信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程體系的構(gòu)建與改革

程 瑤 宋傳靜 彭燕玲 時(shí)百勝 畢永成

（蘇州科技大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，江蘇 蘇州 215009）

0 引言

信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是由幾個(gè)學(xué)科相互交叉相互滲透形成的新工科專業(yè)，包括計(jì)算數(shù)學(xué)、信息科學(xué)、控制論、運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科，以數(shù)學(xué)為核心，以計(jì)算機(jī)為工具，解決信息和工程計(jì)算等方面的實(shí)際問題。由于信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)隸屬于數(shù)學(xué)門類，有關(guān)的師資力量集中于數(shù)學(xué)方面的人才，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的經(jīng)費(fèi)和資源投入相對(duì)不足，造成了“重理論、輕實(shí)踐、低投入”的現(xiàn)象。本專業(yè)學(xué)生無(wú)法從實(shí)踐環(huán)節(jié)中得到鍛煉，教師對(duì)實(shí)踐教學(xué)的興趣也不高，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)長(zhǎng)期徘徊在低水平，嚴(yán)重影響了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

為改變這一現(xiàn)狀，需要重新構(gòu)建相應(yīng)的實(shí)踐課程教學(xué)體系。國(guó)內(nèi)有些高校已經(jīng)采取了一些積極的措施。譬如，湘潭大學(xué)依靠特色平臺(tái)和學(xué)科優(yōu)勢(shì)，建立了“開發(fā)興趣組、數(shù)學(xué)建模組、專業(yè)基地組”三大類型的創(chuàng)新型學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)，以科研促實(shí)踐的方式有效提高了學(xué)生的實(shí)踐能力。重慶大學(xué)則強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)新能力與個(gè)性化培養(yǎng)”的理念，采用“情景模擬、實(shí)驗(yàn)仿真”的教學(xué)模式，促使數(shù)學(xué)理論與工程實(shí)際相結(jié)合。這些努力使得各高校的信息與計(jì)算專業(yè)融入了本校的專業(yè)特色，擁有了一定的應(yīng)用平臺(tái)和實(shí)踐場(chǎng)景，取得了一定的成效。

然而，對(duì)于許多一般本科院校，專業(yè)特色不夠突出，學(xué)科交叉難以深入，使得信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)始終存在專業(yè)定位不夠清晰，實(shí)踐環(huán)節(jié)沒有成效的困難局面。此外，還存在以下一些問題，如專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)從屬于理論，課時(shí)偏少；雙師型教師匱乏；校企合作深度不夠，人才培養(yǎng)模式與社會(huì)需求存在差距；計(jì)算機(jī)類實(shí)踐課程設(shè)置不夠科學(xué)；缺乏先進(jìn)實(shí)踐教學(xué)設(shè)備；實(shí)踐教學(xué)資料不能及時(shí)更新等。因此，如何根據(jù)學(xué)校自身的特色、專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀等，構(gòu)建合理的課程體系成為一個(gè)值得深入探究的問題。因此，本文根據(jù)學(xué)校自身的特色、專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀等，探究如何構(gòu)建合理的課程體系。

1 設(shè)計(jì)方案

下面以蘇州科技大學(xué)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)為例，探討工科院校該專業(yè)實(shí)踐課程體系設(shè)置的思路和方法。該專業(yè)于2002年開始招生，2012年獲批成為江蘇省“十二五”高等學(xué)校本科重點(diǎn)專業(yè)類建設(shè)點(diǎn)專業(yè)，實(shí)踐課程體系的設(shè)置、調(diào)整和改革已經(jīng)經(jīng)過多年的改革，占比已經(jīng)超過50%，但是各模塊之間的區(qū)別與聯(lián)系、實(shí)施方法與側(cè)重點(diǎn)尚不清晰。

大體可以將實(shí)踐課程體系分為四大模塊：課程實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)訓(xùn)。這些模塊相互聯(lián)系、層層加深、互相促進(jìn)。信計(jì)專業(yè)實(shí)踐體系構(gòu)建的思路如圖1所示。

圖1 信計(jì)專業(yè)實(shí)踐課程體系

1.1 提高課程實(shí)踐地位

模塊1為課程實(shí)踐，一般為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，它包含計(jì)算科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)兩大部分。計(jì)算科學(xué)實(shí)驗(yàn)部分包括大學(xué)物理、數(shù)學(xué)建模、運(yùn)籌學(xué)、離散數(shù)學(xué)、計(jì)算方法課程的實(shí)驗(yàn)；計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)部分包括程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Java、C++面向?qū)ο笳Z(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、Python程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析、Java高級(jí)應(yīng)用開發(fā)、Java Web編程基礎(chǔ)、Matlab程序設(shè)計(jì)、Web前端編程基礎(chǔ)、Web前端開發(fā)進(jìn)階等課程的實(shí)驗(yàn)，參見表1。

表1 課程實(shí)踐模塊

改變實(shí)踐教學(xué)隸屬于理論課的現(xiàn)狀，提高實(shí)踐教學(xué)的地位，增加師生對(duì)實(shí)踐教學(xué)的重視程度。例如，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的連續(xù)性，在教學(xué)中有意的、不斷地促進(jìn)學(xué)生思考如何動(dòng)手實(shí)現(xiàn)相關(guān)理論內(nèi)容，隨時(shí)隨地考核學(xué)生的實(shí)踐能力。更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，不能簡(jiǎn)單地讓學(xué)生按照已有的代碼進(jìn)行練習(xí)，最終使得實(shí)驗(yàn)課程變成重復(fù)的復(fù)制和操作過程。盡力提高實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。同時(shí)注意，在實(shí)踐教學(xué)過程中，盡量聯(lián)系實(shí)際問題。在實(shí)踐課程的考核中，采取階段性考察方式，要避免流于形式。

1.2 強(qiáng)調(diào)課程設(shè)計(jì)

實(shí)踐模塊2為課程設(shè)計(jì)，一般為主干課程的綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)部分，包含兩大部分。計(jì)算科學(xué)課程設(shè)計(jì)部分包括數(shù)學(xué)建模、計(jì)算方法、離散數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)的課程設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)科學(xué)課程設(shè)計(jì)包括程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Java、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析、算法導(dǎo)論、Java高級(jí)應(yīng)用開發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用的課程設(shè)計(jì)，見表2。

表2 課程設(shè)計(jì)模塊

一些教師不太重視課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，沒有意識(shí)到它與理論課具有同等重要的地位。許多實(shí)踐類課程如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析、數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Java等，由于缺乏嚴(yán)格、科學(xué)的考核制度與標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)流于形式，學(xué)生在沒有前期基礎(chǔ)的前提下，如同聽天書，浪費(fèi)大量時(shí)間不說，還沒有取得應(yīng)有的效果。因此，教師一定要在教學(xué)過程中，不斷強(qiáng)調(diào)課程設(shè)計(jì)的地位，要求學(xué)生將每一個(gè)課程設(shè)計(jì)做成一件“可展示的”作品。在實(shí)際教學(xué)中也可以邀請(qǐng)部分企業(yè)或?qū)嵙?xí)基地教師進(jìn)入課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的參與熱情。

具體思路包括建立實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地。對(duì)部分課程設(shè)計(jì)，如數(shù)據(jù)庫(kù)原理、Java編程技術(shù)等，由專業(yè)教師與IT培訓(xùn)企業(yè)（如江蘇中軟如皋軟件園）教師共同講授，也可以請(qǐng)公司派實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的基地教師（程序員）來(lái)學(xué)校，與校內(nèi)教師共同指導(dǎo)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)（共同計(jì)算設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作量，解決了企業(yè)指導(dǎo)教師的費(fèi)用問題）。

1.3 加強(qiáng)課外實(shí)踐活動(dòng)

專業(yè)實(shí)踐模塊為各種課外競(jìng)賽和科技創(chuàng)新活動(dòng)。學(xué)生可參加多種課外的實(shí)踐活動(dòng)，包括全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)大賽、天池大數(shù)據(jù)競(jìng)賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等。通過這些競(jìng)賽，可以較大幅度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、軟件應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、吃苦耐勞能力等，具有重要的培養(yǎng)意義，具體可以見表3。

表3 專業(yè)實(shí)踐模塊

教師在課堂上，要不斷地宣傳鼓勵(lì)學(xué)生參加各種有意義的學(xué)科競(jìng)賽，同時(shí)有意識(shí)的穿插一些競(jìng)賽中的內(nèi)容布置給學(xué)生做，從多方面告知學(xué)生參加競(jìng)賽的好處，如考研、獲獎(jiǎng)、就業(yè)等方面，以此增強(qiáng)學(xué)生參賽的動(dòng)力。同時(shí)，教師也要積極參與到學(xué)科競(jìng)賽的指導(dǎo)工作中去，通過深入到一線，真切的感受學(xué)科競(jìng)賽的內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際狀況。通過這種方式，師生均可以獲得豐收，同時(shí)提高學(xué)院和學(xué)校的知名度，教與學(xué)達(dá)到“多贏”的目標(biāo)；而“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目中，可讓學(xué)生知道如何進(jìn)入科研課題，如何在科研中解決實(shí)際問題。重視課外實(shí)踐活動(dòng)，采用多方面的措施激勵(lì)指導(dǎo)教師和學(xué)生，如加大對(duì)獲獎(jiǎng)學(xué)生的獎(jiǎng)勵(lì)力度，指導(dǎo)教師在職稱晉升、評(píng)優(yōu)評(píng)先時(shí)優(yōu)先推薦等。

1.4 與企業(yè)合作培養(yǎng)

專業(yè)實(shí)訓(xùn)模塊包括學(xué)生課外畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)實(shí)訓(xùn)以及畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）?，F(xiàn)階段信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)與企業(yè)合作受限于各種形式和制度的制約，導(dǎo)致校企合作的深入不夠。企業(yè)需要信計(jì)專業(yè)的人才，而信計(jì)專業(yè)的學(xué)生卻不了解企業(yè)的真實(shí)需求以及自己應(yīng)該具備的能力。為了更好地讓學(xué)生接觸社會(huì)、了解企業(yè)需求，增強(qiáng)個(gè)人競(jìng)爭(zhēng)力，專業(yè)實(shí)習(xí)與專業(yè)實(shí)訓(xùn)模塊，應(yīng)遵循循序漸進(jìn)原則，在實(shí)際教學(xué)中，可按如下三個(gè)階段進(jìn)行（見表4）。

表4 專業(yè)實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)模塊

第一階段為第一學(xué)期，即新生入學(xué)時(shí)。帶領(lǐng)學(xué)生走到軟件公司調(diào)研，了解企業(yè)真實(shí)的工作場(chǎng)景以及需求，開闊視野，增加專業(yè)認(rèn)同度，明確未來(lái)四年自己努力的方向。

第二階段為第七學(xué)期，即畢業(yè)實(shí)訓(xùn)時(shí)。由專業(yè)教師帶隊(duì)，將所有學(xué)生帶到軟件公司，由企業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師親自授課，講解企業(yè)面臨的真實(shí)問題，布置任務(wù)讓學(xué)生完成，可以是小的經(jīng)典項(xiàng)目，也可以是團(tuán)隊(duì)合作的大項(xiàng)目，著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

第二階段為第八學(xué)期，即畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)。該階段對(duì)于需要就業(yè)的學(xué)生來(lái)說是至關(guān)重要的，通過與實(shí)習(xí)基地聯(lián)系，將學(xué)生送到校外實(shí)習(xí)基地實(shí)習(xí)，由校內(nèi)外兩名教師同時(shí)指導(dǎo)，盡可能與將要進(jìn)行的畢業(yè)論文聯(lián)系在一起，做到“真刀真槍”干項(xiàng)目。

學(xué)院應(yīng)該明確專業(yè)教師和企業(yè)教師的工作量分配方案，解決學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)過程中產(chǎn)生的費(fèi)用。學(xué)生通過實(shí)習(xí)進(jìn)入公司工作，公司可以幫助學(xué)生減免實(shí)習(xí)費(fèi)用，學(xué)院通過與公司合作提高了學(xué)生的就業(yè)能力，學(xué)校與企業(yè)進(jìn)行合作提高了專業(yè)的吸引力，最終形成了多贏的良好局面。

2 結(jié)語(yǔ)

在信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的建設(shè)中構(gòu)建科學(xué)合理的實(shí)踐教學(xué)體系不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，而且可以啟發(fā)學(xué)生的思維，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。本文從蘇州科技大學(xué)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)實(shí)踐課程體系設(shè)置的現(xiàn)狀出發(fā)，通過采用諸如提高課程實(shí)踐地位、強(qiáng)調(diào)課程設(shè)計(jì)、加強(qiáng)課外實(shí)踐活動(dòng)、與企業(yè)合作培養(yǎng)等手段，給出了實(shí)踐教學(xué)課程體系的構(gòu)建思路和改革設(shè)想。通過以上方案的實(shí)施，學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)不僅可以得到提高，專業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力也將得到增強(qiáng)，具有重要的實(shí)踐意義和推廣價(jià)值。同時(shí)，本文關(guān)于構(gòu)建科學(xué)合理的實(shí)踐教學(xué)體系的思考也可以為其他理工交叉學(xué)科的專業(yè)建設(shè)與專業(yè)發(fā)展提供一些借鑒，為探索校企合作、實(shí)踐教學(xué)方法、產(chǎn)學(xué)研專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)機(jī)制研究提供了參考價(jià)值。