浅谈信息与计算科学专业中的数学基础课程改革

王利娟

摘要：数学分析和高等代数是信息与计算科学专业的两门基础课程，然而该课程的抽象复杂使学生对学习产生了畏惧，对专业产生了怀疑，因此本文探讨将其改为相对简单易懂的高等数学和线性代数，这不仅对该专业后续课程的学习没有影响，而且极大提高了学生学习的积极性和自信心。

关键词：信息与计算科学;高等数学;线性代数

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）20-0116-02

信息与计算科学专业是由信息科学、计算科学等交叉渗透而形成的一个理科专业。该专业注重培养具有良好的数学基础和数学思维能力，掌握信息与计算科学的基本理论、方法和技能，能解决信息处理和科学与工程计算中的实际问题的高级专门人才。它是教育部1998年颁布的一个新的数学类专业。由于社会与公众对于数学的态度既有敬畏的一面，即数学很难很深，却神通很大;又有恐惧的一面，即出于招生、就业、用人等现实考虑，觉得数学不能解决他的问题，中看不中用。因此，数学与应用数学的招生受到很大的限制。而信息与计算科学专业的设置不仅较好地适应了新世纪以信息技术为核心的全球经济发展格局下的数学人才培养与专业发展，也对数学类专业的招生带来了积极影响。

笔者是高等院校数学系的一名教师，我系信息与计算科学专业人才的培养思路是突出算法设计及计算机软件开发。培养目标可总结为：一个中心，两套理论，三种能力。其中一个中心指培养研究与软件开发应用一体化的应用型人才。两套理论指计算数学、信息科学基本理论和计算机软件开发应用基本理论。三种能力指培养学生运用数学知识解决实际问题的数学应用能力;培养学生具有算法分析、设计与软件开发的基本能力;培养学生终身学习与研究的发展能力。结合我系的专业培养方案，笔者认为，专业人才的培养与其开设的课程有很大的关系。

因此笔者就信息与计算科学专业中的数学基础课程给出自己的一点看法，希望能和数学专业的教育工作者共同探讨。

信息与计算科学专业为理科专业，包括信息科学与计算科学两个方面。方向一是以信息科学方面为主，计算数学方面为辅;方向二是以计算数学方面为主，信息科学方面为辅。一直以来，在该专业的课程设置中，数学分析和高等代数是信息与计算科学专业很重要的两门基础课程，在学生知识结构中占有很大的成分。然而，笔者根据近几年对信息计算数学专业学生的教学以及对毕业生就业情况的了解，认为可以将该专业的基础课程“数学分析和高等代数”改为“高等数学和线性代数”。

一、后续学习的需求

信息与计算科学专业学生主要学习信息科学和计算科学的基本理论、基本知识与基本方法，需要打好数学基础，所以设置的课程有一部分数学基础课程，一部分信息与计算科学专业课程，如常微分方程、近世代数、离散数学、概率论与数理统计、数值分析、信息论、信息安全、密码学、Java程序设计、汇编语言、数据结构、数据库原理、软件工程、操作系统等。如果以高等数学和线性代数为基础来学习这些课程，是绝对可以进行的。虽然说数学分析和高等代数是数学的基础，是培养学生分析能力、逻辑思维能力最好的工具，如果能学好这两门课程，对后续的学习一定非常有利，但是要学好这两门课程需要投入更多的时间和精力，在笔者看来有点浪费。高等数学和线性代数分别是数学分析和高等代数的简化版，只是删减了数学分析和高等代数中一些复杂定理的证明和推导。因此，学生在学习高等数学和线性代数时，也能提高其推理能力、分析能力、逻辑思维能力和创造能力，而且在后续其他课程的学习中，所学的极限和微积分思想以及线性代数中对矩阵的分析足以够用，不需要花太多的时间和精力在数学分析和高等代数的学习上面。在学习好高等数学和线性代数这两门基础课的同时，将剩余的时间和精力用在学习其他数学基础课程以及应用性较强的一些科目上，这不仅能使学生具有良好的数学基础，也能使他们具有较强的应用能力，这对他们将来的就业也有很大的帮助。根据笔者的了解，大部分学生毕业后从事与软件开发相关的工作，有部分学生考取研究生，而他们所选择的专业也是偏向于信息与计算机的应用，所以对数学分析和高等代数中内容的学习要求相对比较低，甚至有很多该专业的学生为了满足就业需求，在大三时就开始在很多专业培训机构培养实践操作能力。因此，笔者认为根据各院校培养目标的差异，可以考虑将这两门课程换作高等数学和线性代数，给学生留有更多的时间学习其他相关课程。

二、学生心态的需求

中学数学知识简单、具体，学生容易接受，也容易理解。大一新生从中学走来，满怀信心和希望要努力学习。但是当他们面对抽象、复杂的数学分析和高等代数时，会觉得和中学数学无法接轨，难以接受，难以理解。数学分析和高等代数有两个显著特性：高度的抽象性和严密的逻辑性，正是这两个特性，导致许多学生在学习的过程中不容易明白，使人望而生畏。根据笔者这几年对信息专业学生的了解，大部分学生在填报志愿的时候是抱着学习计算机的心理，他们没想到信息与计算科学专业要学习如此抽象的数学知识，因此他们在心理上不愿意接受这样的学习，觉得自己选错了专业，觉得这个专业没有希望。当然，这种对专业的理解是错误的，也是不可取的。但是实际的数学分析内容的确抽象，高等代数内容的确复杂，这也使得大学一年级的学生对数学产生了畏惧，甚至慢慢地演变为厌恶，最终导致学习信心的丢失，学习态度的散漫。笔者曾经给信息专业的大三学生讲授《数学物理方程》和《矩阵论》，在教学的过程中慢慢了解到学生的学习状态：有一部分学生在大一的时候因为数学分析和高等代数的抽象复杂，竟然放弃了这两门课程的学习，这导致在后续的学习中困难重重，随之而来的是一门一门课程的放弃，最终后悔莫及。因此，笔者认为，如果将这两门基础课程改为相对简单的高等数学和线性代数，那么学生就容易接受了。这两门课程内容简单易懂，学生容易理解，学习就有了成就感，这种学习成就感的获得会成为学习的一种内在驱动力，从而产生一种进一步学习推动其再次去获得成功的兴趣和动机。而培养学生的学习兴趣和专业兴趣是培养创新人才的重要组成部分。只要学生形成浓厚的学习兴趣和专业兴趣，他们就会有从事科学研究的意识倾向，就会产生学习的主动性、积极性和创造性。这样学生的学习信心大增，学习态度自然就变好了。学习态度端正，就能养成一个良好的学习习惯，这对他们后面的学习尤为重要。

当然，也有人曾对将数学分析、高等代数改为高等数学和线性代数的想法提出质疑，他们认为这样的更改会使该专业失去其特色，和计算机专业没有什么区别。其实，该专业与计算机专业区别是很大的。该专业虽然没有了数学分析和高等代数，但仍然保留了其他的数学基础课程，如解析几何、近世代数、常微分方程、数学物理方程、概率论与数理统计、复变函数、实变函数等课程，这些都是很重要的基础课程。对这些课程的学习能培养学生扎实的数学基础，不会失去其培养具有良好的数学基础且能解决信息与工程技术实际问题的人才的目标。另外，信息与计算科学专业是从原来的计算科学专业基础上发展起来的，所以学习信息与计算科学专业的学生不仅要具有扎实的数学基础，而且要具有较熟练的计算机应用技能，这与计算机专业培养的学生是不同的。计算机专业的学生数学功底较薄，对工程计算中的公式不理解，且不知道计算机得到的结果代表什么，甚至有错误时也不知道如何修改。所以信息与计算科学专业的学生到软件企业中大多作软件设计与分析工作，而计算机系的学生做程序员的居多。因此将数学分析和高等代数更换为高等数学和线性代数这一行为，并不会影响信息与计算科学专业的特色，也不会影响其培养目标人才。

综上所述，笔者认为，对纯粹数学内容学习要求的降低，能适应学生数学基础差、学习兴趣低的现实状况。对于信息与计算数学专业的课程数学分析和高等代数可以改为高等数学和线性代数，不仅有数学的基础，也有对数学知识的应用，这有利于提高学生学习的积极性和自信心，也有利于他们将来的就业。

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