計算機專業應用型人才培養與數學教學改革

梁文忠，譚偉明，覃學文

（1.2.3.梧州學院 數理系，廣西 梧州 543002）

計算機專業應用型人才培養與數學教學改革

梁文忠1，譚偉明2，覃學文3

（1.2.3.梧州學院 數理系，廣西 梧州 543002）

培養大批的計算機專業應用型人才，是我國信息化進程對高等學校提出的社會需求。數學類課程是計算機專業的重要基礎課，教學中應該與計算機各類專業人才培養的實際緊密結合，而不要過于關注純數學理論的科學性、系統性、嚴密性。特別是對于培養社會需求最廣泛的應用型人才，應該融入數學技術，突出數學思想和方法的引導，增強學生數值計算能力和分析、解決實際問題的能力。

計算機；應用型人才；數學；教學改革

教育部計算機專業教學指導分委員會在 《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范 (試行)》中，基于學科發展和社會需求的視角，明確提出計算機專業人才的 “培養規格分類”可以考慮三種類型：研究型、工程型和應用型。

可以認為，這三種類型的劃分主要是從學生畢業后從事的工作性質的角度來考慮的，而社會需求決定了更多的畢業生會從事何種工作。

當前我國信息化進程已經涉及到各行各業，包括電子政務、電信業、民航業、金融業、電力業等。因而，基于社會需求的視角，迫切需要高等學校培養大批的應用型人才。

一、應用型人才及其培養

所謂應用型人才是指能將專業知識和技能應用于所從事的專業社會實踐的一種專門的人才類型，是熟練掌握社會生產或社會活動一線的基礎知識和基本技能，主要從事一線生產的技術或專業人才，其具體內涵是隨著高等教育歷史的發展而不斷發展的。

培養應用型人才，應該圍繞 “一線生產”進行，應用型人才的培養特點主要體現在以下三個方面。

①知識結構強調基礎、成熟和適用，而相對忽略對學科體系以及對前沿性未知領域的關注。

②能力體系突出對基本知識的熟練掌握和靈活應用，而相對降低其科研和開發能力方面的要求。

③培養過程重視實踐性教學環節如實驗教學、生產實習等，并以此作為學生貫通有關專業知識和相關專業技能的教學活動[1]。

概括來說，應用型人才主要是應用知識而非科學發現和創造新知，由于社會對應用型人才有著廣泛的需求，因而在當前大眾化高等教育背景下應該加強如何培養應用型人才的研究。

二、數學課程與計算機專業人才培養

數學是計算機科學技術的靈魂，計算機科學技術的發展與數學密切相關，最早研究計算機的專家多數是數學家,如美國的尼古拉·梅特羅波利斯(Nicholas Constantine Metropolis)、英國的阿蘭·麥席森·圖靈 （Alan Mathison Turing）、我國的張景中等，因而對計算機專業的學生開設合理的數學課程是十分必要的，數學課程在計算機專業人才培養中有著基礎和關鍵的作用。

1.數學為計算機科學提供了必需的基本知識和基本理論。計算機科學所需的數學知識主要以計算機數學為主,計算機數學是微積分、概率論、離散數學、統計學等多個數學分支的一個集成,涵蓋相當廣泛。數學擁有完整嚴密的邏輯演繹體系,為計算機科學的發展和提高提供了強有力的理論支持。

2.數學培養和發展了計算機專業人才的多項基本能力。這些能力包括與數學有關的運算能力、邏輯推理能力和空間想象能力,以及包括觀察、記憶、理解、應用、分析等各種能力。

3.數學為計算機專業人才提供解決實際問題的思想和方法。通過數學教學，學生掌握了觀察與實驗、比較與類比、分析與綜合、抽象與概括、歸納與演繹等數學方法。數學用到的各種數學方法,都體現著一定的數學思想，比如符號與變元表示的思想、集合思想、對應思想、公理化與結構思想、數形結合思想、抽樣統計思想等[5]。

對于計算機專業的學生來說，數學課程的學習目應該是將抽象的理論再應用于實踐，除了要掌握基本的數學知識,更重要的是感受數學的價值,學會用數學思維思考問題，具備數學解釋能力、數學推理能力、數學建模能力、數學應用能力等，通過數學學習提高其專業素養。

當前，一方面是社會需要大量的計算機專業人才，而另一方面高校培養的計算機專業人才不能滿足國家信息化建設和IT行業發展的要求。造成這一現象的重要原因之一，就是包括數學課程在內的傳統計算機專業教學偏重于所謂的理論教育，教學中不分類型千篇一律注重講授知識產生的來龍去脈和理論體系，忽略了不同類型的計算機專業人才對知識及實踐的需求差別，忽略了計算機應用技術日新月異的突破與發展，造成了教學與人才培養的脫節。

三、基于應用型人才培養的數學教學

數學是計算機專業人才的精神營養,具有精神鈣質的作用，數學影響著計算機專業人才的思想方法、知識結構與創造能力的形成。正如被稱為計算機之父的數學家馮諾依曼所說的：數學處于人類智能的中心。

為了讓數學教學在計算機專業人才的培養過程中充分發揮專業基礎課的作用,必須解決數學課程與計算機專業人才培養的融合問題。除了對數學課程的教學內容、課程體系、教學方法和手段等方面進行改革外，還要根據不同的人才類型或培養目標，從教學理念、教學設計等方面進行改革。基于應用型人才培養的數學教學改革，要 “以應用為目的”，根據應用型人才的培養需要，以數學思想方法為主線，以應用理論解決問題為目的，形成知識的整體結構，由重視體系完整的課程導向向重視專業需求的應用導向轉變，由重視數學理論的應試導向向重視數學應用能力的應用導向轉變。

基于應用型人才培養知識結構、能力體系、培養過程這3個特點，培養計算機專業應用型人才的數學教學應該重視以下3個方面。

1.融入數學技術

數學兼有科學與技術兩種性質，這是其他學科所難有的，美國科學院院士J.G.Glimm說 “數學是一種關鍵的普遍適用的，并授予人以能力的技術”，我國兩彈一星功勛獎章獲得者錢學森說 “高技術本質上是一種數學技術”。

數學在研究、運用和教與學的過程中,借助工具,采取適當的方法和技能,形成了數學技術。傳統數學中的記數技術、度量技術、作圖技術、計算技術等數學技術在數學的發展和應用中扮演著重要的角色。在數學、電子學和工程技術等發展和應用的基礎上,誕生了電子計算機。數學與計算機相結合，在計算機環境下，形成了一種普遍的、可以實現的關鍵技術，稱其為現代數學技術。

現代數學技術正在發展,目前尚未見有關界定，其內容主要包括計算技術、數據處理技術、編碼技術、數字加密技術、符號運算技術、圖形圖像技術、數學建模技術、數學模擬技術、輔助教學技術、數學實驗技術、數學機械化技術等[3]。

數學技術融入數學課程是國際趨勢，甚至已實施在中小學數學教學中，美國面向新世紀數學課程標準指出： “數學教學應使用數學技術幫助所有學生理解數學，并為越來越科技化的社會中應用數學作好準備”，英國國家數學課程標準建議給學生“提供適當機會來發展應用數學技術學習數學的能力”。

數學技術體現了數學的工具性，有益于實現數學的廣泛應用。在數學課程中融入數學技術，對培養應用型人才起到積極的作用。

①數學技術有助于體現數學的實驗性。數學不僅是演繹科學的范例，也是一門很好的實驗學科。著名的數學家波利亞就曾指出： “數學有兩個側面，一方面是歐幾里得式的嚴謹學科；另一方面，在創造過程中的數學更像是一門實驗性的歸納學科。”教學改革的一個目標是將由 “關注知識”轉向 “關注應用”，使數學學習體現出一種技術化的特征。

②數學技術將豐富數學學習的內涵與形式。融入數學技術使數學教學不再局限于課堂，不再局限于課時，可以實現 “人人學有價值的數學；人人學都能獲得必要的數學；不同的學生在數學上可以得到不同的發展”，使學生在豐富多彩的數學活動中實現知識與技能的協同發展[6]。

2.滲透數學思想方法

數學思想方法，就是指現實世界的空間形式和數量關系反映到人的意識中，經過思維活動而產生的結果，它是對數學事實與數學理論 （概念、定理、公式、法則等）的本質認識。

對于計算機專業應用型人才來說，數學學習的目的，不僅僅在于學到一些數學的概念、公式和結論，更重要的是要了解數學的思想方法和精神實質，真正掌握數學這門學科的精髓。日本著名數學家和數學教育家米山國藏說 “無論對于科學工作者，技術人員，還是數學教育工作者，最重要的是數學的精神、思想和方法，數學知識是第二位的。”美國教育心理學家和教育家杰羅姆·布魯納(Jerome Seymour Bruner)指出，掌握基本的數學思想方法能使數學更易于理解和記憶，領會基本的數學思想方法是通向遷移大道的 “光明之路”。事實上，數學思想方法不但對學生學習具有普遍的指導意義，而且還有利于學生形成科學的思維方式和思維習慣，為將來從事科學研究和參加社會實踐打下良好的基礎。傳統的數學教學存在著重結論，輕過程，重技巧，輕思想的弊端，束縛了學生思維能力的發展。應該改革基于應用型人才培養的數學教學，在教學的各個環節，注重思想方法的有機滲透，象概念的形成過程，結論的推導過程，方法的思考過程，問題的發現過程，規律的被揭示過程等等，都蘊涵著向學生滲透數學思想方法的極好機會。

3.加強數學實驗

中國科技大學的李尚志教授曾指出： “社會對數學的需求并不只是需要數學家和專門從事數學研究人才，而更大量的是需要在各部門中從事實際工作的人，善于運用數學知識及數學的思維方法來解決他們每天面臨的大量的實際問題，取得經濟效益和社會效益。”

如果能把數學教學與計算機上機實踐相結合,開設數學實驗課,可以認為是對數學教學方法的一個重大改革，是培養計算機專業應用型人才的有效方式。

自90年代以來,國內外科技工作者將數值方法設計成算法,進而編制成數值計算軟件。如美國的IMSL、Mathematica、Matlab,英國的NAG,以及我國的STYR(數學統計應用軟件)等。從某些方面來講,數值計算軟件與其他程序設計語言一樣,可以通過編寫應用程序解決復雜的問題。

人們往往認為只有在專業課程的學習中才能用到一部分數學知識，因而缺乏利用數學知識和手段解決實際問題的能力。實際上，給計算機專業學生開設數學實驗課，為學生創造培養動手能力的環境條件，并給出某些有關自然科學或社會科學的綜合性問題，讓學生根據所學的知識，用數學實驗提供的程序設計語言去編寫應用程序來解決這些問題。這樣，學生在熟悉計算機，提高編寫程序能力的同時，又掌握了所學知識，增強了動手能力。掌握數學軟件也為以后學習后讀課，如計算機專業的計算方法、計算機網絡、計算機輔助設計、管理信息系統、自動控制理論等專業課打下一個很好的基礎[4]。

教學實驗配合課堂教學，無疑增加了數學這門課程的實踐性，提高了同學們應用數學的能力。

應用型人才的培養要注重實踐性，必須重視理論與實際應用相結合這個環節，而數學建模正是實現和加強這一環節的一門重要課程，因此，開展數學建模活動也是培養計算機專業應用型人才的一個較好形式。數學建模課程是一門教學生如何運用所學知識來解決實際問題的課程，因此，數學建模課程已毋用置疑地成為高校培養應用型人才的優選策略，其對高校數學教學改革也將產生深遠的影響。

培養大批的計算機專業應用型人才，是我國信息化進程對高等學校提出的社會需求。數學類課程是計算機專業的重要基礎課，必須加強對計算機專業數學教學的研究，按照計算機專業人才的 “培養規格分類”有針對性地實施教學。

[1]薛立軍,尹慶民.應用型人才培養的探索與實踐[M].北京：知識產權出版社，2009.

[2]董強.關于高校計算機專業數學類課程教學的思考[J].中國電子教育，2011(2).

[3]石永福,王立群.現代數學技術及其影響[J].西北師范大學學報:自然科學版，2005(2).

[4]秦廷楷.計算機專業數學教學的改革[J].安徽電力職工大學學報，2002(2).

[5]王福勝，唐雪冰.數學在計算機應用技術專業中的功能分析[J].黑龍江畜牧獸醫職業學院學報，2010(12).

[6]林風.學習數學技術促進課程改革[J].福建教育,2003(01B).

On Application Com puter Talents Training and M athematics Teaching Reform

Liang W enzhong1,Tan W eim ing2,Qin Xuewen3
(1.2.3.Department of Physics and M athematics,Wuzhou University,Wuzhou 543002,China)

To develop a great number of computer application talents is a social demand to colleges and universities during the process of China’s informationization.As a basic course for the computer sciencemajors,mathematics teachers should combine his teaching closely with the training of all kinds of computer talents,without concentrating toomuch on scientificalness,systematicness and rigor ofmathematics.Teachers should integratemathematical technology into the teaching and focus on the guidance in mathematical ways of thinking to enhance students’ability of numerical computation and their ability of analyzing and solving practical problems.

computer;application-oriented talents;mathematics;teaching reform

G642.4

A

1673-8535（2012）02-0093-04

梁文忠（1963-），男，廣西賀州人，梧州學院數理系副教授，研究方向：圖論、計算機算法。

譚偉明（1962-），男，廣西梧州人，梧州學院數理系副教授，研究方向：數學教學論、微分方程。

（責任編輯：高 堅）

2012-02-12

廣西新世紀教改工程項目（2010JGA078）

覃學文（1975-），女，廣西橫縣人，梧州學院數理系教師，研究生學歷，研究方向：微分方程、數學教育。