计算机专业应用型人才培养与数学教学改革

梁文忠，谭伟明，覃学文

（1.2.3.梧州学院 数理系，广西 梧州 543002）

计算机专业应用型人才培养与数学教学改革

梁文忠1，谭伟明2，覃学文3

（1.2.3.梧州学院 数理系，广西 梧州 543002）

培养大批的计算机专业应用型人才，是我国信息化进程对高等学校提出的社会需求。数学类课程是计算机专业的重要基础课，教学中应该与计算机各类专业人才培养的实际紧密结合，而不要过于关注纯数学理论的科学性、系统性、严密性。特别是对于培养社会需求最广泛的应用型人才，应该融入数学技术，突出数学思想和方法的引导，增强学生数值计算能力和分析、解决实际问题的能力。

计算机；应用型人才；数学；教学改革

教育部计算机专业教学指导分委员会在 《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范 (试行)》中，基于学科发展和社会需求的视角，明确提出计算机专业人才的 “培养规格分类”可以考虑三种类型：研究型、工程型和应用型。

可以认为，这三种类型的划分主要是从学生毕业后从事的工作性质的角度来考虑的，而社会需求决定了更多的毕业生会从事何种工作。

当前我国信息化进程已经涉及到各行各业，包括电子政务、电信业、民航业、金融业、电力业等。因而，基于社会需求的视角，迫切需要高等学校培养大批的应用型人才。

一、应用型人才及其培养

所谓应用型人才是指能将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的一种专门的人才类型，是熟练掌握社会生产或社会活动一线的基础知识和基本技能，主要从事一线生产的技术或专业人才，其具体内涵是随着高等教育历史的发展而不断发展的。

培养应用型人才，应该围绕 “一线生产”进行，应用型人才的培养特点主要体现在以下三个方面。

①知识结构强调基础、成熟和适用，而相对忽略对学科体系以及对前沿性未知领域的关注。

②能力体系突出对基本知识的熟练掌握和灵活应用，而相对降低其科研和开发能力方面的要求。

③培养过程重视实践性教学环节如实验教学、生产实习等，并以此作为学生贯通有关专业知识和相关专业技能的教学活动[1]。

概括来说，应用型人才主要是应用知识而非科学发现和创造新知，由于社会对应用型人才有着广泛的需求，因而在当前大众化高等教育背景下应该加强如何培养应用型人才的研究。

二、数学课程与计算机专业人才培养

数学是计算机科学技术的灵魂，计算机科学技术的发展与数学密切相关，最早研究计算机的专家多数是数学家,如美国的尼古拉·梅特罗波利斯(Nicholas Constantine Metropolis)、英国的阿兰·麦席森·图灵 （Alan Mathison Turing）、我国的张景中等，因而对计算机专业的学生开设合理的数学课程是十分必要的，数学课程在计算机专业人才培养中有着基础和关键的作用。

1.数学为计算机科学提供了必需的基本知识和基本理论。计算机科学所需的数学知识主要以计算机数学为主,计算机数学是微积分、概率论、离散数学、统计学等多个数学分支的一个集成,涵盖相当广泛。数学拥有完整严密的逻辑演绎体系,为计算机科学的发展和提高提供了强有力的理论支持。

2.数学培养和发展了计算机专业人才的多项基本能力。这些能力包括与数学有关的运算能力、逻辑推理能力和空间想象能力,以及包括观察、记忆、理解、应用、分析等各种能力。

3.数学为计算机专业人才提供解决实际问题的思想和方法。通过数学教学，学生掌握了观察与实验、比较与类比、分析与综合、抽象与概括、归纳与演绎等数学方法。数学用到的各种数学方法,都体现着一定的数学思想，比如符号与变元表示的思想、集合思想、对应思想、公理化与结构思想、数形结合思想、抽样统计思想等[5]。

对于计算机专业的学生来说，数学课程的学习目应该是将抽象的理论再应用于实践，除了要掌握基本的数学知识,更重要的是感受数学的价值,学会用数学思维思考问题，具备数学解释能力、数学推理能力、数学建模能力、数学应用能力等，通过数学学习提高其专业素养。

当前，一方面是社会需要大量的计算机专业人才，而另一方面高校培养的计算机专业人才不能满足国家信息化建设和IT行业发展的要求。造成这一现象的重要原因之一，就是包括数学课程在内的传统计算机专业教学偏重于所谓的理论教育，教学中不分类型千篇一律注重讲授知识产生的来龙去脉和理论体系，忽略了不同类型的计算机专业人才对知识及实践的需求差别，忽略了计算机应用技术日新月异的突破与发展，造成了教学与人才培养的脱节。

三、基于应用型人才培养的数学教学

数学是计算机专业人才的精神营养,具有精神钙质的作用，数学影响着计算机专业人才的思想方法、知识结构与创造能力的形成。正如被称为计算机之父的数学家冯诺依曼所说的：数学处于人类智能的中心。

为了让数学教学在计算机专业人才的培养过程中充分发挥专业基础课的作用,必须解决数学课程与计算机专业人才培养的融合问题。除了对数学课程的教学内容、课程体系、教学方法和手段等方面进行改革外，还要根据不同的人才类型或培养目标，从教学理念、教学设计等方面进行改革。基于应用型人才培养的数学教学改革，要 “以应用为目的”，根据应用型人才的培养需要，以数学思想方法为主线，以应用理论解决问题为目的，形成知识的整体结构，由重视体系完整的课程导向向重视专业需求的应用导向转变，由重视数学理论的应试导向向重视数学应用能力的应用导向转变。

基于应用型人才培养知识结构、能力体系、培养过程这3个特点，培养计算机专业应用型人才的数学教学应该重视以下3个方面。

1.融入数学技术

数学兼有科学与技术两种性质，这是其他学科所难有的，美国科学院院士J.G.Glimm说 “数学是一种关键的普遍适用的，并授予人以能力的技术”，我国两弹一星功勋奖章获得者钱学森说 “高技术本质上是一种数学技术”。

数学在研究、运用和教与学的过程中,借助工具,采取适当的方法和技能,形成了数学技术。传统数学中的记数技术、度量技术、作图技术、计算技术等数学技术在数学的发展和应用中扮演着重要的角色。在数学、电子学和工程技术等发展和应用的基础上,诞生了电子计算机。数学与计算机相结合，在计算机环境下，形成了一种普遍的、可以实现的关键技术，称其为现代数学技术。

现代数学技术正在发展,目前尚未见有关界定，其内容主要包括计算技术、数据处理技术、编码技术、数字加密技术、符号运算技术、图形图像技术、数学建模技术、数学模拟技术、辅助教学技术、数学实验技术、数学机械化技术等[3]。

数学技术融入数学课程是国际趋势，甚至已实施在中小学数学教学中，美国面向新世纪数学课程标准指出： “数学教学应使用数学技术帮助所有学生理解数学，并为越来越科技化的社会中应用数学作好准备”，英国国家数学课程标准建议给学生“提供适当机会来发展应用数学技术学习数学的能力”。

数学技术体现了数学的工具性，有益于实现数学的广泛应用。在数学课程中融入数学技术，对培养应用型人才起到积极的作用。

①数学技术有助于体现数学的实验性。数学不仅是演绎科学的范例，也是一门很好的实验学科。著名的数学家波利亚就曾指出： “数学有两个侧面，一方面是欧几里得式的严谨学科；另一方面，在创造过程中的数学更像是一门实验性的归纳学科。”教学改革的一个目标是将由 “关注知识”转向 “关注应用”，使数学学习体现出一种技术化的特征。

②数学技术将丰富数学学习的内涵与形式。融入数学技术使数学教学不再局限于课堂，不再局限于课时，可以实现 “人人学有价值的数学；人人学都能获得必要的数学；不同的学生在数学上可以得到不同的发展”，使学生在丰富多彩的数学活动中实现知识与技能的协同发展[6]。

2.渗透数学思想方法

数学思想方法，就是指现实世界的空间形式和数量关系反映到人的意识中，经过思维活动而产生的结果，它是对数学事实与数学理论 （概念、定理、公式、法则等）的本质认识。

对于计算机专业应用型人才来说，数学学习的目的，不仅仅在于学到一些数学的概念、公式和结论，更重要的是要了解数学的思想方法和精神实质，真正掌握数学这门学科的精髓。日本著名数学家和数学教育家米山国藏说 “无论对于科学工作者，技术人员，还是数学教育工作者，最重要的是数学的精神、思想和方法，数学知识是第二位的。”美国教育心理学家和教育家杰罗姆·布鲁纳(Jerome Seymour Bruner)指出，掌握基本的数学思想方法能使数学更易于理解和记忆，领会基本的数学思想方法是通向迁移大道的 “光明之路”。事实上，数学思想方法不但对学生学习具有普遍的指导意义，而且还有利于学生形成科学的思维方式和思维习惯，为将来从事科学研究和参加社会实践打下良好的基础。传统的数学教学存在着重结论，轻过程，重技巧，轻思想的弊端，束缚了学生思维能力的发展。应该改革基于应用型人才培养的数学教学，在教学的各个环节，注重思想方法的有机渗透，象概念的形成过程，结论的推导过程，方法的思考过程，问题的发现过程，规律的被揭示过程等等，都蕴涵着向学生渗透数学思想方法的极好机会。

3.加强数学实验

中国科技大学的李尚志教授曾指出： “社会对数学的需求并不只是需要数学家和专门从事数学研究人才，而更大量的是需要在各部门中从事实际工作的人，善于运用数学知识及数学的思维方法来解决他们每天面临的大量的实际问题，取得经济效益和社会效益。”

如果能把数学教学与计算机上机实践相结合,开设数学实验课,可以认为是对数学教学方法的一个重大改革，是培养计算机专业应用型人才的有效方式。

自90年代以来,国内外科技工作者将数值方法设计成算法,进而编制成数值计算软件。如美国的IMSL、Mathematica、Matlab,英国的NAG,以及我国的STYR(数学统计应用软件)等。从某些方面来讲,数值计算软件与其他程序设计语言一样,可以通过编写应用程序解决复杂的问题。

人们往往认为只有在专业课程的学习中才能用到一部分数学知识，因而缺乏利用数学知识和手段解决实际问题的能力。实际上，给计算机专业学生开设数学实验课，为学生创造培养动手能力的环境条件，并给出某些有关自然科学或社会科学的综合性问题，让学生根据所学的知识，用数学实验提供的程序设计语言去编写应用程序来解决这些问题。这样，学生在熟悉计算机，提高编写程序能力的同时，又掌握了所学知识，增强了动手能力。掌握数学软件也为以后学习后读课，如计算机专业的计算方法、计算机网络、计算机辅助设计、管理信息系统、自动控制理论等专业课打下一个很好的基础[4]。

教学实验配合课堂教学，无疑增加了数学这门课程的实践性，提高了同学们应用数学的能力。

应用型人才的培养要注重实践性，必须重视理论与实际应用相结合这个环节，而数学建模正是实现和加强这一环节的一门重要课程，因此，开展数学建模活动也是培养计算机专业应用型人才的一个较好形式。数学建模课程是一门教学生如何运用所学知识来解决实际问题的课程，因此，数学建模课程已毋用置疑地成为高校培养应用型人才的优选策略，其对高校数学教学改革也将产生深远的影响。

培养大批的计算机专业应用型人才，是我国信息化进程对高等学校提出的社会需求。数学类课程是计算机专业的重要基础课，必须加强对计算机专业数学教学的研究，按照计算机专业人才的 “培养规格分类”有针对性地实施教学。

[1]薛立军,尹庆民.应用型人才培养的探索与实践[M].北京：知识产权出版社，2009.

[2]董强.关于高校计算机专业数学类课程教学的思考[J].中国电子教育，2011(2).

[3]石永福,王立群.现代数学技术及其影响[J].西北师范大学学报:自然科学版，2005(2).

[4]秦廷楷.计算机专业数学教学的改革[J].安徽电力职工大学学报，2002(2).

[5]王福胜，唐雪冰.数学在计算机应用技术专业中的功能分析[J].黑龙江畜牧兽医职业学院学报，2010(12).

[6]林风.学习数学技术促进课程改革[J].福建教育,2003(01B).

On Application Com puter Talents Training and M athematics Teaching Reform

Liang W enzhong1,Tan W eim ing2,Qin Xuewen3
(1.2.3.Department of Physics and M athematics,Wuzhou University,Wuzhou 543002,China)

To develop a great number of computer application talents is a social demand to colleges and universities during the process of China’s informationization.As a basic course for the computer sciencemajors,mathematics teachers should combine his teaching closely with the training of all kinds of computer talents,without concentrating toomuch on scientificalness,systematicness and rigor ofmathematics.Teachers should integratemathematical technology into the teaching and focus on the guidance in mathematical ways of thinking to enhance students’ability of numerical computation and their ability of analyzing and solving practical problems.

computer;application-oriented talents;mathematics;teaching reform

G642.4

A

1673-8535（2012）02-0093-04

梁文忠（1963-），男，广西贺州人，梧州学院数理系副教授，研究方向：图论、计算机算法。

谭伟明（1962-），男，广西梧州人，梧州学院数理系副教授，研究方向：数学教学论、微分方程。

（责任编辑：高 坚）

2012-02-12

广西新世纪教改工程项目（2010JGA078）

覃学文（1975-），女，广西横县人，梧州学院数理系教师，研究生学历，研究方向：微分方程、数学教育。