高校信息與計算科學專業應用型人才培養模式研究

摘要：結合教育部有關信息與計算科學專業建設的要求以及應用型本科院校的行業背景，借鑒CDIO工程教育模式對培養具有創新精神和實踐能力的應用型人才培養模式進行了研究和探討，設計了符合信息與計算科學專業特點的人才培養體系方案。實踐表明，基于CDIO理念的人才培養體系方案的改革有效地培養了學生的實踐能力和創新精神，提高了信息與計算科學專業人才培養的質量。

關鍵詞：信息與計算科學；CDIO；人才培養

作者簡介：趙艷芹（1975-），女，山東諸城人，黑龍江科技大學計算機與信息工程學院，副教授；王光輝（1981-），男，山東巨野人，黑龍江科技大學計算機與信息工程學院，講師。（黑龍江 哈爾濱 150022）

基金項目：本文系黑龍江省教育科學規劃課題“高等院校信息與計算科學專業應用型人才培養模式研究”（項目編號：GBC1212076）、黑龍江科技學院教學研究項目（2013）“新型大學信息與計算科學專業社會適用型人才培養模式研究”的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）03-0022-02

教育部于1998年頒布了普通高等學校專業目錄和專業介紹，信息與計算科學專業被列為一個新的理學專業。2012年教育部又頒布了歷時兩年多修訂的普通高等學校專業目錄和專業介紹，其中明確了信息與計算科學是以信息技術、計算技術及運籌與控制技術的數學基礎作為研究對象的理學專業，信息與計算科學專業的主要任務是研究信息技術的核心基礎，研究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。[1]目前我國開設信息與計算科學專業的學校已達到500多所。[2]近幾年隨著招生規模的增大，使信息與計算科學專業面臨著新的機遇與挑戰，在新形勢下，要培養高質量的信息與計算科學專業畢業生，必須不斷研究其人才培養模式。

一、信息與計算科學專業定位和專業內涵

信息與計算科學專業的定位和內涵不是一成不變的，而是隨著時代的發展、科技的進步而不斷改變的。在當今應用型人才培養背景下，信息與計算科學專業是一個集信息科學、計算科學與計算機科學為一體的多交叉的本科專業，主要培養較高的數學修養和思維能力，良好的解決實際問題的建模能力。[3]通過學習，學生應具備在該專業領域科研院所、企事業單位從事科學研究，解決實際問題及設計開發有關軟件的能力和信息整合、處理能力。[4]與傳統的信息科學相比，信息與計算科學（以下簡稱“信計”）專業更加強調應用性，強調培養運用專業的基本理論、方法及技術解決實際問題的能力。

以黑龍江科技大學為例，信計專業從2001年開始招生，至今已有12屆學生。2010年，黑龍江科技大學被黑龍江省教育廳確定為首批特色應用型本科院校建設單位，并定位為教學應用型工科本科院校，所開設的信計專業就具有了更加鮮明的應用特征，其專業定位是根據“理工結合”的專業建設指導思想，培養具有創新精神、實踐能力和工程素養的應用型人才。為了實現該目標，就必須對該專業的人才培養體系進行改革，構建一套適用于當今應用型本科院校的人才培養模式體系，而CDIO的出現正適應了這一要求。

CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），是一種新型工程教育模式。[5]它作為一種符合現代工程技術人才培養的教育觀念和方法論體系，全程參與產品的研發與運行，為學生提供了實踐與理論課程之間的有效鏈接，鼓勵學生以主動的方式學習，具有良好的發展前景和推廣價值。[6]因此，信計專業選定了體現當今工程教育共識的CDIO教育理念作為指導思想，力爭不斷優化專業培養方案，不斷完善人才培養模式；適時整合課程教學資源，研究實踐教學內容改革，制定了2014版本科人才培養方案。

二、信息與計算科學專業應用型人才培養模式探索

1.修訂人才培養方案

在修訂人才培養方案時，主要遵循當代高等教育教學發展的趨勢，依托黑龍江科技大學的辦學定位，牢固樹立“教書育人”的辦學理念，緊密結合社會發展和當地經濟建設對人才的需求，按照“加強基礎、精煉專業、突出應用、提升素質”的總體思路，完善理論教學、實踐教學、素質拓展“三位一體”的培養體系，構建“專業基礎扎實、實踐能力強、綜合素質高”的應用型人才培養模式。因此，從社會需求和高等教育的特點出發，結合黑龍江科技大學的辦學特色，重新修訂了信計專業的人才培養方案，其定位為培養適應21世紀社會主義現代化建設需要的德、智、體、美等全面發展，具備信息科學與軟件項目開發、計算數學及算法分析與設計領域的基礎知識，具有良好的科學計算、信息科學的理論研究和軟件開發與應用等方面的工作能力，能在科技、教育、信息產業等領域的企事業單位從事科學計算、軟件開發、教學、數據信息處理、外型設計、圖形與圖像處理等方面的工作，具有創新意識、創業精神和實踐能力的應用型高級專業人才。

2.應用型人才培養模式的課程設置

新方案中的課程體系按照“加強基礎、精煉專業、突出應用、提升素質”的原則確定，分為思想政治與健康教育平臺、公共基礎教育平臺、專業教育平臺、素質拓展與創新教育平臺（見表1）。思想政治與健康教育平臺的培養目標是落實大德育教育理念，使學生具有正確的世界觀、人生觀、身心健康，具有良好的品德；公共基礎教育平臺的培養目標是重點落實大工程教育理念，以工程技術發展為主線，著力培養學生的工程意識、現代工程觀；專業教育平臺的培養目標是貫穿大工程，重點落實大實踐教育理念，掌握扎實的專業知識，具有較強的專業實踐技能；素質拓展與創新教育平臺的培養目標是綜合落實三大教育理念，以培養大學生的思想政治素質為核心，以培養創新精神和實踐能力為重點，以普遍提高大學生的人文素養和科學素質，造就德、智、體、美全面發展的社會主義建設者和接班人。

在專業教育平臺模塊中，包括專業基礎模塊，使學生掌握數學分析、離散數學、計算機編程語言等本專業的基礎知識，并且增加了這些基礎課程的學時和學分，為提升專業技能、專業知識和創新能力奠定了堅實的基礎。專業方向模塊使學生掌握數值計算、信息處理和計算機軟件開發方面的專業知識，主要包括“微分方程數值解”、“數據結構”、“離散數學”、“面向對象程序設計”、“數值分析”、“數據庫設計”等課程，同時為后續方向課程奠定了良好的基礎；本方案中的專業方向課程按照計算數學和信息科學兩個不同的專業方向進行設置，為不同方向的專業人才培養建立了更為科學的課程體系結構，使學生在選定的專業方向上能接受到全面、合理、系統的專業培養。專業能力模塊通過綜合實踐課、實習實訓、畢業設計等實踐教學環節培養了學生的實踐能力，使學生積極參與校內外的工程訓練，運用所學知識解決實際工程應用中的具體問題，進而提升學生的工程素質和工程實踐能力。

3.改革實踐教學模式

信息與計算科學專業的實踐教學模式依托CDIO工程教育理念，按照“鍛煉能力”的核心觀，以現代社會信息化建設實際崗位需求為著眼點，綜合了實驗、實習、課程設計和實訓等實踐教學環節，并結合信息與計算科學專業核心能力培養的具體要求，課程上設計了由基礎型、驗證型、綜合設計型、研究創新型實驗方案組成的多層次遞進式模塊化實踐教學模式，同時在課外開設了豐富多彩的實踐活動。

（1）建立本專業學生科協基地，提高學生的動手能力。黑龍江科技大學信計專業的科協基地主要是針對大一到大三的學生，使學生在課余時間有地方集中時間組建團隊確定研究方向并分析問題、解決問題。科協基地科研氛圍濃厚，學生的自主學習意識強。在高年級學生的帶動下，信計專業學生利用業余時間在基地進行數學建模、ACM程序設計。這些全國大學生數學知識競賽、全國大學生數學建模比賽、ACM程序設計大賽等賽事培養了學生分析問題的能力、實踐動手能力和創新精神。在全國大學生數學建模比賽和ACM/ICPC黑龍江省賽、東北區賽中都涌現出了多名獲獎同學。

（2）加強實踐教學條件建設，強化與企事業單位實習實訓基地建設。轉變觀念，不搞封閉辦學，根據信計專業特點，經過認真調研，與本專業相關的企業、公司、科研院所等單位建立聯系，建成穩定的實踐教學基地。從2006年開始，黑龍江科技大學先后與北京達內集團、大慶科瑞爾思公司等建立了穩定的實習基地。認識實習期間學生就在實習單位了解了本專業涉及到的具體項目，熟悉了項目的具體流程，了解了在學校所學的專業理論知識在實際工作中的應用領域。同時，學校與實踐教學基地及其他企事業單位聯合，不定期邀請在企業一線工作的相關優秀人才對信計專業師生開展專題講座、經驗介紹，使信計師生及時掌握當前本專業的市場需求，緊跟時代科技發展的潮流。[7，8]

（3）加強CDIO項目應用意識，改革畢業設計（論文）形式。畢業設計（論文）作為系統訓練學生科學研究或解決工程問題能力的重要教學環節，必須與工程實際緊密結合。鼓勵學生真題真做，即選題盡量源于工程實際，同時與指導教師科研相結合。畢業設計和生產實習、畢業實習“三位一體”，支持學生在實習公司帶薪實習，充分參與實習公司的課題研究，針對實際工程項目，由指導教師和實習單位主管技術人員協同指導學生的畢業設計，使學生在實習階段就可以積累工作經驗，同時提高學生獨立分析問題和解決問題的能力，培養學生的協作精神和團隊精神，為將來的就業打下扎實的基礎。另外，應在加強畢業設計質量監控，完善項目過程管理的同時，組建導師團隊，以提高指導教師的科研能力。

三、結語

總之，應用型本科院校的信息與計算科學專業宜以社會應用型人才為專業培養目標，結合自身的師資力量、辦學歷史等進行專業定位，培養方案設計應圍繞該目標和定位進行；在專業建設過程中，要不斷根據社會發展、學生基本情況等客觀實際情況進行課程設置和教師隊伍的優化，做到穩定與變化的辯證統一。[9]通過幾年的實踐，黑龍江科技大學基于CDIO工程教育理念構建的信息與計算科學專業人才培養體系，使學生、教師和企業三方都受益，使得學生的創新精神和實踐能力有了顯著提高。當然，信計專業人才培養模式建設是一個長期的過程，要想使信計專業保持旺盛的生命力，未來仍有許多問題值得研究。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部高等教育司.普通高等學校本科專業目錄和專業介紹[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]李珍珠.信息與計算科學專業定位及其應用型人才培養模式探究[J].湖南科技學院學報，2007，（12）：5-7.

[3]教育部數學與統計學教學指導委員會.關于信息與計算科學專業辦學現狀與專業建設相關問題的調查報告[J].大學數學，2003，

19（1）：1-5.

[4]趙專政.信息與計算科學專業實踐教學改革研究[J].計算機教育，2010，（3）.

[5]李曼麗.用歷史解讀CDIO及其應用前景[J].清華大學教育研究，

2008，29（5）：78-87.

[6]查建中.工程教育改革戰略“CDIO”與產學合作和國際化[J].中國大學教育，2008，（5）：16-19.

[7]Crawley E F，Malmqvist J，Ostlund S.Rethinking Engineer——ingEducation-The CDIO Approach [M].NewYork：Springer，2007.

[8]李蘇北.信息與計算科學專業實踐教學改革初探[J].徐州教育學院學報，2008，（9）.

[9]蔡賢資，黃小虎，文斌.農科院校信息與計算科學專業實踐教學探索[J].實驗室研究與探索，2011，30（8）：235-295.

（責任編輯：孫晴）