一般院校信息與計算科學專業人才培養模式研究

羅智明　胡桔州　陳榮平

文章編號：1672-5913(2009)08-0020-03

摘要：文章通過對信息與計算科學專業與計算機科學專業進行比較分析，提出了信息與計算科學專業的改革思想與培養方案，制定相應的理論教學課程體系和實踐教學體系。本文的研究成果，將對一般高等院校信息與計算科學專業建設及其課程建設，具有一定的指導意義。

關鍵詞：信息與計算科學；比較分析；培養模式

中圖文分類號：G642

文獻標識碼：B

1信息與計算科學專業與計算機科學與技術專業之比較

在教育部1998年頒布的新的專業目錄中，信息與計算科學被確定為一個新的專業，1999年開始招生。這一專業設置較好地適應了新世紀以信息技術為核心的全球經濟發展格局下的人才培養與專業發展。信息與計算科學已成為各高校十分熱門的招生專業。信息與計算科學專業是數學、信息科學和計算機科學的交叉學科。它以數學為基礎，計算機為工具，解決信息和工程計算方面的實際問題。該專業就像一個獵人(數學)拿著一支獵槍(計算機)打獵(解決信息和工程計算方面的實際問題)那樣。

信息與計算科學專業是在原來的計算數學專業的基礎上發展起來的。國家之所以要撤消計算數學專業，而建立信息與計算科學專業，是因為原來的計算數學專業過于專業化，與現在流行的通識教育相抵觸。原專業是在計劃經濟時代產生的，那時學生畢業后，去什么單位國家已分配好，不用在市場上尋找單位。但是，現在是市場經濟，學生要自己尋找單位。現在的市場既要求學生知識面寬廣又要求學生在某一個方面很專。提高原專業的就業率是改造該專業的目的之一。

計算機專業畢業生大部分數學功底較薄，雖然會編寫程序，但對工程計算中的數學公式的意義理解不深刻，不知道自己用計算機算出的結果代表什么；有錯誤時，也不知道為什么。而計算數學專業的學生盡管懂數學公式，但不會編程序，運用計算機的能力較差。國家教育部成立信息與計算科學專業的另一個目的就是要改變上述兩個原有專業的上述弊病，希望新專業的學生即有較強的數學基礎又有較熟練的計算機應用技能。計算數學與計算機科學與技術專業走向融合，早在一些大學就已經開始了。在1985年，一些學校(如，吉林大學、湘潭大學等)就已經把計算數學專業改為計算數學與軟件專業了。1998年，教育部把計算數學、計算數學及軟件專業正式改名為信息與計算科學專業，相應的專業內涵也隨之有所擴充。

隨著信息與計算科學專業的迅速發展，一般院校必須對數學類專業課程的培養目標、培養規格與培養方案進行深入研究，這一問題已經列入教育部高等學校數學與統計學教學指導委員會近年提出的今后五年內專業建設方面重要的教改問題中。重點院校信息與計算科學專業，因其深厚的辦學底蘊、強大的師資陣容和較高的生源質量而具有一般院校無可比擬的辦學優勢，其培養方案基本不適合一般院校的辦學實際。而在一般院校的信息與計算科學專業中，多數教師只從事過基礎數學或數學基礎課的教學，很多教師仍然沿用培養基礎學科人才的模式來培養應用型專業人才，不注意培養他們實踐和動手能力，畢業的學生很難適應社會的需要。這些問題如不盡快解決，將會制約該專業的建設與發展。

根據調查，在近十年來計算機學科的人才培養也有了飛速的發展，但隨著計算機的普及，這類專門人才逐漸失去了往日的優勢，正逐漸陷入困境。究其主要原因，是由于計算機人才市場過分強調技術因素，導致大學在培養計算機專業類學生時，只注重培養學生的計算機操作和應用能力，忽視對人才的理論素質的培養，使得畢業生后勁不足。計算機應用技術是計算機人才賴以生存的一個法寶，這是市場規則，市場往往只注重人才的實際工作能力，評價人才的標準十分簡單，即能否獨擋一面地承擔計算機軟件開發和硬件制造的工作。正是由于這一規則的強大推動力，大學生在校期間就十分注重自己工作能力的培養，學生將注意力集中在各種編程環境、開發工具、計算機網絡的集成技術等上面，往往忽視了理論基礎的學習，對基礎理論在人才職業生涯中的后勁作用認識相當膚淺，這顯然與當今一部分大學生比較浮躁的學風有關。相反，信息與計算科學專業學生如果只注重基礎理論課的學習，忽視計算機操作和應用能力的培養，以至于在編程、軟件開發、計算機網絡等方面能力不強，就難以適應社會需要。

為了擺脫這種困境，我們必須解放思想、大膽探索、不斷創新，改革當前的信息與計算科學專業教學模式和人才培養策略。從人才培養的角度來看，既要強調基礎(計算機專業人才培養是前車之鑒)，又要注重實踐能力的培養，更應該加強面向未來的基礎教學，使培養出的人才具有發展后勁。人才培養一方面要適應市場規則的要求，另一方面又必須清醒地看到市場行為往往是一種短期的行為，一旦市場需求發生變化，市場規則也將隨之發生變化，從而對人才的要求也就發生了變化。由于人才的知識基礎是在學校培養造就的，一旦市場規則發生變化，其知識結構能否滿足市場規則變化的要求就成了人才有沒有后勁的一個關鍵問題。

綜上所述，高等院校只有牢牢抓住培養適應未來市場規則變化的信息與計算科學人才做為指導思想，才可以說其人才培養方法和思想是正確的，否則，不僅人才會被市場淘汰，其所在的高等院校也將會被市場淘汰。

2信息與計算科學專業定位

信息與計算科學作為數學學科下的一個理科專業，主要研究“信息技術的核心基礎與運用現代計算工具高效求解科學與工程問題的數學理論與方法”，與計算機科學與信息工程是有區別的，同信息管理與信息系統這種管理類專業更是大相徑庭。信息與計算科學專業宜以信息科學與科學計算(計算數學)為核心方向。信息科學可以定義為“有關信息技術核心基礎的科學”，而信息技術則通常被定義作是“擴展人的信息器官功能的技術”。所以，我們理解信息科學不應該僅理解作是信息論或密碼學，而應該理解是“有關信息獲取、信息傳輸、信息處理與信息控制基礎的科學”。這一理解對于設置信息與計算科學專業培養目標與課程有重要意義。

信息與計算科學專業的人才培養應該遵循“強基礎、寬口徑、重實際、有側重、創特色”的辦學指導思想。

“強基礎”主要強調信息與計算科學專業學生的數學基礎決不可以削弱，這既是本專業學生區別于計算機、信息工程等專業學生的主要特征，也是本專業學生受市場歡迎的主要原因。

“寬口徑”是適應當前本科通才教育特征的辦學理念，這里主要用以強調在專業教育過程中應避免過度專門化。無論是采用哪一種模式辦學(以計算數學、信息科學、或二者兼顧的辦專業模式)，在專業必修與選修課中加強學科的綜合性講授是值得提倡的。

“重實際”有兩層含義：一是信息與計算科學本身是實踐性極強的學科，在學科發展、專業建設、教學環節中都應該緊密聯系信息技術與計算技術的實際；二是在確定專業方向上，我們應緊緊結合經濟類院校的實際，努力使之與所在學校的定位相適應，與本校教師的特長與發展目標相適應，與本地區經濟發展對人才的需求相適應。

“有側重”是指在專業方向選擇與課程開設上有側重，不能采用“面面俱到”、“萬金油”和“四不像”式的人才培養模式。應在加強信息與計算融合的基礎上，側重于信息與計算科學在計算機應用方面的能力。

創特色主要是發揮自己的優勢，在開辦信息與計算科學專業中辦出自己的特色。應在“加強數學基礎，發展信息與計算科學”這樣的一個大前提下，根據自己的特點，在應用領域長期深入，辦出自己的優勢與特色。

3信息與計算科學專業的人才培養模式

專業人才培養模式是一種總體性的專業人才培養體系，它是專業人才培養的各個方面、各種要素優化組合的有機整體。通過六年多的摸索，我們提出以下信息與計算科學專業人才培養模式：亦即“‘數學+信息與計算科學→數學建模→算法設計→編程實現→軟件開發→信息與計算科學專業人才”的培養模式如圖1所示。

圖1 信息與計算科學專業人才培養模式

數學建模是運用數學的語言和方法，通過抽象、簡化，建立能刻劃并解決實際問題的模型一種強有力的數學活動，更是將數學基礎、計算機技術與實際應用融為一體的具體體現。基于數學建模的特點，以培養學生建立數學模型和模型實現能力為目標，是構建一般院校信息與計算科學專業人才培養模式的最佳途徑。

4信息與計算科學專業理論課程體系

按照“‘數學+信息與計算科學→數學建模→算法設計→編程實現→軟件開發→信息與計算科學專業人才”的培養模式和運行機制培養高質量、復合型的信息與計算科學專業人才，關鍵在于實現教學的整體優化。而教學整體優化涉及到教學的各個方面、各個要素和各個環節；教學過程中涉及老師、學生、教學內容三個基本要素；教學環節上涉及專業課程體系、教學計劃、課程改革、教學內容、教材選擇、教學方法手段、考試方式、實踐教學、素質教育、教學管理等；專業人才培養涉及到知識傳授、能力培養和素質教育三個方面。因此，教學整體優化是一項復雜的系統工作，必須進行系統思考和系統設計。

根椐信息與計算科學的人才培養的“強基礎、寬口徑、重實際、有側重、創特色”的辦學指導思想，學生應在數學基礎、計算機基礎、專業基礎方面得到加強，而對于專業課(含選修課)允許學生自由選擇、體現各自特點。

專業課選修要有一定靈活性。信息與計算科學涵蓋面很寬，而且是快速發展中的學科，給予一定的選課靈活性既可照顧到學生的特點，又有利于使教學內容更適應于學科發展。但是，選課靈活性是有限度的，不能隨意選擇，信息科學方向的專業課程宜在信息處理、信息編碼與信息安全、計算智能與控制理論這幾個大的模塊中加以選擇。

根椐國家教育部教學指導委員會制定的本專業教學規范和對這幾年各高校特別是經濟類院校信息與計算科學專業教學計劃的研究，我們認為信息與計算科學課程設置方案優化如下：

數學基礎課：數學分析、高等代數、解析幾何、微分方程、概率統計、運籌學。

計算機類基礎課：高級程序設計C語言、離散數學、數據結構、計算機網絡、數據庫原理與應用等。

信息類基礎課：數值分析、MATLAB科學計算語言、信息論與編碼、計算機圖形學等。

專業選修課：數學建模、算法導論、JAVA面向對象程序設計語言、軟件工程、數字信號處理、數論與通訊、最優化理論與算法等信息類課程，及西方經濟學、中級微觀經濟學、統計學、管理信息系統等經濟與管理類課程。

5信息與計算科學專業的實踐教學體系構建

實踐教學是信息與計算科學專業學生的薄弱環節，也是教學過程的一個必不可少的重要環節，具有深化知識、驗證知識、整合知識，并將知識轉化智力和能力的重要作用。同時，實踐教學在培養學生的學習能力、協調溝通能力、創新能力等具有不可替代的作用。學生計算機基本技能和動手能力的高低，直接關系到信息與計算科學培養目標的實現。因此，必須改革傳統的實驗、實踐教學模式，逐步形成“厚基礎，寬應用，促創新”的實驗教學理念，建立一套完整的實踐教學體系。

厚基礎：基礎理論知識是實驗的基礎，因此，在實驗教學內容的安排中，促進基礎理論知識的理解、體現基礎理論知識的實驗占有相當的比重，這類實驗一般以驗證性實驗為主。 如計算機基礎、C語言程序設計、數據庫原理與應用等。

寬應用：在對基礎知識理解的基礎上，必須加大學生對基礎知識的應用能力。對于信息與計算科學專業學生，引導學生對不同課程知識的融合，把計算機技術應用到其專業中去，這類實驗以中級實驗和部分綜合應用實驗為主。如MATLAB科學計算語言，數值分析，數學建模可以用計算機相關方法解決專業中的具體問題。

促創新：根據學生的個人興趣愛好，以實驗小組為單位，引導學生開展各種創新實驗。通過開放實驗室為學生提供實驗環境，如學生的程序設計大賽、數學建模大賽、大學生研究與創新訓練等。

實踐教學整個體系的關系是以培養學生實踐、創新能力為目標，從基礎訓練層到科技創新訓練層是到達目標的保障，實驗課程、實驗項目是達到每個訓練層次教學目標的關鍵。整體包括4層：基礎訓練層、提高訓練層、綜合訓練層和科技創新訓練層。

基礎訓練層涵蓋了所有基礎課程實驗：計算機基礎，C語言程序設計，MATLAB科學計算語言，JAVA面向對象程序設計等基礎課程實驗；

提高訓練層包括數值計算方法，數據庫原理與應用、計算機網絡開發等，它們將理論與實踐相結合；

綜合訓練層以數學建模、管理信息系統、軟件工程綜合模擬實習等，并結合信息與計算科學最新發展及信息處理新技術專題的綜合性設計作業等各種訓練學生綜合能力的活動以及畢業設計為主；

科技創新訓練層主要以組織并鼓勵學生參與大學生創新項目、挑戰杯項目、全國數學建模競賽等相關創新競賽為主。

參考文獻：

[1] 教育部高等學校數學與統計學教學指導委員會課題組. 數學類專業發展戰略報告[J]. 大學數學,2005,(3).

[2] 教育部數學與統計學教學指導委員會課題組.信息與計算科學專業教學規范[J]. 大學數學,2003,(1).

[3] 孫吉貴,張學杰. 計算機學科教學與人才培養現狀及分析[J]. 計算機教育,2008,(8).

[4] 羅智明等. 經濟類院校信息與計算科學專業目標定位與人才培養模式研究[J]. 湖南商學院學報,2005,(8).

The Study of Personnel Training on the Subject of Information and Computing Science

in General Universities

LUO Zhi-ming, HU Ju-zhou, CHEN Rong-ping

(College of Information, Hunan University of Commerce, Changsha410205, China)

Abstract: Through a comparative analysis on the subject between Information and Computing Science and the subject of Computer Science, the paper puts forward some ideas on reform and personnel training plans for the subject of Information and Computing Science, and designs corresponding curricula of the theory courses and the practice courses. The result of this study provides some guides on the curriculum development on the subject of Information and Computing Science in general universities.

Key words: information and computing science; comparative analysis; training pattern