一、課程簡(jiǎn)介

《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)階段學(xué)習(xí)時(shí)接觸到的第一門計(jì)算機(jī)類綜合教育必修課，課程旨在研究現(xiàn)有技術(shù)背景和社會(huì)需求下，培養(yǎng)學(xué)生在信息社會(huì)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)來(lái)認(rèn)知和解決問(wèn)題的能力，在鍛煉學(xué)生熟練掌握信息化社會(huì)中的各項(xiàng)基本應(yīng)用的同時(shí)，也兼顧目前計(jì)算機(jī)的前沿應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)及計(jì)算思維的培養(yǎng)，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)和使用計(jì)算機(jī)及適應(yīng)未來(lái)的社會(huì)需要打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本課程涵蓋了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、多媒體技術(shù)、前沿計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常識(shí)、操作系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化及計(jì)算科學(xué)等相關(guān)內(nèi)容，知識(shí)與能力并重，既注重學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)理論的學(xué)習(xí)，又注重學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，使得學(xué)生得到全面發(fā)展。

二、案例基本信息

1.案例名稱：銀河精神—— 中國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展史

2.對(duì)應(yīng)章節(jié)：(1.1)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)概論

3.課程講次：1

三、案例教學(xué)目標(biāo)

激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的興趣，使學(xué)生樹(shù)立自信心，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和形成有效的學(xué)習(xí)策略，發(fā)展自主學(xué)習(xí)的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

四、案例主要內(nèi)容

1. 從ENIAC到103型機(jī)，中國(guó)決心

2. 從Cray-1到銀河I號(hào)，中國(guó)精神

3. 神威·太湖之光，再創(chuàng)輝煌

4. Atlas900 AI訓(xùn)練集群，驚艷全球

五、案例教學(xué)設(shè)計(jì)

1.講解第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC的誕生，5分鐘，拋出一個(gè)問(wèn)題：第一代計(jì)算機(jī)費(fèi)時(shí)費(fèi)錢，那美國(guó)人為什么還要研發(fā)計(jì)算機(jī)?”并進(jìn)行小組討論，5分鐘。

給出答案：二戰(zhàn)期間，圖靈、馮·洛伊曼從事的密碼破譯工作，讓美國(guó)政府和科學(xué)家們了解到讓機(jī)器參與計(jì)算的重要性。于是ENIAC被發(fā)明出來(lái)，用于計(jì)算彈道軌跡,以便美國(guó)來(lái)制造出更先進(jìn)的武器來(lái)制約其他國(guó)家，順便把上一代的裝備販賣給其他戰(zhàn)爭(zhēng)中的國(guó)家，從中謀取暴利。美國(guó)只有兩百年的歷史，卻通過(guò)兩次發(fā)跡史，販賣黑奴與販賣軍火積攢下大半個(gè)世界的財(cái)富，這也足以說(shuō)明美國(guó)政府貪婪骯臟的嘴臉，5分鐘。

由此引出中國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展史：1956年，夏培肅完成了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)運(yùn)算器和控制器的設(shè)計(jì)工作；1957年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制成功中國(guó)第一臺(tái)模擬式電子計(jì)算機(jī)；1958年，中國(guó)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)103型通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)研制成功，計(jì)算機(jī)芯片的研發(fā)首先用于軍事國(guó)防、 其次為氣象推演、地質(zhì)勘探等，由此可得出科技是第一生產(chǎn)發(fā)展力，10分鐘。

2.接下來(lái)講解計(jì)算機(jī)的發(fā)展史，從第一代計(jì)算機(jī)到第四代計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及在各領(lǐng)域的應(yīng)用，讓同學(xué)們了解計(jì)算機(jī)在目前生產(chǎn)生活科研等各方面起到的作用，從而引出計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向，10分鐘。

由此引出超級(jí)計(jì)算機(jī)：世界上第一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)是Cray-1，由美國(guó)工程師Seymour Cray設(shè)計(jì)，于1976年發(fā)布的。這臺(tái)計(jì)算機(jī)在當(dāng)時(shí)是性能最強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)之一，被廣泛用于科學(xué)和工程領(lǐng)域，5分鐘。

當(dāng)然，中國(guó)在103型機(jī)之后也從未停止前進(jìn)的步伐，而是努力趕超世界強(qiáng)國(guó)，在1983年正式發(fā)布了由國(guó)防科技大學(xué)研制的“銀河I號(hào)”，這臺(tái)計(jì)算機(jī)的成功研制標(biāo)志著中國(guó)成為繼美國(guó)、日本之后，第三個(gè)能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造巨型計(jì)算機(jī)的國(guó)家。此后，中國(guó)還出現(xiàn)了很多的超級(jí)計(jì)算機(jī)：國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所：銀河、天河系列；中科院計(jì)算技術(shù)研究所：曙光系列；國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)中心：神威系列；聯(lián)想集團(tuán)：深騰系列。其中，“神威·太湖之光”于2016年在全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)中，以超第二名近三倍的運(yùn)算速度奪得第一，這是全體中國(guó)人的驕傲，5分鐘。

分組討論例舉出中國(guó)有哪些計(jì)算機(jī)技術(shù)趕超美國(guó)，5分鐘。堅(jiān)定學(xué)生的“四個(gè)自信”強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任感與使命意識(shí)。強(qiáng)化學(xué)生的民族自豪感，與自信心。

最后，用5分鐘介紹華為最近發(fā)布的采用了自主研發(fā)的芯片(昇騰910 AI處理器)搭建的超級(jí)計(jì)算機(jī)Atlas900AI 訓(xùn)練集群，其強(qiáng)大的算力相當(dāng)于200臺(tái)英偉達(dá)的H100顯卡(即12000張4090顯卡)。Atlas900的強(qiáng)大性能和高效計(jì)算能力全球遙遙領(lǐng)先，它不僅代表了中國(guó)在人工智能技術(shù)和應(yīng)用方面的最高水平，也進(jìn)一步推動(dòng)全球范圍內(nèi)的人工智能技術(shù)不斷向前邁進(jìn)。

六、教學(xué)反思

1. 繼續(xù)改進(jìn)教學(xué)方式

教學(xué)應(yīng)以“學(xué)生為主體”，教學(xué)過(guò)程中使用PPT講解和課堂討論，讓學(xué)生通過(guò)教學(xué)內(nèi)容深刻體會(huì)中國(guó)人百折不撓自強(qiáng)不息的“銀河精神”，激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感和使命感。

2. 加強(qiáng)課堂互動(dòng)

課堂討論環(huán)節(jié)，教師應(yīng)與學(xué)生積極互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)等方面進(jìn)行思考，讓學(xué)生從感悟到體悟，再到領(lǐng)悟，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知的飛躍。

3. 鍛煉課后自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣

可在課后布置一些檢索任務(wù)，通過(guò)給出的關(guān)鍵詞，如“人工智能”、“量子計(jì)算”、“云計(jì)算”等，讓學(xué)生主動(dòng)上網(wǎng)查找并得到答案，既鍛煉了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取知識(shí)的能力，也培養(yǎng)了獨(dú)立思考、持續(xù)學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室供稿

責(zé)編：魏東平 審核：董西偉 何立群