應用型本科院校信息與計算科學專業實驗室建設的探索

邢遠秀

摘要：實驗室是培養信息與計算科學專業人才的重要場所，但目前信息與計算科學專業實驗室的建設存在重視不夠、投入不足、缺乏專人管理以及管理制度不完善等問題。本文就目前信息與計算科學專業實驗室建設存在的問題進行了分析，討論了信息與計算科學專業實驗室建設的必要性，并提出了信息與計算科學專業實驗室建設的一些具體措施。

關鍵詞：信息與計算科學；實驗室；建設

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）37-0279-02

信息與計算科學專業是數學學科的一個重要學科分支，由以前的計算數學專業、計算數學及應用軟件專業、運籌學和控制等專業并融入了信息學組建而成。作為數學學科的一個理科專業，信息與計算科學專業主要“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本理論方法和技能，受到科學研究的訓練，能解決信息處理和科學與工程計算中的實際問題的高級專門人才”。[1]而數學教育一直面臨的矛盾是：一方面數學很有用，但另一方面許多學生學了數學以后不會用，不知何時用。大多數的人對稍深一些的數學就“敬而遠之”。[2]這就需要加強信息與計算科學這類數學專業的實驗課程的建設，專業實驗室的建設就顯得尤為重要了。

一、背景及現狀

1.重視不足，硬件建設滯后。雖然目前數學類專業的實驗，如數學建模等實驗往往使用計算機作為主要實驗設備，但對學校領導來講，對信息與計算科學等非計算機專業的計算機實驗室建設重視不足，往往一次性投入建設以后，就認為一勞永逸了。而計算機的硬件和軟件發展得非常快，往往三四年設備就已經落后了，所以導致現在該專業的建設缺少經費，儀器設備陳舊落后，有的甚至缺少專用的實驗機房。

2.缺乏專人管理，管理制度不完善。信息與計算科學專業的機房的管理與計算機專業的不同，計算機專業的機房往往由具有計算機專業背景的實驗人員專門進行管理，而大多數學校信息與計算機科學專業的機房卻缺少具有專業知識背景的專人管理，很多都是由本專業的專任教師兼職管理機房，這些教師對數學專業知識非常精通，但對計算機硬件與軟件的維護與管理了解卻不多，同時管理制度也不完善，造成目前機房維護不善，計算機故障率高，使用率低等后果。

3.教學科研分工不明確。實驗室不僅承擔著日常教學的任務，還承擔著科研、數學建模等任務，所以要分工明確。目前的一些信息與計算科學專業只建設了一個計算機機房作為專業實驗室，這個實驗室既承擔著日常教學任務，又承擔著學生數學建模、創新型實驗的任務，有的還要承擔著部分教師科研的任務，造成機房負擔過重，機器難管理、易損壞的結果。

二、信息與計算科學專業實驗室建設的必要性

1.建設信息與計算科學專業實驗室是數學教育本身發展的必然要求。開設數學實驗是數學科學發展的需要。大量功能強大的數學軟件包的出現，使得過去很多煩瑣的數學計算變得輕而易舉。例如，微分方程的求解、數學規劃、統計分析、插值與擬合等，只要編制一些簡單的程序即可得到滿足應用需要的數值解。很多復雜的幾何圖形、抽象難懂的數學概念都可以通過計算機直觀顯示。[3]作為信息與計算科學專業這樣以培養用數學知識來解決實際問題的高級人才為目的的專業，讓學生掌握這些數學軟件的使用顯而易見是教學內容的必要組成部分。而實驗室是培養學生掌握并使用這些軟件的最佳場所。

2.建設信息與計算科學專業實驗室為課程改革提供了必要條件。信息與計算科學專業是數學學科的一個重要分支，該專業的多數專業老師都是從事數學理論研究的，這就使得該專業在專業建設時“重理論、輕實踐”，把實踐教學作為理論教學的補充，只是通過實踐來加深對理論知識的理解，而不是通過實踐來培養學生分析問題、解決問題的能力。根據信息與計算科學專業的培養目標，信息與計算科學專業培養的學生應該“掌握信息與計算科學的基本理論方法和技能”，應該“受到科學研究的訓練”，并且“能解決信息處理和科學與工程計算中的實際問題”，這就需要該專業進行課程改革，重視實踐教學，加強對學生的訓練，以使學生能夠掌握技能，解決實際問題，所以信息與計算科學專業實驗室的建設就顯得尤為重要了。

3.可以培養學生的動手能力，促進學生學習興趣。數學知識理論性強，與現實問題聯系緊密卻不直觀，學生在學習的時候往往不知道這個知識有什么用，和現實有什么關聯，進而影響到學生的學習興趣，打擊學生學習的積極性。而通過在實驗室里的實踐教學，可以使學生在教師的指導下，利用所學的知識去解決實際問題，讓理論和實踐的聯系變得直觀易懂，能夠促進學生變被動學習為主動學習，培養學生的興趣和創新精神。同時，在實驗室里通過投影儀等現代化的教學設備進行教學，也可以使傳統的教學模式變得更有趣、更生動，提高學生的學習興趣和學習的積極性。

4.信息與計算科學實驗室的建設是開設數學建模課程的需要。數學建模是用數學語言描述實際現象的過程，這個過程包括模型的建立、求解、驗證、改進等，這個過程如果用人工進行，則不是短時期內能解決的，因此需要借助計算機來完成這些過程，以加快數學建模全過程的進度。[4]目前，數學建模在數學類專業中的地位越來越重要，它是培養創新型人才的主要方式之一，而信息與計算科學實驗室的建設可以為開設數學建模課程提供良好的實訓條件。另外信息與計算科學實驗室的建立也為教師的科研工作提供了基礎保障。

三、信息與計算科學專業實驗室建設的具體措施

1.加大投入，做到實驗室分工明確。信息與計算科學專業實驗室的建設必須要引起領導的高度重視，加大建設的資金投入。實驗室的建設并不是建設一個計算機機房就萬事大吉了，至少應該在建設完成能夠滿足日常教學與實訓的機房之外，還要單獨建設數學建模實驗室，有條件的再建設專用的科研機房，一方面方便教師進行科研工作，另一方面將教師的科研工作和專業實驗教學有機地結合起來，鼓勵有能力的學生參與教師的科研工作，開闊學生視野，增強學生的創新意識。endprint

2.重視實驗室在教學中的作用，建設專門的實驗資源。多年來，在傳統的實驗教學中，學生實驗時往往只是驗證一下與教材內容是否相符或分析一下實驗結果；很難達到培養動手能力、培養分析與解決問題能力的目的，創新意識的培養更是無從談起，學生畢業后一時也難以適應社會需求。[5]這主要是因為實驗內容落后、實驗方式僵化、實驗手段單一造成的。解決這個問題要重視實驗室在教學中的作用，要認識到在日常的教學環節中，實踐教學與理論教學同樣重要，他們具有很強的相關性。最好的辦法是建設專門的實驗資源，增加研究性、設計性、創新性實驗，減少驗證性實驗。

3.實驗室建設的關鍵是實驗教學隊伍的建設。實驗教學隊伍的素質是培養高素質創新人才的關鍵。目前一些非計算機專業的機房都是由該專業的專業老師兼職管理，缺少具有計算機背景的專任教師對機房進行管理。所以實驗室的建設首先要建設有專任的實驗教師隊伍，在對機房進行日常管理的同時，更重要的是要參與到實踐教學中來，同時要鼓勵擔任數學理論教學的高職稱和高學歷教師兼職從事實驗教學。領導一定要像重視教師隊伍建設一樣來重視實驗教學隊伍的建設。

4.實驗室的建設要有完善的制度作為支撐。實驗室的管理要建設一套完善的制度，并且堅持貫徹執行。首先要有領導專門負責，這樣才能使實驗室的管理與建設得到重視，也避免了實驗室管理上的盲目性。然后就是要建設一套完善的管理制度，不僅要求上課的學生遵守，上課的教師也要嚴格遵守，這樣可以降低設備的故障率，方便實驗教師對實驗室的管理。

信息與計算科學專業實驗室的建設對于信息與計算科學專業的教學、科研來說是非常重要的，信息與計算科學專業實驗室的建設不僅是機房的建設，還包括了師資隊伍的建設、管理制度的建設、實踐課程資源的建設等等。只有對信息與計算科學專業實驗室進行合理的建設、科學的管理，才能使信息與計算科學專業的學生提高學習興趣，鍛煉動手能力，真正掌握數學知識，并運用計算機等工具去分析問題、解決問題。

參考文獻：

[1]教育部數學與統計學教學指導委員會.信息與計算科學專業教學規范（試行稿）[J].大學數學，2003.

[2]孫蘇菁，白占兵.關于數學實驗室建設的若干思考[J].科技視界，2013，（11）.

[3]王為洪，陳國松.建立數學實驗室的思考[J].機械職業教育，2009，（8）.

[4]余明釵，陳興.計算機實驗室在數學建模中的應用及建設[J].軟件，2011，32（3）.

[5]蘇仕華，黃學俊.國家數學人才基地實驗室建設與人才培養[J].教育與現代化，2004，（01）.endprint