应用型本科院校信息与计算科学专业实验室建设的探索

邢远秀

摘要：实验室是培养信息与计算科学专业人才的重要场所，但目前信息与计算科学专业实验室的建设存在重视不够、投入不足、缺乏专人管理以及管理制度不完善等问题。本文就目前信息与计算科学专业实验室建设存在的问题进行了分析，讨论了信息与计算科学专业实验室建设的必要性，并提出了信息与计算科学专业实验室建设的一些具体措施。

关键词：信息与计算科学；实验室；建设

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）37-0279-02

信息与计算科学专业是数学学科的一个重要学科分支，由以前的计算数学专业、计算数学及应用软件专业、运筹学和控制等专业并融入了信息学组建而成。作为数学学科的一个理科专业，信息与计算科学专业主要“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，受到科学研究的训练，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”。[1]而数学教育一直面临的矛盾是：一方面数学很有用，但另一方面许多学生学了数学以后不会用，不知何时用。大多数的人对稍深一些的数学就“敬而远之”。[2]这就需要加强信息与计算科学这类数学专业的实验课程的建设，专业实验室的建设就显得尤为重要了。

一、背景及现状

1.重视不足，硬件建设滞后。虽然目前数学类专业的实验，如数学建模等实验往往使用计算机作为主要实验设备，但对学校领导来讲，对信息与计算科学等非计算机专业的计算机实验室建设重视不足，往往一次性投入建设以后，就认为一劳永逸了。而计算机的硬件和软件发展得非常快，往往三四年设备就已经落后了，所以导致现在该专业的建设缺少经费，仪器设备陈旧落后，有的甚至缺少专用的实验机房。

2.缺乏专人管理，管理制度不完善。信息与计算科学专业的机房的管理与计算机专业的不同，计算机专业的机房往往由具有计算机专业背景的实验人员专门进行管理，而大多数学校信息与计算机科学专业的机房却缺少具有专业知识背景的专人管理，很多都是由本专业的专任教师兼职管理机房，这些教师对数学专业知识非常精通，但对计算机硬件与软件的维护与管理了解却不多，同时管理制度也不完善，造成目前机房维护不善，计算机故障率高，使用率低等后果。

3.教学科研分工不明确。实验室不仅承担着日常教学的任务，还承担着科研、数学建模等任务，所以要分工明确。目前的一些信息与计算科学专业只建设了一个计算机机房作为专业实验室，这个实验室既承担着日常教学任务，又承担着学生数学建模、创新型实验的任务，有的还要承担着部分教师科研的任务，造成机房负担过重，机器难管理、易损坏的结果。

二、信息与计算科学专业实验室建设的必要性

1.建设信息与计算科学专业实验室是数学教育本身发展的必然要求。开设数学实验是数学科学发展的需要。大量功能强大的数学软件包的出现，使得过去很多烦琐的数学计算变得轻而易举。例如，微分方程的求解、数学规划、统计分析、插值与拟合等，只要编制一些简单的程序即可得到满足应用需要的数值解。很多复杂的几何图形、抽象难懂的数学概念都可以通过计算机直观显示。[3]作为信息与计算科学专业这样以培养用数学知识来解决实际问题的高级人才为目的的专业，让学生掌握这些数学软件的使用显而易见是教学内容的必要组成部分。而实验室是培养学生掌握并使用这些软件的最佳场所。

2.建设信息与计算科学专业实验室为课程改革提供了必要条件。信息与计算科学专业是数学学科的一个重要分支，该专业的多数专业老师都是从事数学理论研究的，这就使得该专业在专业建设时“重理论、轻实践”，把实践教学作为理论教学的补充，只是通过实践来加深对理论知识的理解，而不是通过实践来培养学生分析问题、解决问题的能力。根据信息与计算科学专业的培养目标，信息与计算科学专业培养的学生应该“掌握信息与计算科学的基本理论方法和技能”，应该“受到科学研究的训练”，并且“能解决信息处理和科学与工程计算中的实际问题”，这就需要该专业进行课程改革，重视实践教学，加强对学生的训练，以使学生能够掌握技能，解决实际问题，所以信息与计算科学专业实验室的建设就显得尤为重要了。

3.可以培养学生的动手能力，促进学生学习兴趣。数学知识理论性强，与现实问题联系紧密却不直观，学生在学习的时候往往不知道这个知识有什么用，和现实有什么关联，进而影响到学生的学习兴趣，打击学生学习的积极性。而通过在实验室里的实践教学，可以使学生在教师的指导下，利用所学的知识去解决实际问题，让理论和实践的联系变得直观易懂，能够促进学生变被动学习为主动学习，培养学生的兴趣和创新精神。同时，在实验室里通过投影仪等现代化的教学设备进行教学，也可以使传统的教学模式变得更有趣、更生动，提高学生的学习兴趣和学习的积极性。

4.信息与计算科学实验室的建设是开设数学建模课程的需要。数学建模是用数学语言描述实际现象的过程，这个过程包括模型的建立、求解、验证、改进等，这个过程如果用人工进行，则不是短时期内能解决的，因此需要借助计算机来完成这些过程，以加快数学建模全过程的进度。[4]目前，数学建模在数学类专业中的地位越来越重要，它是培养创新型人才的主要方式之一，而信息与计算科学实验室的建设可以为开设数学建模课程提供良好的实训条件。另外信息与计算科学实验室的建立也为教师的科研工作提供了基础保障。

三、信息与计算科学专业实验室建设的具体措施

1.加大投入，做到实验室分工明确。信息与计算科学专业实验室的建设必须要引起领导的高度重视，加大建设的资金投入。实验室的建设并不是建设一个计算机机房就万事大吉了，至少应该在建设完成能够满足日常教學与实训的机房之外，还要单独建设数学建模实验室，有条件的再建设专用的科研机房，一方面方便教师进行科研工作，另一方面将教师的科研工作和专业实验教学有机地结合起来，鼓励有能力的学生参与教师的科研工作，开阔学生视野，增强学生的创新意识。endprint

2.重视实验室在教学中的作用，建设专门的实验资源。多年来，在传统的实验教学中，学生实验时往往只是验证一下与教材内容是否相符或分析一下实验结果；很难达到培养动手能力、培养分析与解决问题能力的目的，创新意识的培养更是无从谈起，学生毕业后一时也难以适应社会需求。[5]这主要是因为实验内容落后、实验方式僵化、实验手段单一造成的。解决这个问题要重视实验室在教学中的作用，要认识到在日常的教学环节中，实践教学与理论教学同样重要，他们具有很强的相关性。最好的办法是建设专门的实验资源，增加研究性、设计性、创新性实验，减少验证性实验。

3.实验室建设的关键是实验教学队伍的建设。实验教学队伍的素质是培养高素质创新人才的关键。目前一些非计算机专业的机房都是由该专业的专业老师兼职管理，缺少具有计算机背景的专任教师对机房进行管理。所以实验室的建设首先要建设有专任的实验教师队伍，在对机房进行日常管理的同时，更重要的是要参与到实践教学中来，同时要鼓励担任数学理论教学的高职称和高学历教师兼职从事实验教学。领导一定要像重视教师队伍建设一样来重视实验教学队伍的建设。

4.实验室的建设要有完善的制度作为支撑。实验室的管理要建设一套完善的制度，并且坚持贯彻执行。首先要有领导专门负责，这样才能使实验室的管理与建设得到重视，也避免了实验室管理上的盲目性。然后就是要建设一套完善的管理制度，不仅要求上课的学生遵守，上课的教师也要严格遵守，这样可以降低设备的故障率，方便实验教师对实验室的管理。

信息与计算科学专业实验室的建设对于信息与计算科学专业的教学、科研来说是非常重要的，信息与计算科学专业实验室的建设不仅是机房的建设，还包括了师资队伍的建设、管理制度的建设、实践课程资源的建设等等。只有对信息与计算科学专业实验室进行合理的建设、科学的管理，才能使信息与计算科学专业的学生提高学习兴趣，锻炼动手能力，真正掌握数学知识，并运用计算机等工具去分析问题、解决问题。

参考文献：

[1]教育部数学与统计学教学指导委员会.信息与计算科学专业教学规范（試行稿）[J].大学数学，2003.

[2]孙苏菁，白占兵.关于数学实验室建设的若干思考[J].科技视界，2013，（11）.

[3]王为洪，陈国松.建立数学实验室的思考[J].机械职业教育，2009，（8）.

[4]余明钗，陈兴.计算机实验室在数学建模中的应用及建设[J].软件，2011，32（3）.

[5]苏仕华，黄学俊.国家数学人才基地实验室建设与人才培养[J].教育与现代化，2004，（01）.endprint