地方性院校数学实验示范中心建设研究

吴东庆，张超龙，侯超钧，王 前，杨志伟

(仲恺农业工程学院 计算科学学院，广东 广州 510225)

0 引言

数学类专业是地方性院校设立最普遍的专业之一，普遍存在办学底子薄、生源质量一般、师资队伍不稳定等不足之处[1-2]。从整体办学情况来看，如果盲目追求纯粹的数学研究的人才培养方向，往往导致学生的就业前景不佳[3]。因此，如何在“互联网+”时代背景下，因地制宜，规划好面向应用型人才培养需求的教学实验条件建设，是一个具有挑战性的问题。

仲恺农业工程学院是地方性农业院校，在推进“互联网+农业”和“大数据”“大计算”方面的协同应用型人才培养具有一定的优势，数学类专业的办学特色是培养具有扎实的数学功底、掌握软件工程、统计学理论、技术和工具，能够对各行业领域复杂问题进行数学建模、软件研发、数据分析的应用型人才[4-5]。在专业建设过程中，建设一个紧扣“互联网+”时代脉搏的实验示范中心，对于提升专业建设水平非常有必要。

基于在学科竞赛、工程训练方面的基础和优势，依据国家经济社会发展战略提出本实验示范中心建设方案，可以在相当长的一段时间内满足学校培养“互联网+”时代应用型人才的需要。

1 实验示范中心运作模式

1.1 能力培养的复合性

数学类专业的核心课程涵盖了数学、计算机和数据科学等多种学科，内容较为繁杂。如果没有精炼的、体现能力复合的实践教学培养计划，培养的学生既对理论一知半解，又缺乏应用能力[6-7]。数学建模课能起到能力复合培养的关键作用，其是综合运用数学语言、方法解决实际问题的过程，是能够充分激发学生潜能和学习欲望的创新实践活动。学生通过学习数学模型，观摩、体验现成的经典案例，也可以围绕某个开放性问题展开多角度的剖析和求解[8-10]。

1.2 管理的弹性化

实验室开放时间可以按照学生自主协调的时间来安排。在非上班时间，安排勤工助学的学生值班，并建立完善的学生自我管理与自我约束机制。严格落实实验室安全制度，确保实验室的安全运行。在指导教师调配方面，积极引进校外专家，充实双师型队伍，形成师生双向选择的机制，通过师生的协同创新培育出更多、更好的创意。

1.3 实验室的开放性

创新灵感的产生得益于多学科的交汇融合，固守学科篱笆、因循守旧、拒绝交流与合作是创新的“拦路虎”。实验室的开放性就是要消除障碍，让学生对研究的内容既有深度又有广度的亲密接触，才能为创新打好基础。具体做法体现在以下两个方面[3]。

一方面体现在对学生的开放程度。学生可以依托大学生创新创业项目，向实验中心提出实验室使用申请，同时有相应的考核机制、考核团队的成效。

另一方面表现在与外界的交流与合作。采用“数学+专业应用”模式鼓励数学类专业学生与其他专业的学生进行联合实验，扩大交流与合作，还可以利用多种信息技术与同行进行深度交流与合作。

1.4 实验体系的多层设计

结合地方院校数学类专业学生的特点，按难度设计分层次的实验内容，先验证性基础实验、后设计性、综合性和探索性实验。主线为应用能力的培养，设计问题导向、与生产实际需求高度契合的实践教学培养体系。其中，验证性实验主要是与课程配套的算法实验、编程实现以验证理论等实践活动。综合型实验依托各类大学生学科竞赛、大学生创新基金项目等活动，跨越专业的知识，完成设计性实验。探究型实验主要是面向拔尖学生设立的高难度、长周期的研究项目。

2 建设方案

2.1 公共数学与数学建模创新实验室

公共数学是理工经管类专业的基础课程，在建设高水平的应用型本科大学，全面提升学生的思维能力方面的基础性作用是毋庸置疑的。仲恺农业工程学院积极采纳新兴大学数学教育教学理念，并结合长期以来的积淀提出建设本实验室。实验室的职能包括：大学数学系列课程改革实践基地、数学建模创新训练基地、数学建模产学研合作基地。

2.2 高性能数据采集联合实验室

随着信息技术的发展，大数据分析的应用日益普及到政府、高校、企业等各个方面。社会治理、机器学习、环境保护等领域存在着大量亟待研究的问题。大数据和“互联网+”领域的关键问题，在很大程度上是数学建模和数据统计分析的问题。通过定量研究揭示数据背后隐藏的客观规律，正是统计调查方法的用武之地。

目前，大多数院校统计调查和数据分析的教学手段单一，不少高校停留在板书+PPT的传统教学方式，缺乏师生互动，教学效果不理想。本实验室基于现代计算机技术、网络多媒体技术，采用项目小组教学、角色场景真实融入等多种手段，构建以课堂、实验中心和社会实践多样化的立体教育教学体系，培养学生的创新意识，提升应用能力，同时，也为产学研合作提供广阔的平台。既可满足各专业建设需求，又满足高校培养复合型人才的需求。

2.3 ACM程序设计竞赛实验室

程序设计能力是“互联网+”时代研发人才的核心竞争力，尽管现在软件开发的门槛越来越低，但面临“互联网+”时代日益增多的海量数据和高并发应用系统的设计需求，最终还是要在算法设计能力强的工程师手里才能得到解决。仲恺农业工程学院依托自主研发的计算机协会(Associine for Computer Mair coolinghinery，ACM)竞赛训练系统，将实验室作为ACM程序设计集训队的大本营，通过与国内外学子切磋，可提高学生学习编程、研究算法的成就感和获得感。

2.4 软件工程训练与实践基地

工程实践能力是培养毕业生对职场适应度的关键一环。根据社会对应用型人才的需求，适当调整教学内容，实施以工程训练与实践为驱动的人才培养模式，为社会输送合格的人才。针对学生工程实践能力不足的缺点，在教学中突出实践，强化工程应用，注重学生应用能力、创新能力、实践能力的培养，将实践教学环节贯穿教学全过程。努力把本实验室打造成为“软件实训工厂”。经过与软件公司的深度密切合作，捕捉用人方在实用型软件人才规格上的要求，根据企业对人才的具体需求，开展以软件生命周期各环节(需求、设计、开发、部署实施、维护)有针对性的实战训练。学生在此过程中分饰不同角色进行项目分析、方案设计以及应用程序的开发和交付，实现了校园到职场的平滑对接。

3 结语

本中心的建设目标紧扣创新创业教育和“互联网+”时代的脉搏，以培养特色应用型本科人才为指导思想，瞄准“大数据”“大计算”的素养和技能训练对专业人才培养的基础性、革命性的作用，构建新形势下地方性院校数类专业实践教学体系，文中所述建设思路和方案可以为相关院校的实验室建设提供借鉴。