大类招生下地方高校信息与计算科学专业课程体系构建研究

樊孝菊 姜海波

(襄樊学院,湖北 襄樊 443053)

本科教育按学科大类招生培养学生 ,就是按一级学科或二级学科进行招生,以学科大类统一制定教学计划,在学科范围里实施基础性课程教学。经过 2～3年的统一基础阶段培养后,由学生结合兴趣、就业再选择具体专业及专业方向学习。这种按学科大类招生培养学生的做法,打破了按专业招生培养的传统模式,正逐渐被国内高校所采用。该模式旨在培养宽口径、厚基础、重应用、强能力的人才,顺应了市场经济发展及社会生活多元化对人才的要求,从某种程度上说也能缓解就业压力,增强高等教育的市场适应性。为使该模式的目标能得以实现,加强该模式下地方高校信息与计算科学专业课程体系的探讨,培养为地方社会经济建设服务的应用型人才显得尤其重要。

一、理解信息与计算科学专业内涵,合理设置招生大类

1998年,教育部调整了数学学科专业的数量和名称,将原来的七个专业合并为两个专业,即数学与应用数学专业、信息与计算科学专业,原统计学部分与经济类的统计学合一形成统计学类的统计学专业。信息与计算科学专业是由信息科学、计算数学、运筹学和控制论四个主干学科交叉渗透整合而成的,其中“计算数学”是本专业中有较长历史的学科[1]。从主干学科的教学内容来看,计算数学是在数学分析、高等代数、解析几何和物理学等基础课的基础上,围绕数值逼近、数值代数、微分方程数值解以及与计算机科学相结合开设的专业课程;信息科学是本专业最新发展起来的主干学科,该学科主要开设信息处理和数学基础、现代密码学、图形与图像处理、计算智能、计算机图形学与可视化等专业课程;运筹学是运用数学的理论和方法研究和解决现代管理中的理论问题和实际问题;控制论方向是研究带有控制参变量的时变系统,在现代科学技术和现代工业中有着广泛的应用。

信息与计算科学专业是以信息技术、计算技术和运筹控制技术的数学基础为研究对象的理科类专业,培养具有良好的数学基础和数学思维能力,掌握信息或计算数学的基本理论、方法和技能,能解决信息技术或科学与工程计算中的实际问题的高级专门人才。

信息与计算科学专业的相关学科是数学与应用数学、计算机科学与技术及概率论与数理统计等学科。其中数学与应用数学学科的影响最大,主要体现在本专业教育的前两年里,其基础课基本上和数学与应用数学专业相同,且构成专业后两年教育的核心基础。计算机科学与技术是本专业对专业联系极为紧密的学科,其相关的理论与方法构成了本专业人才的重要技术基础。由于近代科学面向的多数是随机问题(尤其是信息科学中的问题),所以概率论与数理统计也是本专业的重要基础。综上所述,数学与应用数学专业、信息与计算科学专业和统计学专业可作为一个学科大类招生。

二、课程体系构建的指导思想和基本原则

地方高校信息与计算科学专业人才培养应遵循“强基础、宽口径、重实际、有侧重、创特色”的办学指导思想。课程体系的构建应有利于学科大类专业培养目标的实现,有利于体现经济发展、科技发展以及社会发展对人才培养的新要求,有利于加强素质教育尤其是文化素质教育,有利于实施因材施教,鼓励学生个性发展,有利于培养复合型应用人才,有利于加强课程建设,深化教学内容改革,促进教学质量的进一步提高[2]。

大类招生人才培养模式下信息与计算科学专业课程体系构建应遵循如下基本原则:淡化专业、强化基础原则。前两年不分“数学与应用数学”、“统计学”和“信息与计算科学”专业,统一学习公共课程平台和数学基础课,加强数学基础知识的掌握和基本技能的训练,确保基础课程教学质量。统一性与多样性相结合原则。在形成公共课程平台的前提下,根据学科特点及社会需要形成方向特色课程模块,满足学生个性发展需要。强化实践能力培养原则。一是信息与计算科学本身是实践性极强的学科,在学科发展、专业建设、教学环节中都应该紧密联系信息技术与计算技术的实际构建实践技能课程模块,加强数学建模、数学软件应用、计算机编程、数学实验和信息系统开发等实践能力的培养;二是在确定专业方向上,应紧紧结合社会经济发展实际,努力使之与所在学校的定位相适应,与本校教师的特长与发展目标相适应,与本地区经济发展对人才的需求相适应。学科交叉原则。在课程设置上要加强物理学、计算机科学、人文素质类学科和经济学等学科间的相互渗透,增大学生选修其他学科课程的空间,使学生形成合理的知识结构,以此增强学生的适应能力和创新能力。整体优化原则。信息与计算科学专业课程体系的构建力求使课程各要素相互配合,整体功能达到最佳。适应管理原则。信息与计算科学专业课程体系的设立要有利于学分制、学生选课等教学管理制度的实施,适应学校的教学管理要求。

三、信息与计算科学专业课程体系构建方案

按照“强基础、高素质、有特长、适应广”的培养目标,遵循前沿性、先进性、交叉性和学科发展的内在规律性,构建信息与计算科学专业课程体系。这个课程体系的总流程是:学生用 2年的时间学习公共平台课程 46学分和大类平台课程 38学分,再用2年的时间学习专业平台课程 49学分和实践性教学课程 36学分,学生修滿学分 169学分授予理学学士学位。构建这种课程体系的目的是既要照顾到学生个人兴趣、爱好和发展潜质,又使学生看到社会未来对自己的特定专业知识、能力和技术结构的现实需求,较好地体现个人价值的实现和社会需求的统一。

1.关于公共课程平台

公共课程平台包括三个模块:公共课模块 I指公共基础课程 (36学分),主要包括:思想政治理论课、大学外语、大学语文、大学体育、计算机技术基础、形势与政策和军事理论与训练等,这些课程是学生的必修课;公共课模块Ⅱ是跨学科公共选修课 (8学分),学生根据个人兴趣爱好、专业培养要求和个性发展需要选修的一系列跨学科的课程,主要包括自然科学类、工程技术类、人文艺术类、经济管理类和地方文化等;公共课模块Ⅲ是自学辅导课程(2学分),是为培养学生自学能力而设置的一类自学选修课程,在老师的指导下,学生以自学为主,参加考试并获得相应学分,主要包括语言自主学习、学科竞赛、发明创造和科研报告等。

2.关于大类平台课

大类平台课即大类基础课模块Ⅳ(38学分),是学生必须修读的数学类、物理类和计算机类基础课,主要包括数学分析,高等代数,解析几何,物理学(含实验),概率论与数理统计,C++语言等。

3.关于专业平台课

专业平台课由二个模块构成:专业必修课模块Ⅴ(21学分)和专业选修课模块Ⅵ(28学分),专业选修课按照不同的专业方向课,配置不同的课程。按照信息与计算科学专业内涵,根据地方高校的办学定位,专业方向可设置信息科学和计算数学两个专业方向。

专业必修课模块Ⅴ是学生必须修读的信息与计算科学专业课程,主要包括:信息论基础,离散数学,数据结构与算法,数据库原理及应用,数学模型,计算方法,数学软件及应用。专业选修课模块Ⅵ是专业方向选修课。专业选修课包括专业限选课和专业任选课。专业限选课是信息与计算科学专业学生必须选修读的课程;专业任选课是学生根据个人兴趣、个性发展和专业方向学习的需要,在专业任选课中任选若干门课程,以满足个性培养的需要的课程。

信息科学方向。选修课主要包括:复变函数、常微分方程、JAVA面向对象程序设计语言、数据分析、数值分析、微分方程数值解、运筹学、数字信号处理、计算机图形学、代数初步、计算数论、信息工程概论、现代密码学、管理信息系统、小波分析。

计算数学方向选修课主要包括:常微分方程、JAVA面向对象程序设计语言、数据分析、数值分析、微分方程数值解、运筹学、计算机图形学、并行算法、最优化算法、统计学,经济学、科学与工程计算、复变函数、实变函数论、组合数学。

模块Ⅴ和模块 V I共同构成了信息与计算科学专业主要课程,学生根据个人兴趣、个性发展需要和专业学习的需要,可从专业任选课中任选若干门课程,以满足个性培养的需要。这一课程体系适应了21世纪社会发展对信息与计算科学专门人才的需要,拓宽了专业口径,从根本上解决了社会对信息与计算科学专业人才在知识、能力和技术上的多种要求。

4.关于实践性教学课程

信息与计算科学专业实践教学环节主要有:社会实践、课程设计、专业实验、毕业实习和毕业设计等,总计不少于 27周。主要专业实践有:数学模型集训、数学软件及实验、计算机程序设计上机实习、数据分析与数据挖掘实训和信息系统开发等,这些专业实践教学学时总数不少于 90学时。这些实践教学是在老师指导下有计划的穿插于 8个学期中实施的一系列教学活动,是个有机的整体。整体包括4层:基础训练层、提高训练层、综合训练层和科技创新训练层[3]。基础训练层涵盖了所有基础课程实验:计算机基础、C语言程序设计、MATLAB等数学软件及应用,JAVA面向对象程序设计等基础课程实验;提高训练层包括数值计算方法、数据库原理与应用等,它们将理论与实践相结合;综合训练层以数学建模、管理信息系统、软件工程综合模拟实习等,并结合信息与计算科学最新发展及信息处理新技术专题的综合性设计作业等各种训练学生综合能力的活动以及毕业设计;科技创新训练层主要以组织并鼓励学生参与大学生创新项目、挑战杯项目、全国数学建模竞赛等相关创新竞赛。通过这些实践环节以加强学生动手能力的培养,真正使学生学以致用,培养学生的综合应用能力和独立操作能力,使学生毕业后不仅能很快的适应所从事的行业,而且又具有较强的实践创新能力。

四、课程体系构建的配套改革

在大类招生人才培养模式下,学生根据自己的兴趣爱好、特长和个人发展的实际需要,选择自己喜欢的专业及专业方向的课程学习,学生学习的自主权大大增强;学生只要在一定的学习期限内修满规定的学分就可以毕业,学生的学习进度也有了更多的自由空间,学习时间的弹性增大;选修课程增加,学生班级建制打乱,各项管理工作难度增加。以上这些对教学管理制度、教学质量监控与保障体系、专业及课程建设水平和教师的教学业务能力等都提出更高的要求。课程体系构建后,要实现“大类招生,分流培养”目标,还需要通过实施一系列相关教学管理体制与运行机制改革作为支撑,主要包括:完善以学分制为手段的各项弹性教学管理制度;通过培养、引进、兼职等多种途径,建设一支相对稳定、结构合理、质量过硬的师资队伍,确保课程体系中每门课程建设的质量;定期开展人才需求信息的调查与预测工作,并及时反馈到培养过程中,以便合理开展专业分流与课程建设;构建专业、课程、教材、课堂教学和实践教学的质量监控与保证体系;通过建立实习基地等有效途径,加强实践环节教学[4],为培养学生的实践能力与创新能力提供广阔的空间。

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

[2] 杨凤华,等.大类招生模式下“平台 +模块”课程体系的构建[J].中国农业教育,2007,(8).

[3] 罗志明.一般院校信息与计算科学专业人才培养模式研究[J].计算机教育,2009,(8):20-22

[4] 樊孝菊.信息与计算科学专业建设和人才培养研究[J].科教文汇,2007,(5):31-33