信息与计算科学专业实践教学课程体系的构建与改革

程 瑶 宋传静 彭燕玲 时百胜 毕永成

（苏州科技大学数学科学学院，江苏 苏州 215009）

0 引言

信息与计算科学专业是由几个学科相互交叉相互渗透形成的新工科专业，包括计算数学、信息科学、控制论、运筹学等学科，以数学为核心，以计算机为工具，解决信息和工程计算等方面的实际问题。由于信息与计算科学专业隶属于数学门类，有关的师资力量集中于数学方面的人才，实践教学环节的经费和资源投入相对不足，造成了“重理论、轻实践、低投入”的现象。本专业学生无法从实践环节中得到锻炼，教师对实践教学的兴趣也不高，导致实践教学长期徘徊在低水平，严重影响了学生的创新能力和实践能力的培养。

为改变这一现状，需要重新构建相应的实践课程教学体系。国内有些高校已经采取了一些积极的措施。譬如，湘潭大学依靠特色平台和学科优势，建立了“开发兴趣组、数学建模组、专业基地组”三大类型的创新型学生实践环节，以科研促实践的方式有效提高了学生的实践能力。重庆大学则强调“创新能力与个性化培养”的理念，采用“情景模拟、实验仿真”的教学模式，促使数学理论与工程实际相结合。这些努力使得各高校的信息与计算专业融入了本校的专业特色，拥有了一定的应用平台和实践场景，取得了一定的成效。

然而，对于许多一般本科院校，专业特色不够突出，学科交叉难以深入，使得信息与计算科学专业始终存在专业定位不够清晰，实践环节没有成效的困难局面。此外，还存在以下一些问题，如专业课实验教学从属于理论，课时偏少；双师型教师匮乏；校企合作深度不够，人才培养模式与社会需求存在差距；计算机类实践课程设置不够科学；缺乏先进实践教学设备；实践教学资料不能及时更新等。因此，如何根据学校自身的特色、专业建设现状等，构建合理的课程体系成为一个值得深入探究的问题。因此，本文根据学校自身的特色、专业建设现状等，探究如何构建合理的课程体系。

1 设计方案

下面以苏州科技大学信息与计算科学专业为例，探讨工科院校该专业实践课程体系设置的思路和方法。该专业于2002年开始招生，2012年获批成为江苏省“十二五”高等学校本科重点专业类建设点专业，实践课程体系的设置、调整和改革已经经过多年的改革，占比已经超过50%，但是各模块之间的区别与联系、实施方法与侧重点尚不清晰。

大体可以将实践课程体系分为四大模块：课程实践、课程设计、专业实践、专业实训。这些模块相互联系、层层加深、互相促进。信计专业实践体系构建的思路如图1所示。

图1 信计专业实践课程体系

1.1 提高课程实践地位

模块1为课程实践，一般为验证性实验，它包含计算科学与计算机科学两大部分。计算科学实验部分包括大学物理、数学建模、运筹学、离散数学、计算方法课程的实验；计算机科学实验部分包括程序设计语言Java、C++面向对象语言程序设计、Python程序设计、数据库原理与应用、数据结构与算法分析、Java高级应用开发、Java Web编程基础、Matlab程序设计、Web前端编程基础、Web前端开发进阶等课程的实验，参见表1。

表1 课程实践模块

改变实践教学隶属于理论课的现状，提高实践教学的地位，增加师生对实践教学的重视程度。例如，增加实验教学的连续性，在教学中有意的、不断地促进学生思考如何动手实现相关理论内容，随时随地考核学生的实践能力。更新实验教学的内容，不能简单地让学生按照已有的代码进行练习，最终使得实验课程变成重复的复制和操作过程。尽力提高实验的教学效果。同时注意，在实践教学过程中，尽量联系实际问题。在实践课程的考核中，采取阶段性考察方式，要避免流于形式。

1.2 强调课程设计

实践模块2为课程设计，一般为主干课程的综合性和设计性实验部分，包含两大部分。计算科学课程设计部分包括数学建模、计算方法、离散数学、运筹学的课程设计；计算机科学课程设计包括程序设计语言Java、数据结构与算法分析、算法导论、Java高级应用开发、数据库原理与应用的课程设计，见表2。

表2 课程设计模块

一些教师不太重视课程设计环节，没有意识到它与理论课具有同等重要的地位。许多实践类课程如数据结构与算法分析、数据库原理与应用、程序设计语言Java等，由于缺乏严格、科学的考核制度与标准，多数流于形式，学生在没有前期基础的前提下，如同听天书，浪费大量时间不说，还没有取得应有的效果。因此，教师一定要在教学过程中，不断强调课程设计的地位，要求学生将每一个课程设计做成一件“可展示的”作品。在实际教学中也可以邀请部分企业或实习基地教师进入课程设计环节，提高学生的参与热情。

具体思路包括建立实习实训基地。对部分课程设计，如数据库原理、Java编程技术等，由专业教师与IT培训企业（如江苏中软如皋软件园）教师共同讲授，也可以请公司派实践经验丰富的基地教师（程序员）来学校，与校内教师共同指导学生的课程设计（共同计算设计指导工作量，解决了企业指导教师的费用问题）。

1.3 加强课外实践活动

专业实践模块为各种课外竞赛和科技创新活动。学生可参加多种课外的实践活动，包括全国大学生数学建模竞赛、计算机程序设计大赛、天池大数据竞赛和大学生创新创业项目等。通过这些竞赛，可以较大幅度地提高学生的学习能力、实践能力、软件应用能力、团队合作能力、吃苦耐劳能力等，具有重要的培养意义，具体可以见表3。

表3 专业实践模块

教师在课堂上，要不断地宣传鼓励学生参加各种有意义的学科竞赛，同时有意识的穿插一些竞赛中的内容布置给学生做，从多方面告知学生参加竞赛的好处，如考研、获奖、就业等方面，以此增强学生参赛的动力。同时，教师也要积极参与到学科竞赛的指导工作中去，通过深入到一线，真切的感受学科竞赛的内容和学生的实际状况。通过这种方式，师生均可以获得丰收，同时提高学院和学校的知名度，教与学达到“多赢”的目标；而“互联网+”大学生创新创业项目中，可让学生知道如何进入科研课题，如何在科研中解决实际问题。重视课外实践活动，采用多方面的措施激励指导教师和学生，如加大对获奖学生的奖励力度，指导教师在职称晋升、评优评先时优先推荐等。

1.4 与企业合作培养

专业实训模块包括学生课外毕业实习与毕业实训以及毕业论文（设计）。现阶段信息与计算科学专业与企业合作受限于各种形式和制度的制约，导致校企合作的深入不够。企业需要信计专业的人才，而信计专业的学生却不了解企业的真实需求以及自己应该具备的能力。为了更好地让学生接触社会、了解企业需求，增强个人竞争力，专业实习与专业实训模块，应遵循循序渐进原则，在实际教学中，可按如下三个阶段进行（见表4）。

表4 专业实习与实训模块

第一阶段为第一学期，即新生入学时。带领学生走到软件公司调研，了解企业真实的工作场景以及需求，开阔视野，增加专业认同度，明确未来四年自己努力的方向。

第二阶段为第七学期，即毕业实训时。由专业教师带队，将所有学生带到软件公司，由企业经验丰富的教师亲自授课，讲解企业面临的真实问题，布置任务让学生完成，可以是小的经典项目，也可以是团队合作的大项目，着重培养学生的综合实践能力。

第二阶段为第八学期，即毕业实习时。该阶段对于需要就业的学生来说是至关重要的，通过与实习基地联系，将学生送到校外实习基地实习，由校内外两名教师同时指导，尽可能与将要进行的毕业论文联系在一起，做到“真刀真枪”干项目。

学院应该明确专业教师和企业教师的工作量分配方案，解决学生实习实训过程中产生的费用。学生通过实习进入公司工作，公司可以帮助学生减免实习费用，学院通过与公司合作提高了学生的就业能力，学校与企业进行合作提高了专业的吸引力，最终形成了多赢的良好局面。

2 结语

在信息与计算科学专业的建设中构建科学合理的实践教学体系不仅可以培养学生的实际操作能力，而且可以启发学生的思维，加深学生对理论知识的理解。本文从苏州科技大学信息与计算科学专业实践课程体系设置的现状出发，通过采用诸如提高课程实践地位、强调课程设计、加强课外实践活动、与企业合作培养等手段，给出了实践教学课程体系的构建思路和改革设想。通过以上方案的实施，学生的专业素质不仅可以得到提高，专业竞争力也将得到增强，具有重要的实践意义和推广价值。同时，本文关于构建科学合理的实践教学体系的思考也可以为其他理工交叉学科的专业建设与专业发展提供一些借鉴，为探索校企合作、实践教学方法、产学研专业建设和人才培养机制研究提供了参考价值。