數學系信息與計算專業創新實踐教學探索

馮德鴻

(三峽大學理學院，湖北 宜昌 443002)

0 引言

數學系本科信息與計算科學專業(專業代碼070102)是三峽大學理學院近年來開設的新專業，目標是培養具有良好數學基礎和數學思維能力，掌握信息科學和計算科學的基礎理論、方法與技能，能運用所學知識和計算機技能，解決信息處理和科學工程計算中的實際問題，能在科技、信息產業、經濟金融等部門從事研究、教學、應用開發和管理工作的高級專門人才。

目前，各高校為實現培養目標，所開設的課程呈現出“大同小異”的格局。其中，“大同”即主干課程：數學分析、高等代數、解析幾何、常微分方程、概率論與數理統計、數學模型、離散數學、算法與數據結構、數值分析、運籌優化等。“小異”課程則是各院校培養方向的專業特色：有的側重于金融貿易信息處理(金融數學)、有的側重于經管物流ERP信息處理(物流供應鏈管理優化與控制)、有的側重于自動化控制信息的處理(工業自動化)、有的側重于計算機軟件系統的開發等。三峽大學是水利與電力科學鮮明的地方高等院校，理學院數學系的信息與計算專業是側重于遙感與地理信息系統技術的特色專業，開設了相應的特色課程，如遙感影像分析、GIS軟件應用與二次開發、軟件工程等。

各院校不同特色的專業課程實踐教學與訓練，決定了畢業生實踐創新能力的差異性，也決定了畢業生的專業素養，還決定了畢業生能否適應人才市場的需求變化。以下分三方面介紹理學院信息與計算專業在創新實踐教學方面的一些有益探索：課堂教學與實踐教學的銜接環節；創新實踐教學環節；創新大賽培訓環節。

1 課堂教學與實踐教學的銜接環節

1.1 專業平臺課程合理設置

信息與計算專業課程設置內容與課時安排如表1所示。

表1 2020年信息與計算專業課程設置內容與課時安排Tab.1 Curriculum content and class hour arrangement of information and computing major in 2020

1.2 課堂教學與實踐教學的銜接環節

課堂教學與實踐教學的銜接環節，主要體現在GIS軟件應用與二次開發[1-3]、遙感概論[4-5]等專業課的課程設計與實訓方面，以創新實習課程為例，說明其課程教學內容，如表2所示。

表2 創新實習課程主要教學內容Tab.2 Main teaching contents of the course of innovative practice

2 創新實踐教學環節

創新實踐教學環節，主要是高年級學生以課題興趣學習小組的形式，在騰云工作室參與相關教師橫向項目的研究與開發，硬件平臺包括大幅面掃描儀、GPS野外數據采集設備、近景攝影測量相機等；軟件平臺有ArcGIS 、MapInfo等GIS平臺、ENVI與ERDAS遙感信息處理平臺等；另外一部分學生由專業實習教師帶隊去校外企業實習。比較典型的創新實踐教學成果如圖1～3所示。

圖1 宜昌市高壓輸電線路巡檢系統部分操作界面Fig.1 Parts of operation interface of high voltage transmissionline inspection system in Yichang City

圖2 湖南石門縣壺瓶山國家級自然保護區野生動植物巡護系統[6]Fig.2 Wildlife Patrol System in Hupingshan national nature reserve, Shimen County, Hunan[6]

圖3 三峽大學校園房屋管理系統[7]Fig.3 China Three Gorges University’s campus housing management system[7]

3 創新大賽培訓環節

2010年三峽大學理學院與計算機學院聯合參加第四節全國計算機仿真大賽。四個小組中有兩組分別榮獲一等獎和二等獎，其中榮獲全國二等獎的3S創新作品如表3、圖4～6所示。

圖6 A城區洪水淹沒與人員疏散預演系統[8]Fig.6 Rehearsal system of flood submergence and evacuationin the urban area in A City[8]

由于理學院目前在參與全國ESRI杯GIS大賽方面，暫時還沒有形成類似于全國大學生數學建模大賽的相應規模，因此這方面的經驗與成果相對不足，有待于繼續努力。

4 結語

經過近幾年的創新實踐教學改革和探索，理學院數學系信息與計算專業的創新實踐教學新成果不斷涌現，一方面就業率逐年提高，另一方面就業質量越來越好。隨著社會與科學技術的快速發展，遙感與地理信息系統技術正在不斷地融入到現代國民經濟各行各業發展的洪流中，特別是近年來快速發展起來的空間信息大數據挖掘與云計算、人工智能、5G通信技術等，迫切需要具有遙感與地理信息系統專業素質的師資作補充，同時也需要專業教師深入社會，走進企事業單位，拓展橫向課題研究業務。學院要加大投入力度，特別是科研設備，如高端無人機低空攝影測量等，只有以橫向課題業務驅動實踐教學，創新教學成果才會不斷涌現，學生的專業素養才會大幅度提升。