信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革與實(shí)踐

徐鳳生

摘要： 圍繞“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”的辦學(xué)理念，論述了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的必要性、實(shí)施方案和具體措施，分析了該模式在實(shí)施過程中所取得的成效。

關(guān)鍵詞： 信息與計(jì)算科學(xué)； 人才培養(yǎng)； 課程體系； 實(shí)踐環(huán)節(jié)

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2012）03-56-03

Reform and practice on talent training mode of information and computer sciences

Xu Fengsheng

（Department of Mathematics，Dezhou College， Shandong 253023， China）

Abstract： According to the idea of running schools which strengthens mathematical foundations, takes into account mixing of subjects, emphasizes innovation application, the author describes in this paper the necessity, schemes and measures of reforms on talent training mode and analyzes the effect of this proposed training mode in training talents of information and computer sciences.

Key words： information and computer science； talent training program； course organization； practice

0 引言

1998年教育部頒布了高等學(xué)校新的專業(yè)目錄，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)就是這次調(diào)整中的數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)科的三個(gè)本科專業(yè)之一。信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是由信息科學(xué)、計(jì)算科學(xué)、運(yùn)籌與控制科學(xué)等學(xué)科交叉滲透而形成的一個(gè)新的數(shù)學(xué)類專業(yè)[1]。這一專業(yè)設(shè)置的背景是，信息技術(shù)已成為21世紀(jì)的核心技術(shù)，信息時(shí)代已悄然而至，為了緊跟形勢，教育部設(shè)置了這一專業(yè)，以期培養(yǎng)出一批有競爭力的人才。該專業(yè)的設(shè)置，反映了社會(huì)對數(shù)學(xué)學(xué)科人才的需求，為這個(gè)古老的學(xué)科注入了新的活力，也為各高校數(shù)學(xué)專業(yè)的招生帶來正面影響。這些年來，許多高校都陸續(xù)開設(shè)了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)，并且對該專業(yè)的內(nèi)涵、人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和課程設(shè)置等重要問題進(jìn)行了認(rèn)真而深入的探討。

德州學(xué)院是一所新建本科院校，2004年依托數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)，開辦了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)。在七年的辦學(xué)實(shí)踐中，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案歷經(jīng)三次大的修訂，2010年上半年完成了新一輪的培養(yǎng)方案的制定，并從2010級新生開始實(shí)施。本文將圍繞“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”的辦學(xué)理念，論述信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的必要性、實(shí)施方案、具體措施，以及在實(shí)施過程中取得的成效，希望對同類院校信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的建設(shè)有所幫助。

1 人才培養(yǎng)模式改革的必要性

信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)涵蓋了信息科學(xué)、計(jì)算科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)和控制論四個(gè)學(xué)科。信息科學(xué)是最新發(fā)展起來的主干學(xué)科，主要培養(yǎng)學(xué)生信息處理需要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，相關(guān)課程包括現(xiàn)代密碼學(xué)、圖形圖像處理和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等專業(yè)課程；計(jì)算科學(xué)主要以數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)和物理學(xué)為基礎(chǔ)課，此外還有數(shù)值分析、數(shù)值代數(shù)和微分方程數(shù)值解等專業(yè)課；運(yùn)籌學(xué)方向以最優(yōu)化理論與方法和運(yùn)籌學(xué)為基礎(chǔ)，解決現(xiàn)代管理科學(xué)中的理論和實(shí)際問題；控制論方向主要研究在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)中出現(xiàn)的帶有控制參數(shù)變量的時(shí)變系統(tǒng)等[2]。很顯然，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是一個(gè)數(shù)學(xué)專業(yè)，但又遠(yuǎn)超出數(shù)學(xué)學(xué)科的范圍，它應(yīng)該主要研究信息技術(shù)的核心基礎(chǔ)與運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算工具高效求解科學(xué)與工程問題的數(shù)學(xué)理論與方法，專業(yè)定位與計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息工程專業(yè)有明顯的區(qū)別。目前，全國各高校信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)開設(shè)的課程、設(shè)置的專業(yè)方向各異。如何定位或者培養(yǎng)什么樣的信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才是一個(gè)值得認(rèn)真思考和探討的重要課題，這直接影響到教學(xué)內(nèi)容和課程體系設(shè)置。不同的信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)定位將導(dǎo)致不同的課程設(shè)置和不同模式的人才培養(yǎng)。

全國各地人才市場的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料顯示，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才的需求量非常大[1]。隨著德州市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科研院所、信息產(chǎn)業(yè)、銀行、證券、金融等行業(yè)需要相當(dāng)數(shù)量的信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的應(yīng)用型人才。特別是一些高新技術(shù)領(lǐng)域，更是迫切需要具有良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，掌握信息科學(xué)、計(jì)算科學(xué)和金融數(shù)學(xué)的基本理論、方法和技能，能夠解決實(shí)際問題的高級應(yīng)用型人才。但現(xiàn)實(shí)是：一方面，市場急需的專業(yè)人才缺乏；另一面，很多大學(xué)生找不到工作。因此，我們培養(yǎng)人才必須變被動(dòng)為主動(dòng)，主動(dòng)適應(yīng)市場對人才的需求，使我們的“產(chǎn)品”成為“暢銷品”，專業(yè)培養(yǎng)模式改革既是高等教育改革的必然趨勢，也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要。

2 信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革

按照國家“教指委”的教學(xué)規(guī)范[3，4]，立足德州市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對人才培養(yǎng)的新需求，在對目前信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀和畢業(yè)生就業(yè)情況深入調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，我們遵循“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”的辦學(xué)理念，不斷調(diào)整和完善信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方案，通過課程體系模塊化、特色化等方式，進(jìn)一步優(yōu)化課程體系結(jié)構(gòu)，凸顯專業(yè)特色，使之更加適應(yīng)市場需求。強(qiáng)化數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的目標(biāo)是讓該專業(yè)畢業(yè)具有較好的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，能夠利用數(shù)學(xué)理論解決信息科學(xué)、金融數(shù)學(xué)等領(lǐng)域中的實(shí)際問題，這是該專業(yè)學(xué)生最終具有競爭力的根本所在。兼顧學(xué)科交叉是指該專業(yè)是一個(gè)多學(xué)科交叉滲透的專業(yè)，取各學(xué)科之長，形成本專業(yè)的特色，是本專業(yè)學(xué)生具有更廣泛就業(yè)去向的優(yōu)勢所在。注重創(chuàng)新應(yīng)用是指注重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算素養(yǎng)、信息素養(yǎng)、創(chuàng)新思維能力以及應(yīng)用能力，切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)力和就業(yè)競爭力。根據(jù)對畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查分析可知，該專業(yè)畢業(yè)生主要工作在科研院所以及信息、金融等行業(yè)。參照各兄弟院校的做法[5-10]，我們制定了本專業(yè)的辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)方案。

⑴ 專業(yè)定位

根據(jù)教育部專業(yè)規(guī)范，結(jié)合地方人才需求，我們將該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)定位為：培養(yǎng)具有良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，掌握信息科學(xué)、計(jì)算科學(xué)和金融數(shù)學(xué)的基本理論、方法和技能，受到科學(xué)研究的初步訓(xùn)練，能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和熟練的計(jì)算機(jī)技能解決信息處理、科學(xué)與工程計(jì)算、金融領(lǐng)域中的實(shí)際問題的高級應(yīng)用型人才。

⑵ 教學(xué)內(nèi)容改革

為了落實(shí)“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”的辦學(xué)理念，在信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，采取以下做法：

① 教學(xué)設(shè)計(jì)案例化。在數(shù)學(xué)分析、離散數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等課程的教學(xué)過程中，依據(jù)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)教學(xué)案例，由此引導(dǎo)學(xué)生形成自己的體驗(yàn)和感悟，激發(fā)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)欲望和興趣。

② 案例設(shè)計(jì)主題化。在案例設(shè)計(jì)過程中，按照學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和課程理論與應(yīng)用特點(diǎn)，將教學(xué)計(jì)劃中規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容有機(jī)地加以整合，構(gòu)建成一個(gè)個(gè)教學(xué)主題，主題及案例有明確的教學(xué)目標(biāo)，又有相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)與實(shí)際應(yīng)用密切相連，從而引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)、有效地學(xué)習(xí)。

③ 主題設(shè)計(jì)項(xiàng)目化。在主題選擇過程中，密切聯(lián)系相關(guān)課程的應(yīng)用和科研，根據(jù)學(xué)生知識(shí)與能力背景，將相關(guān)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成任務(wù)明確的訓(xùn)練項(xiàng)目，按照項(xiàng)目的要求，組織實(shí)施教學(xué)與考核，使學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力、數(shù)學(xué)應(yīng)用能力、解決實(shí)際問題能力和創(chuàng)新能力得以提高。

④項(xiàng)目設(shè)計(jì)科學(xué)化。對每個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目，按照教學(xué)目標(biāo)科學(xué)規(guī)劃，注重學(xué)科能力和課程能力的培養(yǎng)，突出問題，科學(xué)設(shè)疑，注重過程，講究實(shí)效。

⑶ 專業(yè)課程體系改革

為了培養(yǎng)市場需要的具有“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力、強(qiáng)應(yīng)用”的應(yīng)用型人才，我們對信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的課程體系實(shí)行模塊化、特色化設(shè)計(jì)。所有課程被分為公共平臺(tái)課、專業(yè)主干課、專業(yè)必修課和專業(yè)方向（特色）課等模塊。公共平臺(tái)課是指數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、信息與計(jì)算科學(xué)三類課程，主要包括數(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(jì)、數(shù)值分析、復(fù)變函數(shù)等。專業(yè)主干課是指本專業(yè)的主干核心課程，包括離散數(shù)學(xué)、普通物理、數(shù)值代數(shù)、信息論與編碼、微分方程數(shù)值解等。專業(yè)必修課是包括運(yùn)籌學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)建模與實(shí)驗(yàn)、實(shí)變函數(shù)與泛函分析等。專業(yè)方向（特色）課主要設(shè)置了信息科學(xué)、科學(xué)計(jì)算和金融數(shù)學(xué)三個(gè)方向。其中信息科學(xué)方向的主要課程為信息工程概論、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字信號處理；科學(xué)計(jì)算方向的主要課程為計(jì)算幾何、科學(xué)與工程計(jì)算、應(yīng)用隨機(jī)過程；金融數(shù)學(xué)方向的主要課程為金融工程學(xué)、金融市場、國際金融。以上每個(gè)模塊，根據(jù)課程的性質(zhì)分為理論類課程與應(yīng)用類課程兩個(gè)系列，從而構(gòu)建了新的信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)課程知識(shí)交融鏈。根據(jù)知識(shí)模塊內(nèi)容之間的邏輯關(guān)聯(lián)，形成了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)及優(yōu)勢學(xué)科“微分方程及應(yīng)用”、“粗系統(tǒng)理論及應(yīng)用”、“密碼理論”、“金融數(shù)學(xué)”等特色方向的系列基礎(chǔ)理論課程，有數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、解析幾何、微分方程、復(fù)變函數(shù)論、離散數(shù)學(xué)等；系列應(yīng)用性課程有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、運(yùn)籌學(xué)、金融數(shù)學(xué)等。通過這些課程模塊的有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)特色與學(xué)科優(yōu)勢相互交融、相互促進(jìn)，共同凸顯出信息與計(jì)算科學(xué)的專業(yè)特色以及“微分方程”、“粗系統(tǒng)理論”、“金融數(shù)學(xué)”等的學(xué)科優(yōu)勢。

⑷ 實(shí)踐教學(xué)體系改革

實(shí)踐教學(xué)的目的在于通過各種實(shí)踐環(huán)節(jié)，鞏固所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力。它是培養(yǎng)應(yīng)用型人才必不可少的環(huán)節(jié)。信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的實(shí)踐包括課程實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐（包括畢業(yè)設(shè)計(jì)及實(shí)習(xí)）、社會(huì)實(shí)踐、就業(yè)指導(dǎo)實(shí)踐等。課程實(shí)踐是指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)、數(shù)值代數(shù)等課程的實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)等，通過實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。專業(yè)實(shí)踐中的畢業(yè)實(shí)習(xí)是讓學(xué)生到實(shí)習(xí)單位進(jìn)行實(shí)踐，把所學(xué)專業(yè)理論運(yùn)用到實(shí)際工作中，提高發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。專業(yè)實(shí)踐中的畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教育的最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，既是對學(xué)生四年學(xué)習(xí)的全面總結(jié)和檢驗(yàn)，也是對教學(xué)質(zhì)量的全面檢查。社會(huì)實(shí)踐的目的是使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題，同時(shí)學(xué)會(huì)與人交際，提高合作溝通協(xié)調(diào)能力。就業(yè)指導(dǎo)實(shí)踐是指針對社會(huì)現(xiàn)實(shí)和大學(xué)生的求職心態(tài)，對畢業(yè)生進(jìn)行就業(yè)觀教育，引導(dǎo)他們擺正心態(tài)、合理定位。

⑸ 創(chuàng)新課程體系構(gòu)建

為了提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，我們在信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，構(gòu)造了以增強(qiáng)實(shí)踐技能、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的課程體系，主要包括C語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、運(yùn)籌學(xué)、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等課程，這些課程都是實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程主要培養(yǎng)學(xué)生針對實(shí)際問題選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)高效的算法、編寫程序的能力。運(yùn)籌學(xué)旨在培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生進(jìn)行企業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)的戰(zhàn)略決策以及信息系統(tǒng)整體規(guī)劃的實(shí)際能力。數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察力、科學(xué)的思維力和豐富的想象力。實(shí)際上，數(shù)學(xué)建模本身就是一個(gè)創(chuàng)造性的思維過程。在學(xué)生學(xué)習(xí)上述課程的基礎(chǔ)上，我們還積極組織學(xué)生參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽等，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力。

3 實(shí)施新的人才培養(yǎng)模式的具體措施

為了拓寬專業(yè)口徑，及時(shí)調(diào)整人才培養(yǎng)方向，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)能力和就業(yè)競爭力，德州學(xué)院數(shù)學(xué)系信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的具體實(shí)施措施如下。

⑴ 采取“2＋2”的培養(yǎng)模式，實(shí)行寬口徑分流培養(yǎng)。學(xué)生在一、二年級按學(xué)科大類統(tǒng)一學(xué)習(xí)規(guī)定的專業(yè)公共平臺(tái)課程，取得規(guī)定的學(xué)分后，于第五學(xué)期分流到相應(yīng)專業(yè)繼續(xù)學(xué)習(xí)。對未取得規(guī)定學(xué)分者，編入下一年級作試讀處理。學(xué)生試讀合格后可隨下一年級分流到相應(yīng)專業(yè)，試讀一年后仍不符合要求者作退學(xué)處理。

⑵ 分流到信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的學(xué)生，可以根據(jù)個(gè)人的興趣、特長、志愿選擇信息科學(xué)、科學(xué)計(jì)算、金融數(shù)學(xué)等專業(yè)方向，學(xué)校在可能的情況下盡量滿足學(xué)生的個(gè)人志愿。但在尊重學(xué)生志愿的同時(shí)，也會(huì)從專業(yè)布局、人才市場需求和社會(huì)發(fā)展需要出發(fā)合理調(diào)整專業(yè)方向人數(shù)，避免修讀方向人數(shù)嚴(yán)重失衡，以保證社會(huì)對專業(yè)人才的需求。

⑶ 每一學(xué)年，根據(jù)市場調(diào)研情況以及學(xué)生就業(yè)情況，適當(dāng)調(diào)整課程的設(shè)置，但調(diào)整幅度限定在一定的范圍內(nèi)，以保證課程設(shè)置的穩(wěn)定性、長期性和可持續(xù)發(fā)展性。

⑷ 積極鼓勵(lì)學(xué)生參加各類大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)。對于參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽等獲得較好成績的學(xué)生給予適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新學(xué)分。

4 結(jié)束語

德州學(xué)院信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)實(shí)施新的人才培養(yǎng)方案之后，取得了可喜的成果：該專業(yè)2011年被評為校級重點(diǎn)專業(yè)；建立了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)主干課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)；出版主干課程教材四部；有20多位學(xué)生在全國數(shù)學(xué)建模競賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽等賽事中獲得國家級、省部級獎(jiǎng)勵(lì)，有10多位學(xué)生能夠自主開發(fā)網(wǎng)站等。

結(jié)合市場對本專業(yè)人才的需求和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，下一步我們要在專業(yè)特色、人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新等方面繼續(xù)探討和研究，以期更好地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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