

  在他的心目中,這才是學生應該掌握的“看家本領”。

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項目驅動:打造經典案例引領交叉融合

  為了讓學生明白編程的本質,在廖勇的課堂,他會講到許多有趣的案例。如通過編程幫助機器模擬“雙目視覺”,學生自己組隊編程,并在沙河校區進行實地測試。

  該課程是在本科工程能力和專業素質培養基礎上縱向貫通,持續地、更深層次地培養研究生的系統工程能力和和科學發現精神。

  課程首先探討嵌入式系統設計基本理論與技術,重點討論嵌入式系統運行支撐平臺相關設計技術及前沿發展,聚焦跨學科特性嵌入式系統設計與實現,貫穿課程主線。

  課程及案例面向大規模嵌入式系統設計和系統中存在的前沿問題,通過更深入的元認知思維,從系統中發現問題、再充分探討如何應用數學方法描述和量化系統,并回歸系統設計本身,指導系統重構和性能優化。

  基于此,學生既可往“實踐取向”的“制造者”方向發展,也可往“認知取向”的“發現者”方向發展。

  廖勇還探索從產業需求和發展出發,順應技術發展趨勢,和產業緊密產學研合作,立足軟件工程及相關專業相關的課程體系建設,圍繞異構多核實時計算、嵌入式系統設計等核心問題,建設針對研究生的教學案例庫。

  以“雙目視覺”等案例為牽引,該課程設計了教學環節和項目實踐環節,以培養研究生的系統工程與跨界融合能力、科學發現精神。

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面向未來:培養引領性跨界創新人才

  為什么要立足于嵌入式系統設計,彰顯跨學科性呢?廖勇認為,改革開放40年,我國各行各業取得了前所未有的發展成就。進入新時代,中國要實現從“并跑”到“領跑”的角色轉變,就必須培養具有引領性的創新人才。

  而且,在新經濟發展模式下,工程問題復雜度不斷增加,工程師遇到越來越多需要突破單一學科邊界、綜合多個專業知識才能解決的復雜性問題。

  另外,從人才培養方法來看,高校人才培養模式更多是按學科門類進行分類傳授,知識在某種程度上被割裂,培養的人才缺乏整體和系統思維,最終難以適應新產業發展需要。因此,學科交叉與融合不僅是科技創新的突破口,也成為人才培養的關鍵。

  他對比研究國內外《嵌入式系統設計》課程后發現,國內外一流理工大學紛紛立足各自專業開設了這門課程,但都傾向于從某一專業出發探討嵌入式系統。而實際上,嵌入式系統本身具有較強跨學科屬性,涉及到電子工程、通信工程、計算機科學、自動化、軟件工程、航空航天等專業領域的知識。

  因此,他認為,在新經濟時代,學科在不斷交叉融合,傳統的嵌入式系統課程體系和教學模式都應該與時俱進,尤其是當前我們要從“并跑”到“領跑”的角色轉變,轉變課程理念刻不容緩。

  “我們要面向引領未來產業的高端研究生培養,緊密結合學科前沿發展動態,建設具有跨學科屬性的案例,再通過探究其設計與實現培養學生復雜工程問題解決能力、創新和批判思維能力。”他說,“通過該案例及課程教學環節,我們要幫助學生建立起計算機系統能力,為成為高層次軟件系統工程師打下基礎。”


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