信息与计算科学专业人才培养模式的改革与实践

摘 要： 围绕“强化数学基础，兼顾学科交叉，注重创新应用”的办学理念，论述了信息与计算科学专业人才培养模式改革的必要性、实施方案和具体措施，分析了该模式在实施过程中所取得的成效。

关键词： 信息与计算科学； 人才培养； 课程体系； 实践环节

中图分类号：G642 文献标志码：A文章编号：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年教育部颁布了高等学校新的专业目录，信息与计算科学专业就是这次调整中的数学与统计学科的三个本科专业之一。信息与计算科学专业是由信息科学、计算科学、运筹与控制科学等学科交叉渗透而形成的一个新的数学类专业[1]。这一专业设置的背景是，信息技术已成为21世纪的核心技术，信息时代已悄然而至，为了紧跟形势，教育部设置了这一专业，以期培养出一批有竞争力的人才。该专业的设置，反映了社会对数学学科人才的需求，为这个古老的学科注入了新的活力，也为各高校数学专业的招生带来正面影响。这些年来，许多高校都陆续开设了信息与计算科学专业，并且对该专业的内涵、人才培养目标、教学内容和课程设置等重要问题进行了认真而深入的探讨。

德州学院是一所新建本科院校，2004年依托数学与应用数学专业，开办了信息与计算科学专业。在七年的办学实践中，信息与计算科学专业的人才培养方案历经三次大的修订，2010年上半年完成了新一轮的培养方案的制定，并从2010级新生开始实施。本文将围绕“强化数学基础，兼顾学科交叉，注重创新应用”的办学理念，论述信息与计算科学专业人才培养模式改革的必要性、实施方案、具体措施，以及在实施过程中取得的成效，希望对同类院校信息与计算科学专业的建设有所帮助。

1 人才培养模式改革的必要性

信息与计算科学专业涵盖了信息科学、计算科学、运筹学和控制论四个学科。信息科学是最新发展起来的主干学科，主要培养学生信息处理需要的数学基础，相关课程包括现代密码学、图形图像处理和计算机图形学等专业课程；计算科学主要以数学分析、高等代数和物理学为基础课，此外还有数值分析、数值代数和微分方程数值解等专业课；运筹学方向以最优化理论与方法和运筹学为基础，解决现代管理科学中的理论和实际问题；控制论方向主要研究在现代科学技术和工业中出现的带有控制参数变量的时变系统等[2]。很显然，信息与计算科学专业是一个数学专业，但又远超出数学学科的范围，它应该主要研究信息技术的核心基础与运用现代计算工具高效求解科学与工程问题的数学理论与方法，专业定位与计算机科学和信息工程专业有明显的区别。目前，全国各高校信息与计算科学专业开设的课程、设置的专业方向各异。如何定位或者培养什么样的信息与计算科学专业人才是一个值得认真思考和探讨的重要课题，这直接影响到教学内容和课程体系设置。不同的信息与计算科学专业定位将导致不同的课程设置和不同模式的人才培养。

全国各地人才市场的统计数据资料显示，信息与计算科学专业人才的需求量非常大[1]。随着德州市经济的发展，科研院所、信息产业、银行、证券、金融等行业需要相当数量的信息与计算科学专业的应用型人才。特别是一些高新技术领域，更是迫切需要具有良好的数学素养，掌握信息科学、计算科学和金融数学的基本理论、方法和技能，能够解决实际问题的高级应用型人才。但现实是：一方面，市场急需的专业人才缺乏；另一面，很多大学生找不到工作。因此，我们培养人才必须变被动为主动，主动适应市场对人才的需求，使我们的“产品”成为“畅销品”，专业培养模式改革既是高等教育改革的必然趋势，也是社会经济发展的迫切需要。

2 信息与计算科学专业人才培养模式改革

按照国家“教指委”的教学规范[3，4]，立足德州市经济社会发展对人才培养的新需求，在对目前信息与计算科学专业建设现状和毕业生就业情况深入调查研究的基础上，我们遵循“强化数学基础，兼顾学科交叉，注重创新应用”的办学理念，不断调整和完善信息与计算科学专业的培养方案，通过课程体系模块化、特色化等方式，进一步优化课程体系结构，凸显专业特色，使之更加适应市场需求。强化数学基础的目标是让该专业毕业具有较好的数学理论基础，能够利用数学理论解决信息科学、金融数学等领域中的实际问题，这是该专业学生最终具有竞争力的根本所在。兼顾学科交叉是指该专业是一个多学科交叉渗透的专业，取各学科之长，形成本专业的特色，是本专业学生具有更广泛就业去向的优势所在。注重创新应用是指注重培养学生的计算素养、信息素养、创新思维能力以及应用能力，切实增强学生的社会适应力和就业竞争力。根据对毕业生的跟踪调查分析可知，该专业毕业生主要工作在科研院所以及信息、金融等行业。参照各兄弟院校的做法[5-10]，我们制定了本专业的办学定位和人才培养方案。

⑴ 专业定位

根据教育部专业规范，结合地方人才需求，我们将该专业的培养目标定位为：培养具有良好的数学素养，掌握信息科学、计算科学和金融数学的基本理论、方法和技能，受到科学研究的初步训练，能运用所学知识和熟练的计算机技能解决信息处理、科学与工程计算、金融领域中的实际问题的高级应用型人才。

⑵ 教学内容改革

为了落实“强化数学基础，兼顾学科交叉，注重创新应用”的办学理念，在信息与计算科学专业课程教学内容设计上，采取以下做法：

① 教学设计案例化。在数学分析、离散数学、复变函数论、数据结构、数学建模与数学实验等课程的教学过程中，依据教学内容，设计教学案例，由此引导学生形成自己的体验和感悟，激发学生对课程的学习欲望和兴趣。

② 案例设计主题化。在案例设计过程中，按照学生的认知特点和课程理论与应用特点，将教学计划中规定的学习内容有机地加以整合，构建成一个个教学主题，主题及案例有明确的教学目标，又有相应的教学内容，同时与实际应用密切相连，从而引导学生主动、有效地学习。

③ 主题设计项目化。在主题选择过程中，密切联系相关课程的应用和科研，根据学生知识与能力背景，将相关教学内容设计成任务明确的训练项目，按照项目的要求，组织实施教学与考核，使学生的数学思维能力、数学应用能力、解决实际问题能力和创新能力得以提高。

④项目设计科学化。对每个训练项目，按照教学目标科学规划，注重学科能力和课程能力的培养，突出问题，科学设疑，注重过程，讲究实效。

⑶ 专业课程体系改革

为了培养市场需要的具有“厚基础、宽口径、重能力、强应用”的应用型人才，我们对信息与计算科学专业的课程体系实行模块化、特色化设计。所有课程被分为公共平台课、专业主干课、专业必修课和专业方向（特色）课等模块。公共平台课是指数学与应用数学、统计学、信息与计算科学三类课程，主要包括数学分析、高等代数、解析几何、常微分方程、概率论与数理统计、数值分析、复变函数等。专业主干课是指本专业的主干核心课程，包括离散数学、普通物理、数值代数、信息论与编码、微分方程数值解等。专业必修课是包括运筹学、数据结构、数学建模与实验、实变函数与泛函分析等。专业方向（特色）课主要设置了信息科学、科学计算和金融数学三个方向。其中信息科学方向的主要课程为信息工程概论、计算机图形学、数字信号处理；科学计算方向的主要课程为计算几何、科学与工程计算、应用随机过程；金融数学方向的主要课程为金融工程学、金融市场、国际金融。以上每个模块，根据课程的性质分为理论类课程与应用类课程两个系列，从而构建了新的信息与计算科学专业课程知识交融链。根据知识模块内容之间的逻辑关联，形成了信息与计算科学专业及优势学科“微分方程及应用”、“粗系统理论及应用”、“密码理论”、“金融数学”等特色方向的系列基础理论课程，有数学分析、高等代数、解析几何、微分方程、复变函数论、离散数学等；系列应用性课程有数据结构、数学建模与数学实验、运筹学、金融数学等。通过这些课程模块的有机整合，实现了专业特色与学科优势相互交融、相互促进，共同凸显出信息与计算科学的专业特色以及“微分方程”、“粗系统理论”、“金融数学”等的学科优势。

⑷ 实践教学体系改革

实践教学的目的在于通过各种实践环节，巩固所学知识，培养学生动手解决实际问题的能力。它是培养应用型人才必不可少的环节。信息与计算科学专业的实践包括课程实践、专业实践（包括毕业设计及实习）、社会实践、就业指导实践等。课程实践是指数据结构和数学建模实验、数值代数等课程的实验课、课程设计等，通过实践培养学生解决实际问题的能力。专业实践中的毕业实习是让学生到实习单位进行实践，把所学专业理论运用到实际工作中，提高发现问题、解决问题的能力。专业实践中的毕业设计是本科教育的最后一个实践环节，既是对学生四年学习的全面总结和检验，也是对教学质量的全面检查。社会实践的目的是使学生将所学知识应用于解决实际问题，同时学会与人交际，提高合作沟通协调能力。就业指导实践是指针对社会现实和大学生的求职心态，对毕业生进行就业观教育，引导他们摆正心态、合理定位。

⑸ 创新课程体系构建

为了提高学生的创新能力，我们在信息与计算科学专业人才培养方案中，构造了以增强实践技能、培养创新能力的课程体系，主要包括C语言程序设计、数据结构、运筹学、数学建模与数学实验等课程，这些课程都是实践性较强的课程。数据结构课程主要培养学生针对实际问题选择合适的数据结构、设计高效的算法、编写程序的能力。运筹学旨在培养和锻炼学生进行企业信息系统建设的战略决策以及信息系统整体规划的实际能力。数学建模与数学实验课程的目标是培养学生敏锐的观察力、科学的思维力和丰富的想象力。实际上，数学建模本身就是一个创造性的思维过程。在学生学习上述课程的基础上，我们还积极组织学生参加全国大学生数学建模竞赛、全国大学生数学竞赛等，切实提高学生的实践技能和创新能力。

3 实施新的人才培养模式的具体措施

为了拓宽专业口径，及时调整人才培养方向，增强学生的社会适应能力和就业竞争力，德州学院数学系信息与计算科学专业人才培养方案的具体实施措施如下。

⑴ 采取“2＋2”的培养模式，实行宽口径分流培养。学生在一、二年级按学科大类统一学习规定的专业公共平台课程，取得规定的学分后，于第五学期分流到相应专业继续学习。对未取得规定学分者，编入下一年级作试读处理。学生试读合格后可随下一年级分流到相应专业，试读一年后仍不符合要求者作退学处理。

⑵ 分流到信息与计算科学专业的学生，可以根据个人的兴趣、特长、志愿选择信息科学、科学计算、金融数学等专业方向，学校在可能的情况下尽量满足学生的个人志愿。但在尊重学生志愿的同时，也会从专业布局、人才市场需求和社会发展需要出发合理调整专业方向人数，避免修读方向人数严重失衡，以保证社会对专业人才的需求。

⑶ 每一学年，根据市场调研情况以及学生就业情况，适当调整课程的设置，但调整幅度限定在一定的范围内，以保证课程设置的稳定性、长期性和可持续发展性。

⑷ 积极鼓励学生参加各类大学生科技创新活动。对于参加全国大学生数学建模竞赛、全国大学生数学竞赛等获得较好成绩的学生给予适当的创新学分。

4 结束语

德州学院信息与计算科学专业实施新的人才培养方案之后，取得了可喜的成果：该专业2011年被评为校级重点专业；建立了信息与计算科学专业主干课程教学团队；出版主干课程教材四部；有20多位学生在全国数学建模竞赛、全国大学生数学竞赛等赛事中获得国家级、省部级奖励，有10多位学生能够自主开发网站等。

结合市场对本专业人才的需求和地方经济发展的需要，下一步我们要在专业特色、人才培养模式创新等方面继续探讨和研究，以期更好地实现应用型人才的培养目标。

参考文献：

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