以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力

陳明，萬中

摘? 要：信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是兩個(gè)數(shù)學(xué)類本科專業(yè)之一。該專業(yè)人才培養(yǎng)過程中必須回答的一個(gè)問題：如何面向國家建設(shè)對數(shù)學(xué)人才的需求，大力提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)畢業(yè)的本科生獨(dú)有的就業(yè)或者進(jìn)一步深造的競爭力？文章結(jié)合數(shù)十年的教學(xué)實(shí)踐，以教改項(xiàng)目為依托，從編制信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案、教材編寫、教學(xué)內(nèi)容與方法改革，以培養(yǎng)人才的質(zhì)量等四個(gè)維度闡述樹立“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心來提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力的教學(xué)理念的必要性和重要性。提出實(shí)踐中具體實(shí)施這種教學(xué)思想具有較強(qiáng)操作性的改革措施。

關(guān)鍵詞：信息與計(jì)算科學(xué);算法理論與實(shí)現(xiàn);人才競爭力;教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2022）07-0146-04

Abstract： Information and Computing Sciences is one of two mathematical majors for undergraduates. A question that must be answered in the process of talent cultivation of this major is： How to meet the needs of mathematics talents for national construction， and vigorously improve the exclusive competitiveness of the undergraduates from the information and computing sciences for future occupations or further study？ Based on the teaching practice of this major and a number of? teaching reform projects in the past decades， this paper expounds necessity and importance of establishing a teaching core， called "Algorithm Theory and Its Implementation"， so as to improve the competitiveness of the undergraduates from this major of Information and Computing Sciences in view of the following four points： compiling the cultivation plan of this major， compiling a series of suitable textbooks， reforming the teaching contents and the teaching methods. Many reform measures with strong operability are proposed for the future practical implementation of this teaching idea.

Keywords： Information and Computing Sciences; Algorithm Theory and Its Implementation; competitiveness of undergraduates; Teaching practice

一、問題提出

數(shù)學(xué)類本科專業(yè)總共包括信息與計(jì)算科學(xué)、數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)兩個(gè)專業(yè)。不同于數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)這種傳統(tǒng)的專業(yè)，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)由信息科學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)和控制論四個(gè)主干專業(yè)方向整合而成。它是隨著科學(xué)計(jì)算、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)學(xué)學(xué)科內(nèi)形成的一個(gè)新的重要學(xué)科分支[1]。1998年教育部由以前的計(jì)算數(shù)學(xué)專業(yè)、計(jì)算數(shù)學(xué)及應(yīng)用軟件專業(yè)、運(yùn)籌學(xué)和控制等專業(yè)并融入信息學(xué)組建而成。目的就是想對國內(nèi)信息科學(xué)的人才培養(yǎng)與研究起到推動(dòng)作用。隨后，幾乎所有具有數(shù)學(xué)學(xué)科的高校都開設(shè)了這個(gè)專業(yè)，但對于如何把這個(gè)專業(yè)辦出自己的特色至今都是一個(gè)在探索的問題，面臨的主要困境是：作為較新興的數(shù)學(xué)專業(yè)，一是社會(huì)認(rèn)知度、認(rèn)可度還不是很高，二是信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)確實(shí)普遍存在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱現(xiàn)象[2-4]。多數(shù)高校在開辦該專業(yè)時(shí)主要是借鑒原有數(shù)學(xué)類專業(yè)或計(jì)算機(jī)科學(xué)類專業(yè)的模式，與國家建設(shè)對信息與計(jì)算科學(xué)設(shè)定的專門高級(jí)專業(yè)人才培養(yǎng)的要求相差甚遠(yuǎn)，其結(jié)果是全國各高校該專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)競爭力不理想。如何面向國家建設(shè)對數(shù)學(xué)人才的需求，大力提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)畢業(yè)的本科生獨(dú)有的就業(yè)或者進(jìn)一步深造的競爭力？

二、我校本專業(yè)的現(xiàn)狀與專業(yè)改革方向

中南大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院信息與計(jì)算科學(xué)（簡稱信科）專業(yè)于1998年教育部高等學(xué)校本科專業(yè)調(diào)整時(shí)申辦，于1999年招收了首屆該專業(yè)的學(xué)生，是國內(nèi)最早招收該專業(yè)的學(xué)校。信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是兩個(gè)數(shù)學(xué)類本科專業(yè)，現(xiàn)歸屬數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院。

2006年本專業(yè)評為湖南省重點(diǎn)專業(yè)，2008年評為首屆湖南省特色專業(yè)，畢業(yè)學(xué)生約1 800余名，以“專業(yè)基礎(chǔ)好、動(dòng)手能力強(qiáng)和適應(yīng)性強(qiáng)”之人才特色深受IT行業(yè)、金融部門和科研院所等單位歡迎。該專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生榮獲全國數(shù)學(xué)競賽與數(shù)模競賽、美國數(shù)模競賽一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)數(shù)百余次。如何瞄準(zhǔn)教育部設(shè)置信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)理應(yīng)承載的任務(wù)，把中南大學(xué)的信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)辦好？這是該專業(yè)系全體老師在過去二十多年里不懈探索、思考的問題，也進(jìn)行了許多的研究工作。首先，充分考慮本專業(yè)系教學(xué)團(tuán)隊(duì)自身的特點(diǎn)，瞄準(zhǔn)教育部設(shè)置信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)理應(yīng)承載的任務(wù)和社會(huì)責(zé)任，并適當(dāng)?shù)亟梃b其他院校開始該專業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。以此為基礎(chǔ)，對如何提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力的培養(yǎng)開展研究。其次，強(qiáng)調(diào)教學(xué)實(shí)踐過程，所有教學(xué)理論的提出都是長期教學(xué)實(shí)踐的總結(jié)。最后，專業(yè)人才競爭力的強(qiáng)弱，主要靠用人單位走訪、畢業(yè)生座談會(huì)、在校高年級(jí)學(xué)生座談會(huì)和社會(huì)調(diào)查等方式進(jìn)行評估。競爭力的測量指標(biāo)主要包括畢業(yè)生取得的成績、對社會(huì)的貢獻(xiàn)、在校生的專業(yè)能力、科學(xué)研究能力和各學(xué)科競賽的獲獎(jiǎng)等。在長期實(shí)踐和研究的基礎(chǔ)上，本文針對提高競爭力這個(gè)問題，提出了以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心提高了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力。這也是這么多年來，全系老師同心協(xié)力做好的一件事。主要依據(jù)如下：

（1）認(rèn)為加強(qiáng)“算法理論”課程模塊教學(xué)，能使信科專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)掌握信息科學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)和控制論等主干學(xué)科的基本理論與方法，具備較扎實(shí)的利用數(shù)學(xué)思想方法分析和解決實(shí)際問題的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，具有良好的數(shù)學(xué)思維能力。掌握“算法理論”，是本專業(yè)學(xué)生在人才需求市場競爭力的核心知識(shí)與能力要素。

（2）在信科專業(yè)人才培養(yǎng)過程中充分強(qiáng)調(diào)“算法實(shí)現(xiàn)”，是該專業(yè)區(qū)別與其他數(shù)學(xué)專業(yè)應(yīng)具備的獨(dú)有人才培養(yǎng)要求，充分體現(xiàn)了信息化和大數(shù)據(jù)背景下，國家現(xiàn)代化建設(shè)對數(shù)學(xué)學(xué)科類人才的特殊要求。相關(guān)的校內(nèi)與校外實(shí)踐課程群，顯著地增強(qiáng)了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)學(xué)生基于數(shù)學(xué)手段解決復(fù)雜實(shí)際問題的能力，體現(xiàn)了本專業(yè)學(xué)生競爭力的“肌肉”。

三、提高信科專業(yè)人才競爭力的舉措

如何做到以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力？首先必須解決以下3個(gè)核心問題：

（1）制定和編寫好能實(shí)現(xiàn)以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心提高信息與計(jì)算科學(xué)本科專業(yè)人才競爭力的培養(yǎng)方案，并穩(wěn)步實(shí)施。

（2）要不斷總結(jié)課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法改革實(shí)踐，提煉出能夠傳承和推廣該專業(yè)的教學(xué)理論。

（3）編寫并使用以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心的專業(yè)課程教材。

（一）制定和編寫專業(yè)建設(shè)目標(biāo)和培養(yǎng)方案

做到以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力，首要的任務(wù)是明確專業(yè)建設(shè)目標(biāo)，編制符合人才培養(yǎng)需求的培養(yǎng)方案，為此不斷完善和改進(jìn)培養(yǎng)方案。制定和編寫了2012版、2016版、2018版以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心的信息與計(jì)算科學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案，并穩(wěn)步實(shí)施。

首先，制定的培養(yǎng)方案對本專業(yè)教學(xué)內(nèi)容做了深度整合：對于數(shù)理類課程，信息處理與科學(xué)計(jì)算離不開堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。作為數(shù)學(xué)科學(xué)的一個(gè)專業(yè)分支，數(shù)學(xué)及計(jì)算數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)理論課程是該專業(yè)課程的核心。所以在低年級(jí)階段開設(shè)的基礎(chǔ)課程中，適當(dāng)加入部分計(jì)算數(shù)學(xué)、信息與計(jì)算機(jī)方向的專業(yè)基礎(chǔ)課。對于計(jì)算機(jī)與信息類課程，由于實(shí)踐性較強(qiáng)，所以整合教學(xué)內(nèi)容時(shí)，增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)非常重要。將C++語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程的實(shí)踐整合為一門集中實(shí)踐課程;在計(jì)算機(jī)軟件方面，我們開設(shè)C++語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、搜索引擎技術(shù)與原理、軟件工程、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和數(shù)字圖像處理等課程。信息科學(xué)方向開設(shè)信息科學(xué)基礎(chǔ)、密碼學(xué)、控制理論、信號(hào)與系統(tǒng)和數(shù)字信號(hào)處理等具體化、專門化課程。在設(shè)置專業(yè)核心課程時(shí)，設(shè)置“主干課程”9門，“特色課程”5門，共14門。進(jìn)一步加強(qiáng)了學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)和解決問題的能力訓(xùn)練。對最重要的兩門基礎(chǔ)課數(shù)學(xué)分析和高等代數(shù)在原學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)上，分別增加了24學(xué)時(shí)和16學(xué)時(shí)，并增加了兩門課程的課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)。其他核心課程內(nèi)容不同程度地減少部分抽象理論課程學(xué)分，增加了實(shí)踐課程門數(shù)，增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以培養(yǎng)學(xué)生利用信息與計(jì)算科學(xué)理論與方法，動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力，強(qiáng)化學(xué)生的就業(yè)競爭力。

其次，制定的培養(yǎng)方案實(shí)施中加強(qiáng)了開放式示范性教學(xué)，定向培養(yǎng)學(xué)生的就業(yè)競爭力：開放式的教學(xué)方法，一是要打破傳統(tǒng)的“一本書”，大力提倡課外閱讀，讓學(xué)生了解教科書之外相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，更要讓學(xué)生了解新理論、新方法和新技術(shù);二是打破“一言堂”，給學(xué)生適當(dāng)?shù)摹白杂伞保试S發(fā)表個(gè)性化的見解;三是教師不要把所有的知識(shí)點(diǎn)講得“完美無缺”，要給學(xué)生的自學(xué)留有余地和空間;四是改變就題論題、解題方法千人一面、解題過程枯燥無味的課外習(xí)題方式，開發(fā)能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，充分發(fā)揮個(gè)人智慧的課外作業(yè)和實(shí)踐訓(xùn)練，使學(xué)生在思考和探究中舉一反三，個(gè)性化得到充分發(fā)揮。根據(jù)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)系師資隊(duì)伍構(gòu)成和本專業(yè)學(xué)生就業(yè)去向，在培養(yǎng)學(xué)生時(shí)，明確地分四個(gè)專業(yè)方向設(shè)計(jì)學(xué)生的系列選修課程。避免學(xué)生盲目選課、學(xué)未來就業(yè)用不上的課，減少學(xué)生總的畢業(yè)學(xué)分要求（原來188個(gè)學(xué)分減少為180學(xué)分）。譬如，通過增加幾何造型與計(jì)算選修課，就是保證學(xué)生能夠從事計(jì)算機(jī)輔助成形設(shè)計(jì)和可視化工程方面的研究;增加高性能計(jì)算課程，就是保證學(xué)生具備從事計(jì)算科學(xué)和工程科學(xué)研究的能力。

最后，制定的培養(yǎng)方案著重強(qiáng)化了畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文完成實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，將“算法實(shí)現(xiàn)”能力培養(yǎng)落到實(shí)處：畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等學(xué)校人才培養(yǎng)計(jì)劃的重要組成部分，是對學(xué)生所獲得知識(shí)和技能的一次綜合訓(xùn)練和應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)大學(xué)生各方面素質(zhì)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是學(xué)生畢業(yè)與學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)。信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)本身就是實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，為了讓學(xué)生在完成畢業(yè)論文的過程中能夠真正提高解決問題的能力，一是要求畢業(yè)論文選題上應(yīng)緊密聯(lián)系當(dāng)前實(shí)際，讓同學(xué)們有充分的選題權(quán);二是改革單一的教師選學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)舊模式，實(shí)行雙向選擇，保證了學(xué)生選擇的自主權(quán)，充分發(fā)揮本系老師科研成果突出的優(yōu)勢。基本上做到學(xué)生畢業(yè)論文做的工作與教師的科學(xué)研究工作一致，充分發(fā)揮“師傅帶徒弟”的功效，做到了學(xué)生在本科階段就完成了創(chuàng)新性科研成果。

（二）教學(xué)方法改革

做到以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心，提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力，教學(xué)方法的改革也是必不可少的。筆者所在的信息與計(jì)算科學(xué)系各教學(xué)團(tuán)隊(duì)在總結(jié)課程教學(xué)內(nèi)容、進(jìn)行教學(xué)方法改革方面做了大量的工作。近幾年來，撰寫發(fā)表了15篇以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心的教學(xué)研究或者教育評價(jià)理論研究方面的教改論文。完成了一系列圍繞“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心的教改項(xiàng)目。以教改項(xiàng)目為例，由萬中教授主持的中南大學(xué)開放式精品示范課堂計(jì)劃項(xiàng)目（數(shù)值分析課程）和突破課堂教學(xué)時(shí)空局限，以數(shù)學(xué)素質(zhì)教育培養(yǎng)研究生工程創(chuàng)新能力，高等學(xué)校“十三五”專業(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目等三項(xiàng)教改項(xiàng)目;由侯木舟教授主持的中南大學(xué)數(shù)學(xué)建模集成共享實(shí)驗(yàn)環(huán)境建設(shè);劉圣軍教授主持的校外實(shí)踐教育基地建設(shè)項(xiàng)目，廣州番禺節(jié)能科技園基地;陳明老師主持的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)考試改革;袁修貴教授主持的大數(shù)據(jù)背景下數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)資源共享平臺(tái)建設(shè);韓旭里教授主持基于應(yīng)用和計(jì)算問題驅(qū)動(dòng)的數(shù)學(xué)類課程教學(xué)方法研究和精品資源共享課“數(shù)值分析”立項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目。不難看出，以上九個(gè)項(xiàng)目研究解決的問題就是兩個(gè)：一是如何加強(qiáng)校內(nèi)課程教學(xué)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生“算法”設(shè)計(jì)及數(shù)學(xué)理論分析能力的培養(yǎng)目標(biāo);二是如何創(chuàng)建更優(yōu)良的實(shí)踐平臺(tái)，以培養(yǎng)學(xué)生的“算法實(shí)現(xiàn)”能力。歸結(jié)到一句話：以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力。實(shí)際上，許多學(xué)生在實(shí)現(xiàn)基地實(shí)習(xí)時(shí)，企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員就非常贊賞學(xué)生的學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、思維活躍、于思考和解決問題，企業(yè)人事部在實(shí)習(xí)期間就動(dòng)員學(xué)生進(jìn)行就業(yè)簽約。

（三）以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心的教學(xué)方法

為了實(shí)現(xiàn)以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力，就必須以教學(xué)改革項(xiàng)目為研究平臺(tái)，圍繞“算法理論與實(shí)現(xiàn)”這個(gè)核心教學(xué)內(nèi)容，至少從以下幾個(gè)方面開展信息與計(jì)算科學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)研究，以大幅度提高學(xué)生的就業(yè)或者進(jìn)一步學(xué)業(yè)深造的競爭力為目標(biāo)。

首先，通過加強(qiáng)“算法理論”課程模塊教學(xué)，夯實(shí)了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)學(xué)生利用數(shù)學(xué)思想方法分析和解決實(shí)際問題的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，增強(qiáng)了本專業(yè)學(xué)生競爭力的“內(nèi)功”。

下面，僅以運(yùn)籌學(xué)方向的課程模塊教學(xué)為例，說明在解決這類教學(xué)問題方面取得的成果。開設(shè)的運(yùn)籌學(xué)方向的課程模塊教學(xué)從大學(xué)二年級(jí)開始到四年級(jí)第一學(xué)期結(jié)束，依次在信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)規(guī)劃基礎(chǔ)、數(shù)值最優(yōu)化、模糊數(shù)學(xué)與模糊規(guī)劃、物流優(yōu)化系列課程。該課程群從課程教學(xué)內(nèi)容體系、教學(xué)模式和教學(xué)方法等方面都圍繞“算法設(shè)計(jì)及收斂性理論”教學(xué)為核心。具體說來，教學(xué)過程中必須強(qiáng)調(diào)“算法的收斂性理論”教學(xué)，一方面充分體現(xiàn)了信息與計(jì)算科學(xué)這個(gè)本科專業(yè)的特色（即科學(xué)計(jì)算方法），使之不同于其他數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)或者計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)設(shè)置的專業(yè)，另一方面又非常重視“數(shù)學(xué)理論”與“數(shù)學(xué)思維能力”的培養(yǎng)。精選經(jīng)典“算法”，并對它們作盡量詳細(xì)地論述和嚴(yán)格證明，從算法的構(gòu)造思想、算法的具體創(chuàng)造過程、算法的評價(jià)和改進(jìn)、以及算法的具體執(zhí)行等，敘述上做到通俗易懂，深入淺出，克服了大學(xué)課程教學(xué)時(shí)數(shù)壓縮要求帶來的困境。對教師不能在課堂上全部講完的其他教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在熟練掌握了經(jīng)典算法的基礎(chǔ)上，自主學(xué)習(xí)這些內(nèi)容，起到了培養(yǎng)學(xué)生自主獵取、探索新知識(shí)的能力。對部分結(jié)論，僅作敘述，刪除了繁雜的證明過程，用節(jié)省下來的時(shí)間向?qū)W生講述相關(guān)領(lǐng)域最前沿的研究內(nèi)容，特別是信科系運(yùn)籌學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的最新科研成果。這樣做，不僅有利于激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，對各課程任課教師更加尊敬，而且可以非常好地把學(xué)生的創(chuàng)新欲望激發(fā)出來，對科研工作沒有畏難情緒。

其次，通過加強(qiáng)與“算法實(shí)現(xiàn)”相關(guān)的校內(nèi)與校外實(shí)踐課程群，顯著地增強(qiáng)了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)學(xué)生基于數(shù)學(xué)手段解決復(fù)雜實(shí)際問題的能力，體現(xiàn)了本專業(yè)學(xué)生競爭力的“肌肉”。具體說來，本教學(xué)改革舉措主要取得的成果如下。

（1）通過學(xué)生、教師座談會(huì)、用人單位走訪和社會(huì)調(diào)查等方式了解到，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生普遍認(rèn)為在校期間對其參加工作后具有直接幫助的教學(xué)環(huán)節(jié)是大學(xué)學(xué)習(xí)期間的實(shí)踐課程。

（2）為了加強(qiáng)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力，特別是要充分體現(xiàn)本專業(yè)人才的就業(yè)或者深造的競爭力，必須把“算法的實(shí)現(xiàn)”作為最主要的對該專業(yè)學(xué)生教學(xué)和教育手段。正是因?yàn)樾畔⑴c計(jì)算科學(xué)專業(yè)的學(xué)生具備了較扎實(shí)的“算法”理論基礎(chǔ)，所以本專業(yè)學(xué)生在“算法實(shí)現(xiàn)”上表現(xiàn)了與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)設(shè)置的相關(guān)專業(yè)學(xué)生不一樣的能力，更具備數(shù)學(xué)方法分析問題的功底，深受用人單位歡迎。

（3）對于本專業(yè)的“算法實(shí)現(xiàn)”，做到了連續(xù)四年不間斷地加強(qiáng)了校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)和校外集中教學(xué)實(shí)踐各環(huán)節(jié)。首先是成功開設(shè)了一系列數(shù)學(xué)學(xué)科實(shí)踐課程：數(shù)學(xué)軟件、數(shù)學(xué)建模、優(yōu)化計(jì)算和matlab軟件、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模、ACM程序設(shè)計(jì)、多媒體等學(xué)科競賽等。其次是加強(qiáng)了集中專業(yè)實(shí)踐的實(shí)習(xí)基地建設(shè)，特別是強(qiáng)調(diào)了集中實(shí)習(xí)內(nèi)容要圍繞“算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”展開。最后，堅(jiān)持了“教學(xué)實(shí)踐與理論總結(jié)”相結(jié)合，不斷增強(qiáng)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)任課教師從事“算法理論與實(shí)現(xiàn)”教學(xué)的能力。

與所有專業(yè)系師資隊(duì)伍存在的問題相同，信息與計(jì)算科學(xué)系20名老師從事的科學(xué)研究方向不盡相同：有研究計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的，有研究數(shù)字信號(hào)處理的，有研究運(yùn)籌學(xué)的，有研究偏微分方程數(shù)值解法的。如何保證所有這些不同研究方向的教師在本科生教學(xué)與教育上合力做好一件事？即如何以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力？做法就是要求老師們一邊認(rèn)真做好一線教學(xué)，一邊做好課后教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。近十年來，筆者所在團(tuán)隊(duì)結(jié)合項(xiàng)目研究，共發(fā)表了20篇相關(guān)教學(xué)改革或者教育評價(jià)理論研究方面的論文[2-3，5]。

（四）以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心的專業(yè)教材

為了做到以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力，編寫并使用以下以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心的專業(yè)教材。以數(shù)值計(jì)算方向?yàn)槔帉懥藝摇笆晃濉币?guī)劃教材《高等代數(shù)》《數(shù)值分析》《數(shù)值最優(yōu)化理論與算法》《數(shù)值分析與實(shí)驗(yàn)》《科學(xué)計(jì)算與數(shù)學(xué)建模》等[6-8]。上述教材的編寫都是以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力為宗旨。從內(nèi)容選擇和編排上充分強(qiáng)調(diào)了算法設(shè)計(jì)的思想、算法收斂性理論的建立與證明、算法實(shí)現(xiàn)中需要關(guān)注的數(shù)值計(jì)算問題以及具體的實(shí)現(xiàn)手段。即使像《高等代數(shù)》這樣的基礎(chǔ)課程教材，也滲透了算法的思想。

四、結(jié)束語

信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是一個(gè)新型的交叉學(xué)科，在專業(yè)建設(shè)、師資培養(yǎng)、教學(xué)方法和課程優(yōu)化方面還有很多問題值得深入研究和改革。本文針對信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)如何面向國家建設(shè)對數(shù)學(xué)人才的需求，提出了以“算法理論與實(shí)現(xiàn)”為教學(xué)核心提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才競爭力的教學(xué)理念。

參考文獻(xiàn)：

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