数学系信息与计算专业创新实践教学探索

冯德鸿

(三峡大学理学院，湖北 宜昌 443002)

0 引言

数学系本科信息与计算科学专业(专业代码070102)是三峡大学理学院近年来开设的新专业，目标是培养具有良好数学基础和数学思维能力，掌握信息科学和计算科学的基础理论、方法与技能，能运用所学知识和计算机技能，解决信息处理和科学工程计算中的实际问题，能在科技、信息产业、经济金融等部门从事研究、教学、应用开发和管理工作的高级专门人才。

目前，各高校为实现培养目标，所开设的课程呈现出“大同小异”的格局。其中，“大同”即主干课程：数学分析、高等代数、解析几何、常微分方程、概率论与数理统计、数学模型、离散数学、算法与数据结构、数值分析、运筹优化等。“小异”课程则是各院校培养方向的专业特色：有的侧重于金融贸易信息处理(金融数学)、有的侧重于经管物流ERP信息处理(物流供应链管理优化与控制)、有的侧重于自动化控制信息的处理(工业自动化)、有的侧重于计算机软件系统的开发等。三峡大学是水利与电力科学鲜明的地方高等院校，理学院数学系的信息与计算专业是侧重于遥感与地理信息系统技术的特色专业，开设了相应的特色课程，如遥感影像分析、GIS软件应用与二次开发、软件工程等。

各院校不同特色的专业课程实践教学与训练，决定了毕业生实践创新能力的差异性，也决定了毕业生的专业素养，还决定了毕业生能否适应人才市场的需求变化。以下分三方面介绍理学院信息与计算专业在创新实践教学方面的一些有益探索：课堂教学与实践教学的衔接环节；创新实践教学环节；创新大赛培训环节。

1 课堂教学与实践教学的衔接环节

1.1 专业平台课程合理设置

信息与计算专业课程设置内容与课时安排如表1所示。

表1 2020年信息与计算专业课程设置内容与课时安排Tab.1 Curriculum content and class hour arrangement of information and computing major in 2020

1.2 课堂教学与实践教学的衔接环节

课堂教学与实践教学的衔接环节，主要体现在GIS软件应用与二次开发[1-3]、遥感概论[4-5]等专业课的课程设计与实训方面，以创新实习课程为例，说明其课程教学内容，如表2所示。

表2 创新实习课程主要教学内容Tab.2 Main teaching contents of the course of innovative practice

2 创新实践教学环节

创新实践教学环节，主要是高年级学生以课题兴趣学习小组的形式，在腾云工作室参与相关教师横向项目的研究与开发，硬件平台包括大幅面扫描仪、GPS野外数据采集设备、近景摄影测量相机等；软件平台有ArcGIS 、MapInfo等GIS平台、ENVI与ERDAS遥感信息处理平台等；另外一部分学生由专业实习教师带队去校外企业实习。比较典型的创新实践教学成果如图1～3所示。

图1 宜昌市高压输电线路巡检系统部分操作界面Fig.1 Parts of operation interface of high voltage transmissionline inspection system in Yichang City

图2 湖南石门县壶瓶山国家级自然保护区野生动植物巡护系统[6]Fig.2 Wildlife Patrol System in Hupingshan national nature reserve, Shimen County, Hunan[6]

图3 三峡大学校园房屋管理系统[7]Fig.3 China Three Gorges University’s campus housing management system[7]

3 创新大赛培训环节

2010年三峡大学理学院与计算机学院联合参加第四节全国计算机仿真大赛。四个小组中有两组分别荣获一等奖和二等奖，其中荣获全国二等奖的3S创新作品如表3、图4～6所示。

图6 A城区洪水淹没与人员疏散预演系统[8]Fig.6 Rehearsal system of flood submergence and evacuationin the urban area in A City[8]

由于理学院目前在参与全国ESRI杯GIS大赛方面，暂时还没有形成类似于全国大学生数学建模大赛的相应规模，因此这方面的经验与成果相对不足，有待于继续努力。

4 结语

经过近几年的创新实践教学改革和探索，理学院数学系信息与计算专业的创新实践教学新成果不断涌现，一方面就业率逐年提高，另一方面就业质量越来越好。随着社会与科学技术的快速发展，遥感与地理信息系统技术正在不断地融入到现代国民经济各行各业发展的洪流中，特别是近年来快速发展起来的空间信息大数据挖掘与云计算、人工智能、5G通信技术等，迫切需要具有遥感与地理信息系统专业素质的师资作补充，同时也需要专业教师深入社会，走进企事业单位，拓展横向课题研究业务。学院要加大投入力度，特别是科研设备，如高端无人机低空摄影测量等，只有以横向课题业务驱动实践教学，创新教学成果才会不断涌现，学生的专业素养才会大幅度提升。