信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)課程體系改革探索

劉艷芹?徐鳳生?孔淑霞

【摘 要】 本文基于成果導(dǎo)向的（OBE）教育理念，根據(jù)分層次教學(xué)理論，探討了信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)課程體系改革問(wèn)題。認(rèn)為要以實(shí)際應(yīng)用為目的，以專(zhuān)業(yè)需求為導(dǎo)向，實(shí)施“分層分類(lèi)、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”的課程教學(xué)，提高教學(xué)效率。

【關(guān)鍵詞】 信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)；成果導(dǎo)向教育（OBE）；分層次教學(xué)；課程體系改革

一、引言

2003年，教育部數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)針對(duì)信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)現(xiàn)狀和專(zhuān)業(yè)建設(shè)問(wèn)題作出了調(diào)查報(bào)告。[1]信科專(zhuān)業(yè)是一個(gè)全新發(fā)展的專(zhuān)業(yè)，隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，如何設(shè)置該專(zhuān)業(yè)的課程體系是值得我們不斷去探討和深入研究的課題。

二、存在的問(wèn)題

通過(guò)對(duì)一些地方本科院校的信科專(zhuān)業(yè)的招生、教學(xué)和人才就業(yè)等方面的具體調(diào)研、分析和研究，我們發(fā)現(xiàn)許多開(kāi)設(shè)該專(zhuān)業(yè)的地方本科院校，普遍面臨一些亟待解決的問(wèn)題，其中最為突出的有：其一，一些地方本科院校的信科專(zhuān)業(yè)，沒(méi)有很好地強(qiáng)化多學(xué)科的交叉融合，專(zhuān)業(yè)沒(méi)有特色，所以學(xué)生不愿報(bào)考。其二，在人才培養(yǎng)過(guò)程中，因?qū)W生專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)參差不齊，受原有課程體系和教學(xué)大綱的限制，導(dǎo)致一些學(xué)生難以完成教學(xué)目標(biāo)的要求，直接影響學(xué)生的就業(yè)。其三，在授課過(guò)程中，部分教師難以做到因材施教。曾有人指出信科專(zhuān)業(yè)在數(shù)學(xué)的邊緣，是一個(gè)不是“數(shù)學(xué)”的數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)，很多文獻(xiàn)對(duì)該專(zhuān)業(yè)的建設(shè)提出了建議。[2]

鑒于信科專(zhuān)業(yè)目前存在的一些問(wèn)題，該專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的進(jìn)一步研究是十分必要的，基于成果導(dǎo)向的OBE教育理念和分層次教學(xué)理論，我們應(yīng)先對(duì)信科專(zhuān)業(yè)進(jìn)行“分層分類(lèi)、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”的課程體系研究。

三、 理論知識(shí)簡(jiǎn)介

1、 OBE理念和分層次理論

OBE（Outcome-based education）是一種能力導(dǎo)向、目標(biāo)導(dǎo)向、需求導(dǎo)向的教育。[3]在理念上，OBE 是一種“以學(xué)生為本”的教育哲學(xué)；在實(shí)踐上，OBE是一種聚焦于學(xué)生受教育后獲得什么能力和能夠做什么的培養(yǎng)模式；在方法上，OBE要求一切教育活動(dòng)、教育過(guò)程和課程設(shè)計(jì)都是圍繞實(shí)現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果（ILOs-Intended Learning Outcomes）來(lái)開(kāi)展。

分層次教學(xué)理論于1868年由美國(guó)著名教育家Harris·W·T提出。分層次教學(xué)以面向全體學(xué)生、注重個(gè)體差異、因材施教的教學(xué)策略為出發(fā)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”的原則，具有層次性、差異性、時(shí)效性等特征。OBE教育理念與分層次教學(xué)理論都強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為本”，有一定的共通之處。

2014年8月，由高教主辦，合肥學(xué)院承辦的“應(yīng)用型本科高校大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革與課程建設(shè)研討會(huì)”在合肥召開(kāi)，會(huì)上很多專(zhuān)家學(xué)者作了關(guān)于分層次教學(xué)的報(bào)告。陳秀教授以“橫向分類(lèi)，縱向分級(jí)”為基本原則，構(gòu)建了大學(xué)數(shù)學(xué)課程模塊化教學(xué)體系改革，辦出了自己的特色。[4]目前來(lái)說(shuō)對(duì)整個(gè)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行分層次教學(xué)還是非常少見(jiàn)的。

2、本專(zhuān)業(yè)已有工作

2010年，數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院在徐鳳生院長(zhǎng)（省級(jí)教學(xué)名師）的帶領(lǐng)下提出了“強(qiáng)化數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，兼顧學(xué)科交叉，注重創(chuàng)新應(yīng)用”的專(zhuān)業(yè)建設(shè)理念，按照“基礎(chǔ)、提高、應(yīng)用”的方式，構(gòu)建了信科專(zhuān)業(yè)“四平臺(tái)、三模塊”的課程體系。[5-6]目前，信科專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的前期工作進(jìn)展的非常順利，且已積累了豐富的研究素材，形成了一批初步的研究成果，獲得了寶貴的研究經(jīng)驗(yàn)。

本論文將結(jié)合OBE教育理念和分層次的教學(xué)理論，借鑒國(guó)內(nèi)外的研究成果，在數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院“強(qiáng)化數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、兼顧學(xué)科交叉、注重創(chuàng)新應(yīng)用”的專(zhuān)業(yè)建設(shè)理念指引下，進(jìn)行信科專(zhuān)業(yè)課程體系改革，解決理論與現(xiàn)實(shí)相脫節(jié)的問(wèn)題。打破原來(lái)課程體系的邏輯結(jié)構(gòu)，對(duì)原有教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重組，研究 “分層分類(lèi)、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”的信科專(zhuān)業(yè)課程體系改革，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

四、課程體系的優(yōu)化

1、 基于OBE理念的教學(xué)設(shè)計(jì)

OBE是質(zhì)量保障體系的工具，幫助理順“培養(yǎng)什么人”、“如何培養(yǎng)人”的問(wèn)題，幫助頂層設(shè)計(jì)，幫助教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。德州學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)層重視OBE的教育改革理念，大力倡導(dǎo)學(xué)習(xí)和借鑒汕頭大學(xué)OBE教育模式改革的實(shí)踐。

OBE理念需要解決的這五個(gè)問(wèn)題將貫穿信科專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的大循環(huán)全過(guò)程，包括人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、實(shí)踐教學(xué)體系、評(píng)價(jià)機(jī)制等，OBE理念還貫穿于課程體系的小循環(huán)過(guò)程。貫穿OBE教育理念的大小循環(huán)流程設(shè)計(jì)圖如圖1。

2、“分層分類(lèi)、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”的理論課程體系研究

課程體系改革是人才培養(yǎng)方案改革中的最關(guān)鍵和最敏感的突破口。課程體系的改革是在明確專(zhuān)業(yè)定位和“分層分類(lèi)、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”原則的基礎(chǔ)上，遵循一定的原則，要有明確的措施、可行的方案和實(shí)施方略。課程體系改革要回答為什么改革，改革的目標(biāo)是什么，具體的舉措是什么，取得什么預(yù)期成果。此次關(guān)于“分層分類(lèi)、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”的理論課程體系改革主要是對(duì)學(xué)生分類(lèi)、課程分層。

（1）學(xué)生分類(lèi)。對(duì)學(xué)生進(jìn)行分類(lèi)培養(yǎng)是指信科專(zhuān)業(yè)的教學(xué)要為方向教學(xué)服務(wù)，而應(yīng)用型本科教育的目標(biāo)是培養(yǎng)具有較強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)力和競(jìng)爭(zhēng)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，要求各專(zhuān)業(yè)緊密結(jié)合地方特色，注重學(xué)生的實(shí)踐能力，重在“應(yīng)用”。根據(jù)信科專(zhuān)業(yè)的發(fā)展和培養(yǎng)人才的需要將該專(zhuān)業(yè)的學(xué)生按方向分為兩大類(lèi)：考研提高類(lèi)和擴(kuò)寬應(yīng)用類(lèi)。

考研提高類(lèi)針對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，有著明確的考研目標(biāo)，想進(jìn)入更高級(jí)別的學(xué)府進(jìn)一步深造并從事數(shù)學(xué)研究的學(xué)生。考研提高類(lèi)主要分為“計(jì)算類(lèi)”和“信息類(lèi)”兩個(gè)小類(lèi)進(jìn)行培養(yǎng)，而本專(zhuān)業(yè)目前的5位博士教師主要研究方向是計(jì)算數(shù)學(xué)和信息安全，保障“計(jì)算類(lèi)”和“信息類(lèi)”學(xué)生的師資。

擴(kuò)寬應(yīng)用類(lèi)主要采用校企合作的培養(yǎng)模式。“拓寬應(yīng)用類(lèi)”主要針對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)稍薄弱，但是能夠利用所學(xué)知識(shí)和熟練的計(jì)算機(jī)技能解決實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用實(shí)踐類(lèi)學(xué)生。2016年數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院與青軟實(shí)訓(xùn)聯(lián)合招收“智能軟件開(kāi)發(fā)”方向的學(xué)生，目前已招收30人。青軟實(shí)訓(xùn)是專(zhuān)業(yè)化的優(yōu)秀IT人力資源服務(wù)提供商，成立于2006年，專(zhuān)注于軟件、集成電路、物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用、嵌入式服務(wù)外包等領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)化大學(xué)生實(shí)訓(xùn)、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。2017年起，招生人數(shù)增至140人。

目前信科專(zhuān)業(yè)的考研率為25%左右，由于近幾年的招生質(zhì)量較前有下滑趨勢(shì)，學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，雖有強(qiáng)烈的考研愿望，但要實(shí)現(xiàn)還需付出較大努力。針對(duì)本部分學(xué)生我們將逐漸與教師的學(xué)科方向相連接，引導(dǎo)部分學(xué)生向生物信息學(xué)及天文大數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)移，這兩個(gè)研究方向依托生物物理省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，目前信科專(zhuān)業(yè)的5位博士教師已經(jīng)籌劃如何將自己的研究方向跟這兩個(gè)研究方向相結(jié)合。這樣既能提高學(xué)生的考研率，也在一定程度上擴(kuò)寬了信科專(zhuān)業(yè)學(xué)生考研的路子。

（2）課程分層。分層次教學(xué)的實(shí)施是以教學(xué)大綱為準(zhǔn)繩，根據(jù)信科專(zhuān)業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力、發(fā)展方向合理的確定各層次學(xué)生的教學(xué)要求，改變過(guò)去“一刀切”的做法。課程分層是根據(jù)學(xué)生分類(lèi)分成的“兩大類(lèi)”的特點(diǎn)和內(nèi)在的聯(lián)系，在“強(qiáng)化數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，兼顧學(xué)科交叉、注重創(chuàng)新應(yīng)用”的專(zhuān)業(yè)建設(shè)理念和基于學(xué)習(xí)成果的OBE教育理念，主要從兩大方面進(jìn)行分層考慮：

第一，按照信科專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)建設(shè)理念和基于學(xué)習(xí)成果的OBE教育理念對(duì)“考研提高類(lèi)、拓寬應(yīng)用類(lèi)”學(xué)生的層次將一年級(jí)、二年級(jí)、三年級(jí)的數(shù)學(xué)核心課程分為I，II，III三個(gè)層次進(jìn)行教學(xué)，比例大約為40%，40%，20%。

第二，按照上述專(zhuān)業(yè)建設(shè)理念和教育理念對(duì)考研提高類(lèi)學(xué)生（計(jì)算類(lèi)和信息類(lèi)兩個(gè)小類(lèi)）再做更詳細(xì)地分層，將“公共基礎(chǔ)平臺(tái)”、“學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)”、“專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)”、“專(zhuān)業(yè)特色平臺(tái)”四平臺(tái)中的“專(zhuān)業(yè)特色平臺(tái)”分為兩個(gè)模塊“計(jì)算模塊”、“信息模塊”。學(xué)生可根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇，從而為信科專(zhuān)業(yè)的發(fā)展提供了更廣泛的空間。

“計(jì)算模塊”主要包括《微分方程數(shù)值解》、《數(shù)值分析》、《計(jì)算幾何》、《科學(xué)與工程計(jì)算》等課程。“信息模塊”主要包括《信息工程概論》、《數(shù)字信號(hào)處理》、《密碼學(xué)》、《組合數(shù)學(xué)》、《近世代數(shù)》等課程，至此信科專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)理論課程體系已非常明了。

五、總結(jié)

信科專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化研究特別是課程體系改革已成為當(dāng)務(wù)之急，這既是高等教育改革的必然趨勢(shì)，也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要。

本文結(jié)合OBE教育理念和分層次教學(xué)理論，借鑒國(guó)內(nèi)外的研究成果，進(jìn)一步探索模塊化的課程體系，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，通過(guò)以課程建設(shè)為核心的教學(xué)改革的探索和研究，引領(lǐng)帶動(dòng)信科專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化研究，從而促進(jìn)信科專(zhuān)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 教育部數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì). 關(guān)于《信息與計(jì)算科學(xué)》專(zhuān)業(yè)辦學(xué)現(xiàn)狀與專(zhuān)業(yè)建設(shè)相關(guān)問(wèn)題的調(diào)查報(bào)告[J]. 大學(xué)數(shù)學(xué)， 2003.19（1）1-5.

[2] 許峰， 方賢文， 許志才. 信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系的實(shí)踐與探索[J]. 高等理科教育， 2007（4）70-73.

[3] 李志義. 成果導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué)， 2015（3）32-39.

[4] 陳秀，張霞，牛欣. 地方型本科高校數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)建設(shè)的探索與實(shí)踐[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué)， 2012.28（1）5-9.

[5] 徐鳳生. 信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課課程群的建設(shè)與實(shí)踐——以德州學(xué)院為例[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2013（1）57-59.

[6] 徐鳳生，劉艷芹，趙琳琳，張立華. 基于分層分類(lèi)的信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)課程體系的構(gòu)建[J]. 高等理科教育，2016（3）103-106.

【作者簡(jiǎn)介】

劉艷芹（1981—）女，博士，德州學(xué)院數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)，副教授，從事高等教育和分?jǐn)?shù)階方程的研究.