一般院校信息與計算科學專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究

羅智明　胡桔州　陳榮平

文章編號：1672-5913(2009)08-0020-03

摘要：文章通過對信息與計算科學專業(yè)與計算機科學專業(yè)進行比較分析，提出了信息與計算科學專業(yè)的改革思想與培養(yǎng)方案，制定相應的理論教學課程體系和實踐教學體系。本文的研究成果，將對一般高等院校信息與計算科學專業(yè)建設及其課程建設，具有一定的指導意義。

關(guān)鍵詞：信息與計算科學；比較分析；培養(yǎng)模式

中圖文分類號：G642

文獻標識碼：B

1信息與計算科學專業(yè)與計算機科學與技術(shù)專業(yè)之比較

在教育部1998年頒布的新的專業(yè)目錄中，信息與計算科學被確定為一個新的專業(yè)，1999年開始招生。這一專業(yè)設置較好地適應了新世紀以信息技術(shù)為核心的全球經(jīng)濟發(fā)展格局下的人才培養(yǎng)與專業(yè)發(fā)展。信息與計算科學已成為各高校十分熱門的招生專業(yè)。信息與計算科學專業(yè)是數(shù)學、信息科學和計算機科學的交叉學科。它以數(shù)學為基礎(chǔ)，計算機為工具，解決信息和工程計算方面的實際問題。該專業(yè)就像一個獵人(數(shù)學)拿著一支獵槍(計算機)打獵(解決信息和工程計算方面的實際問題)那樣。

信息與計算科學專業(yè)是在原來的計算數(shù)學專業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。國家之所以要撤消計算數(shù)學專業(yè)，而建立信息與計算科學專業(yè)，是因為原來的計算數(shù)學專業(yè)過于專業(yè)化，與現(xiàn)在流行的通識教育相抵觸。原專業(yè)是在計劃經(jīng)濟時代產(chǎn)生的，那時學生畢業(yè)后，去什么單位國家已分配好，不用在市場上尋找單位。但是，現(xiàn)在是市場經(jīng)濟，學生要自己尋找單位?，F(xiàn)在的市場既要求學生知識面寬廣又要求學生在某一個方面很專。提高原專業(yè)的就業(yè)率是改造該專業(yè)的目的之一。

計算機專業(yè)畢業(yè)生大部分數(shù)學功底較薄，雖然會編寫程序，但對工程計算中的數(shù)學公式的意義理解不深刻，不知道自己用計算機算出的結(jié)果代表什么；有錯誤時，也不知道為什么。而計算數(shù)學專業(yè)的學生盡管懂數(shù)學公式，但不會編程序，運用計算機的能力較差。國家教育部成立信息與計算科學專業(yè)的另一個目的就是要改變上述兩個原有專業(yè)的上述弊病，希望新專業(yè)的學生即有較強的數(shù)學基礎(chǔ)又有較熟練的計算機應用技能。計算數(shù)學與計算機科學與技術(shù)專業(yè)走向融合，早在一些大學就已經(jīng)開始了。在1985年，一些學校(如，吉林大學、湘潭大學等)就已經(jīng)把計算數(shù)學專業(yè)改為計算數(shù)學與軟件專業(yè)了。1998年，教育部把計算數(shù)學、計算數(shù)學及軟件專業(yè)正式改名為信息與計算科學專業(yè)，相應的專業(yè)內(nèi)涵也隨之有所擴充。

隨著信息與計算科學專業(yè)的迅速發(fā)展，一般院校必須對數(shù)學類專業(yè)課程的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)規(guī)格與培養(yǎng)方案進行深入研究，這一問題已經(jīng)列入教育部高等學校數(shù)學與統(tǒng)計學教學指導委員會近年提出的今后五年內(nèi)專業(yè)建設方面重要的教改問題中。重點院校信息與計算科學專業(yè)，因其深厚的辦學底蘊、強大的師資陣容和較高的生源質(zhì)量而具有一般院校無可比擬的辦學優(yōu)勢，其培養(yǎng)方案基本不適合一般院校的辦學實際。而在一般院校的信息與計算科學專業(yè)中，多數(shù)教師只從事過基礎(chǔ)數(shù)學或數(shù)學基礎(chǔ)課的教學，很多教師仍然沿用培養(yǎng)基礎(chǔ)學科人才的模式來培養(yǎng)應用型專業(yè)人才，不注意培養(yǎng)他們實踐和動手能力，畢業(yè)的學生很難適應社會的需要。這些問題如不盡快解決，將會制約該專業(yè)的建設與發(fā)展。

根據(jù)調(diào)查，在近十年來計算機學科的人才培養(yǎng)也有了飛速的發(fā)展，但隨著計算機的普及，這類專門人才逐漸失去了往日的優(yōu)勢，正逐漸陷入困境。究其主要原因，是由于計算機人才市場過分強調(diào)技術(shù)因素，導致大學在培養(yǎng)計算機專業(yè)類學生時，只注重培養(yǎng)學生的計算機操作和應用能力，忽視對人才的理論素質(zhì)的培養(yǎng)，使得畢業(yè)生后勁不足。計算機應用技術(shù)是計算機人才賴以生存的一個法寶，這是市場規(guī)則，市場往往只注重人才的實際工作能力，評價人才的標準十分簡單，即能否獨擋一面地承擔計算機軟件開發(fā)和硬件制造的工作。正是由于這一規(guī)則的強大推動力，大學生在校期間就十分注重自己工作能力的培養(yǎng)，學生將注意力集中在各種編程環(huán)境、開發(fā)工具、計算機網(wǎng)絡的集成技術(shù)等上面，往往忽視了理論基礎(chǔ)的學習，對基礎(chǔ)理論在人才職業(yè)生涯中的后勁作用認識相當膚淺，這顯然與當今一部分大學生比較浮躁的學風有關(guān)。相反，信息與計算科學專業(yè)學生如果只注重基礎(chǔ)理論課的學習，忽視計算機操作和應用能力的培養(yǎng)，以至于在編程、軟件開發(fā)、計算機網(wǎng)絡等方面能力不強，就難以適應社會需要。

為了擺脫這種困境，我們必須解放思想、大膽探索、不斷創(chuàng)新，改革當前的信息與計算科學專業(yè)教學模式和人才培養(yǎng)策略。從人才培養(yǎng)的角度來看，既要強調(diào)基礎(chǔ)(計算機專業(yè)人才培養(yǎng)是前車之鑒)，又要注重實踐能力的培養(yǎng)，更應該加強面向未來的基礎(chǔ)教學，使培養(yǎng)出的人才具有發(fā)展后勁。人才培養(yǎng)一方面要適應市場規(guī)則的要求，另一方面又必須清醒地看到市場行為往往是一種短期的行為，一旦市場需求發(fā)生變化，市場規(guī)則也將隨之發(fā)生變化，從而對人才的要求也就發(fā)生了變化。由于人才的知識基礎(chǔ)是在學校培養(yǎng)造就的，一旦市場規(guī)則發(fā)生變化，其知識結(jié)構(gòu)能否滿足市場規(guī)則變化的要求就成了人才有沒有后勁的一個關(guān)鍵問題。

綜上所述，高等院校只有牢牢抓住培養(yǎng)適應未來市場規(guī)則變化的信息與計算科學人才做為指導思想，才可以說其人才培養(yǎng)方法和思想是正確的，否則，不僅人才會被市場淘汰，其所在的高等院校也將會被市場淘汰。

2信息與計算科學專業(yè)定位

信息與計算科學作為數(shù)學學科下的一個理科專業(yè)，主要研究“信息技術(shù)的核心基礎(chǔ)與運用現(xiàn)代計算工具高效求解科學與工程問題的數(shù)學理論與方法”，與計算機科學與信息工程是有區(qū)別的，同信息管理與信息系統(tǒng)這種管理類專業(yè)更是大相徑庭。信息與計算科學專業(yè)宜以信息科學與科學計算(計算數(shù)學)為核心方向。信息科學可以定義為“有關(guān)信息技術(shù)核心基礎(chǔ)的科學”，而信息技術(shù)則通常被定義作是“擴展人的信息器官功能的技術(shù)”。所以，我們理解信息科學不應該僅理解作是信息論或密碼學，而應該理解是“有關(guān)信息獲取、信息傳輸、信息處理與信息控制基礎(chǔ)的科學”。這一理解對于設置信息與計算科學專業(yè)培養(yǎng)目標與課程有重要意義。

信息與計算科學專業(yè)的人才培養(yǎng)應該遵循“強基礎(chǔ)、寬口徑、重實際、有側(cè)重、創(chuàng)特色”的辦學指導思想。

“強基礎(chǔ)”主要強調(diào)信息與計算科學專業(yè)學生的數(shù)學基礎(chǔ)決不可以削弱，這既是本專業(yè)學生區(qū)別于計算機、信息工程等專業(yè)學生的主要特征，也是本專業(yè)學生受市場歡迎的主要原因。

“寬口徑”是適應當前本科通才教育特征的辦學理念，這里主要用以強調(diào)在專業(yè)教育過程中應避免過度專門化。無論是采用哪一種模式辦學(以計算數(shù)學、信息科學、或二者兼顧的辦專業(yè)模式)，在專業(yè)必修與選修課中加強學科的綜合性講授是值得提倡的。

“重實際”有兩層含義：一是信息與計算科學本身是實踐性極強的學科，在學科發(fā)展、專業(yè)建設、教學環(huán)節(jié)中都應該緊密聯(lián)系信息技術(shù)與計算技術(shù)的實際；二是在確定專業(yè)方向上，我們應緊緊結(jié)合經(jīng)濟類院校的實際，努力使之與所在學校的定位相適應，與本校教師的特長與發(fā)展目標相適應，與本地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展對人才的需求相適應。

“有側(cè)重”是指在專業(yè)方向選擇與課程開設上有側(cè)重，不能采用“面面俱到”、“萬金油”和“四不像”式的人才培養(yǎng)模式。應在加強信息與計算融合的基礎(chǔ)上，側(cè)重于信息與計算科學在計算機應用方面的能力。

創(chuàng)特色主要是發(fā)揮自己的優(yōu)勢，在開辦信息與計算科學專業(yè)中辦出自己的特色。應在“加強數(shù)學基礎(chǔ)，發(fā)展信息與計算科學”這樣的一個大前提下，根據(jù)自己的特點，在應用領(lǐng)域長期深入，辦出自己的優(yōu)勢與特色。

3信息與計算科學專業(yè)的人才培養(yǎng)模式

專業(yè)人才培養(yǎng)模式是一種總體性的專業(yè)人才培養(yǎng)體系，它是專業(yè)人才培養(yǎng)的各個方面、各種要素優(yōu)化組合的有機整體。通過六年多的摸索，我們提出以下信息與計算科學專業(yè)人才培養(yǎng)模式：亦即“‘數(shù)學+信息與計算科學→數(shù)學建?！惴ㄔO計→編程實現(xiàn)→軟件開發(fā)→信息與計算科學專業(yè)人才”的培養(yǎng)模式如圖1所示。

圖1 信息與計算科學專業(yè)人才培養(yǎng)模式

數(shù)學建模是運用數(shù)學的語言和方法，通過抽象、簡化，建立能刻劃并解決實際問題的模型一種強有力的數(shù)學活動，更是將數(shù)學基礎(chǔ)、計算機技術(shù)與實際應用融為一體的具體體現(xiàn)?；跀?shù)學建模的特點，以培養(yǎng)學生建立數(shù)學模型和模型實現(xiàn)能力為目標，是構(gòu)建一般院校信息與計算科學專業(yè)人才培養(yǎng)模式的最佳途徑。

4信息與計算科學專業(yè)理論課程體系

按照“‘數(shù)學+信息與計算科學→數(shù)學建?！惴ㄔO計→編程實現(xiàn)→軟件開發(fā)→信息與計算科學專業(yè)人才”的培養(yǎng)模式和運行機制培養(yǎng)高質(zhì)量、復合型的信息與計算科學專業(yè)人才，關(guān)鍵在于實現(xiàn)教學的整體優(yōu)化。而教學整體優(yōu)化涉及到教學的各個方面、各個要素和各個環(huán)節(jié)；教學過程中涉及老師、學生、教學內(nèi)容三個基本要素；教學環(huán)節(jié)上涉及專業(yè)課程體系、教學計劃、課程改革、教學內(nèi)容、教材選擇、教學方法手段、考試方式、實踐教學、素質(zhì)教育、教學管理等；專業(yè)人才培養(yǎng)涉及到知識傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育三個方面。因此，教學整體優(yōu)化是一項復雜的系統(tǒng)工作，必須進行系統(tǒng)思考和系統(tǒng)設計。

根椐信息與計算科學的人才培養(yǎng)的“強基礎(chǔ)、寬口徑、重實際、有側(cè)重、創(chuàng)特色”的辦學指導思想，學生應在數(shù)學基礎(chǔ)、計算機基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)方面得到加強，而對于專業(yè)課(含選修課)允許學生自由選擇、體現(xiàn)各自特點。

專業(yè)課選修要有一定靈活性。信息與計算科學涵蓋面很寬，而且是快速發(fā)展中的學科，給予一定的選課靈活性既可照顧到學生的特點，又有利于使教學內(nèi)容更適應于學科發(fā)展。但是，選課靈活性是有限度的，不能隨意選擇，信息科學方向的專業(yè)課程宜在信息處理、信息編碼與信息安全、計算智能與控制理論這幾個大的模塊中加以選擇。

根椐國家教育部教學指導委員會制定的本專業(yè)教學規(guī)范和對這幾年各高校特別是經(jīng)濟類院校信息與計算科學專業(yè)教學計劃的研究，我們認為信息與計算科學課程設置方案優(yōu)化如下：

數(shù)學基礎(chǔ)課：數(shù)學分析、高等代數(shù)、解析幾何、微分方程、概率統(tǒng)計、運籌學。

計算機類基礎(chǔ)課：高級程序設計C語言、離散數(shù)學、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫原理與應用等。

信息類基礎(chǔ)課：數(shù)值分析、MATLAB科學計算語言、信息論與編碼、計算機圖形學等。

專業(yè)選修課：數(shù)學建模、算法導論、JAVA面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言、軟件工程、數(shù)字信號處理、數(shù)論與通訊、最優(yōu)化理論與算法等信息類課程，及西方經(jīng)濟學、中級微觀經(jīng)濟學、統(tǒng)計學、管理信息系統(tǒng)等經(jīng)濟與管理類課程。

5信息與計算科學專業(yè)的實踐教學體系構(gòu)建

實踐教學是信息與計算科學專業(yè)學生的薄弱環(huán)節(jié)，也是教學過程的一個必不可少的重要環(huán)節(jié)，具有深化知識、驗證知識、整合知識，并將知識轉(zhuǎn)化智力和能力的重要作用。同時，實踐教學在培養(yǎng)學生的學習能力、協(xié)調(diào)溝通能力、創(chuàng)新能力等具有不可替代的作用。學生計算機基本技能和動手能力的高低，直接關(guān)系到信息與計算科學培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。因此，必須改革傳統(tǒng)的實驗、實踐教學模式，逐步形成“厚基礎(chǔ)，寬應用，促創(chuàng)新”的實驗教學理念，建立一套完整的實踐教學體系。

厚基礎(chǔ)：基礎(chǔ)理論知識是實驗的基礎(chǔ)，因此，在實驗教學內(nèi)容的安排中，促進基礎(chǔ)理論知識的理解、體現(xiàn)基礎(chǔ)理論知識的實驗占有相當?shù)谋戎?，這類實驗一般以驗證性實驗為主。 如計算機基礎(chǔ)、C語言程序設計、數(shù)據(jù)庫原理與應用等。

寬應用：在對基礎(chǔ)知識理解的基礎(chǔ)上，必須加大學生對基礎(chǔ)知識的應用能力。對于信息與計算科學專業(yè)學生，引導學生對不同課程知識的融合，把計算機技術(shù)應用到其專業(yè)中去，這類實驗以中級實驗和部分綜合應用實驗為主。如MATLAB科學計算語言，數(shù)值分析，數(shù)學建模可以用計算機相關(guān)方法解決專業(yè)中的具體問題。

促創(chuàng)新：根據(jù)學生的個人興趣愛好，以實驗小組為單位，引導學生開展各種創(chuàng)新實驗。通過開放實驗室為學生提供實驗環(huán)境，如學生的程序設計大賽、數(shù)學建模大賽、大學生研究與創(chuàng)新訓練等。

實踐教學整個體系的關(guān)系是以培養(yǎng)學生實踐、創(chuàng)新能力為目標，從基礎(chǔ)訓練層到科技創(chuàng)新訓練層是到達目標的保障，實驗課程、實驗項目是達到每個訓練層次教學目標的關(guān)鍵。整體包括4層：基礎(chǔ)訓練層、提高訓練層、綜合訓練層和科技創(chuàng)新訓練層。

基礎(chǔ)訓練層涵蓋了所有基礎(chǔ)課程實驗：計算機基礎(chǔ)，C語言程序設計，MATLAB科學計算語言，JAVA面向?qū)ο蟪绦蛟O計等基礎(chǔ)課程實驗；

提高訓練層包括數(shù)值計算方法，數(shù)據(jù)庫原理與應用、計算機網(wǎng)絡開發(fā)等，它們將理論與實踐相結(jié)合；

綜合訓練層以數(shù)學建模、管理信息系統(tǒng)、軟件工程綜合模擬實習等，并結(jié)合信息與計算科學最新發(fā)展及信息處理新技術(shù)專題的綜合性設計作業(yè)等各種訓練學生綜合能力的活動以及畢業(yè)設計為主；

科技創(chuàng)新訓練層主要以組織并鼓勵學生參與大學生創(chuàng)新項目、挑戰(zhàn)杯項目、全國數(shù)學建模競賽等相關(guān)創(chuàng)新競賽為主。

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The Study of Personnel Training on the Subject of Information and Computing Science

in General Universities

LUO Zhi-ming, HU Ju-zhou, CHEN Rong-ping

(College of Information, Hunan University of Commerce, Changsha410205, China)

Abstract: Through a comparative analysis on the subject between Information and Computing Science and the subject of Computer Science, the paper puts forward some ideas on reform and personnel training plans for the subject of Information and Computing Science, and designs corresponding curricula of the theory courses and the practice courses. The result of this study provides some guides on the curriculum development on the subject of Information and Computing Science in general universities.

Key words: information and computing science; comparative analysis; training pattern