信息与计算科学专业实验教学方法改革探讨

刘朝霞

（集宁师范学院 数学系，内蒙古 乌兰察布 012000）

信息与计算科学专业实验教学方法改革探讨

刘朝霞

（集宁师范学院 数学系，内蒙古 乌兰察布 012000）

实验教学在提高学校教学质量、培养学生实践能力和创新能力方面具有非常重要的作用.本文以信息与计算科学专业的人才特色及培养目标为基础，分析了现阶段该专业在实验教学中存在的不足与问题，对该专业的实验教学应采取的教学模式和方法作了相关探究，提出了实验教学改革的几点思考.

信息与计算科学；实验教学；实践能力

信息与计算科学（Information and Computing Sciences）是由计算数学、应用软件、信息科学、运筹学与控制论等专业合并而产生的新专业[1]，1998年被教育部颁布为理科数学类专业.该专业是一个涵盖信息、计算技术等学科的交叉专业，该专业培养的学生不仅要具备深厚、扎实的数学和计算机功底，也要具备扎实的计算机软件设计与操作技能，更要具备运用所学知识和计算机技能解决实际问题的能力，能够适应社会在信息处理、程序设计、软件开发等技术工作与教学科研方面的需求.因此，这就对该专业实验课程的教学模式和方法提出了更高的要求.本文在分析实验教学对信息与计算科学专业的重要作用和目前实验教学存在的问题的基础上，提出了改革实验教学模式和方法的几点探讨.

1 实验教学在信息与计算科学专业中的作用

该专业的人才培养目标是“具有数学和计算机科学的基本理论、方法和技能，有较强的计算机软件开发和信息管理能力、理论与实践相融合的复合型人才”[2]，由此确定了实验教学在信息与计算科学专业中的重要地位，明确了实验教学具有以下重要作用和功能：

（1）能够激发学生学习热情，培养学生将理论知识运用于解决实际问题的实践动手能力.

（2）提高教学质量和学生学习效率，充分挖掘和培养学生的创新、科研和学术能力.

（3）改变传统的数学训练，在计算机环境下加深学生对数学相关理论、命题的理解和掌握.

（4）为学生成长为高层次复合型人才提供了实践和经验积累的机会.

2 目前信息与计算科学专业实验教学存在的问题分析

信息与计算科学专业的实验教学模式与该专业的培养方案和课程设置具有紧密的联系，尽管该专业已发展了多年，在此期间各高校的人才培养方案和课程设置也在不断的改革，但总的来说目前还是普遍存在以下几个问题：

2.1 实验教学模式没有根本性突破

有些高校的信息与计算科学专业是由计算数学或应用数学专业改造而成的，虽然在实验教学模式和方法上进行了改革，但由于受到旧专业模式的影响，实验教学模式总体上没有根本性突破，甚至存在两级分化现象，有的学校按照计算数学专业的实验课程体系和教学模式教学，有的学校则按照计算机专业的实验课程体系和教学模式教学.

2.2 专业特色和优势不突出，致使实验教学模式受到制约

信息与计算科学是一门新型专业，各高校开办这一专业的时间较短，课程建设、师资队伍建设都较弱，教师的教学经验少，对该专业的专业定位、人才特色、课程设置、教学内容等问题还没有形成统一的认识和固定的模式，甚至有些学校在专业建设方面存在“摸着石头过河”现象.受到这些因素的影响，该专业的特色和优势并没有真正发挥出来.同时，实验教学模式也因师资问题、专业定位认知模糊和专业优势不显著而受到制约和影响.

2.3 缺少实训基地、实验室形式单一，学生动手能力弱

在实践教学环节上，普遍存在实践基地单一、少的现象，实践基地缺乏良好的硬件和软件环境的支撑，大多数学校仅提供普通的计算机机房作为学生的实践基地，致使许多学科的实验课程受到实验基地、软环境和硬环境等因素的制约无法很好的完成，致使学生普遍存在基础实践能力强而提高性、研究性和创新性实践能力弱的现象.

3 改革实验教学思路探讨

信息与计算科学专业的实验教学应该紧扣该专业的人才培养目标和理论课程的设置，首先在实验课程的设置上应该突出该专业的特色，以数学为基础，计算机为工具，以培养基础深厚、应用与创新能力强为核心，改革传统的实验教学模式，建立全新的适应该专业需求的现代化实验教学模式.要从如下几个方面做起：

3.1 建立科学的实验教学体系

建立一套科学的、现代化的能够突出该专业特色的实验教学体系是进一步建设和建好信息与计算科学专业的前提和必备的条件，应该遵循以下原则：

3.1.1 实验课程的开设应遵循“特色化”原则

实验课程的开设应遵循“特色化”原则，是指根据该专业的特色开设以数学为基础，运用计算机来完成的演示性、基础性实验，以数学、计算机与信息交叉的综合性、设计性实验，以及研究性、创新性实验.如开设《离散数学》实验课之一“建立图的邻接矩阵，判断图的连通性”就是以高等代数中矩阵的知识点为依托，以C或其它语言及计算机为工具，来完成实验内容的.学生在参与和完成这些实验中既学习了课本的理论知识又培养逻辑思维能力和动手能力，这样既激发了学习兴趣、开发了学习潜能，又培养学生分析问题和解决问题的能力，真正提高了该专业学生的专业素养和专业能力.

3.1.2 实验课程的开设应遵循“衔接化”原则

“衔接化”原则是指在安排实验课程时要遵循各课程之间的联系和学习程度上的衔接.例如开设《算法分析与设计》实验课时应在开设《程序设计语言》和《数据结构》及《图论》等课程之后进行，学生在完成实验的过程中要将新旧知识相结合才能完成实验内容，这样既复习了旧知识又提高了新旧知识相结合解决问题的能力.

3.1.3 实验课程的内容应遵循“层次化”原则

“层次化”原则是指在制定实验教学大纲和具体的实验内容时要根据学生所掌握的理论知识和实践动手能力的层次和程度，按照“基础演示型实验、提高设计型实验和研究创新型实验”三个层次循序渐进地展开，以提高学生的实践能力和分析创新能力[3].例如开设《数据库原理与应用》实验教学时，先安排诸如创建数据库及表、查询表等基础实验之后，再安排运用所学数据库知识开发一个小的如学籍管理系统等设计型和创新性实训内容.

3.1.4 实验课程内容应遵循“理论与实践相结合、基础能力与创新能力相结合”的原则

实验教学内容和模式的设置要与社会的实际需求相适应，应将理论知识与具体实践相结合，通过安排与理论课相对应的基础演示性实验，设计性试验和创新性实验，既提高了学生的学习能力，又培养学生运用书本理论知识解决实际问题的分析、动手和创新能力；通过安排诸如数学建模竞赛、程序设计大赛等课外科技活动来培养学生科技创新能力，使学生的知识面和视野得到了扩展，也提升了学生解决实际问题的能力，培养了综合素质[4].

3.2 充分发挥学生在实验教学中的主体地位

要提高实验教学的学习效率，应坚持“以学生为主体“的教学理念，让学生在实践课的参与中激发学生探索新问题学习新知识的兴趣.同时，教师也可以安排学生参与部分科研项目，让学生在科研实践中提高创新、科研能力.于此同时，教师要注重学生在实践中发现和提出的问题，应对问题进行讲解和分析、总结，并根据实际需求更新实验内容.

3.3 建立科学的实验教学质量保证体系

我们既要注重实验教学模式的改革，更要保证实验教学的质量.实验教学质量的好坏程度是实验教学改革的保障，也是学生学习效果的保障，也是实验教学改革的重要内容.建立科学的实验教学质量保证体系应该做好以下两个方面的工作：

3.3.1 实验教学大纲的制定

该专业实验教学大纲的制定要紧紧围绕该专业的人才特色和专业优势，实验内容应以数学为基础，计算机为工具，不能偏离信息技术的原则，通过成立以专业带头人为核心，以具有丰富实践教学经验的老师为成员的实验教学指导小组，凭借他们多年来的科研和实践经验，集体制定出适应该专业实际需求的实验教学大纲和教学计划，使实验教学具有特色性、科学性、先进性和实用性.

3.3.2 实验教学课堂教学质量的保证

教师在实验课中应该以“指导和答疑”为主，教师在巡视过程中要考查学生实验的方法步骤是否正确，同时也要对操作或方法有问题的学生给予指导，及时解答学生在实验过程中提出的问题.实验结束后，学生要完成实验报告并将报告反馈给老师，教师既要对学生在实验中出现的各种问题进行分析总结，又要将实验报告反馈的信息和教师在实验课中所掌握的学生学习状况信息分析进行总结，最后将这些信息反馈给实验教学指导小组，作为及时修改和完善实验教学大纲的依据.

在学期中或学期末时，通过组织实验操作考试加笔试的考核方式来考察学生对实验知识和理论知识的掌握程度，同时，对学生重视平时实验课程起到了一定的促进作用.

3.3.3 教研室活动及教学问题开展的质量保证

要定期开展教研室活动，教学指导小组和老师定期将实验课中产生的问题及反馈回来的信息进行讨论、分析研究，及时解决出现的教学问题，并将相关教师最新的科研成果也写入教学大纲，及时修订教学大纲和教学计划，更新实验教学内容，以指导今后实验教学的改进和质量的提高，确保学生通过该专业的实验课能够真正提高数学素质、提高科学素养、提高创新能力.

4 结束语

基于信息与计算科学专业的特点，可以看到实验教学在该专业的人才培养中的重要作用，尤其在培养理论与应用并重的复合型理工人才方面的重要作用.对信息与计算科学专业的实验教学在模式、方法、过程等方面的改革，将有助于进一步加强该专业的建设、深化教学团队内部的建设、提高人才培养的质量、提升学生创新能力，有助于培养与该专业人才特色相一致的、能够适应社会需求的人才.

〔1〕中华人民共和国教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍（1998年颁布）[M].北京：高等教育出版社，1998.

〔2〕何光辉，曹蓓.构建信息与计算科学专业创新型实验教学体系[J].学院，2009（10）.

〔3〕周斌，等.论研究性学习与大学生素质教育[J].教育理论与实践，2006（12）.

〔4〕卫绍元，佟绍成.将强实验教学工作，提高实验教学质量的探索与实践[J].实验室科学，2007（6）.

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1673-260X（2014）03-0208-02