基于應用型人才培養的信息與計算科學專業教學模式研究

朱穎芳　孫玉榮　葉萍

摘? 要：隨著社會、經濟的快速發展，高校信息與計算科學專業人才培養也面臨著前所未有的機遇和挑戰，以社會需求為導向的信息與計算科學專業人才培養模式研究與實踐具有重要的現實意義和迫切性。本文基于應用型人才培養視角，從培養方案和課程設置入手，對信息與計算科學專業的教學模式進行探討。

關鍵詞：應用型;人才培養;信息與計算科學;教學模式

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）19-0105-04

現代社會發展迅速，無論是如火如荼的“5G”，還是大數據、云計算、人工智能以及萬物互聯等，可能沒有哪個學科能有信息和計算科學學科與未來發展如此密切相關。信息與計算科學專業是以信息處理和科學計算為背景，由數學、信息科學、計算科學等交叉滲透而形成的一個數學類專業。專業培養的學生具有較好的數學基礎知識和數學思維能力，能熟練使用計算機（包括編程語言、各類工具及數學軟件），具備將數學和計算科學知識在金融、計算機及工程等領域進行實際應用的能力[1]。隨著社會、經濟快速發展以及搶占科技制高點的需要，我國高校信息與計算科學專業人才培養也面臨著前所未有的機遇和挑戰：一方面，社會需求的增加給信息與計算科學專業提供了發展空間;另一方面，當前信息與計算科學專業人才培養方案、培養模式、課程設置、教學內容等方面出現了與社會需求不一致的矛盾，使得部分信息與計算科學專業畢業生無法與社會應用需求接軌，只能選擇轉行或繼續深造。因此，以社會需求為導向的信息與計算科學專業人才培養模式研究與實踐具有重要的現實意義和迫切性[2-3]。

一、發展現狀

中南林業科技大學信息與計算科學專業成立于2003年，歷經十多年的建設發展，培養方案進行了多次修訂。2019年，在國家大力發展“互聯網+”、大數據的背景下，教學團隊啟動了新一輪專業人才培養方案的制訂。通過對貴州大學、中南大學、南華大學等高校信息與計算科學專業進行調研，了解各自專業的建設方向，探討在新時代背景和社會需求環境下該專業的培養方案新思路。教研室教師也進行了多次討論，邀請校外專家進行評審，針對討論意見和校外專家的評審意見進行反復修改，最終形成新的信息與計算科學專業本科人才培養方案。方案明確了本專業的培養目標是要具有良好的人文素養和科學素質，社會責任感強，掌握數學建模技術、數據分析處理技術和一定的計算機科學基礎知識，具備扎實的數學基礎和熟練的計算機軟件開發技能、實踐能力強、具有創新精神、德智體美全面發展的高素質應用型人才。

二、課程體系設置

根據培養方案，本專業的課程設置包括專業人才技能方面課程設置以及專業技能提升類課程設置。關注對學生通識教育的培養，具體的課程設置如表1所示。

專業人才技能方面的課程包括數學類課程（數學分析、高等代數、解析幾何、常微分方程、概率論與數理統計、數值分析、數學建模等課程）、信息與數據分析處理類課程（數據挖掘、數據可視化、Linux操作系統、Python編程、數學軟件等課程）、計算機類課程（數據結構、數據庫原理及其應用、算法分析與設計、Java程序設計、計算機網絡、計算機組成原理、操作系統、信息安全、面向對象程序設計、軟件工程等課程）等。

按照學校關于新專業培養方案學分分配的相關要求，專業畢業要求最低學分172，理論課學分119.5、實踐課學分52.5，滿足了學校對學分的總體要求。通識教育模塊學分40，專業教育課程模塊學分100，實踐教學模塊32，滿足了學校對各模塊學分的總體要求。學分的設置既滿足專業培養目標的相關要求，更突出了對學生實踐能力、創新精神的培養。

三、應用型人才培養

（一）以賽促學，鼓勵學生參加各類競賽

數學建模競賽是將一個實際問題用數學的語言和方法去近似刻畫、建立相應的數學模型，并運用計算機加以解決的過程;程序設計競賽是運用計算機編程語言去分析和解決實際問題，考查學生的算法分析和程序設計能力;創新創業大賽旨在激發學生的創造力，培養學生的創新精神、創業意識以及創新創業能力。鼓勵學生參加美國大學生數學建模競賽（MCM/ICM）、全國大學生數學建模競賽、ACM國際大學生程序設計競賽、全國大學生軟件創新大賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽等各類比賽，不僅能培養學生發現問題、邏輯推理與智能計算實現等能力，比賽中展現出的團隊協作意識、創新能力和挑戰精神也將使學生受益終身，從而實現計算機和數學運用能力應用型人才的全方位培養[4]。近年來，本專業學生參加各類學科競賽共獲國際級獎項9人次，國家級獎項9人次，省級獎項42人次;獲國家級創新創業大賽一等獎1人次。

（二）統籌規劃，設計類課程貫穿始終

新的培養方案中，確保設計類課程層層推進[5]。第1學年開設“程序設計基礎”和“C++程序設計”課程;第2學年開設“面向對象分析與設計”“JAVA程序設計”“VC++高級程序設計”“數據結構”和“Web前端開發技術”課程;第3學年開設“算法分析與設計”“軟件工程”“Android系統開發技術”“python編程”課程;第4學年開設“R語言程序設計”“Scala程序設計”和“畢業設計”。從程序設計基礎、算法，到各類流行的程序設計語言，再到畢業設計，不僅讓學生掌握了使用各類高級語言編寫程序的能力，更重要的是學生能夠在課程和實踐中逐步理解程序設計的思想和方法，培養學生解決實際問題的能力。

（三）重視實踐，強化校企合作

實踐教學主要包括實驗類課程、課程設計、實習、畢業設計以及第二課堂等，學分共計46分，占專業總學分比例的25%。2016年，“信息科學類專業校企合作創新創業教育基地”獲得省級基地建設支持。以此為契機，教學團隊對實踐類課程進行了改革。首先，將企業的實際項目引入到實驗類課程，通過案例教學來加強學生對理論知識的理解;其次，在課程設計中邀請企業工程師進行行業和技術講座，以項目驅動的方式來增強學生的實踐動手能力;最后，在認知實習、綜合模擬實習和畢業實習中，帶領學生走進企業，采用集中實訓的方式，讓學生參與到企業項目的實際開發中，近距離感受企業的文化和氛圍[6]。在畢業論文選題中，利用學校及校內外教學實習基地的實際需求，讓同學成立項目小組，對口相應項目研發。例如，在2019級學生培養中，分別指導學生選取“長株潭生態站管理系統”“南方城鎮森林景觀樹種數據庫管理系統”“杜鵑種質資源庫管理系統”等項目為開發方向，以項目需求為導向，重點檢驗學生對程序語言、數據庫技術及網絡應用等方面的理論知識和技能的掌握程度，讓學生在實際項目應用中查漏補缺，提升綜合素養。學生在操作中提升迅速，不僅高質量地完成了畢業論文，還取得了相關軟件著作權，培養成效顯著。

參考文獻：

[1] 劉暉，孫玉榮. 大數據時代信息與計算科學專業校企合作人才培養方案研究[J]. 科教導刊，2018（20）：8-9.

[2] 范新英. 基于應用型人才培養的統計學專業教學改革與實踐[J]. 江蘇商論，2021（01）：127-129.

[3] 錢研，楊曉翠. 基于大數據的地方本科高校應用型人才培養體系改革研究[J]. 高教學刊，2020（30）： 83-85+89.

[4] 張淑華，鄭雁玲. 基于學科競賽與實踐教學互動的應用型物流人才培養[J]. 文教資料，2020（11）： 185-187.

[5] 彭海靜. 基于“校企協同、雙能導向”的計算機專業應用型本科人才培養模式研究與實踐[J]. 計算機教育，2020（08）：147-151.

[6] 孫明，付景川. 應用型大學與企業協同育人的理論探索[J]. 中國高校科技，2019（05）：76-78.

（責任編輯：淳潔）