信息與計算科學專業應用型人才標準化培養模式研究

陳 楠，閆麗宏

（咸陽師范學院數學與統計學院，陜西 咸陽 712000）

理科專業屬于一門新增課業，而信息和計算科學專業作為國家教育部門于1998年實施專業調整以及改革過程中新增項目。倘若從理科專業整體演變過程進行分析，最初起源可追溯至應用軟件專業以及計算科學專業興起。然而，當前信息和計算科學專業被劃分為幾個小分支專業，包括控制科學、計算科學、信息科學以及運籌。伴隨國內社會經濟水平的不斷發展，以往傳統人才培養模式已經無法滿足當前社會人才需求，因此為了順應科技發展，必須設置信息和計算科學專業，能夠顯著提高新型人才培養以及選拔效果。現如今，信息和計算科學專業首要任務是怎樣按照社會需求針對人才培養模式實施有效改革，從而滿足當前21世紀人才培養所需，存在有特色、寬口徑、厚基礎以及重能力等綜合特質。

1 方案制定

結合教育部門有關規定指出，必須深化改革本科教學措施，將重點放置于創新人才培養。針對信息與計算科學專業需不斷改革并探索人才培養模式，其宗旨是為了予以社會大量新型優質人才。而教育部門頒布有關文件中同樣認為，對于人才培養模式需要不斷進行改革，同時還需改革其機制，把教育核心放置學生創新能力培養之上，情況允許下可開展有效對應措施，例如，對選修課比例做出適當調整或者是進一步推進學分制。把選修課比重和適當多予以學生自主學習作為重點，便于拓展學生個人事業，使其擁有多項興趣愛好，確保創造性得到充分激發。

2 堅定思想

國內辦學長期指導思想均為“厚數學基礎，強實踐技能，高綜合素質”，因此今后必須堅持該思想。建立于信息與計算科學教學基礎之上，以往常規教育對于專業化方向無針對性，無法有效區分不同教學模式，均是針對公共基礎課程完成教學內容，同時按照數學實施學習目的。與此同時，在進行教學過程中，需要把計算技術與信息技術相結合，同時根據實際情況多開展數學模型以及數學實驗方面教學，促使學生個人實踐能力以及綜合技能等顯著增強。并且，在開展教學同時對于選修課比例需適當增加，在一定程度上減少專業課學分，讓學生能夠有更多機會和其他方面知識進行有效接觸，拓展個人自主學習空間，對于后期學生創新能力以及綜合素質培養存在便利。當學生精通多方面知識以后，則會發展至科技創新方向，而該方向是新型人才必須具備的基礎條件。

3 創建并改革課程體系

據教育部門有關文件顯示，需要對教學內容實施深化改革，同時創建和經濟社會發展相適應的教學體系。然而當前信息與計算科學專業并未獲取成熟課程體系改革以及構建理論，因此只能從實驗課程以及課程設置形式等方面探討。課程體系構建與改革其中實驗課程開設，其目的在于促使學生個人動手能力得到提升，該課程與理論之間存在密切關系。無論自主探索實驗或者是驗證性實驗等都能夠有效培養學生動手能力以及自主解決問題能力，存在綜合性以及實踐性優勢，使學生個人樹立創新精神。在進行實際操作過程中，個人解決問題能力以及分析能力得到充分調動。而課程體系核心部分便是課程形式設置，分別包括三大板塊實驗課程、選修課程以及必修課程。專業必修課學習設置是為了讓學生明確掌握與專業有關知識理論，明確部分有關基礎技能以及理論知識。而選修課設置主要是為了確保培養目標完成前提之下使學生視野開闊，拓展個人知識面，提升知識結構，并且調動個人學習興趣，予以自主選擇機遇，在未來多個獨立空間內激發個人創造力。換言之，通過對現有教學模式進行不斷完善和充實，制定具有設計性、綜合性課程模式，從而激發學生創新思維能力，促使個人綜合素質水平得到顯著提高。

4 實踐環節教學模式加強

當前，學生實踐能力以及創新能力有效途徑為實踐教學，并且作為教學實踐核心部分，能夠有效培養學生個人能力是任何學科無法取代的。結合信息與計算科學專業主要特征，從強化實踐基地建設、豐富課外實踐教學活動以及畢業設計方案改革等三方面進行探索。

4.1 強化實踐基地建設

其專業和實際之間存在密切聯系，因此需要和有關企業單位進行聯系，創建穩定的實習基地能夠有效促進實踐教學順利開展。在創建與之相對應實踐基地過程中還需邀請專業技術人員指導實習過程，亦或是定期開展相關專業講座，促使大家針對專業方面認知程度得到拓展。當畢業生至企業進行實訓以后，能夠明確掌握和豐富與工作相關知識和技巧，使學生務實求真的精神得到培養，鍛煉個人能力，不斷開發鉆研精神以及創新能力。

4.2 豐富課外實踐教學活動

目前學習主要任務是獲取與信息和計算科學有關知識，促使自身相關專業能力得到提高。充分掌握有關知識，需營造良好學習氛圍以及學風領導。而課外實踐教學可劃分為以下三方面，第一，對數學建模訓練加以強化，提供更多機會讓學生能夠參與比賽；第二，盡可能多開展申報科研課題以及社會調查課題；第三，不間斷訓練專業技能。

4.3 畢業設計方案改革

綜合性教學最重要也是最后環節便是畢業設計，屬于高校培養人才計劃核心部分之一，能夠有效檢驗人才綜合素質水平，同時考核專業學生能力，因此畢業設計質量與教學質量之間存在正比關系。將畢業設計和實際情況相結合，保障選題必須與指導老師科研以及實際情況相符，在進行畢業設計過程中，需要借助以下三種形式：首先，通過教師指導讓學生自主選題，隨后進行調查研究，完成設計內容；其次，師生共同參與科研項目，學生配合老師完成科研項目，同時老師引領學生發現其中存在問題，隨后明確設計課題；最后，在老師引導下完成畢業設計，在實習單位實習時應當完成對應單位畢業設計。

5 機遇與挑戰存在問題

據調查發現，大部分高校對于信息與技術科學專業人才培養模式進行探討以后存在許多問題，具體包括以下幾點：第一，對于社會人才實際所需嚴重忽略，畢業生由于自身動手能力較差，因此無法找到合適工作，導致就業率下降。針對廣東IT企業實施調研結果發現，企業需求大量動手能力強以及基礎理論知識扎實的人才。在高校中有30%以下畢業生從事個人本領域工作，高校在進行人才培養以及社會需求方面存在嚴重錯位情況，無法和實際接軌；第二，對于專業辦學方向不明，專業師資力量嚴重缺失，和專業辦學規模存在顯著差異；第三，無法明確正確培養學生實踐能力方式；第四，部分應用數學以及數學專業無法和課程設置之間進行有效區分。想要辦好專業主要解決問題包括：提升就業競爭力、強化專業技能訓練、形成專業特色以及明確培養目標與方向等。現如今通過借鑒CDIO工程教育理念，針對本專業實施教學改革，其效果顯著，并且初步形成專業特色，顯著提升畢業生就業率，而用人單位對于畢業生滿意度在90%甚至更高。

5.1 借助CDIO工程教育理念

數學類教學指導以及教育部指導委員均要求相關專業畢業生獲取五項知識及能力，具體如下：①對于計算機可熟練操作，存在較強編程能力，具有基礎設計能力和算法分析能力；②存在扎實數學基礎，能夠明確掌握計算科學或者是信息科學基礎理論知識等；③對于所學技能、方式以及理論能夠合理使用，對于部分生產過程中實際課題或者是科研存在問題及時解決；④具有一定軟件開發能力以及科學研究能力。由此說明，教職委以及教育部對于學生個人實踐能力著重強調。CDIO工程教育模式屬于當前國際工程教學改革最新成果，包括運動、涉及、構思以及實現，把產品研發至運行生命周期作為載體，促使學生保持課間有機聯系、實踐以及主動等方式完成工程學習。

CDIO培訓大綱將工程畢業生個人能力劃分為以下四個層面，分別包括人際團隊能力、工程基礎知識、工程系統能力以及個人能力，其大綱要求通過應用綜合培養模式確保學生在以上四方面能夠達到預期目標。現在結合IT行業所需理念、教育部門進審核計算科學專業具體狀況來看，專業畢業生技能分以及知識分可劃分為以下幾點：軟件設計與開發能力、個人能力、專業基礎知識與基本理論、團隊能力。其中軟件設計與開發能力培養方面存在加大難度，但存在重要價值作用，所以需要將軟件設計與開發能力細分成三階段實施培養。第一階段：初級工程實踐能力。具有基本架構軟件設計能力、信息分析能力、信息接受能力以及數據處理能力，具體時間可規范為1～4學期；第二階段：中級工程實踐能力。具有相應系統測試綜合能力、高級綜合性系統設計能力以及系統分析能力等，具體時間可規范為5～6學期；第三階段，高級工程實踐能力。具有相應生產中實際課程能力、系統實施與維護、系統架構、指導和解決工程能力、團隊組織能力。結合CD四路設置單獨且完善實踐能力培養與理論知識學習相融合計劃，充分調動學生主動性以及實踐性，將課程之間進行聯系從而完成實訓以及學習，時間劃分為7～8學期。第一階段以及第二階段需對基礎知識理論知識培養加以強化，分別包含信息和計算科學基本理論、數學科學基本理論，屬于多種能力提升以及形成基礎條件。

5.2 創建“分布式配合螺旋式”能力培養模式

分布式。開發能力以及軟件能力的培養難度較大，為了達到預期培養目的，結合CDIO思路設置分布式配合螺旋式培養模式。其中，分布式模式主要為培養開發能力和軟件設計能力，結合模板進行銜接性拆分，隨后合理分布至不同學期以及不同課程當中完成分布式培養。銜接性拆分其主要原則為結合知識體系前后順序，在內容設置以及實踐安排等一系列方面，確保不同模塊之間能夠相互補充并融合，創建完整有機體系。結合以上信息，信息與計算科學專業實踐能力培養其主要目標在于：具備堅實數學基礎高級網絡實施能力以及軟件設計能力，為了能夠有效達到預期目標，在進行能力培養時進行三階段設計五模塊配合實戰訓練來執行。第一階段，初級工程實踐能力培養：三層（多層）分布式軟件系統設計、B/S架構軟件系統設計、C/S 架構軟件系統設計；第二階段，中級工程實踐能力培養：從N個方向綜合性應用軟件設計能力培養模塊中選2個方向；第三階段，高級工程實踐能力：參與至企業實際項目設計以及實施過程中。

螺旋式。螺旋式將項目設計作為整體導向，逐步提升實踐能力，其過程由最初初級工程實踐能力一直到高級工程實踐能力。低年級分布式培養基礎設計能力，時間為兩年時間，而大三為方向性培養工程設計能力，時間為一年，大四則實施全方位培養開發能力、項目架構以及團隊協作能力，時間為一年。不管是實際項目或者是模擬項目，都具備運作、設計、構思以及實施等一系列過程。以上所有項目在整個專業課程學習均得到貫穿，既滿足學生專業知識學習，同時能夠讓其親身體驗項目設計過程，使自身開發能力以及軟件設計能力等均顯著提高。其中分布式模塊化培養作為手段，而能力螺旋式提升則作為最終目標，前者的培養能夠有效提升螺旋式能力。

5.3 考核對象為項目設計結果

通過綜合性課程設計以及階段性科技設計來實施考核，課題主要由軟件企業發布共享軟件和教師科研課題，其考核目的主要是為了提升學生綜合素質水平、個性發展以及動手能力。其中第一階段為設計綜合性課題，由學生自主完成；第二階段為考核方向性高級綜合性實踐能力；第三階段為考核實施能力以及企業項目設計能力，所有學生需參與考核項目中。

6 小結

通過借助CDIO工程教育理念創建學生能力結構，經分布式配合螺旋式，促使學生個人綜合能力得到顯著提升。并且，其主線選擇實現實際項目設計完成課程教學與考核，提高學生就業層次、就業率以及動手能力。并且，在未來道路中必須不斷探索總結新的信息與計算機科學專業應用型人才培養模式，對實踐教學不間斷強化，實施改進培養計劃，將理論教學體系融合至實踐教學體系內。強加人才培養，重視專業化能力及實踐地位，全方位開展研討換工作，并且創建和信息與計算科學專業應用型人才培養相符模式。