信息與計算科學專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索

王先超 王春生 柏春松

摘要：分析該專業(yè)目前存在的問題，提出“厚基礎、重實踐、強能力、促創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)模式，闡述人才培養(yǎng)、實踐教學和師資隊伍三方面相結(jié)合的教學改革方案實施過程。

關鍵詞：人才培養(yǎng)模式；實踐教學；實踐能力；創(chuàng)新能力

1、專業(yè)簡介

2002年，教育部數(shù)學與統(tǒng)計學教學指導委員會公布了一份關于信息與計算科學專業(yè)的調(diào)查報告”，將該專業(yè)定位為數(shù)學、計算機科學、信息工程等多學科的交叉。文獻[2]對該專業(yè)的定位是以信息技術、計算技術和運籌控制技術的數(shù)學基礎為研究對象的理科類專業(yè)?？傊畔⑴c計算科學專業(yè)是一個綜合性、交叉性和實踐性都極強的專業(yè)。該專業(yè)的特點與特色是注重學生的數(shù)學基礎，強化其計算機應用和解決實際問題的能力。基于文獻[3]，我們制定了人才培養(yǎng)方案。經(jīng)過10年的實踐，辦學過程中存在的一些問題促使我們思考：怎樣才能辦好該專業(yè)？

2、主要問題

2.1培養(yǎng)目標不夠明確

由于該專業(yè)在成立的最初幾年招生十分熱門，招生學校也逐年增多，導致招生規(guī)模迅速擴大，造成許多問題還未來得及思考并形成規(guī)范，就出現(xiàn)一些更亟待解決的問題。最為嚴重的是，有些學校培養(yǎng)目標不夠明確，導致近幾年招生規(guī)模逐年減少，不少學校甚至因招不到學生而停辦該專業(yè)。

2.2實踐性教學亟待加強

人才培養(yǎng)方案中相當一部分課程是理論課，導致學生的實驗和實踐機會比較少，實踐教學比較薄弱，存在以下幾個問題。

（1）師生對實踐教學不夠重視實驗和實踐教學基本從屬于理論課，實驗內(nèi)容基本都是驗證性的，缺少課程設計，師生對其重視程度不夠?qū)嶒灲虒W遠沒達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、提升學生素質(zhì)的目的。

（2）實踐教學基本流于形式。因擴招導致師資力量的不足，再加上實踐課時嚴重不足，實驗內(nèi)容只能圍繞書本上比較簡單的問題展開，實踐教學很難與實際問題很好結(jié)合。

（3）實踐教學很難達到預期效果。實踐教學經(jīng)費投入嚴重不足，實驗實踐設備得不到保證，從事實驗實踐教學和管理的教師積極性不高，使得有些實踐內(nèi)容難以實現(xiàn)。同時實習基地有限，難以保證每個學生都能參與實踐，導致實踐教學很難達到預期效果。

2.3師資隊伍亟待加強

教師隊伍知識結(jié)構(gòu)不合理，專業(yè)知識背景不足；缺少計算機類和信息類教師，更缺少能夠統(tǒng)攬該專業(yè)全局的教師；同時，在實習實訓基地也缺乏比較專業(yè)的指導老師。

3、人才培養(yǎng)模式探索

為解決上述問題，我們到省內(nèi)外高校和企業(yè)進行充分調(diào)研，了解到企業(yè)和社會對該專業(yè)畢業(yè)生需求量還是挺大的，用人單位在看重其扎實數(shù)學基礎的同時，還比較強調(diào)其編程能力、實踐能力和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)。

3.1修訂人才培養(yǎng)方案

近年來，我們在調(diào)研的基礎上多次進行了人才培養(yǎng)方案的修訂。每次修訂都能進一步明確人才培養(yǎng)目標。我們遵循“厚基礎、重實踐、強能力、促創(chuàng)新”的原則，修訂和完善人才培養(yǎng)方案，構(gòu)建一套能實現(xiàn)“基礎結(jié)構(gòu)科學、專業(yè)特長突出、實踐能力特強、綜合素質(zhì)優(yōu)良”的人才培養(yǎng)目標的課程體系，如圖1所示。

3.1.1 強化數(shù)學基礎

數(shù)學基礎知識使學生具有較強的適應性和競爭力，在教學中有著舉足輕重的地位。我們開設的數(shù)學課程有專業(yè)基礎課（數(shù)學分析、高等代數(shù)、解析幾何、概率統(tǒng)計等）、專業(yè)核心課（常微分方程、實分析、復分析、控制論基礎、信息論基礎、數(shù)學建模、數(shù)值分析等）?？紤]到學生的學習能力和專業(yè)特色，這些課程的教學目標略低于應用數(shù)學專業(yè)，但高于其他專業(yè)。

3.1.2重實踐、強能力、促創(chuàng)新

新的人才培養(yǎng)方案更進一步增加了實踐教學比重，實驗實踐教學貫穿整個課程體系，開設的課程實驗有計算機導論、C程序設計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等14門。同時，我們修訂課程實驗大綱，規(guī)范實驗教學內(nèi)容和形式，強化實驗教學的要求。

此外，我們還通過課程設計、數(shù)學建模競賽、程序設計競賽、到實習基地的生產(chǎn)見習、畢業(yè)實習以及畢業(yè)設計等，培養(yǎng)和提升學生的實踐能力、動手能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)其科研潛能。

3.2改革實踐教學的舉措

3.2.1建立專業(yè)實驗室

具有專業(yè)特色的實驗室是開展實踐教學的重要場所，是做好校內(nèi)實踐教學的重要保障。近年來建立的專業(yè)實驗室有數(shù)學建模實驗室、程序沒計實驗室和機器人實驗室。

3.2.2加強計算機和信息類課程的實踐教學

我們增加了C程序設計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、數(shù)值分析、數(shù)字信號處理等課程的總課時，還增加了實踐學時。同時，為了激發(fā)學生學習這類課程的興趣，我們積極組織學生參加數(shù)學建模和ACM/ICPC程序設計等學科競賽。

3.2.3以學科競賽為載體，提升學生綜合素質(zhì)

為了彌補實踐教學的課時不足，我們組織學生積極參與學科競賽。目前參與的學科競賽主要有全國大學生數(shù)學建模競賽、美國大學生數(shù)學建模競賽和ACM/ICPC國際大學生程序設計競賽。訓練和競賽可以大大提高學生的實踐能力、動手能力、自主學習能力。

數(shù)學建模是在學生所掌握的數(shù)學知識的基礎上，利用數(shù)學思想和方法來解決生活中的實際問題。訓練不但加深學生對所學數(shù)學理論和計算機技術的理解和應用，激發(fā)其學習興趣，提高建模和運用計算機技術解決實際問題的綜合能力和素質(zhì)，而且能培養(yǎng)其初步的科研素養(yǎng)。

ACM/ICPC競賽旨在使大學生通過計算機來允分展示其運用所學數(shù)學知識建立模型、分析問題和解決問題的能力，提升其創(chuàng)新能力。學生為參加競賽，必須自主學習并掌握圖論、組合數(shù)學、計算幾何、人工智能等知識。賽題對數(shù)學要求比較高，要求學生綜合運用所學知識，在規(guī)定時間內(nèi)成題目的解答。它不但要求答案正確，更要求算法高效，即要求以最佳的方式給出正確解答這樣，在備賽過程中，學生不僅需要自學大量的算法，并且需要在國內(nèi)外的OJ平臺上完成大量的題目。因此，該競賽可以在很大程度上提高法分析和設計能力以及編程能力。

近年來，阜陽師范學院每年都獲全國大學生數(shù)學建模競賽國家獎；參加程序設計競賽的選手雖沒有獲得獎項，但其編程能力、創(chuàng)新能力、實踐能力均有很大提升。

3.2.4鼓勵學生積極參與科研

為進一步增強學生的綜合素質(zhì)，鼓勵其積極參與到老師的項目中去，我們組織學生積極申報大學生科研項目。在此過程中，學生學會了如何查閱文獻、如何撰寫申報書、如何踏踏實實做科研，培養(yǎng)了嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、錘煉了科研品質(zhì)，激發(fā)了科研興趣。

3.2.5加強實習實訓基地建設，搞好實習實訓工作

加強實習實訓基地建設是學生參與校外實踐教學的重要保障。為此，我們在省內(nèi)外10多家規(guī)模不同的軟件公司和企事業(yè)單位建立了實習實訓基地，為學生提供專業(yè)實踐場所。在實習實訓基地，我們?yōu)閷W生提供具有較強責任心的工程師和教師，即實行“雙導師制”，完成實習后進行集中答辯，制定了實習實訓評價體系，將學生的實習實訓工作落到實處。

3.2.6嚴把畢業(yè)設計質(zhì)量關

畢業(yè)設計不僅是實踐教學的重要組成部分，也是對學生大學階段所學知識的檢驗和凝練，更是衡量教育教學質(zhì)量的重要指標。因此，我們歷來重視畢業(yè)設計工作的各個環(huán)節(jié)。

選題是畢業(yè)設計的基礎，在很大程度上規(guī)劃了畢業(yè)設計的方向、范圍和內(nèi)容，選題的好壞直接影響質(zhì)量。指導教師能從專業(yè)特色出發(fā)，要求學生做畢業(yè)設計。經(jīng)過多年努力，目前該專業(yè)的學生除了做數(shù)學建模論文外均做畢業(yè)設計。指導教師對選題的難度和深度、科學性、創(chuàng)新性進行較好的把關。

根據(jù)研究內(nèi)容，我們對畢業(yè)設計進行分類，評閱教師進行交叉評閱和盲審，以確保評價的公正性。最后，本著“公平、公開、公正”的原則，我們進行集中答辯，做出科學評定，并做好電子文檔的歸檔等工作，逐步加以制度化。學生在整個過程中受到了科研鍛煉，提高了實踐能力、創(chuàng)新能力等科研素質(zhì)。每年都有一些學生的畢業(yè)設計被學校評定為優(yōu)秀。

3.3提升師資隊伍整體素質(zhì)

要提高學生素質(zhì)，首先必須提升師資隊伍自身素質(zhì)。為此，我們抽凋中堅力量，成立了信息教研室，鼓勵專業(yè)教師到國內(nèi)著名高校攻讀計算機科學與技術、運籌與控制、計算數(shù)學等專業(yè)博士學位，以強化專業(yè)能力；鼓勵教師到企業(yè)兼職，到培訓機構(gòu)參加短期培訓，以提高其實踐能力；鼓勵教師參加相關學術會議，如全國計算機年會等，以開闊教師眼界；鼓勵教師積極申報科研和教研項目，以提高其科研能力和教學水平

4、結(jié)語

對信息與計算科學專業(yè)人才培養(yǎng)模式進行的實踐，不但能夠充分調(diào)動學生參與實踐教學的積極性，激發(fā)其自主學習的主動性，而且可以極大地提升其實踐能力、創(chuàng)新能力、分析和解決實際應用問題的能力以及就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力。該專業(yè)的學科交叉性、實踐性、人才培養(yǎng)的底蘊性以及行業(yè)對人才培養(yǎng)的要求，都提出了亟待研究與探討的新問題。因此，對該專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索和研究還需不斷深入。