学科竞赛驱动下的民办本科信科专业创新人才培养模式的实践研究

【摘 要】对民办本科院校信科专业的创新能力建设进行了分析研究，从实践课程、学科竞赛、生产实践三个方面进行了分析，构建了信科专业的实践教学体系，并介绍了宿迁学院信科专业的创新能力建设活动。

【关键词】创新能力建设;实践教学;数学建模竞赛;生产实践;嵌入式培养模式;实践创新

中图分类号： G642.4文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）20-0129-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.20.059

0 引言

創新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。[1]创新型人才对提高我国自主创新能力、建设创新国家具有重要的意义。高校作为重要的人才培养基地，在创新人才培养中具有无可替代的作用。在培养创新型人才的过程中，转变教育思想，更新教育观念，以培养学生的创新精神和创造能力为重点，探索并建立适应学科特点的创新性人才培养模式，完善有利于创新型人才培养的教育体系，是高校目前所面临的迫切任务。

信息与计算科学专业是由计算数学及其软件应用、运筹学、控制科学、信息科学四个专业整合而来，培养目标为具有良好的数学基础，能运用所学的专业知识和技能解决实际问题，能在数学、信息科学与技术及计算机软件开发等部门从事研究、教学、应用开发和管理工作，具有一定创新精神和较强实践能力的应用型中高级人才。2014年教育部启动高校转型改革，将理工科高校分为研究型大学和应用技术型大学。[2]

宿迁学院于2002年建校，是一所公办民营本科院校，办学已有16年历史，信息与计算科学专业于2008年招收第一届学生，目前已招收十届学生，办学定位为培养合格的专业应用型人才。限于我校区位优势、办学时间、办学水平的限制，我校的信科专业在专业建设、专业特色及社会服务方面存在着较大的欠缺。如何对信科专业进行教学课程改革，提高学生动手能力和创新能力建设，满足社会需求，为地方经济发展提供人才和技术支撑，培养学生的动手实践能力是重中之重。信科专业实践教学体系的改革与构建是信科专业教学改革的重要部分，对实践教学体系进行科学研究，改革创新，培养和提高学生的创新实践能力，推动信科专业的专业建设和发展，具有重要意义。为做好我校信科专业的创新型人才培养工作，我校信科专业在实践教学、学科竞赛、创新实践项目训练、校企合作培养等方面进行了扎实的工作。

1 扎实做好实践教学工作，提高学生动手能力

实践教学课程体系是培养高素质应用型人才的重要内容，应充分认识到实践教学对信科专业创新能力建设的重要意义，加强师资队伍建设，加强实践教学的培养，提高信科学生动手能力和实践创新能力。根据学校定位及学生情况精心设计实践教学内容，突出特色。同时实践教学应进行一体化设计，应具有整体性和连续性，先进行验证性实验，再进行综合设计性实验，最后进行创新性实践训练。

经过十年的调整和改革，我校对于信科专业实践课程的安排形成了一套较为合理的做法。对相关课程进行教学改革，设计符合应用型信科专业的教学模式，适当减少理论难度，增加应用教学内容及实践部分。实践课程包含两大部分：应用数学课程和计算机课程。应用数学课程包括数学实验、数学建模、运筹学、数值分析、信息论与编码、密码学、概率统计课程。计算机课程包括C语言、数据结构、数据库、算法设计、Java语言、软件工程、计算机图形学。该类课程的实践教学属于基础实验部分，教学过程中，注重学生动手能力的培养，注重实践与理论之间的联系，训练学生的基本动手能力，通过实验理解和掌握课程中的基本原理和基本方法。设计的实验要由简单到复杂、逐步提高。

相关课程实践内容安排如下：“数学实验”课程为32节理论学时加16节实践学时;数学建模课程学时为48理论学时加32实践学时，另外还有一周的课程设计;数值分析、概率统计、运筹学分别安排一周课程设计时间。计算机学科的C语言、数据结构、数据库、算法设计、Java语言、软件工程、计算机图形学均安排16课时上机实践时间，另外还安排了一周时间课程设计。学生学习过相关课程后，其理论知识的理解能力、数学建模能力和编程能力有了明显提高，为后续课程的学习、各类竞赛活动打下扎实的基础。

2 参加学科竞赛，提升学生创新能力

创新型人才是指具有创新意识，创新精神、创新能力并能够取得创新成果的人才。[3]创新型人才培养是高校人才培养的重要方向，是高校教育的重要目标。应用型人才的培养，应以培养具有较强分析解决实际问题的能力为主要培养目标，如何提高信科专业学生的创新能力，对于民办高校来说，是一个巨大的难题。我校结合信科专业的培养目标，以学科竞赛为引导，组建学生科技创新团队，通过分层培养、创新实践、团队合作的模式，对信科专业创新型人才培养模式作出了积极的探索。我校信科专业学生参加的各类竞赛活动有：全国大学生数学建模竞赛[4]、江苏省五一数学建模竞赛[5]、“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛[6]、“蓝桥杯”程序设计大赛[7]等。通过参加各类竞赛，提高信科专业学生的综合能力。

2.1 大学生数学建模竞赛

信科专业在二年级第二学期（春天学期）开设数学建模专业课，课程结束后报名参加数学建模暑期培训。对于非信科专业我校开设了多种形式的数学建模选修课，参加培训的学生主要是理工经管类专业学生，课程结束后亦可以报名参加数学建模竞赛暑期培训。暑期培训时间为一个月，培训10个数学建模专题，要求在老师的指导下建立数学模型、编程求解、撰写论文，秋天组队参加全国大学生数学建模竞赛。春天学期组织老队员和部分优秀的新队员，参加江苏省五一数学建模竞赛，新老队员混合组队，起到以老带新的作用，参加五一数学建模竞赛，也是参加秋天全国数学建模竞赛的一次很好的练兵。信科专业学生学习过多门数学应用课程，数学建模能力较强，在数学建模竞赛中起到骨干作用。获奖学生中信科专业学生也占较大比例。

2.2 大学生创新实践训练项目

在平时的教学过程中，以数学建模协会为平台，积极组织信科学生对一些实际问题进行深入研究，建立数学模型求解，并将研究成果申报省级、校级大学生创新实践训练项目和参加“挑战杯”课外科技作品竞赛，鼓励学生将研究的数学建模问题深入细化、建模模型、分析求解、撰写论文、投稿发表，通过这些后续的学习研究方式，学生不仅对数学建模知识有了进一步的认识，更学会了如何写作科技论文、如何投稿发表。

2.3 “蓝桥杯”程序设计大赛

对于编程能力强的信科专业学生，鼓励其参加“蓝桥杯”程序设计大赛，“蓝桥杯”大赛由工业和信息化部人才交流中心主办，目的为推动软件开发技术的发展，促进软件专业技术人才的培养，提升学生编程能力及软件开发能力。[7]我校信科专业学生历年共有30多人报名参赛，参赛组为C/C++组和JAVA组，获得多项省级奖项。通过参加培训及参赛，学生的编程能力与软件开发能力有了极大的提高。

2.4 取得成绩

我校以信科专业学生为主体，组建了宿迁学院数学建模协会和宿迁学院创新创业服务协会两个学生团体。以这两个学生团体为学习平台，开展上述学科竞赛活动。我校于2006年第一次参加全国大学生数学建模竞赛，截止2017年共参加了12届数学建模竞赛，历年共获得3个国家一等奖、4个国家二等奖、20多个省级奖项，这在民办高校中是不可多得的成绩。这主要是由于我校数学建模教学工作扎实、教学模式符合学生实际情况、教师认真进行竞赛培训有关。[8-9]

历年共组织信科学生申报了20多项各类省级、校级大学生实践创新项目。组织20多个作品参加“挑战杯”课外科技作品竞赛，获得省级校级奖励10多项。参加过数学建模创新实践项目以及“挑战杯”竞赛的学生，其数学建模能力、创新能力有着极大的提高。参加数模竞赛和挑战杯竞赛获奖学生，在毕业就业、考研复试很容易获得企业和导师青睐，学生经历过相关数学建模的训练，在以后的工作和学习中，能够具有较好的优势。我校2009级一名数模竞赛获奖的信科专业学生，考取安徽工业大学研究生，毕业后应聘到上海飞机制造有限公司任职，承担飞机设计过程中的数据分析建模处理工作，其数学建模的优势得到很好的体现和应用。

组织信科专业学生参加“蓝桥杯”程序设计大赛，获得多项省级奖项。通过参加培训及参赛，学生的编程能力与软件开发能力有了极大的提高，在毕业找工作时也更容易获得优秀企业的青睐。例如我校2010级一位信科专业学生，在校期间获得2012年大学生数学建模竞赛国家一等奖和“蓝桥杯”大赛省二等奖，毕业后被高知特信息技术（上海）有限公司录用（该公司为美国财富500强公司），一名民办本科院校学生能够被国际知名大公司录用，很大程度上是看中其综合能力和编程水平。

3 数学课程、计算机课程与生产实践的有机结合

3.1 出现的问题

信科专业一般来说课程安排是两条主线：数学课程与计算机课程。两部分课程在实际的教学过程中往往相互脱节，即数学课程只讲数学知识以及数学知识的应用，计算机课程只讲计算机知识以及相关的软件开发知识。数学与计算机的结合这一部分内容相关教师介绍的比较少，导致不少学生认为信科专业的课程仅仅是数学+计算机，对于数学与计算机如何有机结合解决实际生活工程问题不甚理解，学生对于数学和计算机课程往往根据自身喜好来进行选择，要么主要学习数学知识，不学计算机知识，要么就是主要学习计算机知识，不喜欢数学。相对来说，计算机课程的应用性更广，毕业后企业需求更多，我校信科专业学生多数选择学习计算机方向知识，甚至有少部分学生非常排斥数学课程，数学课程经常挂科。信科专业在我校是录取分数线最低的理工科专业，学生综合素质相对不高，学生常有怨言，说信科专业既学数学课程又学计算机课程，单独一个方向的课程就已经很难了，现在要学两个方向的课程，是难上加难。

上述出现的情况，实际上是信科专业设置及课程教学的一种失败，信科专业的专业定位和专业特色得不到体现。造成这样的困局主要有两个原因：一是相关任课教师知识能力的不足，数学课程的教师往往是纯数学专业的毕业教师，计算机课程的教师往往也是纯计算机专业毕业，对于数学与计算机知识两者之间的联系结合情况本身也不是很了解，接触到的也不多，缺乏相关的研究。民办本科院校教师综合能力相对欠缺，能在自身研究领域有所研究有所建树已经很不容易，在学科交叉以及数学与计算机知识结合的研究方面往往研究较少，在这样的情况下，相关教师在教学中要想讲清楚之间的联系往往比较困难。二是学生的问题，民办本科院校学生综合素质相对不高，学习兴趣不浓，学习游戏化现象较重，对于感兴趣的地方听一下，不感兴趣的就不听，数学课程相对来说理论难度大、学生学习兴趣不高。教师讲授一门课程连完成基本的教学任务都有难度，再补充讲解应用方面的内容也显得不现实。这就造成一种恶性循环，学生不认真听课，教师就没办法补充课程知识之外的各种应用，只能讲一些基本的数学知识，学生看不到这门课程有什么用，就越不认真听课，教与学之間的矛盾越来越大。

3.2 我校的做法

对于上述的问题，我校信科专业采取的方法如下：

（1）针对青年教师实践经验不足的问题，我校对于青年教师，均要求参加企业生产实习活动，脱岗时间至少半年，半脱岗时间至少一年，期满后进行考核。我校信科专业的相关教师参加过的生产实习单位有：宿迁市物价局、宿迁市统计局、苏州高博软件公司、南京达内软件公司、江苏开通建设工程建设公司等。相关教师非常珍惜实习机会，在实习期间，认真学习，积极主动向企业技术人员请教，同时也积极利用自身所学知识帮助实习单位解决各种实际问题。例如笔者在宿迁市物价局实习期间，联合物价局做了“宿迁市市级涉企行政事业收费指数研究”的课题。在宿迁市统计局实习期间，联合统计局做了“提升宿迁城市竞争力的对策研究”的课题。在江苏开通建设工程建设公司实习期间，为公司解决了“塑料波纹管工程下料问题”、“道路施工工程材料投放问题”、“道路施工工程余料收集回收问题”等问题，提高了企业施工效率，节约了成本;其他两位老师在宿迁市物价局实习期间，联合物价局做了“宿迁市零售药品价格指数研究”的课题，开发了相关软件，用于物价局对宿迁市零售药品价格进行监测和风险预报。经过实习培训，教师自身的实践水平有了极大的提高，对数学在生活工程的应用有了切身的体会，为自身各门课程的教学提供了有力的实践保障，在平时的理论和实践教学过程中，结合自身的实践收获来进行教学活动，更具有实际应用价值，也更能吸引学生。在实践期间，相关教师积极组织信科专业学生参加自己所做的研究课题，学生一起参加实际问题的分析、数据处理、协助教师进行软件开发等工作，学生的综合能力得到了极大的提高。

（2）在各门数学课程中增加补充数学应用的讲解，计算机课程中补充各种算法、程序对应的数学解决原理。针对学生学习兴趣不高的问题，可以采取多种教学方法教学手段吸引学生的注意力，补充讲解一些生动活泼的应用实例，提高学生学习兴趣。

（3）每个学期组织相关教师，给信科专业学生开设专题讲座，相关的专题讲座有：数学分析建模案例分析专题讲座、高等代数建模案例分析专题讲座、大学生数学建模竞赛专题讲座、“蓝桥杯”程序设计大赛专题讲座、大学生实践创新项目专题讲座、“挑战杯”竞赛专题讲座、教师学术科研应用专题讲座等。利用讲座专题讲解数学应用案例，让学生具体了解一个一个数学应用案例，了解大学四年中可以参加的各类学科竞赛。在教师学术科研应用讲座中，相关教师具体讲解自己的相关科研成果，例如笔者研究信息安全中的数字签名技术，数字签名技术是一种加解密技术，其原理是数论中的相关知识，工作生活中的电子商务、电子政务、电子货币、电子投票等技术，均是使用数字签名原理进行设计。在专题讲座中，笔者对相似的内容进行了适当的加工，补充增加了一系列应用案例，学生听得津津有味，非常感兴趣。笔者于2014年组织信科专业学生申报了江苏省大学实践创新项目，项目内容是“数字签名算法改进及仿真”，指导学生对离散对数数字签名方案进行了改进，提出了一个效率更高、更安全的签名方案，使用JAVA软件编写出相关程序。[10]该学生毕业后从事信息安全软件开发工作，由于有着信息安全方面的学习经历，能够很好地适应企业需求，进行项目开发方面的工作，目前已经担任该企业的项目经理职位。另一位教师给学生开设了“宿迁市零售药品价格指数编制”的讲座，借鉴经济学中的CPI价格指数设计药品价格指数数学模型，利用概率统计知识对相关数据进行分析处理，最后使用JAVA语言编写相关的网上查询系统。使用真实案例让学生真实体会到将数学和计算机结合起来可以解决生活中的很多问题，两方面缺一不可，仅仅学好数学知识或计算机知识这个问题都无法解决。尤其是教师介绍到这个项目获得的项目合作经费后，学生更是惊呼，深刻感受到知识就是力量。

（4）学生在企业实习过程中会遇到各种实际问题，我校组织教师积极联系学生，学生、教师、企业三方一起积极讨论，探索解决方法，建立问题解决的模型，编写算法软件程序，既为企业解决了相关问题，学生从中又学习到了知识，提高了能力，深刻体会到只有数学与计算机有机结合，才能解决问题。这些措施经多年实践，已经形成具体可行的实施方案。

3.3 成果举例

上述做法我校信科专业的学生非常欢迎，学生反映都说大学学习枯燥无味，学习与工作没什么大联系，但是信科专业的课程非常接地气，能够让学生在大学学习中就了解各种各样的生活工程实例，并且还学习了如何使用所学知识来解决该类问题，能够实实在在的提高学生解决实际问题的创新能力和应用能力。

实例一：2010级一位信科专业的同学在企业实习中遇到企业生产工序优化问题，企业生产工序多达几十种，长期以来企业对于这些工序的安排都是根据经验摸索进行的，形成的工序安排客观上也比较合理可行。该同学尝试使用运筹学知识来建立约束规划模型，学生、教师、企业技术人员一起研究讨论，最后建立了合理的数学模型，编写数学软件进行求解，得出的工序安排结果比已有的安排方法更好，工序时间节约10%，提高了生产效率，降低了企业生产成本，得到企业各个部门的一致好评。

实例二：2011级一位信科专业的同学在南京达内软件公司实习手机软件开发，遇到手机软件中的人脸识别系统问题。人脸识别系统有着广泛的应用，其原理为对人脸面部特征进行定位采样，使用数学方法建立模型，进行相似度检验，给出判别结果。信科专业同学学习过数学建模课程，同时该同学参加过2013年全国大学生数学建模竞赛，赛题为“碎纸片拼接的数学建模”[4]，该问题的解决方法是对碎纸片的两侧进行相似度分析，建立数学模型，判别两张碎纸片能否拼接。该同学有了碎纸片拼接知识的基础，很快就进入到人脸识别系统的学习中，上手人脸识别系统软件的开发和改进工作。

经历过这样的事例，学生能够深刻感受到只有将数学、计算机、工程问题有机结合起来，才能更好地解决问题，才能够适应社会、企业的需要，在工作中才能更好地发展自己、提升自己。对于教师来说，只有亲身经历将数学、计算机、工程问题的有机结合的事例，才能在自己的课程教学中做到有的放矢，吸引学生。

4 重视企业生产实践教学，提升学生解决实际问题的能力

为提高信科专业学生解决实际问题的能力，了解企业需求，我校信科专业在四年级上下学期分别安排了三个星期的企业实习和八个星期的毕业生产实习活动，实习单位有苏州高博软件公司、南京达内软件公司、南京中兴软件公司等二十多家企业。学生非常珍惜这样的实习机会，在企业实习期间，认真学习，积极参加生产实习实践，将自身所学知识与企业需求结合起来，努力提高工程问题解决的实际能力。

为进一步提高信科专业学生的实践能力，我校与南京中兴软件公司进行深入合作，从2017届信科专业学生开始，进行“嵌入式”人才培养模式合作，培养方向为移动互联网。学校与中兴软件公司共同构建校企合作平台，构建“核心+岗位”的课程体系，建立以能力为核心、理论和实训相结合的教学模式，突出职业素质培养和专业技能训练。学生在完成不同阶段集中课程学习后，在企业项目工程师的指导下进行实训项目的实战训练，进一步理解移动软件设计的理论与方法，掌握软件开发工具的使用。同时根据学习的深入和知识技能的提升，将多个实战训练项目穿插在不同的学习阶段中，逐步提升学生的移动软件开发能力、团队合作能力与组织管理能力。努力探索出一条符合民办本科院校的信科专业工学结合之路。

5 我校信科专业创新能力建设培养模式

经过多年的教学实践与改革，我校对于信科专业的创新能力的培养已经形成课程实验、课程设计、专业实践、企业实践四大模块，在四年的本科学习生涯中，对信科专业学生进行全方位的创新能力培训，改革人才培养模式。具体模式如图1。

6 总结

對民办本科院校信科专业的创新能力建设问题进行了分析和探讨，从实践课程、学科竞赛、企业实践三个方面进行了分析，构建了信科专业的实践教学体系。我校按此思路对信科专业设计实践教学活动，学生的综合素质得到了极大提升，学生参加学科竞赛、创新实践项目硕果累累，毕业生在用人单位获得一致好评。宿迁学院信科专业的创新能力建设活动为民办本科院校信科专业建设做出了有意义的实践和探索。在未来的时间里，争取进一步做好相关工作，为民办本科院校的信科专业发展、教学改革做出有意义的探索。

【参考文献】

[1]涂铭旌，唐英，张进，孟江平.创新型人才培养的思路方法及路径[J].西华大学学报（自然科学版），2012（31）：1-4.

[2]教育部数学与统计学教学指导委员会. 关于《信息与计算科学》专业办学现状与专业建设相关问题的调查报告，大学数学[J].2003，19（1）：1-5.

[3]姜文.困境与思路：“钱学森之问”引发创新人才培养的思考[J].中国成人教育，2010（21）：80-82.

[4]全国大学生数学建模竞赛网站www.mcm.edu.cn.

[5]江苏省五一数学建模竞赛网站www.51mcm.net.

[6]“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛网站 www.tiaozhanbei.net.

[7]“蓝桥杯”程序设计大赛网站 http：//dasai.lanqiao.cn/.

[8]周克元，费绍金，王玉春.三本院校数学建模竞赛的探索与实践——以宿迁学院为例[J].高等函授学报（自然科学版），2010，23（5）：13-15.

[9]周克元，费绍金.三本院校线性代数教学改革研究[J].高师理科学刊，2015，35（11）：70-74.

[10]韦敏，肖鑫，沈雁，等.离散对数数字签名算法的改进[J]. 计算机与现代化，2013（11）：82-84.