作者：Chiranjoy Chattopadhyay，印度理工学院焦特布尔分校教师
Chiranjoy Chattopadhyay 是印度理工学院焦特布尔分校计算机科学与工程系的助理教授。他的研究方向包括计算机视觉、计算机图形学和数字人文。
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计算机架构基础课程是印度理工学院焦特布尔分校 (IITJ) 计算机科学与工程系二年级研究生的一门必修课。学生们需要了解现代计算机系统包含的组件，使用基准数据比较不同系统的性能，并掌握在 GPU 上编写、调试和执行并行程序所需的技能。去年春季，这门课程进度过半，但受新冠疫情影响，我们不得不采取防疫隔离措施。跟 IITJ 以及世界各地的其他老师们一样，我突然面临一个难题：这是一门为课堂面授设计的课程，我该如何调整，使之适应远程在线教学？依托 MATLAB Online™ 通过浏览器访问 MATLAB®，利用《MATLAB 入门之旅》开展自定进度的在线培训，使用 MATLAB Grader™ 对编程作业自动评分。这一策略整合了工具、培训和技术，帮助学生达成了这门课程的各项学习目标。绝大多数学生表示，尽管疫情带来了非同寻常的挑战，但通过这种学习方式，他们已经了解了并行计算的实用价值，以及可以利用并行计算解决的各种问题。
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这门计算机架构课程也允许本科生选修，因此吸引了来自不同背景的学生。当转向在线教学时，我需要确保每位学生对 MATLAB 有一个基本的掌握。为了满足这一需要，我要求学生用一周时间完成自定进度的在线培训课程。
没接触过 MATLAB 的学生通过《MATLAB 入门之旅》学习了相关基础知识。等他们适应了简单的 MATLAB 编程，就可以学习其他 MATLAB 在线培训课程，比如学习《MATLAB 线性代数导论》，了解如何求解线性方程组和进行特征值分解，学习《用 MATLAB 求解常微分方程》，了解如何用数值方法求解常微分方程。
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我的学生来自印度各地。隔离开始后，他们回到家中，一些人的上网条件有限，连接很慢或经常掉线，而一些人则没有连接问题。好在 IITJ 有 Campus-Wide License，因此所有学生都能使用 MATLAB 和 MATLAB Online。网络连接较快的学生可以直接在笔记本电脑上下载并安装 MATLAB。那些网络不太给力的学生则可以通过 MATLAB Online 从浏览器访问 MATLAB，无需安装或下载。利用 MATLAB 或 MATLAB Online，学生们完成了并行编程和科学计算的作业。我与 MathWorks 团队合作，在 MATLAB Grader 中创建了这些交互式作业，可以对学生提交的代码进行自动评分。自动评分功能不仅帮助我节省了时间，同时还为学生提供即时反馈，帮助他们评估自己的学习情况。
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我最初的课程计划包括一节讲解并行编程理论基础的上机实践课，还有几节包含并行编程实操练习的实验课。隔离后，我们通过 WebEx 提供虚拟实验课，取代了面对面的实验课。在连续三天的时间里，学生们学习了如何使用 Parallel Computing Toolbox™ 和 MATLAB Parallel Server™ 在多核工作站、GPU、集群和云上并行执行计算密集型运算。涵盖的主题包括使用 parfor、parfeval 和 parsim 来并行执行任务，以及使用 MathWorks Cloud Center 将并行计算扩展到 Amazon Web Service。上机实践还涉及深度学习中的并行计算，包括在 GPU 和多核处理器上实现图像处理深度学习方法。
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在课程开展过程中，学生们告诉我，总体而言，他们对新的在线学习模式非常满意。后续调查也证实了这一说法：在调查中，学生们几乎一致地对 MATLAB 在线培训资源和 MATLAB Grader 的实用性表示认可（图 1）。图 1.关于学生眼中 MATLAB 在线培训和 MATLAB Grader 实用性的调查结果。在本学年，IITJ 全面转向在线模式；现在，所有课程都采用在线教学。我和我的同事们从初期转型中学到了宝贵的经验，包括意识到学生们的背景不同，网络连接情况存在很大差异，因此为他们提供支持非常重要。现在，我们系使用 MATLAB Online、MATLAB Grader 和 MATLAB 在线培训来讲授机器学习、信号处理和其他主题的课程。此外，我也在数字人文专业的数据可视化课程中使用了 MATLAB 在线培训；我发现，学生即使没有计算机科学背景，也能顺利完成这些培训课程。
或许，最大的收获在于，我们认识到，隔离期间，只要顺应变化、合理运用适当的基础架构和工具，就仍可以顺利实现原有的学习目标。
