信息與計算科學專業建設的實踐與探索

摘 要：筆者立足本校實際，對信息與計算科學專業的定位與培養目標、課程體系和實踐教學模式等重要問題提出了初步見解，并對所進行的專業建設實踐進行了總結。

關鍵詞：信息與計算科學 專業建設 培養目標 實踐教學

作為對傳統數學專業改造的嘗試，教育部在1998年頒布的《本科專業目錄》中，將以往分化過細的幾個數學專業合并成為“數學與應用數學”、“信息與計算科學”兩個專業。信息與計算科學專業是以信息技術與計算技術的數學基礎為研究對象的理科類專業，其培養目標是培養具有良好的數學基礎和數學思維能力，掌握信息與計算科學的基礎理論、方法和技能，受到科學研究的訓練，能解決信息技術和科學與工程計算中的實際問題的高級專門人才。從目前信息與計算科學專業辦學現狀來看，在開辦此專業的學校中有近半數的學校是首次開辦數學類專業，其中除了少數院校比較成熟，已形成特色外，多數院校尚未形成特色，對實踐性教學環節內容設置和教學模式缺乏系統的考慮，存在邊辦學邊摸索的現象。因此，明確信息與計算科學專業定位與培養目標，加強對信息與計算科學專業的實踐性教學環節的教學模式的研究，構建完善的實踐教學體系，不僅可以促進信息與計算科學專業建設，而且符合現代教育的要求。

一、明確專業定位，確立培養目標

我校的“信息與計算科學”專業始辦于2002年，正處于本專業的發展關鍵階段，在專業建設方面也出現過一些問題。“教指委”的指導意見和專業規范及時出臺，使得我們明確了努力方向，專業建設逐步走上了健康發展的道路。幾年來，我們通過課題立項、廣泛調研等方式，圍繞本專業的培養目標、培養方案、專業課程體系與教學內容設計等方面，全面開展了與本專業相關的教學改革研究工作。我校結合自身的辦學特點、辦學規模和發展空間，先后聘請多名外校專家來校舉辦講座或指導，并組織本學科、本專業教師圍繞專業培養目標、培養方案和教學計劃進行反復討論和論證。按照“教指委”的《專業規范》，立足陜西省經濟社會發展的需求調查情況，并結合我校及本專業的辦學實際，我們提出了“培養熟悉信息科學、具有扎實的數學基礎和熟練的計算機技能，初步具備在信息科學和計算科學領域從事科研、教育、開發相關軟件、解決實際問題的能力，德、智、體全面發展的應用技術型專門人才”這一專業培養目標，并初步形成了具有我校特色的專業辦學模式。我們的專業定位是：實現一個目標——培養應用理科人才，打好兩大基礎——數學知識基礎、程序設計基礎，培養三種能力——數學建模能力、算法設計與分析能力、軟件應用與開發能力，掌握四種技術——科學與工程計算技術、數據統計與分析技術、信息安全技術、多媒體處理技術。

二、以數學知識和程序設計為根本，夯實學生基礎

按照上述培養目標的需要，我們對原有教學計劃和教學方案也進行了全面審視和修訂。遵循現代高等教育改革的思想，堅定樹立了“厚基礎、寬口徑”的專業培養模式。我們深深認識到：隨著市場經濟的發展，具有“較強數學基礎、較高動手能力，較寬的知識面、較好的綜合素質”的數學類專業畢業生才能受到社會歡迎。因此“多元化”的人才培養模式、同一類型中不同層次的人才培養規格，已經成為各高校實行專業改革的重要議題。因此，我們在修訂本專業培養方案的過程中，嚴格遵照“教指委”的《教學規范》和《專業規范》的意見，著重加強了數學基礎課的教學分量，強調了對數學基本知識、基本技能的教學要求。本著“學以致用、培養創新”的思想，還特別強調了將“數學建模思想”貫穿于整個數學課程的現代教學理念。

針對目前國內相同專業急劇膨脹、就業壓力必將持續升高的形勢，我們立足學校實際、著眼陜西省社會經濟的發展和實際需要，制訂了“2+2”的專業教學方案。設置至少兩個專業方向的課程，學生自主選擇學習，是對專業的拓展和延伸，同時也體現就業方向。我系的信息與計算科學專業有兩個主要研究方向：計算數學與應用軟件、信息處理。計算數學與應用軟件是運用現代數學的理論與方法解決各類科學與工程的計算問題，包括分析和提高計算的可靠性、有效性和精確性，研究各類數值軟件的開發技術。信息處理以信息、信息處理、計算機科學與技術為主要研究方向，包括信息和信息技術的基本理論，可以涉及結合計算機的信息處理、信息編碼與信息安全等各方面的現代數學方法和工程方法。

三、加強應用，注重實踐，突出特色，優化實踐教學體系

學生的實踐能力和創新能力的培養是通過實踐教學來實現的。實踐教學是教學實踐的重要組成部分，實踐教學的各個環節以其“自己動手設計和體驗”為特征，對培養學生的實踐能力和創新精神，有著其他教學方法無法替代的特殊作用。為了加強學生創新思維、創新能力和綜合素質的培養，充分調動學生學習的主動性和創造性，加快實驗教學體系的改革，要加強實驗教學內容的更新，減少驗證性、演示性實驗，增加設計性、綜合性實驗。因此，我們在實踐教學中，不斷充實和完善實驗教學模式，設計了“綜合性實驗、設計性實驗——課程設計——開放性實驗室——生產實習——畢業設計（論文）”一體化的實踐教學體系，對實踐教學的各個環節進行規范化的管理，具體做法是：

（1）綜合性實驗和設計性實驗。綜合性實驗是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或相關課程的知識的實驗。可以是學科內一門或多門課程教學內容的綜合，也可以是跨學科的綜合。運用多方面知識、多種實驗方法，按照要求（或自擬實驗方案）進行實驗，主要培養學生綜合運用所學知識和實驗方法、實驗技能，分析、解決問題的能力。設計性實驗可以是實驗方案的設計，也可以是系統的分析與設計。在給定實驗目的要求和實驗條件下，由學生獨立完成從查閱資料、擬定實驗方案、實驗方法和步驟（或系統的分析與設計），并實際操作運行，以完成實驗的全過程，同時形成完整的實驗報告，主要培養學生組織能力和自主實驗的能力。

（2）課程設計。時間一般是在一門專業課的結束后，安排二周的課程設計，學生可以根據教師布置的題目或自選題目進行設計，主要是讓學生鞏固理論知識，提高對課程的綜合應用和設計能力。

（3）開放性實驗。為滿足教師和學生科研的需要，我系建立了智能計算及其應用研究所、應用數學研究所，創建了大學生開放性實驗室，既為教師提供了必要的科研條件，也為學生進行綜合性和創新性實驗提供了良好的環境。讓有能力的學生參與一些力所能及的科研課題，從而得到理論聯系實際的鍛煉和應用技能的提高。讓學生進實驗室或進入教師的課題組從事科研活動的目的是吸引部分優秀學生自覺自愿地利用自己的業余時間，完成教師交給的一項科研任務，或參與教師的科研項目，從中掌握科學研究的方法。學生根據自己的興趣，自由選擇課題和導師，正式參加一個項目可得相應的學分，相當于一門專業選修課。允許學生在指導教師的指導下，獨立申請和完成科研課題，取得成果后給予相應的獎勵。這些措施的實行，對學生實踐能力的培養是非常有利的。

（4）生產實習。目的是讓學生在調查的同時理解所學知識的用途并尋找自己的差距，進而能夠進一步明確自己的專業發展方向。生產實習是教學計劃中一個重要的實踐性教學環節。它能鞏固所學的理論知識，使理論緊密結合生產實踐；樹立工程技術經濟意識；培養學生獨立思考以及分析問題和解決問題的獨立工作能力；培養艱苦創業的精神和工作事業心與責任感；使學生獲得本專業初步的生產技術和管理知識，為后繼課程教學增強感性認識。為了做好生產實習，在校內和實習基地，我們都安排有指導教師，負責學生整個生產實習中各個環節的指導。

（5）畢業設計（論文）。畢業設計（論文）是教學過程中最后一個重要的實踐性教學環節，目的是培養學生綜合運用所學的基礎理論、專業知識和基本技能，提高獨立分析和解決實際問題的能力，是完成高等技術應用性人才基本訓練和培養從事技術應用與技術推廣工作的初步能力的一個重要的教學環節。因此，搞好畢業設計（論文）工作，對全面提高教學質量具有重要意義。畢業論文是每位學生四年大學學習成績的體現，同時也是檢驗教師教學效果和教學工作的重要一環。這個實踐教學環節的目的是進一步強化綜合實踐能力的訓練，重點突出畢業設計選題與實際需要緊密結合，教師切實做好畢業設計的規范化和指導工作。學生可以在學院內由教師指導完成畢業設計項目，也可以直接到企業實習完成畢業設計。

在實踐教學中切實加強理論課實驗、綜合性實驗和設計性實驗、課程設計、生產實習和畢業設計（論文）等環節，由淺入深、循序漸進地讓學生將學到的理論知識及時得以應用，可有效地提高學生的實踐能力和創新能力。幾年來，在教學實踐過程中進行探索和改革，通過對實踐教學各環節的加強，對提高學生綜合素質，特別是實踐能力和創新精神的培養方面，取得了一定的成效，但還存在一定問題，比如培養計劃的實施過程中如何加強嚴格管理方面還有待加強。總結幾年來實踐教學的經驗和體會，我們意識到，構建適當的實踐教學體系，引進創新評價機制，才能最終把學生的主動性、積極性、創造性充分發揮出來，從而使學生的創新精神與實踐能力培養的目標落到實處。

四、結論

經過幾年的努力，我們已經初步實現了對我校《信息與計算科學》專業教學方案、教學計劃的修訂和優化，實現了專業課程體系的科學構建。這為我們今后順利實施“專業培養目標”奠定了良好基礎。同時，通過對該專業培養目標和教學方案修訂的大討論，既形成了廣大教師關心專業、關心學生的良好氛圍，也促進了廣大學生了解專業、學習專業、奮發成才的積極性。通過近幾年的專業建設實踐，我校的信息與計算科學專業已經初步形成了自己的特色。在最近幾年，本專業參加全國數學建模的學生也都獲得了較好成績，分別獲得了國家一等獎一項，陜西省一、二、三等獎多項，在全體學生中引起了極大反響。當然，我們的工作還僅僅是開始。我們正在立足實際、總結經驗，準備在更高的層次上，展開我們對本專業建設的研究與實踐工作，爭取把我們的“信息與計算科學專業”打造成符合當地社會經濟發展需求、富有我校特色的名牌專業。

參考文獻：

［1］數學與統計學教學指導委員會.信息與計算科學教學規范［J］.大學數學，2003，19，（1）：6-10.

［2］教育部高等教育司全國高等學校教學研究中心.數學類專業教學改革研究報告［M］.北京：高等教育出版社，2003.

［3］唐曉靜.信息與計算科學專業應用型人才培養模式的研究［J］.大學數學，2007，23，（1）：9-12.

［4］高勝哲，董宇峰.加強實踐環節研究促進信息與計算科學專業建設［J］.大學數學，2007，23，（1）：13-15.

基金項目：陜西理工學院教改研究項目（編號：XJG0707）