計算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)與數(shù)學(xué)教學(xué)改革

梁文忠，譚偉明，覃學(xué)文

（1.2.3.梧州學(xué)院 數(shù)理系，廣西 梧州 543002）

計算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)與數(shù)學(xué)教學(xué)改革

梁文忠1，譚偉明2，覃學(xué)文3

（1.2.3.梧州學(xué)院 數(shù)理系，廣西 梧州 543002）

培養(yǎng)大批的計算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才，是我國信息化進(jìn)程對高等學(xué)校提出的社會需求。數(shù)學(xué)類課程是計算機(jī)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，教學(xué)中應(yīng)該與計算機(jī)各類專業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)際緊密結(jié)合，而不要過于關(guān)注純數(shù)學(xué)理論的科學(xué)性、系統(tǒng)性、嚴(yán)密性。特別是對于培養(yǎng)社會需求最廣泛的應(yīng)用型人才，應(yīng)該融入數(shù)學(xué)技術(shù)，突出數(shù)學(xué)思想和方法的引導(dǎo)，增強(qiáng)學(xué)生數(shù)值計算能力和分析、解決實(shí)際問題的能力。

計算機(jī)；應(yīng)用型人才；數(shù)學(xué)；教學(xué)改革

教育部計算機(jī)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會在 《高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范 (試行)》中，基于學(xué)科發(fā)展和社會需求的視角，明確提出計算機(jī)專業(yè)人才的 “培養(yǎng)規(guī)格分類”可以考慮三種類型：研究型、工程型和應(yīng)用型。

可以認(rèn)為，這三種類型的劃分主要是從學(xué)生畢業(yè)后從事的工作性質(zhì)的角度來考慮的，而社會需求決定了更多的畢業(yè)生會從事何種工作。

當(dāng)前我國信息化進(jìn)程已經(jīng)涉及到各行各業(yè)，包括電子政務(wù)、電信業(yè)、民航業(yè)、金融業(yè)、電力業(yè)等。因而，基于社會需求的視角，迫切需要高等學(xué)校培養(yǎng)大批的應(yīng)用型人才。

一、應(yīng)用型人才及其培養(yǎng)

所謂應(yīng)用型人才是指能將專業(yè)知識和技能應(yīng)用于所從事的專業(yè)社會實(shí)踐的一種專門的人才類型，是熟練掌握社會生產(chǎn)或社會活動一線的基礎(chǔ)知識和基本技能，主要從事一線生產(chǎn)的技術(shù)或?qū)I(yè)人才，其具體內(nèi)涵是隨著高等教育歷史的發(fā)展而不斷發(fā)展的。

培養(yǎng)應(yīng)用型人才，應(yīng)該圍繞 “一線生產(chǎn)”進(jìn)行，應(yīng)用型人才的培養(yǎng)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下三個方面。

①知識結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)、成熟和適用，而相對忽略對學(xué)科體系以及對前沿性未知領(lǐng)域的關(guān)注。

②能力體系突出對基本知識的熟練掌握和靈活應(yīng)用，而相對降低其科研和開發(fā)能力方面的要求。

③培養(yǎng)過程重視實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)如實(shí)驗(yàn)教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等，并以此作為學(xué)生貫通有關(guān)專業(yè)知識和相關(guān)專業(yè)技能的教學(xué)活動[1]。

概括來說，應(yīng)用型人才主要是應(yīng)用知識而非科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造新知，由于社會對應(yīng)用型人才有著廣泛的需求，因而在當(dāng)前大眾化高等教育背景下應(yīng)該加強(qiáng)如何培養(yǎng)應(yīng)用型人才的研究。

二、數(shù)學(xué)課程與計算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)

數(shù)學(xué)是計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的靈魂，計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與數(shù)學(xué)密切相關(guān)，最早研究計算機(jī)的專家多數(shù)是數(shù)學(xué)家,如美國的尼古拉·梅特羅波利斯(Nicholas Constantine Metropolis)、英國的阿蘭·麥席森·圖靈 （Alan Mathison Turing）、我國的張景中等，因而對計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生開設(shè)合理的數(shù)學(xué)課程是十分必要的，數(shù)學(xué)課程在計算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)中有著基礎(chǔ)和關(guān)鍵的作用。

1.數(shù)學(xué)為計算機(jī)科學(xué)提供了必需的基本知識和基本理論。計算機(jī)科學(xué)所需的數(shù)學(xué)知識主要以計算機(jī)數(shù)學(xué)為主,計算機(jī)數(shù)學(xué)是微積分、概率論、離散數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等多個數(shù)學(xué)分支的一個集成,涵蓋相當(dāng)廣泛。數(shù)學(xué)擁有完整嚴(yán)密的邏輯演繹體系,為計算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和提高提供了強(qiáng)有力的理論支持。

2.數(shù)學(xué)培養(yǎng)和發(fā)展了計算機(jī)專業(yè)人才的多項(xiàng)基本能力。這些能力包括與數(shù)學(xué)有關(guān)的運(yùn)算能力、邏輯推理能力和空間想象能力,以及包括觀察、記憶、理解、應(yīng)用、分析等各種能力。

3.數(shù)學(xué)為計算機(jī)專業(yè)人才提供解決實(shí)際問題的思想和方法。通過數(shù)學(xué)教學(xué)，學(xué)生掌握了觀察與實(shí)驗(yàn)、比較與類比、分析與綜合、抽象與概括、歸納與演繹等數(shù)學(xué)方法。數(shù)學(xué)用到的各種數(shù)學(xué)方法,都體現(xiàn)著一定的數(shù)學(xué)思想，比如符號與變元表示的思想、集合思想、對應(yīng)思想、公理化與結(jié)構(gòu)思想、數(shù)形結(jié)合思想、抽樣統(tǒng)計思想等[5]。

對于計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說，數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)目應(yīng)該是將抽象的理論再應(yīng)用于實(shí)踐，除了要掌握基本的數(shù)學(xué)知識,更重要的是感受數(shù)學(xué)的價值,學(xué)會用數(shù)學(xué)思維思考問題，具備數(shù)學(xué)解釋能力、數(shù)學(xué)推理能力、數(shù)學(xué)建模能力、數(shù)學(xué)應(yīng)用能力等，通過數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)提高其專業(yè)素養(yǎng)。

當(dāng)前，一方面是社會需要大量的計算機(jī)專業(yè)人才，而另一方面高校培養(yǎng)的計算機(jī)專業(yè)人才不能滿足國家信息化建設(shè)和IT行業(yè)發(fā)展的要求。造成這一現(xiàn)象的重要原因之一，就是包括數(shù)學(xué)課程在內(nèi)的傳統(tǒng)計算機(jī)專業(yè)教學(xué)偏重于所謂的理論教育，教學(xué)中不分類型千篇一律注重講授知識產(chǎn)生的來龍去脈和理論體系，忽略了不同類型的計算機(jī)專業(yè)人才對知識及實(shí)踐的需求差別，忽略了計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)日新月異的突破與發(fā)展，造成了教學(xué)與人才培養(yǎng)的脫節(jié)。

三、基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的數(shù)學(xué)教學(xué)

數(shù)學(xué)是計算機(jī)專業(yè)人才的精神營養(yǎng),具有精神鈣質(zhì)的作用，數(shù)學(xué)影響著計算機(jī)專業(yè)人才的思想方法、知識結(jié)構(gòu)與創(chuàng)造能力的形成。正如被稱為計算機(jī)之父的數(shù)學(xué)家馮諾依曼所說的：數(shù)學(xué)處于人類智能的中心。

為了讓數(shù)學(xué)教學(xué)在計算機(jī)專業(yè)人才的培養(yǎng)過程中充分發(fā)揮專業(yè)基礎(chǔ)課的作用,必須解決數(shù)學(xué)課程與計算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)的融合問題。除了對數(shù)學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法和手段等方面進(jìn)行改革外，還要根據(jù)不同的人才類型或培養(yǎng)目標(biāo)，從教學(xué)理念、教學(xué)設(shè)計等方面進(jìn)行改革。基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的數(shù)學(xué)教學(xué)改革，要 “以應(yīng)用為目的”，根據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需要，以數(shù)學(xué)思想方法為主線，以應(yīng)用理論解決問題為目的，形成知識的整體結(jié)構(gòu)，由重視體系完整的課程導(dǎo)向向重視專業(yè)需求的應(yīng)用導(dǎo)向轉(zhuǎn)變，由重視數(shù)學(xué)理論的應(yīng)試導(dǎo)向向重視數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的應(yīng)用導(dǎo)向轉(zhuǎn)變。

基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)知識結(jié)構(gòu)、能力體系、培養(yǎng)過程這3個特點(diǎn)，培養(yǎng)計算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才的數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該重視以下3個方面。

1.融入數(shù)學(xué)技術(shù)

數(shù)學(xué)兼有科學(xué)與技術(shù)兩種性質(zhì)，這是其他學(xué)科所難有的，美國科學(xué)院院士J.G.Glimm說 “數(shù)學(xué)是一種關(guān)鍵的普遍適用的，并授予人以能力的技術(shù)”，我國兩彈一星功勛獎?wù)芦@得者錢學(xué)森說 “高技術(shù)本質(zhì)上是一種數(shù)學(xué)技術(shù)”。

數(shù)學(xué)在研究、運(yùn)用和教與學(xué)的過程中,借助工具,采取適當(dāng)?shù)姆椒ê图寄?形成了數(shù)學(xué)技術(shù)。傳統(tǒng)數(shù)學(xué)中的記數(shù)技術(shù)、度量技術(shù)、作圖技術(shù)、計算技術(shù)等數(shù)學(xué)技術(shù)在數(shù)學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用中扮演著重要的角色。在數(shù)學(xué)、電子學(xué)和工程技術(shù)等發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)上,誕生了電子計算機(jī)。數(shù)學(xué)與計算機(jī)相結(jié)合，在計算機(jī)環(huán)境下，形成了一種普遍的、可以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，稱其為現(xiàn)代數(shù)學(xué)技術(shù)。

現(xiàn)代數(shù)學(xué)技術(shù)正在發(fā)展,目前尚未見有關(guān)界定，其內(nèi)容主要包括計算技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、編碼技術(shù)、數(shù)字加密技術(shù)、符號運(yùn)算技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、數(shù)學(xué)建模技術(shù)、數(shù)學(xué)模擬技術(shù)、輔助教學(xué)技術(shù)、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、數(shù)學(xué)機(jī)械化技術(shù)等[3]。

數(shù)學(xué)技術(shù)融入數(shù)學(xué)課程是國際趨勢，甚至已實(shí)施在中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，美國面向新世紀(jì)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出： “數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)使用數(shù)學(xué)技術(shù)幫助所有學(xué)生理解數(shù)學(xué)，并為越來越科技化的社會中應(yīng)用數(shù)學(xué)作好準(zhǔn)備”，英國國家數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)建議給學(xué)生“提供適當(dāng)機(jī)會來發(fā)展應(yīng)用數(shù)學(xué)技術(shù)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的能力”。

數(shù)學(xué)技術(shù)體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的工具性，有益于實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)的廣泛應(yīng)用。在數(shù)學(xué)課程中融入數(shù)學(xué)技術(shù)，對培養(yǎng)應(yīng)用型人才起到積極的作用。

①數(shù)學(xué)技術(shù)有助于體現(xiàn)數(shù)學(xué)的實(shí)驗(yàn)性。數(shù)學(xué)不僅是演繹科學(xué)的范例，也是一門很好的實(shí)驗(yàn)學(xué)科。著名的數(shù)學(xué)家波利亞就曾指出： “數(shù)學(xué)有兩個側(cè)面，一方面是歐幾里得式的嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)科；另一方面，在創(chuàng)造過程中的數(shù)學(xué)更像是一門實(shí)驗(yàn)性的歸納學(xué)科?！苯虒W(xué)改革的一個目標(biāo)是將由 “關(guān)注知識”轉(zhuǎn)向 “關(guān)注應(yīng)用”，使數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)體現(xiàn)出一種技術(shù)化的特征。

②數(shù)學(xué)技術(shù)將豐富數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)涵與形式。融入數(shù)學(xué)技術(shù)使數(shù)學(xué)教學(xué)不再局限于課堂，不再局限于課時，可以實(shí)現(xiàn) “人人學(xué)有價值的數(shù)學(xué)；人人學(xué)都能獲得必要的數(shù)學(xué)；不同的學(xué)生在數(shù)學(xué)上可以得到不同的發(fā)展”，使學(xué)生在豐富多彩的數(shù)學(xué)活動中實(shí)現(xiàn)知識與技能的協(xié)同發(fā)展[6]。

2.滲透數(shù)學(xué)思想方法

數(shù)學(xué)思想方法，就是指現(xiàn)實(shí)世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系反映到人的意識中，經(jīng)過思維活動而產(chǎn)生的結(jié)果，它是對數(shù)學(xué)事實(shí)與數(shù)學(xué)理論 （概念、定理、公式、法則等）的本質(zhì)認(rèn)識。

對于計算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才來說，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的目的，不僅僅在于學(xué)到一些數(shù)學(xué)的概念、公式和結(jié)論，更重要的是要了解數(shù)學(xué)的思想方法和精神實(shí)質(zhì)，真正掌握數(shù)學(xué)這門學(xué)科的精髓。日本著名數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)教育家米山國藏說 “無論對于科學(xué)工作者，技術(shù)人員，還是數(shù)學(xué)教育工作者，最重要的是數(shù)學(xué)的精神、思想和方法，數(shù)學(xué)知識是第二位的?！泵绹逃睦韺W(xué)家和教育家杰羅姆·布魯納(Jerome Seymour Bruner)指出，掌握基本的數(shù)學(xué)思想方法能使數(shù)學(xué)更易于理解和記憶，領(lǐng)會基本的數(shù)學(xué)思想方法是通向遷移大道的 “光明之路”。事實(shí)上，數(shù)學(xué)思想方法不但對學(xué)生學(xué)習(xí)具有普遍的指導(dǎo)意義，而且還有利于學(xué)生形成科學(xué)的思維方式和思維習(xí)慣，為將來從事科學(xué)研究和參加社會實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)存在著重結(jié)論，輕過程，重技巧，輕思想的弊端，束縛了學(xué)生思維能力的發(fā)展。應(yīng)該改革基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的數(shù)學(xué)教學(xué)，在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，注重思想方法的有機(jī)滲透，象概念的形成過程，結(jié)論的推導(dǎo)過程，方法的思考過程，問題的發(fā)現(xiàn)過程，規(guī)律的被揭示過程等等，都蘊(yùn)涵著向?qū)W生滲透數(shù)學(xué)思想方法的極好機(jī)會。

3.加強(qiáng)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)

中國科技大學(xué)的李尚志教授曾指出： “社會對數(shù)學(xué)的需求并不只是需要數(shù)學(xué)家和專門從事數(shù)學(xué)研究人才，而更大量的是需要在各部門中從事實(shí)際工作的人，善于運(yùn)用數(shù)學(xué)知識及數(shù)學(xué)的思維方法來解決他們每天面臨的大量的實(shí)際問題，取得經(jīng)濟(jì)效益和社會效益?！?/p>

如果能把數(shù)學(xué)教學(xué)與計算機(jī)上機(jī)實(shí)踐相結(jié)合,開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課,可以認(rèn)為是對數(shù)學(xué)教學(xué)方法的一個重大改革，是培養(yǎng)計算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才的有效方式。

自90年代以來,國內(nèi)外科技工作者將數(shù)值方法設(shè)計成算法,進(jìn)而編制成數(shù)值計算軟件。如美國的IMSL、Mathematica、Matlab,英國的NAG,以及我國的STYR(數(shù)學(xué)統(tǒng)計應(yīng)用軟件)等。從某些方面來講,數(shù)值計算軟件與其他程序設(shè)計語言一樣,可以通過編寫應(yīng)用程序解決復(fù)雜的問題。

人們往往認(rèn)為只有在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中才能用到一部分?jǐn)?shù)學(xué)知識，因而缺乏利用數(shù)學(xué)知識和手段解決實(shí)際問題的能力。實(shí)際上，給計算機(jī)專業(yè)學(xué)生開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課，為學(xué)生創(chuàng)造培養(yǎng)動手能力的環(huán)境條件，并給出某些有關(guān)自然科學(xué)或社會科學(xué)的綜合性問題，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識，用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)提供的程序設(shè)計語言去編寫應(yīng)用程序來解決這些問題。這樣，學(xué)生在熟悉計算機(jī)，提高編寫程序能力的同時，又掌握了所學(xué)知識，增強(qiáng)了動手能力。掌握數(shù)學(xué)軟件也為以后學(xué)習(xí)后讀課，如計算機(jī)專業(yè)的計算方法、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)輔助設(shè)計、管理信息系統(tǒng)、自動控制理論等專業(yè)課打下一個很好的基礎(chǔ)[4]。

教學(xué)實(shí)驗(yàn)配合課堂教學(xué)，無疑增加了數(shù)學(xué)這門課程的實(shí)踐性，提高了同學(xué)們應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力。

應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要注重實(shí)踐性，必須重視理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合這個環(huán)節(jié)，而數(shù)學(xué)建模正是實(shí)現(xiàn)和加強(qiáng)這一環(huán)節(jié)的一門重要課程，因此，開展數(shù)學(xué)建模活動也是培養(yǎng)計算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才的一個較好形式。數(shù)學(xué)建模課程是一門教學(xué)生如何運(yùn)用所學(xué)知識來解決實(shí)際問題的課程，因此，數(shù)學(xué)建模課程已毋用置疑地成為高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的優(yōu)選策略，其對高校數(shù)學(xué)教學(xué)改革也將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

培養(yǎng)大批的計算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才，是我國信息化進(jìn)程對高等學(xué)校提出的社會需求。數(shù)學(xué)類課程是計算機(jī)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，必須加強(qiáng)對計算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)的研究，按照計算機(jī)專業(yè)人才的 “培養(yǎng)規(guī)格分類”有針對性地實(shí)施教學(xué)。

[1]薛立軍,尹慶民.應(yīng)用型人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[M].北京：知識產(chǎn)權(quán)出版社，2009.

[2]董強(qiáng).關(guān)于高校計算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)類課程教學(xué)的思考[J].中國電子教育，2011(2).

[3]石永福,王立群.現(xiàn)代數(shù)學(xué)技術(shù)及其影響[J].西北師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2005(2).

[4]秦廷楷.計算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)的改革[J].安徽電力職工大學(xué)學(xué)報，2002(2).

[5]王福勝，唐雪冰.數(shù)學(xué)在計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)中的功能分析[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2010(12).

[6]林風(fēng).學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)技術(shù)促進(jìn)課程改革[J].福建教育,2003(01B).

On Application Com puter Talents Training and M athematics Teaching Reform

Liang W enzhong1,Tan W eim ing2,Qin Xuewen3
(1.2.3.Department of Physics and M athematics,Wuzhou University,Wuzhou 543002,China)

To develop a great number of computer application talents is a social demand to colleges and universities during the process of China’s informationization.As a basic course for the computer sciencemajors,mathematics teachers should combine his teaching closely with the training of all kinds of computer talents,without concentrating toomuch on scientificalness,systematicness and rigor ofmathematics.Teachers should integratemathematical technology into the teaching and focus on the guidance in mathematical ways of thinking to enhance students’ability of numerical computation and their ability of analyzing and solving practical problems.

computer;application-oriented talents;mathematics;teaching reform

G642.4

A

1673-8535（2012）02-0093-04

梁文忠（1963-），男，廣西賀州人，梧州學(xué)院數(shù)理系副教授，研究方向：圖論、計算機(jī)算法。

譚偉明（1962-），男，廣西梧州人，梧州學(xué)院數(shù)理系副教授，研究方向：數(shù)學(xué)教學(xué)論、微分方程。

（責(zé)任編輯：高 堅(jiān)）

2012-02-12

廣西新世紀(jì)教改工程項(xiàng)目（2010JGA078）

覃學(xué)文（1975-），女，廣西橫縣人，梧州學(xué)院數(shù)理系教師，研究生學(xué)歷，研究方向：微分方程、數(shù)學(xué)教育。