基于OBE理念的信息與計算科學專業實踐教學體系設計

◇淮陰師范學院數學與統計學院 王兵賢

基于OBE理念，結合信息與計算科學的專業特點，以淮陰師范學院為例，提出信息與計算科學專業實踐教學體系的設計思路，主要從實踐教學內容安排、時間設計、考核方式、師資配置四方面進行了探討，該體系是培養創新型人才的創新性設計。

信息與計算科學是數學、計算機科學、信息工程等學科的廣泛滲透與交叉，既要兼顧三個學科的交叉融合，又要辦出特色，需開設課程種類和門類多。2007年，教育部對于本科教育改革的相關意見中提出，要加強實踐教育環節，提高學生實踐動手能力。國內很多高校對信息與計算科學專業的實踐教學體系進行了構建-設置-改革，并努力探索“創新能力和個性化培養”的實踐教學理念，結合自身特色和地方經濟特色，相繼取得了一定的成效[1-2]。20世紀80年代到90年代初期，美國和澳大利亞的基礎教育改革相繼出現了基于學習產出的教育模式（Outcome-based Education）[3-4]，即成果導向教育，也稱為目標導向教育，或者能力導向教育等，重視學科技能和結果性表現。這樣在一定程度上改變“以教師為中心”的傳統模式，形成“以學生為中心”的教育理念，讓學生自主負責學習進程。信息與計算科學專業雖然偏向理科，但在創新能力培養和復合型人才培養的趨勢下，實踐教學環節顯得更為重要。淮陰師范學院信息與計算科學專業從2004年開始招生，為江蘇省十二五高等學校重點專業，注重學生專業知識和實踐能力的培養，建有完善的校內外實習實踐基地，在學生本科階段有一年時間進入企業由實踐教師教學，從而培養高素質應用型人才。但應用型人才的培養針對于實踐教學環節，需要遵循針對型、系統型原則、開放型原則，要依據人才素質和社會需求，針對型的安排實踐教學內容，結構合理，由易到難連續型強，引導學生自主學習，建立校內外實踐基地，讓學生走出教室，在社會實踐中拓展實踐和創新能力。根據淮陰師范學院信息與計算科學專業特點，基于OBE理念，提出信息與計算科學專業實踐教學體系的設計思路。

1 基于OBE理念的實踐教學體系的設計思路

在理念上，OBE是一種“以學生為本”的教育哲學，在實踐上，是一種聚焦于學生受教育后的什么能力和能夠做什么的培養模式，相對于傳統的教學理念，OBE理念是基于“產出導向”的教學目的使人才培養更具有針對性，讓畢業生達到一定的能力要求，從而在制定教學計劃時，要以畢業要求為前提，也就是圍繞“結果（outcome）”這一核心[5]。依據文獻7中涉及理念，圖1為基于OBE“產出導向”人才培養實踐教學體系設計圖，其中培養目標包括知識、能力和素質三方面，教學設計主要以學生為中心，體現課堂教學、教學計劃和教學計劃的特點。

圖1 基于OBE“產出導向”人才培養實踐教學體系

2 信息與計算科學專業實踐教學體系設計

2.1 信息與計算科學專業人才需求分析

信息與計算科學專業是以“強基礎、寬口徑、重實際、創特色”為指導思想，在當前應用型人才培養的體制下，該專業的就業方向大致可分為以下幾個方向：①繼續深造。因為信息與計算科學是一個多學科交叉的新型專業，繼續深造的可選擇領域非常廣泛，畢業生可以選擇攻讀計算數學、計算物理、信息安全等專業的碩士生，也可以跨學科攻讀如地球物理、氣象科學等專業的工學碩士學位。②科研單位。信息與計算科學專業畢業生因為具有計算機編程、數學建模和數值計算等方面的基礎，而且具有很強的解決和處理問題的能力，因此可以從事建模與計算的相關科研工作。③IT行業。信息與計算科學專業進入IT行業是一個重要的就業方向，畢業生可以從事計算機軟件開發、信息安全和網絡安全等工作。信息產業目前主要以“應用”為主流，關鍵在于如何將實際問題轉化為數學模型和仿真計算的問題，這正是信息與計算科學專業的優勢所在。

2.2 信息與計算科學專業課程設計情況

淮陰師范學院針對信息與計算科學專業也加大了實踐教學的力度，實現用人單位與畢業生的直接對接，畢業生可以直接上崗參加用人單位項目的設計與操作，所以，在實踐教學體系課程設計中，從專業基礎課模塊到專業課模塊，課程的實踐教學比例占很大部分，專業基礎課中數學類核心課程如數學分析、高等代數也增加了實踐教學學時，重點運用數學軟件Matlab輔助實現相關知識點的計算機實現，并為后續專業課如數值分析和數學建模等課程的學習，做好數學軟件的使用基礎。C++語言程序設計實現理論與實踐相結合的教學設置，為后續專業課如數據結構，移動通信開發等課程的學習提供了必要的技術支持。另外在前兩個學年每個學期末還設置了課程實踐周（2周），邀請合作企業相關培訓人員集中培訓，實現課本知識與企業項目設計之間的銜接，在校外實習企業進行對口教學，并根據學生的個人愛好與需求，增加了選修模塊的課程，主要涉及信息安全（比如信息編碼、計算機網絡等），模式識別和圖像處理等。

3 基于OBE理念的信息與計算科學專業實踐教學設計的配套措施

3.1 實踐教學內容的合理設計

合理設計實踐教學內容，適當減少教師課堂授課學時，廣泛采用啟發式教學模式，引導學生自主學習，促進學生研究性學習。譬如數學分析、高等代數等專業核心基礎課的學習中，首先簡單介紹數學軟件Matlab，采用微課和課外微信學習群互動的方式，讓學生自學軟件的基本語法，并實現數學相關知識，針對學生有疑問的部分，相關授課老師可在線答疑，并運用某些知識點譬如導數等概念，設計經濟學等領域中的簡單項目和案例，要求學生在課外實現。在此基礎上，對于后續課程如數值分析等課程的學習，學生已經有了C++程序設計和Matlab數學軟件的基礎，結合數學建模中相關案例。譬如數值分析課程，在學習相關理論的基礎上，針對不同的知識點，設計綜合性實驗項目[6]，在誤差分析和設計部分，Kouch分形曲線算法的實現[7]，會讓學生看到數學的趣味所在。

3.2 實踐教學時間的合理設計

在信息與計算科學專業全學程的教學中，實踐教學應該與理論教學密切結合。數學類專業基礎課的實踐主要借助微信平臺實現教師與學生的互動、學生與學生之間的交流，從而實現自主學習，C++程序設計課程將理論授課和實踐課相結合，并附加為期兩周的集中實踐學習。而對于XML、JSP技術等專業課程，赴校外實踐實習企業進行實地訓練和學習。

3.3 實踐教學環節考核模式

針對于數學類專業基礎課和專業課考核重要集中在理論課學習，對于實踐考核，采用綜合性題目設計，對于學生進行簡單測試，針對計算機類課程的考核，根據實踐教學體系的特點和實踐教學目標，采用科學化、多樣化的、可操作性強的考核方式，尤其做好畢業設計中實踐教學的集中體現。

3.4 實踐教學環節的師資配置

淮陰師范學院信息與計算科學專業非常重視師資隊伍的建設，從理論授課到實踐課程授課與管理，組成優秀的教學梯隊，堅持“頂層設計、分類管理、優化現有、系統協調”的原則。數學類核心課程的授課，均由博士學位的高級職稱教師擔任，按照教師從事的主要研究方向，針對不同的核心課程組成優秀的教學梯隊。在課外微信群的學習交流中，專門從事數學建模競賽培訓的老師也參與其中，在整個學生自主學習的過程中，可以做到相關問題能及時得到處理。針對于計算機類相關課程的學習，實踐教學主要由相關任何教師擔任，校外實習期間，企業組織授課教師，指導學生進行實地訓練。

4 結語

基于OBE 理念的教學目的就是從社會需求出發，以應用型人才培養為目標，制定實踐實習計劃，使得畢業生達到一定的能力要求。本文以OBE理念為指導，結合淮陰師范學院的定位和信息與計算科學專業的培養目標，將數學類課程和計算機類課程均適當加大實踐教學的比例，為保證基于產出理念的信息與計算科學專業實踐教學體系的順利實施，還需要從實踐課程設置、教學方法改革、考核模式改革等方面制定保障措施。