信息與計算科學專業實踐教學改革研究

摘要: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。文章從專業教學現狀、培養目標、課程改革、教學實踐等方面探討本專業實驗實踐教學改革的問題，提出“三層次”實踐教學培養模式。

關鍵詞:信息與計算科學;應用型人才;實踐教學

信息與計算科學專業是1998年教育部頒布的一個新的專業，該專業主要培養以信息技術為核心的全球經濟發展格局下的數學人才[1]。該專業由信息科學、計算科學、運籌與控制科學等交叉滲透形成。由于發展時間短，該專業暴露出許多問題，諸如專業定位不明確、課程體系紊亂、實踐教學環節不完善等。特別是實踐教學環節，哪些課程應該配有相應的實驗課?設計什么樣的實驗?應該設立哪些課程設計?設計什么?應該到什么樣的單位實習?實習什么?所有開設此專業的院校都在實踐中探索如何解決這些問題。

結合我校實際情況，在“培養應用型人才”辦學思想的指導下，加強信息與計算科學專業實踐課程教學體系建設尤其顯得重要，具有重大的理論意義和現實意義。

1現狀

最近幾年，隨著高等教育由精英化轉化為大眾化，招生規模不斷擴大，信息與計算科學專業發展迅速，很快成為“熱門”專業。隨著該專業的畢業生逐步走出校門，隱藏在“熱門”景象背后的各種危機漸漸顯露出來，綜觀現存的人才培養模式，依然存在不少弊端，如理論脫離實際、專業教學的改革落后于計算機及軟件技術的發展，課程和教材內容對學生綜合實踐能力的培養重視不夠，教師因缺乏實際軟件工程和項目研發經驗而只能是“紙上談兵”[2]。

根據我院的總體定位和辦學思路，我系信息與計算科學專業主要朝著兩個方向發展:一個是側重于計算數學方向，課程主要以計算技術為核心;另一個是側重于軟件技術與開發方向，課程主要以軟件技術和軟件工程為核心。我校于2003年設置了信息與計算科學專業，它是在數學教育專業的基礎上開辦的。我們按照數學類專業教學指導委員會頒布的《信息與計算科學專業教學規范》的要求，初步形成了以數學理論為基礎，以信息類專業為依托，以數學軟件為工具的教學模式。

2實踐教學改革的具體措施

如何通過實踐環節的教學，提高學生分析問題和解決問題的能力，提高學生綜合素質，這是值得探討的問題。結合信息與計算科學專業的特點，本文對實踐環節教學模式進行了以下三個方面的探索。

2.1建立開放型實驗室，開展形式多樣的課外實踐教學活動

信息與計算科學專業的學生在學校的主要任務是學習，通過學習獲取信息與計算科學專業的知識、全面提高各種能力。所以必須營造良好的學術氛圍，促進學風建設，正確引導學生的學習興趣。我們主要從以下四個方面開展課外實踐教學活動:一是利用雙休日、假期，加強數學建模培訓，組織該專業學生參加大學生數學建模競賽;組織學生參加全國和全省大學生數學競賽，培養學生的解決問題的能力和創新意識。二是參加假期社會調查、申報并開展學生科研課題，組織學生在老師指導下申報校級和省級大學生創新項目。三是進行專業技能四年不間斷訓練，我們通過到兄弟院校、企業和其他用人單位進行調研，學習兄弟院校的辦學經驗，根據社會、用人單位對該專業所需人才提出的具體規格要求，制定該專業技能培養細則，這些專業技能培訓主要由學生自學或通過開放性實驗來完成。四是利用教學空閑時間開放實驗機房，安排高年級學生管理機房，學生按學習興趣小組可自由到機房上機學習。這樣做的目的是突出創新能力的培養和學生個性發展，愛護和培養學生的好奇心、求知欲，幫助學生自主學習，獨立思考，保護學生的探索精神、創新思維，營造崇尚真知、追求真理的氛圍，為學生的稟賦和潛能的充分開發創造一種寬松的環境。

根據信息與計算科學專業特點，我們經過認真調查與研究，與信息企業及與本專業相關的企業、培訓機構結合，建立穩定的實踐教學基地。另外，我們還邀請在企業第一線工作的技術人員來我系指導，開展專題講座，介紹一些研究方向的前沿技術，使得學生能夠了解到更豐富的書本上學不到的知識;或選派學生到企業去實習，或讓學生去培訓機構進行專業技能高級培訓，使學生真正接觸到實際工作，體會實際工作的特點和學校所學理論知識在實際工作中的使用價值，鍛煉了學生的鉆研精神、務實精神、創新精神和創業能力。2007年，我們就開始探索與企業、科研院所進行合作教育的途徑，逐步與益陽市統計局、益陽新浪潮電腦公司、清華IT益陽分校、證券公司等企事業單位協作，建立校外學生實習基地，企業承擔學生生產實習、課程設計、畢業實習與畢業設計等實踐性教學任務;學院可以承擔企業的科研課題、為企業培養人才，優先為企業分配畢業生。通過這種協作，一方面為學生成才提供了良好的實踐機會和實踐條件，達到了培養學生能力的目的;另一方面為企業成長儲備了人才，創新了技術，真正實現了學校與企業的雙贏。

2.2改革畢業設計方式

畢業設計是高等學校人才培養計劃的重要組成部分，畢業設計應該與實際緊密結合，選題與工程實際相結合、與指導教師科研相結合。我們可以從以下四種方式開展畢業設計。

(1) 實行雙向選擇，由教師提供選題范圍，也可以在教師指導下由學生自己選題，我們根據畢業學生人數安排足夠的指導老師，布置比人數多的課題數，保證每個學生都有課題可選。

(2) 學生可以利用假期社會調查，結合畢業設計課題方向具有針對性地進行調查、研究，做好畢業設計的準備工作，提高畢業設計的質量。

(3) 讓學生參與教師的實際科研項目，可以將教師的科學研究與學生培養有機地結合起來，讓學生在協助教師進行實際科研工作時去發現問題，確定畢業設計課題，在教師指導下去解決問題，從而順利地完成畢業設計。

(4) 與企業合作，使學生能夠通過畢業實習的機會到企業進行畢業設計，參與企業的課題研究，結合企業的實際工作，由學校教師和企業工程師共同指導學生進行畢業設計，加強學生的感性認識，培養學生協作精神和團隊精神，提高學生獨立分析和解決實際問題的能力。

2.3增加相關課程的實踐教學課時，加強實踐環節的教學管理

2.3.1提高實踐教學課時比例

信息與計算科學專業是數學、計算機科學和信息工程等學科的廣泛交叉和滲透，正因為該專業的交叉性、邊沿性特征，要制訂相應的課程體系實非易事。我校從2003年開辦信息與計算科學專業以來，隨著對信息與計算科學專業內涵認識的逐步深化，按照信息與計算科學專業教學規范，對教學計劃進行了前后三次修訂與完善。在課程設置上，除了全校統一的政治理論課、英語、體育及素質教育外，我們在開設了大量的數理、計算機基礎課程的同時，還適當開設了一些信息、工程、通信類的基礎理論課程及其配套的訓練動手能力的實踐課程，實踐課程設置情況如表1所示，為理工的融合搭起知識結構的框架。

對大部分專業課，增大課時內實驗課學時，利用數學實驗課和計算機作為啟發式教學的手段是非常必要的，這也是我們區別于其它院校的一個特點。本專業屬理科類專業，總學時2080學時，其中實驗和實踐課時占比31.2%，大大超出學校定的25%的比例。

2.3.2抓實踐環節的教學管理

理論教學和實踐教學是人才培養的兩個重要環節，兩者既有聯系，也有區別，既有分工，也有協作。在教學內容和功能上應互為補充和融合，在時間安排中也要互相協調、合理銜接。我們知道，“若單讓學生學習理論知識，學生難免會生厭，繼而影響學生的學習興趣、學習積極性和學習效果;況且，對于信息與計算科學專業來說，實踐教學是培養學生操作能力和應用能力的重要手段，是其他教學環節所不能取代的，對學生綜合應用能力的培養是至關重要的”[3]。因此，在教學實踐中我們注意了以下兩個方面。

(1) 認真編寫實踐指導書。教材對于理論課的重要性是不言而喻的，對于實驗課，實驗教材(指導書)同樣是極為重要的。如果學生在實驗時配有一本實用的實踐指導書，就可為學生“模擬”一個實驗環境。學生在實習前就可以預習實驗將要進行的操作，模擬操作步驟，提高實習的效率;同時可以用來指導操作，幫助解決所出現的問題，培養獨立操作的能力;課后還可以對照指導書“重演”實習的過程，鞏固所練習的操作，這對于培養學生的操作能力和應用能力是極為有利的。因此，大部分實踐課程都是任課教師自己編寫實驗指導書，課程設計指導書，內容與難度都與“應用型人才”培養目標相適應，對實驗指導書的編寫工作予以足夠的重視。

(2) 抓好學生的實驗過程，提高實驗效率。在加強實踐環節方面，為了提高實驗效率，我們在進行上機實驗時，做到學生一人一機，獨立操作，針對上機人數多，任務重的問題，我們一般每次上機實驗要求安排兩位老師主動巡回指導，并根據上機實習過程中出現的問題及錯誤，向學生提出問題或現場作示范性解答，以指導學生更好地完成實驗，努力提高實驗的質量;同時，要求學生每次上機之前先預習有關內容，明確上機內容、目的、步驟、方法及程序流程，并及時記錄觀察的結果和在上機過程中出現的問題及最終解決的辦法。實驗完畢后寫實驗報告，是提高學生上機效率至關重要的一個環節，并起到對課堂講授內容的消化理解，強化加深和拓寬知識面的作用。

(3) 把好課程設計質量關。課程設計一般是安排在理論課程結束以后進行，開課時間為單獨一周。我們要求任課教師按照教學大綱的要求來管理課程設計環節，包括輔導課時的安排、課程設計題目的設計、人員的分組、成績的評定與考核等方面都有嚴格的要求。課程設計完成后由系教研室組織學生答辯和效果評價，以期真正達到訓練與實踐的目的。

3改革效果

信息與計算科學專業的計算機類課程在強調基本理論的同時，更重要的是需要將理論與實際應用緊密聯系起來。許多教師在講授計算機類課程時，很少結合實際應用需求講解理論產生的歷史背景，僅僅只是介紹或者講解教材中的內容。這樣，學生僅僅學到了一些基本理論，對理論的一些應用范疇根本不了解，更不可能將理論應用到實際應用中去，最終導致理論與實際應用脫鉤，學生逐漸失去了學習計算機的興趣，教師的講授方法也不可能再吸引學生專心學習計算機類課程[4]。六年來的辦學經驗，我們認為這個專業的特色主要應當體現在實踐教學和多元化培養方面。

3.1三層次實踐教學模式

(1) 以“數學實驗”課的實驗內容啟發學生的數學思維興趣，加深對數學原理和數學方法的掌握，此為第一層次。

(2) 利用“數學建模”課的實驗內容使學生樹立起“數學有用”的觀念，培養獨立思考和創新意識，此為第二層次。

(3) 以專業課的實驗內容為基礎，以課程設計為載體，并逐步與企業的實際項目相結合，全面培養學生的創新實踐能力，此為第三層次。

通過2003—2006級本專業學生的實踐(上機)證明:三層次教學模式一方面，激發了學生的學習積極性，變被動學為主動學，學生能自己發現問題和解決問題，培養了學生的綜合應用能力和獨立操作能力，

提高了教學質量;另一方面，為學生將來走上工作崗位打下基礎，使他們在日趨激烈的人才競爭中一顯身手。

3.2具體效果

通過對實踐教學的改革，取得了明顯的教學效果:近三屆本專業基本理論課程畢業成績合格率達98%。2006年開始恢復湖南省大學生數學競賽活動，我系信息與計算科學專業兩名學生獲得專業組三等獎，2007年有兩人獲得專業組二等獎、一人獲得專業組三等獎，2008年獲省一等獎一項，三等獎二項。近三屆畢業生計算機二級過級率達90%以上。2004年參加全國大學生數學建模競賽獲本科組全國二等獎一項，湖南賽區二等獎一項、三等獎兩項;2005年獲湖南賽區二等獎、三等獎各一項;2006年獲湖南賽區一等獎一項、三等獎兩項。2008年獲全國二等獎一項，湖南省一等獎及二、三等獎多項的好成績。

4結論

通過對我院信息與計算科學專業人才培養模式的探討，探索出是一條適合我院實際情況的信息與計算科學專業人才培養的新路，即通過教育教學改革，以調整課程體系為龍頭，面向市場，拓寬專業口徑，建立完善的實踐教學體系，實現“強基礎、重應用、多方向、樹特色”的創新型人才培養目標。

參考文獻:

[1] 何清泉. 高校信息與計算科學專業創新人才培養探索[J]. 職教探索與研究，2008(2):27-29.

[2] 馬小軍，王育堅. 計算機應用型人才培養與課程建設淺析[J]. 計算機教育，2009(10):9-11.

[3] 李珍珠. 信息與計算科學專業定位及其應用型人才培養模式探究[J]. 湖南科技學院學報，2007(12):5-7.

[4] 石振鋒. 關于《信息與計算科學》專業計算機類課程教學的幾點體會[J]. 大學數學，2005(1):5-7.

The Research on Reform in Practice of Information and Computing Science Teaching

ZHAO Zhuan-zheng

(The Mathematics and Calculation Science Dept.， Hunan City University， Yiyang 413000， China)

Abstract: The specialty of Information and Computing Science is the science specialty based on the study of the mathematical foundation of information technology and computing technology. From the professional teaching situation， training objectives， curriculum reform， teaching practice， teaching reform of the professional experimental practice is explored and the \"three-level\" training mode of practice teaching is put forward.

Key words: Information and Computer Science; application-oriented talents; practice teaching

(編輯:彭遠紅)