信息与计算科学专业创新型实验室设计研究

杜守强

(青岛大学 数学科学学院，山东 青岛 266071)

信息与计算科学专业创新型实验室设计研究

杜守强

(青岛大学 数学科学学院，山东 青岛 266071)

培养具有创新能力的信息与计算科学专业本科生是信息与计算科学专业发展的需要，也是提高该专业本科生就业能力的必然要求。文中结合信息与计算科学专业创新型实验室的设计与实施研究，探索创新型实验室建设方案，同时探索信息与计算科学专业创新型人才的培养方法。

信息与计算科学；创新型实验室；协同创新；管理体制

随着社会经济的不断发展与国家高等教育政策的不断调整以及国家鼓励大学生自主创业政策的不断完善，国家对地方高校如何适应社会发展，培养具有自主创新能力的大学生提出了更高的要求。特别是2011年12月27日，国家教育体制改革领导小组第四次会议，对“2011计划(送审稿)”进行了审议，原则通过，建议尽快按照相关程序报批后启动实施。2012年3月22日，在全面提高高等教育质量工作会上，联合颁发了《教育部 财政部关于实施高等学校创新能力提升计划的意见》[1]，该意见的实施为地方高等院校的发展再次指明了方向。2012年至今，各地方高校按照计划的总体精神与要求，积极推动机制体制改革，踊跃开展协同创新，力争在新一轮的高等学校改革中大力提升创新能力和水平。设立校级协同创新计划和省级2011计划，组建协同创新体，成为地方高等学校的重要建设任务，一批“2011协同创新中心”得到了支持发展。

信息与计算科学专业是各高等学校数学学院设置的一个重要本科专业，是新型的复合专业，该专业主要是由计算数学、信息科学、运筹学与控制论等学科交叉融合而成。该专业的培养目标是培养具有扎实的数学理论基础、良好的逻辑思维能力、灵活的创新实践意识；掌握信息与计算科学的基本理论、基本方法与技能，受到较高水平科学研究训练；精通部分高级程序语言，具备运用所学知识解决信息技术问题、科学工程与计算问题、优化控制等问题的能力；能在科技、信息产业、经济、金融、教育等部门从事科学研究、应用技术开发与管理以及教育工作的复合型人才；该专业毕业生就业适应面宽，就业岗位涵盖理工、经济管理与教育，并且能够继续攻读各专业方向研究生。培养具有创新实践能力与协同创新能力的信息与计算科学专业本科生是培养单位面临的一项重要挑战。由于实践教学能够激发学生利用所学知识进行实践创新，能够培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，通过实践教学推动信息与计算科学专业本科生创新能力培养具有举足轻重的作用[2-3]。

高校实验室是培养学生创新能力的基地，是培养创新人才的重要场所[4-7]。利用创新实验室的建设来促进信息与计算科学专业本科生进行有效的创新创业训练显得十分必要。信息与计算科学专业创新型实验室的建立可以实现信息与计算科学专业与学生创新实践能力培养的紧密结合，使理论学习的第一课堂与实践练习的第二课堂有机结合。可以通过各类大学生创新实践活动的具体实施，使教师与学生在大学生课外科技创新实践活动中不断加强教学与科研的联系，为缩短用人单位要求与高校毕业生能力之间的差距提供一定的帮助。

1 创新型实验室的运作模式

1.1 创新型实验室的组织管理机构

创新型实验室的组织管理机构主要包括组织制度、设备配置管理等，实验室的建设要以学生发展为核心，对实验室的设备进行合理分配。对实验常用的技术体系进行优化，为学生创新能力的培养提供良好的软硬件服务。结合现行的国家级、校级大学生创新性实验与创新性学习项目的实施，有项目的学生可以向实验室提出申请。在给出完善的实验计划、预期成果的基础上，学院的实验室管理委员会进行审核。审核通过后，可以按计划让创新小组入驻实验室，同时建立相应的奖惩机制，合理的实验室退出机制。

1.2 创新型实验室的复合性

创新型实验室的复合性主要表现为要与理论教学配套。由于信息与计算科学专业本科生的课程设计涵盖了数学与应用数学以及计算机科学技术等学科的相关课程，信息与计算科学专业的本科生若没有完善成套的实践、实验教学培养计划，培养的学生既对数学一知半解，还缺乏计算的动手能力。所以结合课程的开设，建设合理的第二课堂是信息与计算科学专业生存的必要条件。例如，数学模型课程主要用数学语言、方法来近似解决实际问题，给出对应的数学表达式，对建立的数学表达式进行推理、证明、数值计算和相应的软件求解并且结果与实际进行比较。一个完整的数学建模过程是综合利用知识解决实际问题的过程。该课程能够在培养学生的数学素质、提高学生利用数学知识认识社会实际问题、描述实际问题、求解实际问题等方面起到重要的作用。创新型实验室可以设计专门的数学模型课程专题，有现成的经典案例可以选择操作，也可以围绕某个问题，自行设计专题实验。

1.3 创新型实验室的人性化

创新型实验室的人性化主要表现在时间自由、指导教师流动等方面。在时间自由方面主要考虑参与实验室学生的不同年级、课程设置时间不同等因素。在创新型实验室的开放时间上可以安排在课余与假期时间，建立完善的学生自我管理与自我约束机制。实施实验室违规一票否决制度，让学生在制度的框架下自由地利用实验室。在指导教师方面，放弃实验指导教师固定的模式，改成学生自由选择指导教师，学生在设计实验的不同阶段可能需要不同方向的指导教师。学院可以在网站上公示学院教师的科研方向与科研信息，供学生选择。学生由课堂的理论知识到实践实验的转变是完全质的飞跃，指导教师是飞跃过程的催化剂。指导教师通过对学生的引导，可以激发学生的主体地位感，激发创造的动力和热情。创新型实验室的人性化可以促进实验室管理的有序化、规范化。

1.4 创新型实验室的开放性

创新型实验室的开放性主要表现在与外界的交流与合作。在校内与其他学院专业的学生进行实验交流与合作，采用“数学+X”模式。在校外，可以利用网络视频等现代技术与世界各地的学生、科研工作者交流与合作。灵感是在不同的思想碰撞中产生的，没有一个理智的人会拒绝交流与合作。只有学生对所感兴趣的研究方向有了理解，才能为创新打好基础。

1.5 创新型实验室的实验定位

结合信息与计算科学专业学生的特点，设计阶梯发展的实验，先基础后创新的模式。以厚基础，多方向为主线，设计多层次、多方向的实践教学培养体系，可以分为基础型实验、综合型实验、飞跃型实验三种。基础型实验主要是与课程配套的数值实验等实践活动，如：利用Matlab优化工具箱中的程序求解运筹学课程中的一些线性规划例题等数值验证。综合型实验主要为结合各类创新性研究项目的实施、各类大学生科技竞赛项目等活动，设计综合型科技创新训练项目，如举办各类大学生数学建模大赛等活动。飞跃型实验主要是针对少数具有坚实基础知识和一定特长的学生设计的高难度的综合性实验项目，主要目的是学生能通过项目的实施可以申请专利或者达到能和教师合作申报一定级别的科研项目的水平，如结合图论与网络优化等课程中的知识对城市具体的公交路线等进行优化设计等创新性研究项目。

2 结束语

科学技术对生产力的贡献是巨大的，创新则是科学技术中不可替代的关键。通过信息与计算科学专业创新型实验室建设的设计与实施，可以让信息与计算科学专业的学生将课堂教学知识与实验实践教学知识有机结合，强化理论联系实际的能力、培养协作与创新的能力、缩小高等学校学生培养水平与用人单位人才要求的距离。高等学校实验室管理人员应该进一步解放思想、创新管理模式，结合现代高等学校管理制度的建立与社会经济文化等方面的新发展，创造性地建立现代高等学校实验室管理规范与运行模式，为信息与计算科学专业能够适应社会发展需要，继续培养出能够服务社会的合格人才贡献应有的力量。

[1]国家教育部体制改革领导小组.教育部有关负责人就《高等学校创新能力提升计划》答记者问[EB/OL].(2012-04-13).http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s271/201204/134372.html

[2]邢远秀,尹水仿,余胜春.信息与计算专业计算机课程实践教学的探索[J].大学教育,2013(8):115-116.

[3]刘忠艳，周波.信息与计算科学专业实践教学改革研究与探索[J].中国电力教育,2013(14):134-135.

[4]刘亚静，王政.“矿山地理信息系统建设”大学生创新实验室方案[J].河北联合大学学报,2012,12(4):155-157.

[5]田裕康，罗维平.创新实验室自主管理和自主学习模式探析[J].实验室技术与管理,2012,29(2):30-33.

[6]田爱民，姜爱民，张慧.独立建设“创新实验室”的必要性质疑[J].实验室研究与探索,2011,30(11):161-163.

[7]陈二阳,雷霖,彭长宇.高校实验室管理及实验教学改革探索[J].实验科学与技术,2013,11(5):278-280.

Innovative Laboratories Design Research of Information and Computer Science

DU Shouqiang

(College of Mathematics, Qingdao University, Qingdao 266071, China)

Under the current social development, combined with the requirement of improving the ability of practical, the quality of the information and computer science students must be improved. Combined with the design research of information and computer science innovative laboratories, the methods for cultivating of innovative talents are also explored.

information and computer science; innovative laboratories; collaborative innovation; management system

2014-01-08

青岛大学创新型教学实验室研究项目“创新型大学数学实验的设计与开发”理论成果；青岛大学精品课程建设项目(运筹学)。

杜守强(1978-)，男，博士，副教授，研究方向：最优化理论与方法、系统分析与优化。

G482

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.01.057