信息與計算科學專業課程設置的優化研究

（成都信息工程大學應用數學學院 四川·成都 610225）

0 引言

信息與計算科學專業是由信息科學、科學計算、運籌與控制科學等交叉滲透而形成的新的理科專業。現階段，我國開辦該專業的院校約四百多所，除部分院校此專業辦學較成熟外，更多院校該專業還處于探索發展階段，面臨一些亟待解決的問題，其中專業課程設置與人才培養模式之間的協調發展尤為突出，主要表現在：（1）專業課程體系不清晰，課程設置上存在隨意性，缺乏統一、科學的體系；（2）專業培養目標定位不明確，部分高校人才培養模式未能結合各學校自身特色、優勢進行培養；（3）專業課程設置與人才培養模式之間相互脫節，未能實現良好的契合。

本文將對“如何對信息與計算科學專業課程設置進行合理地優化，定位專業培養目標，實現課程設置與人才培養模式之間的統一”進行探討，以期為社會培養出更多的高素質應用型專門人才。

1 信息與計算科學專業課程設置與人才培養模式的目標緊密結合

我校作為一般本科院校的信息與計算科學專業，課程設置緊緊圍繞人才培養模式目標。我校按照4個分目標進行專業課程設置①。（1）數學基礎——具有良好的數學基礎，掌握和運用科學計算、信息科學和計算機科學與技術等方面的核心基礎知識和原理，會用規范的數學語言描述實際問題，建立數學模型，設計算法，掌握相關交叉學科的基礎理論知識和原理。（2）應用能力——能運用所學的理論、方法和技能解決科學與工程計算問題、社會生產與經濟領域中的某些實際問題。具備較強的知識更新、技術跟蹤、創新思維等能力。（3）勝任工作——能在IT行業從事軟件開發、軟件測試、數據分析和管理等工作，也能在科技、教育、經濟金融等部門從事研究、教學的高級應用型專門人才，或繼續攻讀碩士學位。（4）持續發展——具有良好的道德修養，人文素質與健全人格，能獨立思考，自主學習與持續發展，服務國家與社會。

2 信息與計算科學專業課程設置的思路和措施

依托我校氣象、電子、計算機和通信等優勢專業的工程背景，信息與計算科學專業課程設置從夯實數學基礎課程入手，切實提升專業課程的核心地位，將數學建模、算法設計的思想融入工程問題中，進一步完善理工融合的專業課程設置，使課程設置更具針對性和適應性，以期更好地實現人才培養目標。

2.1 牢固數學基礎，設置專業核心課程

我校在傳統數學學科教育體系基礎上，在學校人才培養方案框架的指導下，結合新的觀念、新的目標、新的教育理念，在專業課程設置上充分考慮對未來人才的需求和發展局勢，以滿足當前對信息分析與處理技術、計算專長技術人才的需要。

我校信息與計算科學主要專業核心課程有：數學分析、高等代數、空間解析幾何、概率論與數理統計、常微分方程、數值分析、數據分析、數學建模與數學實驗、數據結構與算法設計、運籌學。這些課程的設置一方面很好地體現工科院校信息與計算科學專業數學理論基礎知識扎實的優勢，另一方面突破按傳統數學學科設課的界限，加強學生的工程背景，促進不同學科內容的相互結合、相互滲透，密切課內教學與課外教學，結合信息科學和計算科學，專業課程的設置充分體現科學性、前沿性和交叉性原則。

2.2 加強實踐能力培養，設置多層次實踐教學

我校是以培養應用型人才為主的本科院校，圍繞培養學生“能夠運用所學的理論、方法和技能解決信息技術或科學與工程計算或運籌控制中的某些實際問題；具備熟練應用計算機（包括常用語言、工具及專用軟件）的基本技能，具有較強的算法設計、算法分析與編程能力”的人才要求，實踐課程設置分為實踐教學環節和創新創業實踐環節①。

信息與計算科學專業實踐教學環節

實驗課程課內實驗獨立設置實驗課程課內實習實習實訓獨立設置實習課程企業實訓專業實習畢業實習工程實踐綜合性課程設計科研訓練（能力進階訓練）畢業設計（論文）綜合實踐環節

在實踐教學這一環節，注重各個環節間的聯系，即從課內實驗到獨立實驗課程到課內實習的逐步遞進，做到課程教學與實踐教學緊密結合，課內實踐與課外實踐相結合。再從科研能力進階訓練到畢業設計，以解決學生綜合運用專業知識和專業技能解決實際問題。

為了更好地培養學生的創新創業能力，學生在本科學習期間須完成6個創新創業教育環節的學分，其中包括大學生創新基礎相關課程2個學分，創新創業實踐環節4個學分。學生也可通過下表所列項目獲得創新創業實踐環節的學分：

類別 項目名稱創新創業訓練 大學生創新性實驗計劃項目創新創業類競賽 參加各類科技競賽創新創業成果發表論文取得專利自主創業參與專業相關研究課題參與專業相關的社會實踐

多種形式的創新創業實踐環節充分考慮學生的個性化發展，有助于學生的創新意識培養和應用能力的培養。

2.3 強化課程內容的針對性和適應性，改進教學方法

參照信息與計算科學專業規范，利用課程之間的相關性、相融性和互補性對專業課程內容進行優化，突出重點。比如數學類課程數學分析、高等代數、空間解析幾何，在內容方面的選擇上，結合人才培養的要求作出相應的調整，課程中理論難度特別大的主要從理論和所運用的分析方法上去把握，適當降低課程難度，部分內容不做要求。而一些與后續課程結合緊密的則適當增加應用內容，以提高課程內容的適應性和培養學生應用知識的能力。

對于基礎課程和專業方向課程，注重處理基礎課與專業課的相互聯系。在我校現有的專業課程中，無論是必修課還是選修課，一般都包括理論部分和實踐部分，所以必須正確處理理論課與實踐課，必修課與選修課的關系，從課時和內容上進行必要的刪減和組合，如原來的數值逼近、數值代數合并為數值分析。

教學方法是教學過程最重要的組成部分之一，對完成教學任務、實現教學目的具有重大意義，切實可行的教學方法有助于提高教學效率與質量。圍繞課程內容，我們在教學中應用課堂講授教學、探究式教學、啟發式教學、討論式教學和混合式教學等多種教學模式，探索提高學生綜合能力的方法。比如在專業基礎課空間解析幾何的教學中，采取課前自學、課堂內化、課后拓展模式進行混合式教學。課前自學包括自主觀看教師提供的教學視頻或者網絡教學資源、進行課前針對性練習、確定要探究的問題、學生提前制作課程教學PPT等；課堂內化首先按學習任務單上的安排開展課堂活動，學生獨立將學習內容進行闡述，然后圍繞問題解決、測試反饋、項目創建、協作學習及匯報等環節展開，最后師生共同進行教學評價，包括提出問題的情況、課堂獨立解決問題的表現、小組協作探究式活動中的表現等方面；課后拓展主要是平臺交流、作業反饋，或者通過附加任務來實現，附加任務的設計通常是課內所學內容的提煉。

2.4 重視實驗、實踐課程，改革實踐教學方法

信息與計算科學專業實驗、實踐課程教學與數學理論課程的教學差異較大，它強調學生的實踐能力，主要通過探究式學習，利用現代信息技術實現師生共同參與的良性互動教學和學習模式，突出知識形成的過程。在教學過程中，我們對實驗、實踐課程的教學內容和教學方法進行有益的改革和探究。

實驗、實踐課程內容既要注意揭示數學概念、定理的形成和發展過程，展示數學問題的解決過程，也要與基本的數學思想、數學方法掛鉤，和數學理論知識教學相互結合、相互促進。結合專業特點，課程教學內容主要分為：基礎實驗、驗證性實驗和綜合性、設計性實驗。驗證性實驗驗證理論公式的正確性和數據結果的合理性，起到加深理解理論基礎知識和培養學生計算機應用能力的作用；綜合性、設計性實驗解決一些實際問題，訓練學生由實際問題建立數學模型的能力，訓練分析、歸納總結問題的綜合能力和科學計算能力。

根據實驗、實踐課程具有的應用性特點充分發揮數學軟件的強大功能，采用探究式教學、翻轉式教學和案例式教學等多種教學方法，引導學生從實際問題出發，建立數學模型，并最終借助數學軟件應用所學知識解決實際問題。

3 結束語

人才培養目標的實現離不開專業課程的優化，本文根據社會的需求探討了信息與計算科學專業課程設置與人才培養模式之間的內在規律；從專業核心課程的設置、多層次實踐教學和教學方法的改革等幾個方面分析了信息與計算科學專業課程設置的思路和措施。當前，我校信息與計算科學專業正處于穩步發展中，專業課程設置的優化研究對信息與計算科學專業的發展將起到進一步的促進作用，只有不斷的加強改革實踐，才能使該專業更具生命力。

注釋

① 成都信息工程大學信息與計算科學專業本科人才培養方案(2018版)