新型應用理科“信息計算與安全”專業(yè)建設初探

唐春明，曾志廉，唐 屹，周 權

（1. 廣州大學 數(shù)學與信息科學學院，廣東 廣州 510006；2. 廣東省信息安全技術重點實驗室，廣東 廣州 510006）

0 引言

隨著我國“一帶一路”“中國制造2025”“互聯(lián)網+”等重大戰(zhàn)略實施，新一輪科技革命和產業(yè)革命對高等理科教育提出了巨大的挑戰(zhàn)。目前，我國的“應用型理科人才培養(yǎng)與產業(yè)發(fā)展和社會需求存在一定脫節(jié)，人才培養(yǎng)不能滿足產業(yè)急需，就業(yè)的結構性矛盾較大。從畢業(yè)生狀況和滿意度調查結果來看，理科類尤其是應用理科專業(yè)的各項指標都明顯差于其他類型專業(yè)”。具體就數(shù)學學科而言，目前的專業(yè)設置和教育體制相對保守，導致畢業(yè)生與企業(yè)和社會對跨學科、跨專業(yè)的復合型、創(chuàng)新型人才需求脫節(jié)，畢業(yè)生的專業(yè)素質和專業(yè)技能無法達到企業(yè)和創(chuàng)業(yè)的要求；“數(shù)學與應用數(shù)學”“信息與計算科學”2個專業(yè)的設置已經不適應數(shù)學學科的發(fā)展，特別是應用型的“信息與計算科學”專業(yè)在一些高校還出現(xiàn)了招生和畢業(yè)就業(yè)雙重困難的現(xiàn)象。

為了貫徹落實《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》（教高司函［2017］6號），教育部高等學校數(shù)學類專業(yè)教學指導委員會全體委員（以下簡稱教育部數(shù)學教指委）在2017年暑期工作會上決定積極主動設置和發(fā)展“數(shù)學+”型新興應用理科專業(yè)，選擇在大數(shù)據(jù)科學和信息安全領域，推動“數(shù)學與大數(shù)據(jù)”與“數(shù)學與信息安全”的學科交叉融合，通過試點新專業(yè)建設，探索新興應用理科專業(yè)人才培養(yǎng)模式。為此，教育部數(shù)學教指委聯(lián)合北京航空航天大學、廣州大學、北京大學、電子科技大學等高校，在數(shù)學與信息安全的學科交叉領域申報了新型應用理科專業(yè) “信息計算與安全”，負責人是教育部數(shù)學教指委主任、北京航空航天大學鄭志明院士[1]。

1 “信息計算與安全”專業(yè)人才培養(yǎng)方案制定時所面臨的主要問題

1）和已有的專業(yè)有什么不同？

“信息計算與安全”專業(yè)建設是在數(shù)學與信息安全深度交叉融合培養(yǎng)的新教育理念基礎上進行的，除了要求寬厚的數(shù)學基礎和信息安全基礎知識外，專業(yè)課程建設的另外一個關鍵點在于對課程內涵與外延的重構，打破學科界限，探索理工交叉的教育規(guī)律，突出應用理科教育中的工科教育特征。

2）在人才培養(yǎng)上的主要區(qū)別在哪？

“信息計算與安全”專業(yè)學生的未來出口一定是多樣化的，培養(yǎng)模式必須依據(jù)學生興趣、充分考慮學生的需求變化和職業(yè)規(guī)劃進行分類培養(yǎng)，形成多渠道的學生發(fā)展路徑，為學生提供更自由的選擇與發(fā)展空間。具體而言，在知識結構方面，面向信息安全產業(yè)先進技術和社會發(fā)展需求進行專業(yè)基礎知識整合，形成新專業(yè)知識結構體系；在工程素養(yǎng)培養(yǎng)方面，對比分析國際主流工程教育標準和我國工程教育認證標準等，分析未來工程人才應具備的素質，以此來構建工程素質能力拓展課程模塊；在思想政治教育方面，強化學生的家國情懷、國際視野、法治意識、生態(tài)意識和工程倫理意識等。

3）培養(yǎng)的復合型人才（畢業(yè)生）的核心能力（競爭力）是什么？

“信息計算與安全”專業(yè)培養(yǎng)出來的畢業(yè)生既掌握數(shù)學方面的專業(yè)知識，又具有信息安全方面的專業(yè)知識，同時兼具信息領域、大數(shù)據(jù)領域和人工智能領域的基礎知識。通過把實驗室課堂延伸到企業(yè)和工廠，以創(chuàng)新引領創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)業(yè)帶動就業(yè)，廣泛搭建創(chuàng)業(yè)孵化基地、科技創(chuàng)業(yè)實習基地、創(chuàng)客空間等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，提升學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，提高學生的核心競爭力。

4）如何培養(yǎng)相關的“核心能力”？

按照跨專業(yè)跨學科培養(yǎng)創(chuàng)新型新興工科人才的企業(yè)和社會需求模式來搭配師資隊伍，高校教師負責對學生進行基本理論和專業(yè)能力培養(yǎng)，企業(yè)工程師負責對學生進行職業(yè)素養(yǎng)和綜合性技能培養(yǎng)。根據(jù)院校的實際，培養(yǎng)具備跨專業(yè)跨學科基礎理論知識的專業(yè)師資隊伍和具有跨界應用能力的專業(yè)師資隊伍，同時引進企業(yè)工程師及專業(yè)技術人才作為新興工科專業(yè)師資隊伍的一部分，建立合理的企業(yè)師資庫。對學生的職業(yè)素養(yǎng)和綜合型技能課程進行實訓，突破傳統(tǒng)的教學模式，發(fā)揮企業(yè)專業(yè)技術人員的技能優(yōu)勢，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

5）該專業(yè)的共性基礎是什么？

“信息計算與安全”專業(yè)是新型應用理科專業(yè)，依然以數(shù)學為基礎，但重點是應用，特別是考慮該專業(yè)在其他學科的主導地位和重要作用。

2 “信息計算與安全”專業(yè)人才培養(yǎng)方案的主要內容

針對新型應用理科“信息計算與安全”專業(yè)所面臨的主要問題，要從培養(yǎng)目標、學科依托、專業(yè)內涵、培養(yǎng)途徑、知識體系、課程體系、師資隊伍、教材建設、硬件建設、認證標準、改革試點、成果推廣等多個方面來探討該專業(yè)的人才培養(yǎng)體系。

1）培養(yǎng)目標。

該專業(yè)旨在培養(yǎng)系統(tǒng)掌握數(shù)學基礎知識、信息科學理論、計算理論、密碼學理論基礎、隱私保護理論、信息安全領域相關工程應用知識，具備分析、解決本領域問題的能力，擁有良好的實踐技能和運用能力，具有國際視野和可持續(xù)發(fā)展前景的信息技術及安全的專門人才。

2）學科依托。

該專業(yè)屬于數(shù)學、電子與通信技術、計算機科學技術、信息與系統(tǒng)科學相關工程與技術的交叉學科，因此，要依托數(shù)學學科，同時需要其他三個學科的支持。

3）專業(yè)內涵。

不同于傳統(tǒng)基礎理科專業(yè)的學術型人才培養(yǎng)，“信息計算與安全”專業(yè)定位是以數(shù)學和密碼學為基礎，同時掌握信息科學相關知識，并與網絡空間安全行業(yè)產業(yè)發(fā)展密切關聯(lián)的應用理科專業(yè)。與傳統(tǒng)的“數(shù)學與計算科學”專業(yè)相比，“信息計算與安全”專業(yè)強調信息計算的隱私；與傳統(tǒng)的“信息安全”專業(yè)相比，“信息計算與安全”專業(yè)強調使用數(shù)學作為工具來進行信息計算。

4）培養(yǎng)途徑。

以大類學科培養(yǎng)、學科交叉等“跨界”培養(yǎng)模式改革為引擎，按照學有專攻、多專多能的要求，培養(yǎng)學生具有核心素養(yǎng)。堅持數(shù)學學科體系的完整性與應用性緊密結合，以數(shù)學學科知識體系教育為基礎和載體，開展以問題驅動為主要內容的應用數(shù)學教育和人才培養(yǎng)。不斷完善人才培養(yǎng)方案、基礎課程和專業(yè)方向課程體系，建設好專業(yè)基礎課程、方向模塊課程和優(yōu)質教學資源，夯實專業(yè)人才培養(yǎng)體系。建立與人才培養(yǎng)目標相適應的人才培養(yǎng)模式，完善主輔修制度、導師制和產學研協(xié)同育人機制，通過科研促教學，著力培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。此外，探索開展本碩或本碩博貫通培養(yǎng)模式改革，優(yōu)化培養(yǎng)方案并切實實施。

5）知識體系。

融合數(shù)學、信息安全、計算機科學與技術、電子與通信技術等學科的核心課程，適度削減理論課程，加強數(shù)學和信息安全的課程教學，深化基礎訓練和算法實踐相結合。

6）課程體系。

課程分為基礎課程、核心課程、選修課程三大模塊，涵蓋數(shù)學、信息安全、計算機科學與技術、電子與通信技術、信息與系統(tǒng)工程的基礎知識和應用技術。

7）師資隊伍。

要建設“數(shù)學+”型、混合型教學科研團隊，成員可來自數(shù)學與計算機、信息（經濟、工程、技術、生物醫(yī)學）等學科或相關行業(yè)。此外，要把一部分優(yōu)秀青年教師引導到交叉學科。

8）教材建設。

為解決部分課程教材匱乏的狀況，組織編寫、出版教材，建設精品教材。特別是組織編寫、出版一些偏重于數(shù)學的信息安全教材。

9）硬件建設。

不僅要建設“數(shù)學+”型研究所和實驗室，還要建設滿足實踐需要的教學實驗室和科研中心。期待有一批數(shù)學研究人員獲得數(shù)學以外領域的經費資助，領導面向國家戰(zhàn)略需求的交叉領域的重大專項，使一批數(shù)學人才最終成長為國家重大需求領域的科研骨干或學術帶頭人。

10）認證標準。

教育部數(shù)學教指委建立相應的建設規(guī)范與質量標準，形成“應用理科數(shù)學類專業(yè)認證標準”，其核心內容包括人才培養(yǎng)目標、專業(yè)方向設置、教師配備、實踐條件、課程體系設置、主要教學環(huán)節(jié)質量標準、人才培養(yǎng)質量等。

11）改革試點。

開展專業(yè)建設試點，鼓勵應用理科建設基礎好、改革思路與方案清晰、總體符合應用理科建設標準各高校的數(shù)學類專業(yè)積極參與試點。

12）成果推廣。

召開專業(yè)建設經驗交流與研討會，積累人才培養(yǎng)模式改革和課程建設成果，出版特色教材。建立專業(yè)建設的成功案例，并在數(shù)學學院院長、系主任聯(lián)席會議上交流分享建設成就。

3 試行“信息計算與安全”專業(yè)人才培養(yǎng)方案時面臨的問題

1） 衡量標準。

由于“信息計算與安全”是新型應用理科專業(yè)，與傳統(tǒng)的“信息安全”和“信息與計算科學”專業(yè)相比，缺乏教育部制訂的標準或指導意見，因此，筆者在制訂人才培養(yǎng)方案時有一定的偏向，從而制訂出來的人才培養(yǎng)方案有一定的傾向性，與其他高校的要求與某些用人單位的需求略有區(qū)別。對于人才培養(yǎng)方案的繼續(xù)修訂，我們將加大社會、行業(yè)、企業(yè)參與的力度，共同完善理論與實踐體系，并邀請具備較高學術水平的業(yè)界專家參與審訂人才培養(yǎng)方案。

2）師資隊伍。

現(xiàn)有的師資隊伍，多是具有數(shù)學博士學位的教師，或者是具有計算機技術相關專業(yè)博士學位的教師。“信息計算與安全”專業(yè)對于教師的需求是，既有一定的理論基礎知識又有一定行業(yè)經驗的專業(yè)教師，因此，專業(yè)教師隊伍是我們在專業(yè)建設中急需解決的問題。我們將加強政校、校企、校所合作，通過搭建政產學研合作平臺，聘請有豐富工程實踐經驗的校外專家擔任兼職教師對青年教師進行工程技術指導，并分批次安排青年教師到政企合作機構參與相關的工程實踐活動，以多種形式有效地優(yōu)化師資結構、提高教師隊伍的工程實踐能力。

3）教材。

適合“信息計算與安全”的教材不多，因此編寫合適的教材是首要且必需的工作，特別是相關數(shù)學的理論教程、信息學的相關教程、信息安全的相關教程、實驗教程。我們將在教育部數(shù)學教指委和高等教育出版社的支持下編寫教材3～5本。

4）教學實驗平臺。

為了提高學生學習的積極性，加強學生的理性認識，“信息計算與安全”專業(yè)的教學實驗平臺建設是非常關鍵的?，F(xiàn)有的信息安全教學平臺已不能適應新型應用理科專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，因此，在現(xiàn)有實驗教學平臺的基礎上，應根據(jù)人才的需求搭建科學的實驗教學平臺，這是培養(yǎng)高層次人才的基礎。

5）實踐、實習。

培養(yǎng)新型應用理科“信息計算與安全”專業(yè)的高層次人才，實踐課和專業(yè)實習是非常重要的。通過實踐和實習，學生能更全面、更深層次地掌握專業(yè)基礎知識和專業(yè)技能。根據(jù)專業(yè)人才的要求，讓學生到企事業(yè)單位中從事不同技能的專業(yè)工作，讓學生掌握更多的實際技能。

4 結語

廣州大學作為地方性的重點大學，具有“信息安全”專業(yè)和“信息與計算科學”專業(yè)人才培養(yǎng)的豐富經驗，同時也對這些專業(yè)與市場需求脫節(jié)的現(xiàn)狀有深刻的認識。作為試點單位之一，廣州大學在2017—2018年邀請校內外專家，經過多次論證，制定了“信息計算與安全”專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，并在2018年招收學生60名。人才培養(yǎng)方案的完善是一個連續(xù)不斷、周而復始的過程，在今后的教育教學過程中, 我們將繼續(xù)提升專業(yè)人才培養(yǎng)水平，全面提高學生的綜合能力和素質。