金海-创新能力培养XXXX1130

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学习与创新计算机学院学生根据自己的兴趣，成立了腾讯创新俱乐部、百度精英俱乐部、阿里巴巴技术联盟、ACM协会与ACM集训队、信息安全“墨族”等学院级的课外科技创新团队；另外，还有相当一部分学生加入到联创团队、冰岩作坊和点团队创建于2000年6月，是一个以兴趣为主导、强调主动实践和自主创新,由学生自发组织、自主运行、自我管理的民间学生团队。团队中计算机学院学生的比例一直持续保持在45%左右，现任队长为计算机学院11级卓越工程师班学生秉承不断创新和锐意进取的核心精神，致力于为有潜力、肯努力、富有激情的学生构建一流的IT技术学习环境,引导他们快速成长通过承担科研项目,参加科技大赛等形式激发队员的无限激情和潜能，并积极整合历届队员的优势和资源，共同创造团队和个人的未来近年来，团队把创新活动与IT产业的发展结合起来，在校期间，团队成员自主研发并推出了众多产品。离校后团队成员积极投身创业浪潮，成功孵化出了百思极致科技有限公司、百纳信息技术有限公司和广州岸腾信息科技有限公司。着力打造新的联创平台，为把更多更好的学生带向自主创新之路而不懈努力UniqueStudio(联创团队)百纳信息技术有限公司团队取得的成绩积极参加国际高水平的科技创新大赛,尤其在微软创新杯(ImagineCup)全球学生大赛中，连续5年闯进总决赛并代表中国大学生在世界大学生科技竞赛的舞台上崭露头角，曾在韩国首尔微软创新杯ITChallenge全球第一，软件设计中国赛区第一恋爱笔记营造创新人才培养的环境1)政策层面支持教师层面的支持：承认教师指导学生课外科技创新和担任学业导师的工作量学生层面支持：将参加课外科技创新活动纳入免试保送研究生加分和奖学金评定奖励范畴2)经费支持学院拿出专项经费支持学生参加各类课外科技活动。除各类常规的学科竞赛外，计算机学院还资助本科生参加国际超级计算大会、中国计算机大会、国际物联网展学院资助的大学生课外科技活动课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，将有19名本科生参加在美国举办的SC132012年SC国际物联网展(深圳)2013年2012年学科平台是本科生科技创新的重要基地,充分发挥学院建成的中国教育科研网格主结点、国家高性能计算中心(武汉)、服务计算技术与系统教育部重点实验室、外存储系统国家专业实验室、武汉光电国家实验室（筹）信息存储研究部、湖北省数据库工程技术研究中心等十余个学科平台的作用，吸收优秀本科生参与课外科技创新活动。下面，将以超级计算大赛为例来展示我们在这方面的工作3)充分发挥学科平台的作用，大量吸收优秀本科生参与科研实践超级计算大赛2012年，基于服务计算技术与系统教育部重点实验室，组建了超级计算兴趣小组，石宣化老师担任指导教师采用的多种培训模式(a)Lecture:由指导教师和博士生来讲授(b)Industrypractice:联系业界的一些专家，来实验室做培训(c)Groupdiscussion:学生集体自学，每人专研一部分，然后相互交流(d)Self-learning:独立自学(e)Laboratory:理论知识不做过多侧重，直接给出任务，先让学生自己动手，根据所遇到的问题，再有针对性的讲授培训主要内容(a)并行计算理论(b)LinuxC开发环境、编译、调试(c)OpenMP、MPI相关的程序开发，让学生通过动手实践巩固理论知识(d)OpenACC、CUDA、MIC异构框架(e)结合具体硬件实际的计算机体系结构知识培训目标(a)程序性能优化的方法与策略(b)对负载的判断(c)应用类型的判断，根据此如何在比赛中作出合理的决策(根据类型和时间决定是否使用全部节点)(d)借助加速硬件进行优化，是GPU，还是MIC，不一定都用，但都要会(e)功率的控制方法(f)如何合理的降低精度，以缩短实际执行时间(为什么可以降精度？因为根据HPC的特征，应用有些时候并不需要那么高的精度)超级计算大赛ASC13中MIC应用移植题目中涉及到倒向随机微分方程拿到题目后，选手们首先进行了应用的热点分析，通过对代码的修改、移植，分析使用了OpenMP能提高多少效率，在主机和MIC之间用MPI并行计算能否有效提高效率利用MIC平台高并发的特性，做了有针对性的优化。当通过体系结构优化达到极限后，又考虑数学方法，移除冗余的计算，进一步又通过异步计算的方法，让主机和MIC同时计算获得ASC13MIC优化特别奖（提高6万倍)和总分第三名，获得在德国举办的国际超级计算大赛ISC13总决赛资格亚洲超级计算大赛ASC13上的表现德国国际超级计算大赛ISC13上的表现华中科技大学应用的测试方案是5节点CPU搭载10块GPU参赛方案，采用了英特尔至强E5-2650处理器，并搭载NvidiaTeslaK720加速卡，在3000瓦额定功率下实现了Linpack8.455Tflops计算性能。获得ISC国际超级计算机大赛HPL冠军并大幅刷新世界记录6名队员中，大四2名、大三1名、大二3名，最小队员才20岁国内、外媒体的跟踪报道创新人才培养的初步成效获ISC13Linpack最佳性能奖获全国信息安全大赛一等奖3项，二等奖7项，三等奖3项学生申请各类大学生创新项目200余项，总经费达100余万元。每年有近30%的学