关于信息与计算科学专业的实践教学课程体系构建的一点探讨

聂存云， 陈晓玲， 曹建新， 刘光辉， 田智鲲

(1.湖南工程学院理学院,湖南湘潭411104； 2.湖南工程学院纺织服装学院,湖南湘潭411104)



关于信息与计算科学专业的实践教学课程体系构建的一点探讨

聂存云1， 陈晓玲2， 曹建新1， 刘光辉1， 田智鲲1

(1.湖南工程学院理学院,湖南湘潭411104； 2.湖南工程学院纺织服装学院,湖南湘潭411104)

在教育转型背景下，信息与计算科学专业实践教学改革势在必行.首先分析了国内该专业实践课程体系设置的现状，提出了该专业课程体系构建的原则，以一个经多年教学改革后积淀的实践课程体系为例探讨了其构建思路，该体系由四大模块构成，在IT人才培养目标上达到了实际效果；为工程应用型本科院校该专业实践课程体系的构建提供了一种可行的思路和方案.

信息与计算科学； 实践教学课程体系； 构建思路

1 引 言

中国高等教育一直处于职业教育和学术教育的“双轨制”模式下，2014年教育部酝酿启动高校转型改革，准备将600多所普通高等院校转向应用技术型教育，培养技能型人才；将理工科高校分为三类：解决人类重大问题的研究型大学、解决地方问题的应用型大学和高职高专技能型大学，并将此调整作为“十三五”高等教育改革的主要任务，其突破口为地方本科院校转型发展.为适应国家经济发展形势需要和人才市场的需求，教育部在1998年对传统数学专业进行整合，将分化过细的八个数学专业合并成为数学与应用数学和信息与计算科学两个专业，其中信息与计算科学专业是由计算数学及其软件应用、运筹学、控制科学、信息科学四个专业整合，1999年起开始招生，成为理科专业中招生规模较大的一个.信息与计算科学是数学、计算机科学、信息工程等学科的广泛渗透与交叉，既要兼顾三个学科的交叉融合，又要办出特色，需开设课程种类和门类多，必然造成课程体系设置的困难，易走入“面面俱到”或者”四不像”的误区[1-3].该专业如何主动适应社会，为地方发展提供人才资源和技术服务支撑，培养学生的实践动手能力是关键.2007 年教育部颁布了《关于进一步深化本科教学改革，全面提高教学质量的若干意见》指出“高度重视实践环节，提高学生实践能力”.实践教学是信息与计算科学专业本科教学的重要组成部分，对其进行研究和改革势在必行.该专业实践教学体系的合理科学构建是其核心部分.目前现有的实践教学体系存在诸多问题：

(i)专业理论课实验教学课时偏少，实验从属于理论；

(ii)实验教学碎片化、缺乏持续性和连贯性；

(iii)缺乏双师型教师教学；

(iv)与社会实际需求脱节，存在差距；

(v)计算机类实践课程设置不够科学.

因而，科学合理的构建信息与计算科学专业的实践课程体系变得很迫切.

2 国内信息与计算科学专业实践课程体系构建现状分析

受传统精英教育模式影响，实践教学体系滞后于理论教学体系，在专业人才培养方案中注重系统的理论传授，缺乏与专业培养目标相适应的实践教学内容、手段和评价方法等；国内很多高校已认识到这些问题，并开始对信息与计算科学专业的实践教学体系的构建与设置进行改革与探索.重庆大学围绕多层次理工人才培养目标，注重实验教学，强调数学理论与生产、工程相结合，突出“创新能力与个性化培养”的实验教学理念，建立“情景模拟、实验仿真”的实验教学模式，取得了好的教学效果.广东石油化工学院初步建立了“EDC—2+1+1”应用型人才培养体系，即道德(Ethic)、踏实(Dependable)、专注(Concentrate)的素质、2年基础理论和软件设计技术基础教学、1年综合性设计能力培养、1年企业实习与毕业设计，为珠江三角地区培养出了一批IT应用型人才.辽宁工业大学则该专业的实践教学体系分为四个模块：实验教学、课程设计、创新实践(数模竞赛、大学生创新活动等)和毕业设计；使之有机结合，形成一定特色的实践教学体系[4]；浙江大学宁波理工学院提出“学科竞赛和工程实践”双重驱动的算法类人才培养的实践教学课程体系[5]；湘潭大学依托学科优势和特色教学平台，通过将实践教学与教师课外延展指导，学生课外创新团队建设，学生实践实验项目设立等方面的有效协同和改革创新，组建了“ 开发兴趣组、数学建模组、专业基地班”三大类型的创新型学生实践环节，注重科研促实践教学；达到将数学、科学与工程计算、信息处理、计算机技术等相关学科专业交叉融合的应用型高素质人才的培养目标[6].中原工学院以数学建模能力、数据处理能力、计算机应用能力为主线，坚持实践教学“不间断、有层次”培养专业人才；武汉科技大学理学院构建了“二模块三层次"创新实践教学体系，即计算机技术类模块和经济管理类模块,实践教学分为基础性、综合性、创新性三个层次，培养学生理论联系实际的技能，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力[7].上述各高校的实践课程体系构建各具特色，并取得了一定成效.合理的课程体系构建应根据各高校自身的特点、地方经济情况等，同时还应遵循一定的原则.因此，信息与计算科学专业的实践教学体系的科学构建仍值得我们深入探究.

3 实践教学课程体系的构建原则

实践教学课程体系是培养高素质应用型人才教学培养的重要组成部分，直接关系到培养目标的实现，它不同于学术型人才和高技能型人才的培养.因此，信息与计算科学专业实践教学体系的构建应具有创新理念且遵循一定的原则.

3.1 实践教学应具有“重要性”

首先，应改变精英教育中“重理论，轻实践”思想观念，改变实践教学依附于理论教学的教学模式，充分认识到实践教学与理论教学是应用型人才培养中相辅相成、密不可分的两个重要组成部分；改善实践教学环境，加强实践平台建设，加强实践教学师资队伍建设，加强学生实践教学的培养与考核，将之作为培养学生动手能力和创新能力的一个重要手段和切人点.

3.2 实践教学应具有“针对性”

应用型人才的培养以较强的分析、解决实际问题的能力为核心目标，实践教学体系的构建应紧扣学校的办学定位，依据人才素质构成和社会需求，有针对性地安排和调整实践教学内容，设计实践教学的内容与方式，注意因地制宜、因材施教、因需而设、精心策划和突出特色.

3.3 实践教学应具有“系统性”

应用型人才的培养需适应市场和社会需求，该专业的实践教学应一体化设计，不仅教学环节应要素完备、结构合理，而且应具有整体性、层次性和连续性.实践过程应该循序渐进：由浅入深、由低级至高级、螺旋式上升；因此实践教学环节和内容的设置应分阶段、分层次、先易后难、自底向上：在扎实的理论学习的基础上，在验证性实验和基本操作技能的形成之后，再进行综合设计性实验和基本应用能力的培养(如课程设计)，后进行较为全面的创新性实践和工程研究性实践能力训练，使整个实践教学具有系统性.

3.4 实践教学应具有“开放性”和“社会性”

应用型人才重在培养学生的动手能力、创新意识和创新能力.实践教学体系的构建应具有灵活样和开放性.首先，实践的内容和方式应具有开放性，如引导学生自主命题、自主实践而教师把关；实践的时间和空间具有开放性和社会性，如建立开放实验室、校企合作、联合培养等形式，建立稳定的校外实习、实训基地，以培养和拓展学生的实践能力，让学生走出教室，走向社会.

4 信息与计算科学专业实践课程体系教学改革思路

下面以湖南工程学院为例，探讨工程应用型本科院校该专业实践课程体系设置和改革的思路.我校该专业于2000年开始招生，2005年通过该专业的学位评估，实践课程体系的设置、调整和改革已经过15年的积淀，重视实践教学，在人才培养计划的制定和修改中，实践教学所占比例由2005年的20%提高至现在的30%，其内容也在逐步调整，旨在提高学生的实践动手能力的培养，该专业教研室积极不断进行教学改革，根据我校应用型本科院校的定位和社会需求，及时调整人才培养计划，尤其是在探索适合学校办学定位思想、主动适应社会需求的实践教学体系构建方面，积极与企业联系，建立多个校外实习基地，建立校企合作基地等，让企业信息和企业老师进入课堂，让学生逐步走出校园走向社会，迎合社会需要，为地方经济的发展提供了一批优秀的IT人才，这也验证了此实践教学改革的可行性和实践教学课程体系的合理性.此实践课程体系包含四大模块：课程实践1、课程实践2、专业实践、专业实习与专业实训,四大模块的内容与难度依次加深、层层递进、循序渐进.该体系的构建思路如图1所示.

图1 信息与计算科学专业实践教学体系构建

4.1 夯实实践基础，严抓实验教学

课程实践1模块为课程实验，一般为验证性实验，它包含计算科学、计算机科学两大部分.计算科学实验部分包括大学物理、数学建模、运筹学与最优化、信息编码、数值分析和微分方程数值解法课程的实验；计算机科学实验部分包括C语言程序设计、数据库、数据结构、算法与程序设计、算法导论、算法设计与分析、Java编程技术、软件工程、计算网络与通讯等课程的实验.该模块为此课程体系的最底层和基础.由这些课程之间的内在联系可知，此模块中的实验具有由易到难、承前启后和逐步提高的特点；主要训练学生的基本动手能力，让学生理解和掌握相应课程的基本原理，打好整个实践环节的基础.在实际教学过程中，注重学生动手能力的培养，注重实验考核的方式，注重实验结果与理论结果的贯通性.实验教学，我校经历三个大的调整和改革：一是调整课程实验课时，将部分课程添加了实验课时，如运筹学与最优化，由原来的56纯理论课时调整为理论40课时，实验16课时；将部分核心课程实验课时增加，如算法与程序设计，由16课时变为24课时；二是由原来仅要求学生在实验课完成教材上的验证性实验算法，变为还要求在课余完成补充的经典实验算法；三是原来考核比例平时30%，理论考试70%，且只是平时30%的构成部分，现变为实验30%，平时20%，理论考试50%.这样提高了师生对实验教学环节的重视，激发了学生的学习兴趣，改善了该类课程的学习效果(实际教学表明实验教学和理论教学相辅相成，相互促进)，提高了学生算法实现能力，为后继的实践环节，如课程设计、认识实习等打下扎实的基础.

4.2 落实课程设计环节，培养创新应用能力

课程实践2模块为课程设计，一般为主干课程的综合性和设计性实验部分，也包含两大部分.计算科学课程设计部分包括数学建模、运筹学与最优化、数值分析的课程设计；计算机科学课程设计包括算法与程序设计、数据结构、算法导论、Java编程技术、数据库、算法设计与分析的课程设计.该模块具有承上启下的作用，具有培养学生综合专业知识、综合设计能力、解决实际问题能力以及创新能力的教学目标.在实际教学中，邀请部分企业或实习基地教师走入课程设计，让学生了解企业和社会的需求，注重培养学生程序、算法设计的综合性、通用性、模块性和应用价值，要求学生将每一个课程设计做成一件“可展示的、不脱离社会的”作品，也为下一模块铺垫基础.课程设计，我校具体采用了如下方式：在校内建立了一个实习基地，由学校与IT培训企业(如长沙软件园)共同投资建设，对部分课程设计，如数据库原理，Java编程技术等，由长沙软件园派实践经验丰富的基地教师(程序员)来学校，与校内教师共同指导学生的课程设计(共同计算设计指导工作量，解决了企业指导老师的费用问题)，课题均为有实际社会需求，实际教学表明该方式缩短了学校教学与社会需求的距离，提供了学生展示自我才能的窗口，培养了学生的创新思维，激发了学生设计该类“作品”的热情，实现了学校、IT培训企业、学生多赢的局面，为三者的后续合作建立了互信、友好的链接关系.

4.3 加强课外实践活动，积极参加学科竞赛，提高学生创新和应用能力

专业实践模块为各种课外竞赛和科技创新活动.通过前面两个课程实践之后，可参加多种课外的实践活动，包括数学建模竞赛、网页程序设计竞赛、数学竞赛和学生科技创新项目等，此模块不仅可提升学生实践动手能力、解决实际问题的能力，还引领学生走入科研之门.在实际教学中，组织并鼓励学生积极参加该学科的各种竞赛，提高奖励力度，激励在活动中多获奖，教师和学生在竞赛中均获得丰收，还可提高学校知名度，教与学达到“多赢”的目标；而科技创新活动中，可让学生知道如何进入科研课题，如何在科研中解决实际问题.课外实践活动，我校对此环节一直很重视，为激励指导教师和学生，不断加大奖励的力度，对指导获奖教师不仅有较为丰厚的奖金，同时在职称晋升时可作为有力材料；对参赛获奖学生不仅也可获得较为丰厚的奖金，同时还可获得学分，年度考核中也可加分.最近几年，我校在该方面取得了喜人的成绩,如2013年在全国大学生数学建模竞赛中，信息与计算科学专业学生参赛队获得国家二等奖，刷新了学校记录；该专业学生科研能力和创新能力显著提高，如2013年毕业的一学生已发表SCI论文2篇，现考虑硕博连读；另外，该专业学生申报省级科技创新项目，多次获得学校推荐和省教育厅资助.

4.4 与企业合作培养，提高学生动手应用能力，主动迎合社会需求

专业实习与实训模块包括学生课外实习与实训和毕业论文(设计).它包含认知实习、专业软件学习与实训、综合实训初步、毕业实习(有网络实训、IT管理系统实训、网页设计实训、软件测试实训等几个方向)、毕业论文(设计)和部分产学研项目的实践，学生可逐步形成并展现其实践能力.该模块中的实习和实训等环节从入校到离校不间断，具有连续性和继承性,循序渐进的特点；让学生充分接触社会、了解社会需求，真实接触项目、设计和实现项目，走向社会走出学校，服务社会.专业实习与专业实训，我校遵循循序渐进原则，在实际教学中，按如下三个阶段进行：第一阶段为新生在入学教育后，走入真实IT产品生产车间(长城电脑公司)进行认知实习，学生可看到银行取款机的流水生产线，了解自己的专业.第二阶段为综合实训，此实训时间为第7学期的三个教学周，将学生带到IT培训企业(长沙软件园)，由企业经验丰富的老师指导，学生进行分组自主设计与实现较大“经典”项目，或单独设计与实现较小“经典”项目，着重培训学生的综合动手能力和创新能力.第三阶段为第8学期的毕业实习与毕业设计(为便于学生就业，通常将毕业实习环节提前到寒假进行)，学生可选择在校内、校外实习基地进行，指导老师一般由校内、校外2名共同指导，实习和设计的课题通常为社会需求的真实项目，将学生分成小组，由指导老师带领分别完成该项目的各个组成部分，分工又合作，即“真刀真枪”干项目.上述IT培训企业教师按实际指导计算教学工作量，同时也完成了项目任务，可获取相应的项目费，实现了学校与企业的真实合作、多赢的良好局面.学生经该实习与实训后，考核合格和优秀的学生一般可直接进入企业，零距离上班；对于基础较差一点的学生可进行后续提高提升的培训，此时学生需自己提供学费(可采用分期付款的形式，减轻学生经济负担)，同样可实现多赢的局面.

目前，我校按此思路构建的实践教学课程体系，稳定了应用型人才培养的模式和目标，学生从实践中学到真知，学生就业满意，每年均在90%以上，我校该专业毕业生遍布全国，很多已成为IT企业(如上海牧美信息科技有限公司、北京乐视网信息技术股份有限公司、智慧海派科技有限公司、法制网移动互联科技有限公司、团贷网等)骨干力量，成为企业单位管理系统维护技术员(如武汉三医院等单位)，还有自主进行IT创业，均得到了社会企业的一致认可与好评，这也验证了该实践教学体系的有效性和可行性.

5 结 论

本文分析了信息与计算科学专业实践课程体系设置的现状，给出了实践教学课程体系构建应注意的四个原则，以我校该专业的四大模块为例，探讨了该专业实践课程体系的构建思路，其具体实施情况验证了该课程体系的合理性和有效性，该研究结果可为应用型人才培养提供有力参考.

[1] 数学类专业教学指导委员会.关于《信息与计算科学》专业办学现状与专业建设相关问题的调查报告[J].大学数学，2003，19(1)：1-5.

[2] 教育部数学与统计学教学指导委员会.关于信息与计算科学专业办学现状与专业建设相关问题的调查报告[J].大学数学,2003,19(1)：4-5.

[3] 教育部数学与统计学教学指导委员会数学类教学指导分委员会.关于信息与计算科学专业教学规范试行稿[J].大学数学,2003，19(1)：6-10.

[4] 李久会，徐美进，刘秀娟.信息与计算科学专业实验(实践)教学体系的构建[J].辽宁工业大学学报(社会科版) ,16(4):34-36.

[5] 范良忠,于欣,刘启玉.学科竞赛和工程实践双重驱动的信息与计算科学专业人才培养模式探索[C]∥2010年IITA管理科学与工程国际学术研讨会论文集.国际智能信息应用学会出版社，2010:568-572.

[6] 袁健美,舒适,刘韶跃,肖爱国.信息与计算科学专业实践教学研究与探索[J].湘南学院学报,2014,35(2):72-75.

[7] 吕绪华,李德宜,龚谊承.“二模块三层次"创新实践教学体系的构建与探索[J].当代经济,2012,10(3):110-111.

Some Discussion on the Construction of Practice Teaching Course System for Information and Computation Science Major

NIECun-yun1，CHENXiao-ling2,CAOJian-xin1，LIUGuang-hui1，TIANZhi-kun1

(1.College of Science, Hunan Institute of Engineering,Xiangtan Hunan 411104, China;2.College of Textile & Fashing, Hunan Institute of Engineering, Xiangtan Hunan 411104, China)

With the development of innovation for education, it is necessary to innovate the practice teaching for Information and Computation Science major.Some analyses are displayed on some constructions of the practice teaching courses in many universities, and some principles on how to construct it are provided.Then, take one example which is formed after several years’ innovations, to study how to construct the course system scientifically.In this example, the system is composed of four modules, and it effects on cultivating IT talents.The results provide a feasible scheme for the engineering and application-oriented university to construct the practical teaching course system.

information and computation science; practice teaching courses system; construction ideas

2016-02-27； [修改日期] 2016-08-24

2015年普通高校教学改革研究项目(湘教通[2015]291号)；校级教改课题(校教字[2014]34号)

聂存云(1974-)，男，博士，副教授.从事教学方法、微分方程数值解法研究.Email：ncy1028@163.com

G642.0

C

1672-1454(2016)06-0040-06