基于应用型人才培养的信息与计算科学专业教学模式研究

朱颖芳　孙玉荣　叶萍

摘  要：随着社会、经济的快速发展，高校信息与计算科学专业人才培养也面临着前所未有的机遇和挑战，以社会需求为导向的信息与计算科学专业人才培养模式研究与实践具有重要的现实意义和迫切性。本文基于应用型人才培养视角，从培养方案和课程设置入手，对信息与计算科学专业的教学模式进行探讨。

关键词：应用型;人才培养;信息与计算科学;教学模式

中图分类号：G642    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）19-0105-04

现代社会发展迅速，无论是如火如荼的“5G”，还是大数据、云计算、人工智能以及万物互联等，可能没有哪个学科能有信息和计算科学学科与未来发展如此密切相关。信息与计算科学专业是以信息处理和科学计算为背景，由数学、信息科学、计算科学等交叉渗透而形成的一个数学类专业。专业培养的学生具有较好的数学基础知识和数学思维能力，能熟练使用计算机（包括编程语言、各类工具及数学软件），具备将数学和计算科学知识在金融、计算机及工程等领域进行实际应用的能力[1]。随着社会、经济快速发展以及抢占科技制高点的需要，我国高校信息与计算科学专业人才培养也面临着前所未有的机遇和挑战：一方面，社会需求的增加给信息与计算科学专业提供了发展空间;另一方面，当前信息与计算科学专业人才培养方案、培养模式、课程设置、教学内容等方面出现了与社会需求不一致的矛盾，使得部分信息与计算科学专业毕业生无法与社会应用需求接轨，只能选择转行或继续深造。因此，以社会需求为导向的信息与计算科学专业人才培养模式研究与实践具有重要的现实意义和迫切性[2-3]。

一、发展现状

中南林业科技大学信息与计算科学专业成立于2003年，历经十多年的建设发展，培养方案进行了多次修订。2019年，在国家大力发展“互联网+”、大数据的背景下，教学团队启动了新一轮专业人才培养方案的制订。通过对贵州大学、中南大学、南华大学等高校信息与计算科学专业进行调研，了解各自专业的建设方向，探讨在新时代背景和社会需求环境下该专业的培养方案新思路。教研室教师也进行了多次讨论，邀请校外专家进行评审，针对讨论意见和校外专家的评审意见进行反复修改，最终形成新的信息与计算科学专业本科人才培养方案。方案明确了本专业的培养目标是要具有良好的人文素养和科学素质，社会责任感强，掌握数学建模技术、数据分析处理技术和一定的计算机科学基础知识，具备扎实的数学基础和熟练的计算机软件开发技能、实践能力强、具有创新精神、德智体美全面发展的高素质应用型人才。

二、课程体系设置

根据培养方案，本专业的课程设置包括专业人才技能方面课程设置以及专业技能提升类课程设置。关注对学生通识教育的培养，具体的课程设置如表1所示。

专业人才技能方面的课程包括数学类课程（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、数学建模等课程）、信息与数据分析处理类课程（数据挖掘、数据可视化、Linux操作系统、Python编程、数学软件等课程）、计算机类课程（数据结构、数据库原理及其应用、算法分析与设计、Java程序设计、计算机网络、计算机组成原理、操作系统、信息安全、面向对象程序设计、软件工程等课程）等。

按照学校关于新专业培养方案学分分配的相关要求，专业毕业要求最低学分172，理论课学分119.5、实践课学分52.5，满足了学校对学分的总体要求。通识教育模块学分40，专业教育课程模块学分100，实践教学模块32，满足了学校对各模块学分的总体要求。学分的设置既满足专业培养目标的相关要求，更突出了对学生实践能力、创新精神的培养。

三、应用型人才培养

（一）以赛促学，鼓励学生参加各类竞赛

数学建模竞赛是将一个实际问题用数学的语言和方法去近似刻画、建立相应的数学模型，并运用计算机加以解决的过程;程序设计竞赛是运用计算机编程语言去分析和解决实际问题，考查学生的算法分析和程序设计能力;创新创业大赛旨在激发学生的创造力，培养学生的创新精神、创业意识以及创新创业能力。鼓励学生参加美国大学生数学建模竞赛（MCM/ICM）、全国大学生数学建模竞赛、ACM国际大学生程序设计竞赛、全国大学生软件创新大赛、“互联网+”大学生创新创业大赛等各类比赛，不仅能培养学生发现问题、逻辑推理与智能计算实现等能力，比赛中展现出的团队协作意识、创新能力和挑战精神也将使学生受益终身，从而实现计算机和数学运用能力应用型人才的全方位培养[4]。近年来，本专业学生参加各类学科竞赛共获国际级奖项9人次，国家级奖项9人次，省级奖项42人次;获国家级创新创业大赛一等奖1人次。

（二）统筹规划，设计类课程贯穿始终

新的培养方案中，确保设计类课程层层推进[5]。第1学年开设“程序设计基础”和“C++程序设计”课程;第2学年开设“面向对象分析与设计”“JAVA程序设计”“VC++高级程序设计”“数据结构”和“Web前端开发技术”课程;第3学年开设“算法分析与设计”“软件工程”“Android系统开发技术”“python编程”课程;第4学年开设“R语言程序设计”“Scala程序设计”和“毕业设计”。从程序设计基础、算法，到各类流行的程序设计语言，再到毕业设计，不仅让学生掌握了使用各类高级语言编写程序的能力，更重要的是学生能够在课程和实践中逐步理解程序设计的思想和方法，培养学生解决实际问题的能力。

（三）重视实践，强化校企合作

实践教学主要包括实验类课程、课程设计、实习、毕业设计以及第二课堂等，学分共计46分，占专业总学分比例的25%。2016年，“信息科学类专业校企合作创新创业教育基地”获得省级基地建设支持。以此为契机，教学团队对实践类课程进行了改革。首先，将企业的实际项目引入到实验类课程，通过案例教学来加强学生对理论知识的理解;其次，在课程设计中邀请企业工程师进行行业和技术讲座，以项目驱动的方式来增强学生的实践动手能力;最后，在认知实习、综合模拟实习和毕业实习中，带领学生走进企业，采用集中实训的方式，让学生参与到企业项目的实际开发中，近距离感受企业的文化和氛围[6]。在毕业论文选题中，利用学校及校内外教学实习基地的实际需求，让同学成立项目小组，对口相应项目研发。例如，在2019级学生培养中，分别指导学生选取“长株潭生态站管理系统”“南方城镇森林景观树种数据库管理系统”“杜鹃种质资源库管理系统”等项目为开发方向，以项目需求为导向，重点检验学生对程序语言、数据库技术及网络应用等方面的理论知识和技能的掌握程度，让学生在实际项目应用中查漏补缺，提升综合素养。学生在操作中提升迅速，不仅高质量地完成了毕业论文，还取得了相关软件著作权，培养成效显著。

参考文献：

[1] 刘晖，孙玉荣. 大数据时代信息与计算科学专业校企合作人才培养方案研究[J]. 科教导刊，2018（20）：8-9.

[2] 范新英. 基于应用型人才培养的统计学专业教学改革与实践[J]. 江苏商论，2021（01）：127-129.

[3] 钱研，杨晓翠. 基于大数据的地方本科高校应用型人才培养体系改革研究[J]. 高教学刊，2020（30）： 83-85+89.

[4] 张淑华，郑雁玲. 基于学科竞赛与实践教学互动的应用型物流人才培养[J]. 文教资料，2020（11）： 185-187.

[5] 彭海静. 基于“校企协同、双能导向”的计算机专业应用型本科人才培養模式研究与实践[J]. 计算机教育，2020（08）：147-151.

[6] 孙明，付景川. 应用型大学与企业协同育人的理论探索[J]. 中国高校科技，2019（05）：76-78.

（责任编辑：淳洁）