基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的信息與計算科學(xué)專業(yè)教學(xué)模式研究

朱穎芳　孫玉榮　葉萍

摘? 要：隨著社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展，高校信息與計算科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)也面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，以社會需求為導(dǎo)向的信息與計算科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實踐具有重要的現(xiàn)實意義和迫切性。本文基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)視角，從培養(yǎng)方案和課程設(shè)置入手，對信息與計算科學(xué)專業(yè)的教學(xué)模式進行探討。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型;人才培養(yǎng);信息與計算科學(xué);教學(xué)模式

中圖分類號：G642? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）19-0105-04

現(xiàn)代社會發(fā)展迅速，無論是如火如荼的“5G”，還是大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能以及萬物互聯(lián)等，可能沒有哪個學(xué)科能有信息和計算科學(xué)學(xué)科與未來發(fā)展如此密切相關(guān)。信息與計算科學(xué)專業(yè)是以信息處理和科學(xué)計算為背景，由數(shù)學(xué)、信息科學(xué)、計算科學(xué)等交叉滲透而形成的一個數(shù)學(xué)類專業(yè)。專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和數(shù)學(xué)思維能力，能熟練使用計算機（包括編程語言、各類工具及數(shù)學(xué)軟件），具備將數(shù)學(xué)和計算科學(xué)知識在金融、計算機及工程等領(lǐng)域進行實際應(yīng)用的能力[1]。隨著社會、經(jīng)濟快速發(fā)展以及搶占科技制高點的需要，我國高校信息與計算科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)也面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)：一方面，社會需求的增加給信息與計算科學(xué)專業(yè)提供了發(fā)展空間;另一方面，當(dāng)前信息與計算科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案、培養(yǎng)模式、課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容等方面出現(xiàn)了與社會需求不一致的矛盾，使得部分信息與計算科學(xué)專業(yè)畢業(yè)生無法與社會應(yīng)用需求接軌，只能選擇轉(zhuǎn)行或繼續(xù)深造。因此，以社會需求為導(dǎo)向的信息與計算科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實踐具有重要的現(xiàn)實意義和迫切性[2-3]。

一、發(fā)展現(xiàn)狀

中南林業(yè)科技大學(xué)信息與計算科學(xué)專業(yè)成立于2003年，歷經(jīng)十多年的建設(shè)發(fā)展，培養(yǎng)方案進行了多次修訂。2019年，在國家大力發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)的背景下，教學(xué)團隊啟動了新一輪專業(yè)人才培養(yǎng)方案的制訂。通過對貴州大學(xué)、中南大學(xué)、南華大學(xué)等高校信息與計算科學(xué)專業(yè)進行調(diào)研，了解各自專業(yè)的建設(shè)方向，探討在新時代背景和社會需求環(huán)境下該專業(yè)的培養(yǎng)方案新思路。教研室教師也進行了多次討論，邀請校外專家進行評審，針對討論意見和校外專家的評審意見進行反復(fù)修改，最終形成新的信息與計算科學(xué)專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案。方案明確了本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是要具有良好的人文素養(yǎng)和科學(xué)素質(zhì)，社會責(zé)任感強，掌握數(shù)學(xué)建模技術(shù)、數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)和一定的計算機科學(xué)基礎(chǔ)知識，具備扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和熟練的計算機軟件開發(fā)技能、實踐能力強、具有創(chuàng)新精神、德智體美全面發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

二、課程體系設(shè)置

根據(jù)培養(yǎng)方案，本專業(yè)的課程設(shè)置包括專業(yè)人才技能方面課程設(shè)置以及專業(yè)技能提升類課程設(shè)置。關(guān)注對學(xué)生通識教育的培養(yǎng)，具體的課程設(shè)置如表1所示。

專業(yè)人才技能方面的課程包括數(shù)學(xué)類課程（數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、解析幾何、常微分方程、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)值分析、數(shù)學(xué)建模等課程）、信息與數(shù)據(jù)分析處理類課程（數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化、Linux操作系統(tǒng)、Python編程、數(shù)學(xué)軟件等課程）、計算機類課程（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理及其應(yīng)用、算法分析與設(shè)計、Java程序設(shè)計、計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機組成原理、操作系統(tǒng)、信息安全、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、軟件工程等課程）等。

按照學(xué)校關(guān)于新專業(yè)培養(yǎng)方案學(xué)分分配的相關(guān)要求，專業(yè)畢業(yè)要求最低學(xué)分172，理論課學(xué)分119.5、實踐課學(xué)分52.5，滿足了學(xué)校對學(xué)分的總體要求。通識教育模塊學(xué)分40，專業(yè)教育課程模塊學(xué)分100，實踐教學(xué)模塊32，滿足了學(xué)校對各模塊學(xué)分的總體要求。學(xué)分的設(shè)置既滿足專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的相關(guān)要求，更突出了對學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

三、應(yīng)用型人才培養(yǎng)

（一）以賽促學(xué)，鼓勵學(xué)生參加各類競賽

數(shù)學(xué)建模競賽是將一個實際問題用數(shù)學(xué)的語言和方法去近似刻畫、建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，并運用計算機加以解決的過程;程序設(shè)計競賽是運用計算機編程語言去分析和解決實際問題，考查學(xué)生的算法分析和程序設(shè)計能力;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽旨在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。鼓勵學(xué)生參加美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽（MCM/ICM）、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、ACM國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽、全國大學(xué)生軟件創(chuàng)新大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等各類比賽，不僅能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、邏輯推理與智能計算實現(xiàn)等能力，比賽中展現(xiàn)出的團隊協(xié)作意識、創(chuàng)新能力和挑戰(zhàn)精神也將使學(xué)生受益終身，從而實現(xiàn)計算機和數(shù)學(xué)運用能力應(yīng)用型人才的全方位培養(yǎng)[4]。近年來，本專業(yè)學(xué)生參加各類學(xué)科競賽共獲國際級獎項9人次，國家級獎項9人次，省級獎項42人次;獲國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎1人次。

（二）統(tǒng)籌規(guī)劃，設(shè)計類課程貫穿始終

新的培養(yǎng)方案中，確保設(shè)計類課程層層推進[5]。第1學(xué)年開設(shè)“程序設(shè)計基礎(chǔ)”和“C++程序設(shè)計”課程;第2學(xué)年開設(shè)“面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計”“JAVA程序設(shè)計”“VC++高級程序設(shè)計”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”和“Web前端開發(fā)技術(shù)”課程;第3學(xué)年開設(shè)“算法分析與設(shè)計”“軟件工程”“Android系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)”“python編程”課程;第4學(xué)年開設(shè)“R語言程序設(shè)計”“Scala程序設(shè)計”和“畢業(yè)設(shè)計”。從程序設(shè)計基礎(chǔ)、算法，到各類流行的程序設(shè)計語言，再到畢業(yè)設(shè)計，不僅讓學(xué)生掌握了使用各類高級語言編寫程序的能力，更重要的是學(xué)生能夠在課程和實踐中逐步理解程序設(shè)計的思想和方法，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。

（三）重視實踐，強化校企合作

實踐教學(xué)主要包括實驗類課程、課程設(shè)計、實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計以及第二課堂等，學(xué)分共計46分，占專業(yè)總學(xué)分比例的25%。2016年，“信息科學(xué)類專業(yè)校企合作創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育基地”獲得省級基地建設(shè)支持。以此為契機，教學(xué)團隊對實踐類課程進行了改革。首先，將企業(yè)的實際項目引入到實驗類課程，通過案例教學(xué)來加強學(xué)生對理論知識的理解;其次，在課程設(shè)計中邀請企業(yè)工程師進行行業(yè)和技術(shù)講座，以項目驅(qū)動的方式來增強學(xué)生的實踐動手能力;最后，在認(rèn)知實習(xí)、綜合模擬實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)中，帶領(lǐng)學(xué)生走進企業(yè)，采用集中實訓(xùn)的方式，讓學(xué)生參與到企業(yè)項目的實際開發(fā)中，近距離感受企業(yè)的文化和氛圍[6]。在畢業(yè)論文選題中，利用學(xué)校及校內(nèi)外教學(xué)實習(xí)基地的實際需求，讓同學(xué)成立項目小組，對口相應(yīng)項目研發(fā)。例如，在2019級學(xué)生培養(yǎng)中，分別指導(dǎo)學(xué)生選取“長株潭生態(tài)站管理系統(tǒng)”“南方城鎮(zhèn)森林景觀樹種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)”“杜鵑種質(zhì)資源庫管理系統(tǒng)”等項目為開發(fā)方向，以項目需求為導(dǎo)向，重點檢驗學(xué)生對程序語言、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等方面的理論知識和技能的掌握程度，讓學(xué)生在實際項目應(yīng)用中查漏補缺，提升綜合素養(yǎng)。學(xué)生在操作中提升迅速，不僅高質(zhì)量地完成了畢業(yè)論文，還取得了相關(guān)軟件著作權(quán)，培養(yǎng)成效顯著。

參考文獻：

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[3] 錢研，楊曉翠. 基于大數(shù)據(jù)的地方本科高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系改革研究[J]. 高教學(xué)刊，2020（30）： 83-85+89.

[4] 張淑華，鄭雁玲. 基于學(xué)科競賽與實踐教學(xué)互動的應(yīng)用型物流人才培養(yǎng)[J]. 文教資料，2020（11）： 185-187.

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[6] 孫明，付景川. 應(yīng)用型大學(xué)與企業(yè)協(xié)同育人的理論探索[J]. 中國高校科技，2019（05）：76-78.

（責(zé)任編輯：淳潔）