信息与计算科学专业建设的实践与探索

来源:用户上传      作者: 王丰效　邓方安　陈　露

　　摘 要：笔者立足本校实际，对信息与计算科学专业的定位与培养目标、课程体系和实践教学模式等重要问题提出了初步见解，并对所进行的专业建设实践进行了总结。
　　关键词：信息与计算科学 专业建设 培养目标 实践教学
　　
　　作为对传统数学专业改造的尝试，教育部在1998年颁布的《本科专业目录》中，将以往分化过细的几个数学专业合并成为“数学与应用数学”、“信息与计算科学”两个专业。信息与计算科学专业是以信息技术与计算技术的数学基础为研究对象的理科类专业，其培养目标是培养具有良好的数学基础和数学思维能力，掌握信息与计算科学的基础理论、方法和技能，受到科学研究的训练，能解决信息技术和科学与工程计算中的实际问题的高级专门人才。从目前信息与计算科学专业办学现状来看，在开办此专业的学校中有近半数的学校是首次开办数学类专业，其中除了少数院校比较成熟，已形成特色外，多数院校尚未形成特色，对实践性教学环节内容设置和教学模式缺乏系统的考虑，存在边办学边摸索的现象。因此，明确信息与计算科学专业定位与培养目标，加强对信息与计算科学专业的实践性教学环节的教学模式的研究，构建完善的实践教学体系，不仅可以促进信息与计算科学专业建设，而且符合现代教育的要求。
　　
　　一、明确专业定位，确立培养目标
　　
　　我校的“信息与计算科学”专业始办于2002年，正处于本专业的发展关键阶段，在专业建设方面也出现过一些问题。“教指委”的指导意见和专业规范及时出台，使得我们明确了努力方向，专业建设逐步走上了健康发展的道路。几年来，我们通过课题立项、广泛调研等方式，围绕本专业的培养目标、培养方案、专业课程体系与教学内容设计等方面，全面开展了与本专业相关的教学改革研究工作。我校结合自身的办学特点、办学规模和发展空间，先后聘请多名外校专家来校举办讲座或指导，并组织本学科、本专业教师围绕专业培养目标、培养方案和教学计划进行反复讨论和论证。按照“教指委”的《专业规范》，立足陕西省经济社会发展的需求调查情况，并结合我校及本专业的办学实际，我们提出了“培养熟悉信息科学、具有扎实的数学基础和熟练的计算机技能，初步具备在信息科学和计算科学领域从事科研、教育、开发相关软件、解决实际问题的能力，德、智、体全面发展的应用技术型专门人才”这一专业培养目标，并初步形成了具有我校特色的专业办学模式。我们的专业定位是：实现一个目标――培养应用理科人才，打好两大基础――数学知识基础、程序设计基础，培养三种能力――数学建模能力、算法设计与分析能力、软件应用与开发能力，掌握四种技术――科学与工程计算技术、数据统计与分析技术、信息安全技术、多媒体处理技术。
　　
　　二、以数学知识和程序设计为根本，夯实学生基础
　　
　　按照上述培养目标的需要，我们对原有教学计划和教学方案也进行了全面审视和修订。遵循现代高等教育改革的思想，坚定树立了“厚基础、宽口径”的专业培养模式。我们深深认识到：随着市场经济的发展，具有“较强数学基础、较高动手能力，较宽的知识面、较好的综合素质”的数学类专业毕业生才能受到社会欢迎。因此“多元化”的人才培养模式、同一类型中不同层次的人才培养规格，已经成为各高校实行专业改革的重要议题。因此，我们在修订本专业培养方案的过程中，严格遵照“教指委”的《教学规范》和《专业规范》的意见，着重加强了数学基础课的教学分量，强调了对数学基本知识、基本技能的教学要求。本着“学以致用、培养创新”的思想，还特别强调了将“数学建模思想”贯穿于整个数学课程的现代教学理念。
　　针对目前国内相同专业急剧膨胀、就业压力必将持续升高的形势，我们立足学校实际、着眼陕西省社会经济的发展和实际需要，制订了“2+2”的专业教学方案。设置至少两个专业方向的课程，学生自主选择学习，是对专业的拓展和延伸，同时也体现就业方向。我系的信息与计算科学专业有两个主要研究方向：计算数学与应用软件、信息处理。计算数学与应用软件是运用现代数学的理论与方法解决各类科学与工程的计算问题，包括分析和提高计算的可靠性、有效性和精确性，研究各类数值软件的开发技术。信息处理以信息、信息处理、计算机科学与技术为主要研究方向，包括信息和信息技术的基本理论，可以涉及结合计算机的信息处理、信息编码与信息安全等各方面的现代数学方法和工程方法。
　　
　　三、加强应用，注重实践，突出特色，优化实践教学体系
　　
　　学生的实践能力和创新能力的培养是通过实践教学来实现的。实践教学是教学实践的重要组成部分，实践教学的各个环节以其“自己动手设计和体验”为特征，对培养学生的实践能力和创新精神，有着其他教学方法无法替代的特殊作用。为了加强学生创新思维、创新能力和综合素质的培养，充分调动学生学习的主动性和创造性，加快实验教学体系的改革，要加强实验教学内容的更新，减少验证性、演示性实验，增加设计性、综合性实验。因此，我们在实践教学中，不断充实和完善实验教学模式，设计了“综合性实验、设计性实验――课程设计――开放性实验室――生产实习――毕业设计（论文）”一体化的实践教学体系，对实践教学的各个环节进行规范化的管理，具体做法是：
　　（1）综合性实验和设计性实验。综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或相关课程的知识的实验。可以是学科内一门或多门课程教学内容的综合，也可以是跨学科的综合。运用多方面知识、多种实验方法，按照要求（或自拟实验方案）进行实验，主要培养学生综合运用所学知识和实验方法、实验技能，分析、解决问题的能力。设计性实验可以是实验方案的设计，也可以是系统的分析与设计。在给定实验目的要求和实验条件下，由学生独立完成从查阅资料、拟定实验方案、实验方法和步骤（或系统的分析与设计），并实际操作运行，以完成实验的全过程，同时形成完整的实验报告，主要培养学生组织能力和自主实验的能力。
　　（2）课程设计。时间一般是在一门专业课的结束后，安排二周的课程设计，学生可以根据教师布置的题目或自选题目进行设计，主要是让学生巩固理论知识，提高对课程的综合应用和设计能力。
　　（3）开放性实验。为满足教师和学生科研的需要，我系建立了智能计算及其应用研究所、应用数学研究所，创建了大学生开放性实验室，既为教师提供了必要的科研条件，也为学生进行综合性和创新性实验提供了良好的环境。让有能力的学生参与一些力所能及的科研课题，从而得到理论联系实际的锻炼和应用技能的提高。让学生进实验室或进入教师的课题组从事科研活动的目的是吸引部分优秀学生自觉自愿地利用自己的业余时间，完成教师交给的一项科研任务，或参与教师的科研项目，从中掌握科学研究的方法。学生根据自己的兴趣，自由选择课题和导师，正式参加一个项目可得相应的学分，相当于一门专业选修课。允许学生在指导教师的指导下，独立申请和完成科研课题，取得成果后给予相应的奖励。这些措施的实行，对学生实践能力的培养是非常有利的。
　　（4）生产实习。目的是让学生在调查的同时理解所学知识的用途并寻找自己的差距，进而能够进一步明确自己的专业发展方向。生产实习是教学计划中一个重要的实践性教学环节。它能巩固所学的理论知识，使理论紧密结合生产实践；树立工程技术经济意识；培养学生独立思考以及分析问题和解决问题的独立工作能力；培养艰苦创业的精神和工作事业心与责任感；使学生获得本专业初步的生产技术和管理知识，为后继课程教学增强感性认识。为了做好生产实习，在校内和实习基地，我们都安排有指导教师，负责学生整个生产实习中各个环节的指导。

　　（5）毕业设计（论文）。毕业设计（论文）是教学过程中最后一个重要的实践性教学环节，目的是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高独立分析和解决实际问题的能力，是完成高等技术应用性人才基本训练和培养从事技术应用与技术推广工作的初步能力的一个重要的教学环节。因此，搞好毕业设计（论文）工作，对全面提高教学质量具有重要意义。毕业论文是每位学生四年大学学习成绩的体现，同时也是检验教师教学效果和教学工作的重要一环。这个实践教学环节的目的是进一步强化综合实践能力的训练，重点突出毕业设计选题与实际需要紧密结合，教师切实做好毕业设计的规范化和指导工作。学生可以在学院内由教师指导完成毕业设计项目，也可以直接到企业实习完成毕业设计。
　　在实践教学中切实加强理论课实验、综合性实验和设计性实验、课程设计、生产实习和毕业设计（论文）等环节，由浅入深、循序渐进地让学生将学到的理论知识及时得以应用，可有效地提高学生的实践能力和创新能力。几年来，在教学实践过程中进行探索和改革，通过对实践教学各环节的加强，对提高学生综合素质，特别是实践能力和创新精神的培养方面，取得了一定的成效，但还存在一定问题，比如培养计划的实施过程中如何加强严格管理方面还有待加强。总结几年来实践教学的经验和体会，我们意识到，构建适当的实践教学体系，引进创新评价机制，才能最终把学生的主动性、积极性、创造性充分发挥出来，从而使学生的创新精神与实践能力培养的目标落到实处。
　　
　　四、结论
　　
　　经过几年的努力，我们已经初步实现了对我校《信息与计算科学》专业教学方案、教学计划的修订和优化，实现了专业课程体系的科学构建。这为我们今后顺利实施“专业培养目标”奠定了良好基础。同时，通过对该专业培养目标和教学方案修订的大讨论，既形成了广大教师关心专业、关心学生的良好氛围，也促进了广大学生了解专业、学习专业、奋发成才的积极性。通过近几年的专业建设实践，我校的信息与计算科学专业已经初步形成了自己的特色。在最近几年，本专业参加全国数学建模的学生也都获得了较好成绩，分别获得了国家一等奖一项，陕西省一、二、三等奖多项，在全体学生中引起了极大反响。当然，我们的工作还仅仅是开始。我们正在立足实际、总结经验，准备在更高的层次上，展开我们对本专业建设的研究与实践工作，争取把我们的“信息与计算科学专业”打造成符合当地社会经济发展需求、富有我校特色的名牌专业。
　　
　　参考文献：
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　　［2］教育部高等教育司全国高等学校教学研究中心.数学类专业教学改革研究报告［M］.北京：高等教育出版社，2003.
　　［3］唐晓静.信息与计算科学专业应用型人才培养模式的研究［J］.大学数学，2007，23，（1）：9-12.
　　［4］高胜哲，董宇峰.加强实践环节研究促进信息与计算科学专业建设［J］.大学数学，2007，23，（1）：13-15.
　　
　　基金项目：陕西理工学院教改研究项目（编号：XJG0707）

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