信息與計算科學專業實踐教學課程體系的構建與改革

程 瑤 宋傳靜 彭燕玲 時百勝 畢永成

（蘇州科技大學數學科學學院，江蘇 蘇州 215009）

0 引言

信息與計算科學專業是由幾個學科相互交叉相互滲透形成的新工科專業，包括計算數學、信息科學、控制論、運籌學等學科，以數學為核心，以計算機為工具，解決信息和工程計算等方面的實際問題。由于信息與計算科學專業隸屬于數學門類，有關的師資力量集中于數學方面的人才，實踐教學環節的經費和資源投入相對不足，造成了“重理論、輕實踐、低投入”的現象。本專業學生無法從實踐環節中得到鍛煉，教師對實踐教學的興趣也不高，導致實踐教學長期徘徊在低水平，嚴重影響了學生的創新能力和實踐能力的培養。

為改變這一現狀，需要重新構建相應的實踐課程教學體系。國內有些高校已經采取了一些積極的措施。譬如，湘潭大學依靠特色平臺和學科優勢，建立了“開發興趣組、數學建模組、專業基地組”三大類型的創新型學生實踐環節，以科研促實踐的方式有效提高了學生的實踐能力。重慶大學則強調“創新能力與個性化培養”的理念，采用“情景模擬、實驗仿真”的教學模式，促使數學理論與工程實際相結合。這些努力使得各高校的信息與計算專業融入了本校的專業特色，擁有了一定的應用平臺和實踐場景，取得了一定的成效。

然而，對于許多一般本科院校，專業特色不夠突出，學科交叉難以深入，使得信息與計算科學專業始終存在專業定位不夠清晰，實踐環節沒有成效的困難局面。此外，還存在以下一些問題，如專業課實驗教學從屬于理論，課時偏少；雙師型教師匱乏；校企合作深度不夠，人才培養模式與社會需求存在差距；計算機類實踐課程設置不夠科學；缺乏先進實踐教學設備；實踐教學資料不能及時更新等。因此，如何根據學校自身的特色、專業建設現狀等，構建合理的課程體系成為一個值得深入探究的問題。因此，本文根據學校自身的特色、專業建設現狀等，探究如何構建合理的課程體系。

1 設計方案

下面以蘇州科技大學信息與計算科學專業為例，探討工科院校該專業實踐課程體系設置的思路和方法。該專業于2002年開始招生，2012年獲批成為江蘇省“十二五”高等學校本科重點專業類建設點專業，實踐課程體系的設置、調整和改革已經經過多年的改革，占比已經超過50%，但是各模塊之間的區別與聯系、實施方法與側重點尚不清晰。

大體可以將實踐課程體系分為四大模塊：課程實踐、課程設計、專業實踐、專業實訓。這些模塊相互聯系、層層加深、互相促進。信計專業實踐體系構建的思路如圖1所示。

圖1 信計專業實踐課程體系

1.1 提高課程實踐地位

模塊1為課程實踐，一般為驗證性實驗，它包含計算科學與計算機科學兩大部分。計算科學實驗部分包括大學物理、數學建模、運籌學、離散數學、計算方法課程的實驗；計算機科學實驗部分包括程序設計語言Java、C++面向對象語言程序設計、Python程序設計、數據庫原理與應用、數據結構與算法分析、Java高級應用開發、Java Web編程基礎、Matlab程序設計、Web前端編程基礎、Web前端開發進階等課程的實驗，參見表1。

表1 課程實踐模塊

改變實踐教學隸屬于理論課的現狀，提高實踐教學的地位，增加師生對實踐教學的重視程度。例如，增加實驗教學的連續性，在教學中有意的、不斷地促進學生思考如何動手實現相關理論內容，隨時隨地考核學生的實踐能力。更新實驗教學的內容，不能簡單地讓學生按照已有的代碼進行練習，最終使得實驗課程變成重復的復制和操作過程。盡力提高實驗的教學效果。同時注意，在實踐教學過程中，盡量聯系實際問題。在實踐課程的考核中，采取階段性考察方式，要避免流于形式。

1.2 強調課程設計

實踐模塊2為課程設計，一般為主干課程的綜合性和設計性實驗部分，包含兩大部分。計算科學課程設計部分包括數學建模、計算方法、離散數學、運籌學的課程設計；計算機科學課程設計包括程序設計語言Java、數據結構與算法分析、算法導論、Java高級應用開發、數據庫原理與應用的課程設計，見表2。

表2 課程設計模塊

一些教師不太重視課程設計環節，沒有意識到它與理論課具有同等重要的地位。許多實踐類課程如數據結構與算法分析、數據庫原理與應用、程序設計語言Java等，由于缺乏嚴格、科學的考核制度與標準，多數流于形式，學生在沒有前期基礎的前提下，如同聽天書，浪費大量時間不說，還沒有取得應有的效果。因此，教師一定要在教學過程中，不斷強調課程設計的地位，要求學生將每一個課程設計做成一件“可展示的”作品。在實際教學中也可以邀請部分企業或實習基地教師進入課程設計環節，提高學生的參與熱情。

具體思路包括建立實習實訓基地。對部分課程設計，如數據庫原理、Java編程技術等，由專業教師與IT培訓企業（如江蘇中軟如皋軟件園）教師共同講授，也可以請公司派實踐經驗豐富的基地教師（程序員）來學校，與校內教師共同指導學生的課程設計（共同計算設計指導工作量，解決了企業指導教師的費用問題）。

1.3 加強課外實踐活動

專業實踐模塊為各種課外競賽和科技創新活動。學生可參加多種課外的實踐活動，包括全國大學生數學建模競賽、計算機程序設計大賽、天池大數據競賽和大學生創新創業項目等。通過這些競賽，可以較大幅度地提高學生的學習能力、實踐能力、軟件應用能力、團隊合作能力、吃苦耐勞能力等，具有重要的培養意義，具體可以見表3。

表3 專業實踐模塊

教師在課堂上，要不斷地宣傳鼓勵學生參加各種有意義的學科競賽，同時有意識的穿插一些競賽中的內容布置給學生做，從多方面告知學生參加競賽的好處，如考研、獲獎、就業等方面，以此增強學生參賽的動力。同時，教師也要積極參與到學科競賽的指導工作中去，通過深入到一線，真切的感受學科競賽的內容和學生的實際狀況。通過這種方式，師生均可以獲得豐收，同時提高學院和學校的知名度，教與學達到“多贏”的目標；而“互聯網+”大學生創新創業項目中，可讓學生知道如何進入科研課題，如何在科研中解決實際問題。重視課外實踐活動，采用多方面的措施激勵指導教師和學生，如加大對獲獎學生的獎勵力度，指導教師在職稱晉升、評優評先時優先推薦等。

1.4 與企業合作培養

專業實訓模塊包括學生課外畢業實習與畢業實訓以及畢業論文（設計）。現階段信息與計算科學專業與企業合作受限于各種形式和制度的制約，導致校企合作的深入不夠。企業需要信計專業的人才，而信計專業的學生卻不了解企業的真實需求以及自己應該具備的能力。為了更好地讓學生接觸社會、了解企業需求，增強個人競爭力，專業實習與專業實訓模塊，應遵循循序漸進原則，在實際教學中，可按如下三個階段進行（見表4）。

表4 專業實習與實訓模塊

第一階段為第一學期，即新生入學時。帶領學生走到軟件公司調研，了解企業真實的工作場景以及需求，開闊視野，增加專業認同度，明確未來四年自己努力的方向。

第二階段為第七學期，即畢業實訓時。由專業教師帶隊，將所有學生帶到軟件公司，由企業經驗豐富的教師親自授課，講解企業面臨的真實問題，布置任務讓學生完成，可以是小的經典項目，也可以是團隊合作的大項目，著重培養學生的綜合實踐能力。

第二階段為第八學期，即畢業實習時。該階段對于需要就業的學生來說是至關重要的，通過與實習基地聯系，將學生送到校外實習基地實習，由校內外兩名教師同時指導，盡可能與將要進行的畢業論文聯系在一起，做到“真刀真槍”干項目。

學院應該明確專業教師和企業教師的工作量分配方案，解決學生實習實訓過程中產生的費用。學生通過實習進入公司工作，公司可以幫助學生減免實習費用，學院通過與公司合作提高了學生的就業能力，學校與企業進行合作提高了專業的吸引力，最終形成了多贏的良好局面。

2 結語

在信息與計算科學專業的建設中構建科學合理的實踐教學體系不僅可以培養學生的實際操作能力，而且可以啟發學生的思維，加深學生對理論知識的理解。本文從蘇州科技大學信息與計算科學專業實踐課程體系設置的現狀出發，通過采用諸如提高課程實踐地位、強調課程設計、加強課外實踐活動、與企業合作培養等手段，給出了實踐教學課程體系的構建思路和改革設想。通過以上方案的實施，學生的專業素質不僅可以得到提高，專業競爭力也將得到增強，具有重要的實踐意義和推廣價值。同時，本文關于構建科學合理的實踐教學體系的思考也可以為其他理工交叉學科的專業建設與專業發展提供一些借鑒，為探索校企合作、實踐教學方法、產學研專業建設和人才培養機制研究提供了參考價值。