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信息与计算科学样例十一篇

时间:2022-03-02 12:00:13

信息与计算科学

信息与计算科学例1

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)29-0237-02

信息与计算科学专业是教育部在1998年颁布的一个新专业,教育部调整了数学学科专业的数量与名称,将原来的七个专业合并为两个专业,即数学与应用数学专业、信息与计算科学专业。信息与计算科学专业是以信息领域为背景,数学与信息管理相结合的交叉学科专业,该专业培养的学生具有良好的数学基础,能熟练地使用计算机,初步具备在信息与计算科学领域的某个方向上从事科学研究、解决实际问题和设计开发有关软件的能力[1]。信息与计算科学专业涵盖或涉及了信息科学、计算数学、运筹学和控制论四个主干学科。由于信息与计算科学专业成立时间短,全国各大专院校的信息与计算科学专业在课程设置上还存在一些问题,本文就专业课程设置中计算机类课程的设置和教学策略等方面阐述自己的观点。

一、信息与计算科学专业计算机类课程的设置

信息与计算科学专业培养计划的制定是依据该专业的课程体系、教学内容和课程结构的,培养计划包括学生的理论课程、实践课程和毕业设计等内容。目前有很多人认同这样的观点:信息与计算科学专业是以计算机知识、数学知识和网络知识三者相融合的一个专业,所以该专业在教学内容的设置上和计算机科学与技术专业、计算数学专业应有一些本质的区别,而不是简单的“一部分数学课”+“一部分计算机课”+“一部分管理科”+“其他部分课程”的组合。在教学过程中,教学内容应满足企业和社会用人的实际需要,并且要体现计算机网络和数学等知识的特征。

根据2003年《信息与计算科学专业教学规范(试行稿)的说明》要求培养出的信计专业学生:(1)具有良好的数学基础,掌握信息与计算科学的基本理论和基本方法;(2)具备熟练的应用计算机(包括常用语言、工具及专用软件)的基本技能,具有较强的算法设计、算法分析与编程能力;(3)能运用所学的理论、方法和技能解决信息技术和科学与工程计算中的某些实际问题[2]。而计算机正是利用数学理论解决实际问题的必备工具,因此做好计算机类课程的教学对加强学生专业素养的培养尤其重要。因此,信息与计算科学的专业定位与计算机科学技术专业是有区别的,信息与计算科学的专业应突出现代计算工具和信息技术的课程设置。国家教育部规定信息与计算科学专业应开设一门程序设计语言,但具体开设哪门高级语言没有规定,所以各大高校都根据自身的需求和发展,开设了C语言程序设计、Java语言程序设计、VC++等课程。第二学期开设了C语言程序设计这门课程,通过C语言结构化编程思想的学习,使学生掌握基础的语法知识,理解系统内部的细节,更有利于比较结构化和面向对象编程思想的不同,为学习面向对象编程语言打下基础,第五学期和第六学期,分别开设了VC++和Java这两门目前在广泛应用的程序设计语言,使学生掌握目前流行的面向对象程序设计语言。对于计算机类专业基础课,开设了离散数学和数据结构两门课程。在课程设置上面,尤其要注意课程之间的连续性,在课程的安排要有效衔接。例如,离散数学是研究离散量的结构及其相互关系的数学学科,主要是研究基于离散量的结构和相互间的关系,是程序设计语言、数据结构、操作系统、数据库等必不可少的先行课程。因此,在制定教学计划的时候,一定要充分考虑课程之间的连续性,达到预期的教学目标。对于计算机类专业课,我院开设了数据库原理、软件工程、计算机操作系统、图像处理。

二、计算机课程基本理论和实际应用紧密结合

在信息与计算科学计算机类课程的授课过程中,要结合教师的项目经验,将理论和实际应用紧密联系起来,达到学以致用、事半功倍的效果。有些教师在授课时只讲教材中的内容和基本理论,而对产生理论的历史背景和应用领域知之甚少,导致了理论和实际脱钩,学生不知道学习这门课程的目的,也不知道怎么样应用,逐渐失去了学习的兴趣。因此,在讲授理论课程的时候,把理论和实际问题结合,扩大学生的知识面[3]。例如讲授高级程序设计语言类课程的时候,教师可以结合自身的项目经验,用目前流行的软件作为辅助平台,向学生讲授曾经开发过的项目。例如,利用VC++和SQLServer数据库,给学生讲解酒店管理系统,通过实际案例的演示,逐步启发学生学习计算机类课程的兴趣。

在计算机类课程的教学过程中,要求教师有一定的实际项目经验,这就需要有一支具有丰富理论知识和实践经验的教师队伍。支持和鼓励计算机类教师参与企事业单位的实际项目,提高自身的实践能力,掌握更多的素材,积累经验;鼓励教师继续深造,加强中青年教师的培养,可以让有经验的教师以老带新。

三、加强计算机类课程的实践教学

许多信息与计算科学专业教师只是强调该专业学生的数学基础而忽略了该专业学生的工科特点,计算机类课程的实践性很强,经过系统的理论学习,掌握一定的编程技术,但解决实际问题的时候,就不知从何处下手,因此,加强实践教学,强化动手能力,培养学生的计算机应用能力十分重要。但目前来看,实践环节的教学还存在一些问题。例如,不重视实践教学,有些课程没有单独开设课程设计,验证实验偏多,创新实验较少,实验效果不理想,实践环节与实际问题脱节[4]。鉴于计算机类课程实践环节的种种问题,急需对实践教学予以加强。

首先,要对实践教学加以重视,保证实践课程的学时,而且上机的课题不应该全是验证实验,还应该包含一定比例的设计性实验和综合性实验,另外,指导教师的数量和参加实践教学的学生数量之比应该在1∶15左右,不应该太小,最小也应该大于1∶20。其次,进行课程设计的时候,可依照课程的实际情况,多个同学组成一个开发小组,例如,进行Java集中周的时候,根据国家软件开发规范的要求,让学生去上机实践,开发课题可由教师精选,尽量贴近企事业单位的实际开发项目,在集中周期间,指导教师要为学生答疑解惑,指出学生在开发过程中的问题和不足,做到因材施教,给学生创造更大的学习空间,通过实训,加强学生的动手能力和团队协作精神,为今后就业增加砝码。再次,根据信息与计算科学专业的特点,加强学校与企事业单位的合作,建立实习实训基地,加强与本专业相关的企业、事业单位和培训机构的联系。

本科毕业设计是本科教学的最后一个实践环节,要求学生针对某一课题,综合运用本专业有关课程的理论和技术,做出解决实际问题的设计,是实现本科培养目标的重要阶段,是培养学生创新能力、实践能力和创业精神的重要环节,是学生综合运用所学知识与技能解决具体问题的体现。因此,加强毕业设计的过程管理,对提高毕业设计的质量有重要的意义。毕业设计所选题目尽可能的和生产实践相结合,每届题目的更新率要达到80%。过去,一般都是指导教师给出毕业设计的题目,由学生自由选择,学生的自由度不是很大,应该进一步进行毕业设计选题工作的改革,鼓励和允许学生进行自己拟定合适的毕业设计题目,选择老师对其进行指导,兴趣是最好的老师,感兴趣才有动力,学生自己选做自己提出的毕业设计题目一定会促进学生毕业论文质量的提高,也能促进指导教师的自我学习的积极性,增加指导毕业设计的竞争性。最后,答辩委员会对每一个学生单独答辩,且答辩时间不得少于30分钟。

综上所述,信息与计算科学专业中的计算机类课程设置要符合该专业的培养目标和要求,根据社会发展和用人单位的实际需求合理设置计算机类课程,在教学中,基本理论和实际应用紧密结合,充分发挥教师实际项目经验的优势,强化计算机实践教学,加强毕业设计过程管理,在教学过程中不断总结和改革,培养更多的实用型人才。

参考文献:

[1],王吉波,王晓远.信息与计算科学专业计算机类基础课程设置研究[J].林区教学,2013,(5):85-86.

信息与计算科学例2

一、计算机图形学课程特点

计算机图形学是研究如何利用计算机算法来生成、处理和显示图形的一门学科[1]。目前,计算机图形学已经成为计算机学科中发展最活跃、应用最广泛的分支之一,成为许多计算机从业人员的必备素质之一,也是本校信息与计算科学专业开设多年的一门专业选修课程。

计算机图形学综合性比较强,涉及内容和应用领域比较广泛,该课程主要讲授计算机图形中最基本、最广泛应用的理论和方法,包括基本图形的扫描转换、多边形填充、二维变换和裁剪、三维变换和投影、自由曲线和曲面等计算机图形学基本理论和算法等;另一方面,学好计算机图形学对高等数学、线性代数、解析几何等基础数学有较高的要求,其先修课程还包括数据结构、计算机语言(如C++程序设计)等。计算机图形学对于学生的理论基础要求较高,课程内容较多、理论性强,各种算法的罗列容易使学生感到乏味,不明白学习的意义,失去学习的兴趣;另一方面,计算机图形学具有很强的实践性,需要学生将所学的理论应用到实践中,并在实践的过程中发现问题、分析问题、解决问题,合理安排上机学时和内容对培养学生的实践创新能力非常重要,但在传统的教学理念和教学模式的影响下,教师仍然在教学过程中起主导作用,学生的自主学习意识和能力还需要加强[2-4]。如何根据信息与计算科学专业特点,提高计算机图形学教学质量,这些问题需要在教学实践中不断思考和探索。

二、教学中存在的问题

1.学生对课程认识不足,不够重视

根据信息与计算科学专业学生培养方案,计算机图形学作为专业选修课在大三上学期开设,部分同学对专业课期望较高,在开课之初认为学完以后就能够具备利用计算机做出逼真效果的图片动画等能力,而在实际学习中却要从基础的算法学起,与理想中的情况相差甚远,对学习的目的和方向不明确,逐渐感到失望并失去兴趣。也有一部分同学因为个人选择的考研或就业方向与图形学关系不大,因而对课程不够重视,学习积极性自然受到影响,学习过程只是被动接受以完成学分。

2.学生能力参差不齐,课程设置不够优化

计算机图形学知识点多,同时对数学基础、数据结构和程序设计等课程均有一定的要求,虽然培养方案中为信息与计算科学专业一二年级学生均开设了相关的基础课程,但由于学生基础参差不齐,有的同学数学基础不够扎实,一看到理论推导便产生畏难情绪失去信心;有时一些学过的知识点因为时间较长已经忘记,任课老师不得不对之前的内容进行补充而影响正常的教学进度;在上机实践中,部分同学的编程能力较差,课堂时间无法完成算法的实现,从而使上机课时没有实现其价值。

3.对实践、创新能力培养的不足

由于受到传统教学模式的影响,教学中仍然以教师教学为主,往往是教师教什么,学生学什么,学生学习缺乏自主性,这也是其他本科课程和人才培养中普遍存在的问题,学生学完以后不知道为什么而学习,对培养学生的创新能力是不利的。计算机图形学作为一门理论性和实践性都很强的课程,如果在教学过程中如果按照传统教材对于基础理论和算法的阐述过多,往往会使学生感到枯燥乏味,缺乏实践环节难以激发学生的学习热情,也容易让一部分同学因为畏难或感到枯燥而难以坚持下去。但如果过多偏重于算法的编程实现,又容易模糊本课程的主旨,使之成为程序设计课程的延伸,也难以达到良好的教学效果。

三、教学思路和方法探讨

1.上好绪论课,提高学生学习兴趣,明确学习目标

第一节课对于整个学期的教学至关重要,首先要让学生认识到计算机图形学究竟是什么,为了提高学生兴趣,通常可以利用多媒体展示一些前沿成果,如siggraph会议最新的视频展示、动画游戏特效等,让大家更直观的感受到图形学的魅力,同时引导学生自己发现生活中图形学的广泛应用,充分认识到图形学学习的重要性。接下来要将课程的教学内容和安排做一个整体的介绍,让学生了解在课堂内能够学到哪些知识,演示一些课程中要求学生自己能够完成的实践案例,帮助学生明确学习目标,能够脚踏实地从基础的算法学起,以免开始期望过高而逐渐感到厌烦。

2.调整教学理念,提高学生参与的主动性

教学的目的是为了培养学生的学习能力、实践能力、创新能力,因此在教学中教师要注意加强学生在教学过程中的主体意识,比起知识的传授,学生能力的全面发展更加重要。在算法讲授之前先提出问题让同学们自己思考,鼓励学生在互相讨论的过程中自己分析问题、解决问题,再通过与经典算法的比较,分析算法的优缺点,避免单调的讲授。基础较差的学生可以在讨论的过程中向同学请教,比起教师在课堂上补充要更加有效。对于基础较好的学生,可以引导其查阅最新的文献,了解学科前沿和研究进展,尝试对算法进一步改进等一系列科技创新活动,逐步培养科研能力。

3.根据专业特点合理设置授课内容,优化实践环节

信息与计算科学专业对学生的数学基础要求比较高,在教学中应强化针对具体问题建立数学模型并解决的能力,教学中应该以重点理解像素级绘制算法,掌握基本概念和算法的思想,理解算法能解决的问题和能达到的效果。对于Bresenham算法、扫描线填充算法、几何变换和裁剪等基本算法原理要重点讲授,课堂上可以通过案例演示使问题更加具体形象,并通过上机实现三、四个算法来加强理解。对于曲线生成可以重点介绍Bezier曲线和B样条曲线等,并对比其应用特点,曲面生成由于理解起来难度相对较大,可根据学生的具体情况介绍原理并演示具体的生成效果。动态消隐、真实感图形等涉及概念和算法较多,不要求学生去掌握和实现算法的具体细节,只要求掌握基本概念和经典的算法原理。上机实践的除了直线生成算法等容易实现的简单题目外,还可以增加一个综合性较强的课程设计题目提供给学生锻炼动手能力。

4.通过全面考核引导学生主动学习

在课程考核中要重视对学习过程控制,将平时的课堂讨论、上机实践成果演示等情况计入平时成绩,主要目的在于提高学生平时学习的积极性,起到一个督促的作用。计算机图形学是不断发展的交叉学科,也是信息与计算科学专业一门重要的专业课程,既要强调扎实的理论基础,也要具备一定的动手实践能力,需要在教学中不断探索更有效的教学手段和方法,以适应学科的发展和人才培养的需求。

参考文献

[1]孔令德.计算机图形学基础教程(VC++版)[M].北京:清华大学出版社,2008,5.

信息与计算科学例3

1 背景

信息与计算科学专业自1998年诞生以来,短短十三年的时间,设置该专业的院校已经达到466所(由中国教育在线的高考填报志愿参考系统查询得到),办学困难以及对该专业的质疑之声一直伴随全国各地巨大的办学热情[1-2]。因其交叉性与综合性,实践教学尤显困难[3-5]。上海海洋大学(原上海水产大学)于2003年秋开始信息与计算科学专业(以下简称信计专业)的招生与人才培养工作,至今办学已有8年,已产生了4届学生毕业。笔者对信计专业实践教学进行探讨,总结实际经验和教训与同行交流。

2 信计专业的实践教学研究

2.1 信计专业人才培养规格与业务培养要求

教育部高等学校数学与统计学教学指导委员会于2009年公布的《信息与计算科学专业规范》(以下简称“专业规范”)中对信计专业人才培养规格素质结构中专业素质的要求是:具备较扎实的数学知识,学会“数学方式”的理性思维和科学的研究方法,能够对实际问题建立数学模型,能够用规范的数学语言表达自己的思想,具备求实创新意识。对能力结构的要求包括获取知识的能力、应用知识的能力和创新能力。实践教学是其中的数学建模、应用知识的能力、

创新意识与创新能力培养的重要环节。

区别于与最接近的《数学与应用数学专业规范》,信计专业规范别强调:在实践性方面应对课程有针对性地开展计算机编程训练、科学计算训练与信息工程训练。显然,这方面的要求只有通过科学设计的实践教学环节才能落实。

在业务培养要求方面,规范提出了四点:1)具有良好的数学基础,掌握信息科学或计算数学或运筹控制的基本理论和基本方法;2)具备熟练应用计算机(包括常用语言、工具及专用软件)的基本技能,具有较强的算法设计、算法分析与编程能力;3)能应用所学的理论、方法和技能解决信息技术或科学与工程计算或运筹控制中的某些实际问题;4)受到科学研究的初步训练,了解信息科学或计算数学或运筹控制理论、技术与应用的新发展,具有较强的知识更新、技术跟踪与创新能力。其中的每一点尤其是后面三点均有赖于实践教学环节实现。

2.2 信计专业实践教学的特点与原则

基于对实践教学的认识以及对信计专业人才培养目标的理解,对比与本专业关系最为密切的三个专业(数学与应用数学、计算机科学与技术、统计学),结合信计专业办学实践,我们提炼得到信计专业实践教学的特点。

基金项目:上海市第四期本科教育高地建设项目“上海海洋大学信息管理与信息系统教育高地建设”(B-8515-10-0001);2009年重点课程建设项目“计算与优化课程设计”(A-2600-10-0067)。

1) 开创性:虽然1998年信计专业诞生至今已逾10年,但对大多数办学点来说仍然是新专业,处于办学初期的定位与建设阶段。实践教学由于认识、经济、精力和历史等条件的限制,尚未进入重点建设阶段。缺乏适用的教学资料,对实践内容的组织没有成熟的经验可以借鉴,信计专业的实践教学总体来讲还处于初创期。

2) 多样性:这里所指的多样性来自两个方面,其一是信计专业自身的综合性,它涵盖信息科学、计算数学、运筹学和控制论四个主干学科。其二是信计专业办学点背景的多样性,这里将其分为四类,具备多年数学专业办学经验的数学科学学院、有计算机学与技术专业办学经验的计算机或信息学院、有统计学专业办学经验的管理学院或财经或金融学院,以及没有任何相关专业办学背景的理工科学校的基础教学部等。不同办学条件的办学点的实践教学环节设置,在内容、模式、时间安排等方面呈现出丰富的多样性。

3) 重要性:无论从新时期我国高等教育的总任务,还是从信计专业人才培养目标看来,关键在于培养学生创新精神和实践能力。仅靠单纯的理论教学或仅附属于某一门理论课的实验课,希望学生通过自己的钻研,自发地达到融会贯通,具备本专业所要求的熟练应用计算机解决信息技术等领域中的某些实际问题,乃至于具备知识更新和自主创新的能力,是不切实际的。综合性、集中安排的、以解决实际问题为线索的实践教学,是信计专业人才培养的必要、而且愈来愈重要的环节。

针对信计专业对业务培养的要求,以及本专业我国目前办学情况,我们提出信计专业实践教学的原则如下。

1) 创新性:教育创新是实践教学的灵魂,实践教学以提高学生的综合素质、培养学生的创新精神、实践能力为目标。通过大胆改革实践教学的内容、方法和手段,不断进行实践教学的创新,完善实践培养模式。要充分吸纳相关学科最新成果,借鉴其他学校和专业实践教学的先进经验,建立符合学生全面发展规律、激发学生创造性和创新性的新型实践教学模式,形成相互激励、教学相长的师生关系,努力创造有利于学生成长的良好教学环境,使每一个学生都能充分发挥自身潜能,激发学习成长的主动性,实现全面发展。

2) 系统性:信计专业的实践教学是一个系统工程,教学内容的组织应将分属于不同课程的知识技能有机结合、分层进行,其难度和综合性应循序渐进。实践教学贯穿四个学年,实现课程的实验环节不断线,同时,集中安排实习,包括不同方向的课程设计,以满足学生的个性化发展需求。随着教学内容的变化和学生能力的提高,教学方式由“教师手把手地教”、学生体验或“依葫芦画瓢式”地模仿(低年级实验课),到解决较小型问题(如单纯数据分析、数值分析或智能计算问题)的方法训练(高年级实验课),逐渐过渡到解决中等规模的问题的综合训练(课程设计),直至毕业设计(论文)阶段指导学生完成研究或解决比较大型问题的任务。

3) 综合性:实践教学是理论与实际、知识与能力的融合点,其最终目标是全面培养学生的创新意识和实践能力,增强学生对社会的适应性,从而提高毕业生就业率,并在社会上赢得良好的声誉。因为实际问题永远比理论假设复杂,所以社会或市场对毕业生的要求是综合性的,包括品质、素质、能力等各方面的协调发展。在设计实践教学环节时,既需注意教学内容的综合性,又应在教学过程中给足空间,使学生有机会在意志品质、专业素质及能力各方面得到和谐发展。

3 信计专业实践教学的尝试

3.1 信计专业实践教学课程体系

上海海洋大学信息与计算科学专业的实践教学,分为跟随理论课程开设的实验课、单独开设集中安排的实践环节(实习、课程设计、实训、毕业设计等)和学生自主校外实习等,详细内容见表1和表2。其开设时间从学生进校的第1学期到即将毕业的第8学期,每学期都有,使学生明确“信计专业学生面对实际问题,应具备分析建模、算法设计、直至编程计算并解决问题这一系列的技能”的要求,并逐渐将这种要求内化为对自己的要求,通过系统化设计的实践教学环节,在解决老师提出的问题、自己发现问题、再解决问题的过程中提高实践能力,触发创新意识,培养创新精神和创新能力。

实践教学的内容涉及计算机技术(程序设计、数据结构与数据库)、物理、科学计算(数值分析、微分方程数值解)、运筹学、信息处理(数据分析、智能计算、计量经济学)以及数学软件应用等。

比较有特色的有两点。其一是开在三年级短学期的课程设计,按方向分为两组(计算与优化课程设计、经济数学与建模课程设计),教师首先通过以案例为线索的讲解、讨论、小练习,使学生体会每一组专业方向选修课与相关专业选修课程的关系与综合应用,再将学生2~3人分为一组,按组指导学生,解决中等规模的实际问题,要求综合运用所学,采用不同方法解决同一问题,并作分析对比,从中选优。考核成绩由出勤、提问、态度、书面报告、口头报告4部分组成,其中口头报告成绩评定由师生共同参与。这个课程设计起到承上启下的作用,既是对学生之前学习课程的综合应用,又是对毕业设计工作的必要铺垫和准备。

其二是IT技术的实训(专业生产实习)。为提高毕业生的就业竞争能力,在学生三年级第二学期或四年级第一学期,对其进行IT技术(如数据库管理员、计算机网络技术员等)培训,参加政府劳动部门统一考试,合格者由国家劳动和社会保障部颁发国家职业资格证书(加盖上海市劳动和社会保障局印鉴章)。该证书实行全国统一编号、统一注册、全国通用。这些培训项目均得到上海市政府补贴。

表中未能列出的还有大学生数学建模竞赛、大学生创新项目、学生参加学院大型科研项目、学生社团活动以及学生校外实习,等等。

3.2 实践教学环节的落实情况

表1、表2中的实践教学环节设置是逐步形成的,还将根据学科发展情况不断调整。其中所有项目均已开出,最多的已进行七轮,最少的只有两次。教学效果比较好,受到学生和社会的欢迎。本专业2007、2008届就业率分别达到98.98% 和100%,居于我校

前列。其就业方向分别为信息技术31.63%、软件开发14.29%、深造11.22%、信息咨询10.20%、物流管理8.16%、生产制造6.12%、市场营销 6.12%、其他如金融服务等12.26%(此为2007届毕业生数据)。信计专业学生先后获得全国大学生数学建模竞赛全国2等奖、上海1,2,3等奖、“新生杯”辩论赛冠军、田径运动会入场队列及广播操团体第二名、上海海洋大学“迎评促建先进集体”、校五四特色团组织、上海市先进集体、大学生社会实践活动优秀项目奖、上海市十佳明星社团、全国优秀社团100强等荣誉。本科学生参加了信息学院关于数字海洋的大项目,受到项目组全体成员的肯定。严格的数学思维训练与系统的实践教学,使得信计专业学生形成了学风扎实勤奋、班风团结积极、实践能力甚至社团工作能力都比较强的整体形象。

4 结语

实践教学是大学教学的一个重要领域,其本身就

需要我们不断的创新与尝试。随着实践教学体系的形成与完善,实践教学对于学生素质尤其是职业素质的提高更将发挥无可替代的作用。当前应重新认识实践教学,彻底改变传统教育模式下实践教学处于从属地位的状况。

信计专业的实践教学应当借鉴相关专业的经验,同时应避免照搬和拼凑,建构落实本专业培养目标的实践教学体系。信计专业的实践教学从数量和内容上应多于数学与应用数学专业,计算机应用方面的实践教学可以借助计算机科学与技术专业,数据分析与处理方面的实践教学可以借助统计学专业。但计算(包括智能计算)、优化、信息工程、运筹与控制等方面的实践教学则是信计专业所特有,需重点建设。如何优化已开出实践教学环节,构建具有“时代性、适应性、先进性和系统性”基本特征的实践教学体系是我们下一步的研究内容。

参考文献:

[1] 教育部数学与统计学教学指导委员会数学类教学指导分委员会. 关于信息与计算科学专业办学现状与专业建设相关问题的调查报告[J]. 大学数学,2003(1):1-5.

[2] 黄力民,何建军. 在数学的边缘:关于数学学科的信息与计算科学专业[J]. 高等建筑教育,2006(1):36-40

[3] 谢祥云,胡林,李渭清. 探索信息与计算科学专业实践教学的新思路[J]. 大学数学,2008(4):5-9.

[4] 方欢,赵前进,陈小奎. 信息与计算科学专业实践教学思考[J]. 计算机教育,2010(12):26-28.

[5] 周富照,王晚生,仝青山. 信息与计算科学专业实践教学体系创新研究探析[J]. 湖南工业大学学报,2010(1):103-105.

Thoughts and Attempts of Practice Teaching on Information and Computer Science Personnel Training

ZHANG Jianxin, LI Ying

信息与计算科学例4

Abstract: This paper analyzes the existing teaching at the present stage of information and computing science practice problems and deficiencies, combined with the actual situation of the professional, to applied talents characteristics as the starting point, the practice curriculum system of modular teaching of different training direction based on the perfect, at the same time in order to better achieve the training objectives, training three aspects respectively, the construction and serious thoughts on reforming the practical teaching contents and methods, establishing information platform, young teachers, the teaching level and quality.

Keywords: information and computing science; practice teaching; measures

中图分类号:G3 文献标识码:A文章编号:

引言

该专业是信息科学、计算科学、运筹与控制科学交叉渗透的一门理科专业,目前开设该专业的学校较多,但大多是第一次开设数学类专业,除了少数院校办学经验比较成熟,已办出特色外,大多数院校尚未形成自己的特色,所以近几年许多院校都对信息科学专业的专业内涵、人才培养模式、课程体系等重大问题进行认真负责的研讨和改革,以期办出特色,为社会输送合格人才。

1.信息与计算科学专业实践教学的特点与原则

基于对实践教学的认识以及对信计专业人才培养目标的理解,对比与本专业关系最为密切的三个专业(数学与应用数学、计算机科学与技术、统计学),结合信计专业办学实践,我们提炼得到信计专业实践教学的特点。

1.1开创性:虽然1998年信计专业诞生至今已逾10年,但对大多数办学点来说仍然是新专业,处于办学初期的定位与建设阶段。实践教学由于认识、经济、精力和历史等条件的限制,尚未进入重点建设阶段。缺乏适用的教学资料,对实践内容的组织没有成熟的经验可以借鉴,信计专业的实践教学总体来讲还处于初创期。

1.2多样性:这里所指的多样性来自两个方面,其一是信计专业自身的综合性,它涵盖信息科学、计算数学、运筹学和控制论四个主干学科。其二是信计专业办学点背景的多样性,这里将其分为四类,具备多年数学专业办学经验的数学科学学院、有计算机学与技术专业办学经验的计算机或信息学院、有统计学专业办学经验的管理学院或财经或金融学院,以及没有任何相关专业办学背景的理工科学校的基础教学部等。不同办学条件的办学点的实践教学环节设置,在内容、模式、时间安排等方面呈现出丰富的多样性。

1.3重要性:无论从新时期我国高等教育的总任务,还是从信计专业人才培养目标看来,关键在于培养学生创新精神和实践能力。仅靠单纯的理论教学或仅附属于某一门理论课的实验课,希望学生通过自己的钻研,自发地达到融会贯通,具备本专业所要求的熟练应用计算机解决信息技术等领域中的某些实际问题,乃至于具备知识更新和自主创新的能力,是不切实际的。综合性、集中安排的、以解决实际问题为线索的实践教学,是信计专业人才培养的必要、而且愈来愈重要的环节。

2.信息与计算科学专业实践教学改革思路和措施

2.1完善实践课程体系,实现应用型人才培养特色

首先从突出应用型人才特色出发,改革传统的研究型人才培养的教学体系,使学生在实践过程中加深对理论知识的理解,掌握数据分析与处理的基础理论和最新技术,更好地运用先进的计算方法和计算工具,提高应用软件和数值软件研发能力。为此,把实践教学体系的教学内容划分为的三个模块:数学建模能力模块、计算机应用能力模块和科学计算能力模块。

2.1.1数学建模能力模块。传统的数学授课模式主要是传授数学理论,而在实践教学中贯穿数学建模思想,让学生不仅能掌握数学的理论知识,并且能通过数学模型的应用来理解和领会这是一种很好的教学改革。该模块侧重于培养学生建立数学模型及模型求解能力,以进一步开发学生运用数学知识解决工程实际问题的能力,使学生能实际体会数学理论在工程中的应用,并培养学生的创新意识和独立解决问题的能力。为此开设了数学建模课程、数学建模的课程设计和数学建模竞赛培训班,带领学生参加数学建模竞赛工作,培养学生将所学知识应用到社会实际工程与管理中。近几年在全国大学生数学建模竞赛中获得一等奖1次,二等奖6次,在上海市大学生数学建模竞赛中获得一等奖7次的好成绩。

2.1.2计算机应用能力模块。信息与科学专业除了要学生培养具有良好的数学修养外,还要具备较强的计算机应用能力,能运用所学的知识和熟练的计算机技能解决实际问题,所以计算机应用能力的培养贯穿于整个教学过程,并通过实践体系的强化,学生的应用能力得到了很大提高,具备了很高的竞争力。

2.1.3科学计算能力。通过开设的“数值分析及MATLAB应用”、“数据分析”、“数学实验”等课程和课程设计,进一步提高学生的分析能力、代数与几何知识综合应用能力,培养学生充分运用所学的数学知识和计算机数学软件求解工程实际问题的能力,提高学生的应用能力,为培养高层次的学生奠定了扎实的基础。

2.2改革实践教学内容和手段,理论教学和实践教学紧密结合

2.2.1为了能更好地做到理论教学和实践教学紧密结合,在实践课程设置时注意和理论课程的衔接,比如计算机应用训练、程序设计训练、数据分析、数值计算、数据库应用训练等课程设计分别有对应的理论课程,实践课程既是对理论课程的一种论证和应用,又是理论课程的拓展和延伸,在实践过程中每年都会结合企业需求、社会需要及热点问题调整教学内容,更好地办出特色。

2.2.2在师资上以课程组形式进行运作,理论课程教师和实践课程老师在同一个课程组,或者有些实践课就是由理论课程教师担任,这样既能在每个方向上聚集足够的师资,凝练研究方向,又能通过课程组教师集体研究确定课程设计的内容、提出设计任务和要求,并在开学之初就公布,让学生在学习理论课程之前就明确要解决的实际问题,学生在随后的学习过程中,以问题为中心,有目的地去学习相关的课程,为课程设计打下良好的理论基础。

同时在整个实践过程中重视学生实践能力的培养,实践过程的指导和控制,积极构建以学生为主、教师为辅的教学模式,探索以启发为核心的教学方法。比如程序设计训练整个实习课程共40学时,只安排了8学时进行理论讲授,其余32学时要求学生集中上机完成自己的作品,教师随时根据学生出现的问题进行启发、点拨和指导。考核方式也重视实践过程,考核包含平时成绩、学生报告、学生作品和答辩四部分,同时学生通过自己钻研教材或有关资料,同伴协作、教师帮助完成课题。这种教学形式适合应用性、趣味性强,难度适当的内容。实践证明,这种教学策略对于培养学生的操作技能以及认知能力和创造能力都是非常有效的。

3.结束语

本专业培养的目标为具有良好的数学修养,具备较强的计算机应用能力,掌握信息科学、计算数学和金融数学的基本理论和方法,受到科学研究的初步训练,能运用所学的知识和熟练的计算机技能解决实际问题,能在科技、教育和经济等部门从事研究、开发和管理的高级专门人才。所以应该有针对性地对培养模式进行与时俱进的改革以及动态更新教学内容,不断提高教师的教学能力,不断提高教学管理水平,真正实现教学质量过程控制,培养能适应社会需求的合格人才。

参考文献

信息与计算科学例5

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)10-0008-02

信息与计算数学专业是高校本科数学类专业,其专业培养目标是具有良好的数学基础和计算机技能的综合型人才。实际上,不同的高校对专业的定位还可以有很大的自由度来创建自身的特色。不管主要方向是以培养研究型人才还是应用型人才为主,信息与计算科学不应是理论数学与计算机操作的拼盘,而应在科学计算方法设计上充分发挥数理逻辑思想的优势。教师在专业模块课程建设上应重视这一点。

一 计算机专业学生与信息与计算机专业学生的比较

信息与计算科学专业有很大一部分毕业生走向了与IT行业相关的工作岗位。有人说,信息与计算科学专业本科生就业是在抢计算机专业的饭碗,其实不然。从就业岗位情况上看,至少表面上信息与计算科学的毕业生确实与计算机类专业的毕业生一样,从事计算机软件开发等工作的较多,但是若干年以后会发现,他们的发展方向有所区别,他们的工作能力特长是不一样的。我所执教的杭州电子科技大学是一所以电子信息为特色的普通高校,因担任数学建模课程以及全国竞赛的指导工作,我有机会认识和了解一些来自我们学校数学、通信、电子信息、计算机软件与计算机技术、信息安全、财经和管理类的学生。他们都是所在学院成绩优秀的大二、大三的本科生。在研究如何利用数学方法解决大数据的实际应用问题时,我发现大二学生已经具备了一些具有专业性的特色差异:将计算机类专业学生与信息与计算科学专业的学生作比较发现:计算机类学生思路很活跃,搜索现代科技学术成果能力较强,重视一种方法的计算实现,具有较强的编程能力。他们比较注重计算结果的好坏,也比较喜欢拿程序作为研究成果,对数学方法原理的理解往往不够深入,算法选择的随机性较大。而信息与计算科学专业的学生由于大规模数据计算实现能力的训练不足,面临着长无所用的问题。得益于基础数学逻辑思维训练,信息与计算科学专业学生数学方法的逻辑表述强于计算机类学生,更注重于解决问题方法的合理性和数学方法本身的质量,但是能把比较复杂的算法编程实现的学生很少,对于数据存储与读取方法、算法设计技巧往往缺少足够的了解。也就是说,该拿的学分都拿了,学了不一定真正理解,也不会应用。而事实是,掌握计算实现能力的学生有能力解决实际问题,而只有解决问题的思路却无法实现计算的学生,没有别人的合作无法完成一个能解决大数据问题的算法实现。

二 信息与计算科学专业建设应重视算法设计能力培养

信息与计算科学专业究竟要培育什么样的专业特色?毕业生将从事的研究或应用领域在什么方向?不同类别的学校可以根据自身条件来设计自己的专业特色。在大规模数据处理已成为通信、商业、交通管理、军事等领域的必要手段的今天,快速、有效的算法设计方法研究及计算实现凸显了算法在现代社会经济发展中的重要位置。我们从算法设计能力培养对信息与计算科学专业建设的相关性、社会效益与可行性等方面,来讨论专业建设在这一方面的必要性与现实意义。

1.专业相关性

强化算法设计能力可以使数学方法与现代计算工具的使用有效结合,这一目标与信息与计算科学专业的培养目标完全一致。算法设计能力的提升不仅仅有利于培养数学方法在科学计算方向的应用型人才,以研究算法效能为目标的人才培养也是一个值得建设的专业模块。

2.专业特长认知

算法设计能力培养有利于提升信息与计算科学专业学生对专业定位的认知度。了解自己专业的特点与长处,明确自己的努力目标,可以对自己的发展建立一个适合于自身条件的规划,有利于激发学生潜在的学习热情。应让我们的教育对象真正认识到所学专业是现代社会有用和有很大发展空间的专业,有了正确的认识和定位,才能激发学生主动学习和研究的兴趣和动力。

3.科学计算是信息与计算科学专业的特色方向

强化算法设计训练可以促使数学理论到生产实践问题计算实现的有效结合,大数据综合问题的计算方法设计与实现研究可以加深学生对计算机计算原理的认识和理解,从而激发科学计算方法的研究兴趣。有效的算法设计训练能使信息与计算科学专业的研究方向多元化,学生的软件开发能力也更具备数学专业的特色与潜在优势。在专业模块课程设置中,加强算法设计的理论与实践可以使专业理论课程与实践课程结合得更加紧密,从而更有效地实现专业培养目标。

4.社会效益

现代社会处于国际化大市场、大信息环境,不管是通信、交通、生产、管理还是军事及安全部门都需要能及时处理大量错综复杂的各类数据,提炼有用的信息与情报,并依此做出正确的判断与决策的计算机人才。从社会需求角度看,当前许多企业及行政管理机构的市场分析、经营管理与决策都需要大量这方面的人才。高校输出符合社会需求的毕业生将对高校的就业以及所产生的社会效益都将产生积极作用。从一些优秀毕业生的反馈情况来看,与证券业或银行以及IT行业相关工作的毕业生中,有相当一部分从事计算机算法研究有关的工作。

5.可行性

目前全国设立信息与计算科学专业的高校多数都有计算机类专业,只要制订培养计划的学校相关部门以及分院真正认识到算法设计在专业建设的必要性。我们通过师资培训以及增进数学专业与计算机专业的师资融合与交流,随着计算机的普及,强化编程实现训练的实验条件已经充分具备。

从已经毕业工作若干年的毕业生发展情况来看,很多在工作岗位上表现得十分出色,有从事投资与证券分析、电子商务网搜索算法设计、金融行业风险评估管理、市场分析与生产管理方面的各种工作的毕业生来自信息与计算科学专业。我们的专业特质和潜在能力有待于社会发现,是因为这些优秀人才在社会上的影响力还没有形成规模。有很多单位提出要我们推荐一些数学能力与计算机编程都比较强、不经过培训就可以直接上岗的毕业生,我们发现这方面的社会需求缺口很大,有些IT行业对算法设计能力有比较高的要求,甚至带着算法设计试卷到学校招聘。

经过我们对专业课程设置和实践环节系统的加强,以及增加一些必要和有效的训练,相信信息与计算科学专业会办得更有质量,不仅仅是帮助本科生直接就业,对于进入研究生学习阶段的学生来说,良好的算法设计能力对于进一步研究数学的现代计算方法也是必不可少的。当毕业生在社会各行业和部门起到主导作用时,信息与计算科学专业将获得社会的普遍认可。从培养应用型人才的角度考虑,在理论课程与实践环节中强化信息与计算科学专业算法设计训练作为专业特色切合专业培养目标,操作上可行,同时符合社会需求和广大学生的利益。

三 实践课程要从基础抓起

信息与计算科学专业设立至今经历了时间的检验,培养目标大框架是教育部制定的,学校的课程设置虽各有所侧重,但基础数学课程和计算机语言都得到了普遍重视。问题是计算机编程实现能力在学生中的差异往往超过其他任何理论课程。不少学生计算机语言课程考试成绩不差,但不能真正独立完成编程和计算实现。我们的教法是传统课堂讲解,作业和考试几乎都是在纸上。俗话说:“万事开头难。”我们缺少在学生刚刚接触计算机语言时给予操作上的必要指导,或在最初需要实践指导时教学环境没有及时跟上,现实存在的课程体系分工太明确,理论课归理论课,实践课就是实践课,缺少一种过渡过程的训练和氛围。像福州大学将数学与计算机合在一起设立学院是相当有远见的,该校数学专业的本科毕业生在社会上就很受欢迎。

杭州电子科技大学信息与计算科学教研室除专业实验室正常实验教学活动外,还成立了一个攀峰工作室,由若干年轻教师负责在课外对学生进行一对一的计算机编程技术、图像处理、统计数据分析等传帮带工作,这一项工作已经开展了许多年,教师的付出是巨大的,学生受益面很大,学生还可以再带学生,一年级第二学期开始跟随攀峰工作室的老师直到毕业的三年多时间,这些学生群体在就业方面很受欢迎,工作后个人发展空间比较大。

当前高校理工科类专业普遍重视数学基础的背景下,数学专业的不少学生却对专业前景比较悲观,在普通高校,一些学生们感觉数学难学,认为自己不是做研究的料,而计算机应用能力又比不上计算机专业的,不知道自己将来可以做什么。信息与计算科学专业的学生应充分利用自身良好的数学背景,在新生入学阶段学会基础的计算机编程技术,对算法设计与分析有一个感性的认识,培养对计算科学的研究兴趣,从而提升对信息与计算科学专业的认知度。正确的专业认知能激发学生的学习兴趣,确立个人的努力方向和奋斗目标,在本科阶段打下良好的研究基础,为今后的发展做好准备。从长远的角度看,强化算法设计能力不但有利于提升信息与计算科学专业本科毕业生的就业竞争力,更有利于拓宽将来的职业发展空间。

信息与计算科学例6

感谢您在百忙之中翻开我的自荐书,愿借您的伯乐之眼,始我千里之行。

我叫xx,20XX年毕业于xx师范大学数学与计算机学院信息与计算科学专业,我怀着一颗赤诚的心和对事业的执着追求,真诚地推荐自己。本人,男,2x岁,五官端正,全日制本科学历,精通电脑办公,会小车驾驶,性格开朗活泼,有较强的语言沟通能力,有工作责任感,具有亲和力。

大学期间,我十分注重对自己各种能力和综合素质的培养。入校以来,首先在思想上,积极向党组织靠拢,递交了入党申请,并于20XX年x月校党委党校第x期入党积极分子培训班结业。同时认真地学习了所有的课程,扎实地掌握了数学教育专业知识和教学技能,学习成绩优秀,多次获得三等奖学金,并顺利地通过了大学英语四级和xx市计算机二级。此外,我在课余不断丰富自己的专业知识以及计算机水平,通过图书馆的藏书,对专业知识有了更深入的了解和认识,并对计算机的办公软件microsoft office、图形图象处理软件photoshop、网页制作软件(dream weaver、flash mx、fireworks)、程序设计(c语言) 、课件大师cad及计算机组装与硬件维修等的自学,。诚然,年轻是我的不足,但更是我的优点。我将用我的智慧、热情和勤劳来更加完善自己。

工作经验:20XX年9月-20XX年7月就职于xx中学任初中数学教师。在此期间,以为学生负责的原则,工作认真负责,关心学生,爱护学生,为人师表,有奉献精神。同时认真学习、吃透教材,深入钻研教材,分析学生的基本情况,找准教学的重点,突破教学的难点。力求为学生的终身发展,做到因材施教。注重学生的品质培养,能力培养和文化水平的培养并重。为提高课堂教学效果,在钻研教材时,多方面参阅资料。坚持做到不打无准备之仗。积极参加校内外教学研讨活动,及时反馈教学信息,认真批改作业,注重与学生及学生家长间的交流,做好差生的转化工作。

当今社会是知识经济时代,面对残酷的竞争与挑战,年轻自信的我,有着一份激情,也有着一份稳重,“可以平凡不能平庸”是我的座右铭,永不言败是我的人生格言,真诚付出是我的工作准则,只要您给我一个机会、一个舞台,相信我们会一起创造更辉煌的明天!

再次感谢您在百忙之中惠阅我的自荐书,期待您的慧眼垂青,静候佳音。同时也祝愿贵单位事业蒸蒸日上,再创佳绩。最后,衷心地向贵单位全体领导和员工致以崇高的敬意与真挚的问候!

“给我一个舞台,送您一台好戏”这是我的承诺,也是我的决心。

此致

信息与计算科学例7

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)07-0002-02

杭州电子科技大学自1999年设立信息与计算科学专业以来,至今已有9届本科毕业生。经过多年的努力,该专业已于2008年成为浙江省重点建设专业。在十几年的专业建设过程中,我们的培养计划经过多次修改,课程群结构也经历数次调整。以下是我们对课程群建设过程中的一点感想,供大家参考。

一 跟踪毕业生流向与职业发展,制定明确的专业特色方向

信息与计算科学是数学学科下属的一个专业,在数学学科传统精英教育与理科教学模式的影响下,在目前数学类专业课程教学上偏重于理论教学,数学专业理论课程师资配备与计算机技术指导师资力量强弱对比大的现状下,造成学生在计算技术训练上的不足和学科知识在实践中的应用能力培养欠缺。这一问题也许是目前全国许多高校信息与计算科学专业普遍存在的问题。随着全国高校逐年扩招,2011年全国普通高校招生人数达到675万人,考虑到高考录取率已超过70%的现状下,大学生就业面临就业市场更加激烈的竞争态势,高校制订培养计划时,要充分重视毕业生的就业去向和今后的长远发展,并切实加强市场机制导向下的应用型人才培养力度。从近几年的就业市场情况来看,信息与计算科学专业目前应该考虑开发某些专属技能的培养。这种专属技能的培养需要我们在制订培养计划时做好课程模块与实践环节设置以及课程大纲修订、直至具体的教材选取等系列具体工作。

1.专业课程设置要有明确方向

培养计划制定者应对自己的毕业生适合什么样的职业有一个目标,专业课程设置要有明确方向。受传统思想影响,许多学校在数学理论课程的取舍上小心翼翼,使培养出来的学生没有专业特长,造成毕业生对就职方向的困惑,这是目前许多普通高校数学专业在就业问题上的困境所在。专业课程的方向性选择既要根据学校师资队伍实力,也要跟踪社会需求的变化,必要时有侧重地引进专业紧需师资,扩充专业队伍的有生力量。

2.模块课程的精细研磨

我们在1999年招收第一批信计专业学生时,专业模块共有两个:一个偏重信息处理方向,计算机技术和计算机图形图像处理是特色方向;另一个偏重运筹与控制方向,优化算法设计与控制理论是特色方向。通过回访早些年毕业的学生,我们了解到学生在职业发展上总体情况较好,我们的专业模块方向得到了普遍的认同。从1999年至今,我们逐步将优化算法设计理论这一部分内容渗透到信息处理模块中,使信息处理模块算法理论与算法技术实现更紧密地结合,进一步提高了算法设计能力。另一方面通过对就业市场的跟踪调研以及已经毕业学生的职业发展调查,我们一直努力培育我们的应用数理统计方向教学团队力量,增加应用统计课程,2010年我们对专业培养计划做出重要调整,运筹与控制模块与信息处理模块合并,新增统计分析模块。十年间我们不断加强实践课程建设,在课程群设置和课时安排、实验内容上精细研磨,努力实现培养目标的预期效果,使信息处理模块已具备一定的实力,统计分析模块师资队伍也初具规模。

3.专业特色建设

普通高校做实做强专业特色建设很重要。我们的毕业生中超过50%是要直接输送到社会的各个行业,而当前的就业市场是一个买方市场,专业定位必须考虑用人市场的需求变化。规范化专业设置不妨碍特色办学,反之,固定模式的批量化教育一定会造成教育产品的市场供求失衡,使自己的毕业生失去市场竞争力。培育一个特色需要做大量准备工作,包括学科调研和市场调研、全国经济结构变化趋势分析、有计划的师资培训和人才引进等。

我校信息与计算科学专业长期以来依靠一支具有不同专业背景、肯吃苦、协作精神特别强的教师团队,坚持在课程建设中走创新道路,教学实践中不断补充和更新实际应用案例,数学建模竞赛培训、本科生科研活动、攀峰工作室软件设计指导等,各种课外指导和培训内容丰富,特别是数学建模培训规模大,虽然我们对学校各个分院的参加培训学生名额有一定限制,但信计专业的学生基本可以自由地参加。由于我校在历年全国数模竞赛和国际数模竞赛中获得的奖项多,对学生起到了激励作用,学生参与度高,在浙江省有一定的影响。我们有一个攀峰工作室,学生可以自愿参加,该工作室的每一个指导老师带若干名学生,对他们进行长达两三年的课外指导。攀峰工作室对学生个性化培养方面起到了极为重要的作用,学生的参与度越来越高,教师忙不过来时就采用师兄带师弟的方式,使更多的学生得到软件设计方面的系统指导。攀峰工作室的学生成员在就业过程别受用人单位的欢迎,这要归功于我们的教师在专业建设和人才培养中的无私奉献。

特色建设的难处是要创建专业品牌,必须走一条开拓性的道路,教材需要整合,师资很紧缺。总之,专业特色建设是一个长期的艰巨任务,需要一步一步挖掘潜力,坚持十年乃至几十年,一定会有成果。福州大学的信息与计算科学专业坚持小班教育,学生可选修的专业课程方向很多,由于数学专业和计算机专业在同一个学院,师资共享,为学生计算机技能的训练提供了有利的条件,毕业生很受用人单位欢迎。

有条件的学校应与企业合作,建立教师和学生的实践基地或合作平台。像美国West Chester大学的数学专业与当地制药厂的科研与教学合作平台使学生的数理统计实践应用能力能得到很好的训练,同时使专业方向富有特色。

二 课程群的衔接与磨合

1.专业知识之间的衔接与磨合

知识体系的综合应用能力训练是信息与计算科学专业课程群建设中值得注意的一个切入点。各门课程知识体系相互独立,普遍存在教学内容离散化现象。如概率统计课程是必修基础课,如果能在后续运筹学课程中增加一些随机性问题的数学规划介绍,可以增强课程的应用性;如果计算方法中介绍一类随机搜索算法、增加随机搜索算法平均性能分析和机会分析,对研究算法和软件设计很有好处。目前已涌现出很多这一类型的新教材,我们应在课程建设中及时发现、更新我们的教材,同时也迫使我们的教师拓广视野,重视综合理论知识的运用。

2.计算方法与专业理论的磨合

困扰信息与计算科学专业课程群建设的另一个突出问题是缺少具有综合型专业背景的教师。我们有一些课程分理论课和实践课两部分,理论课教学基本采用传统方法,一定课时的课堂教学,考试合格者拿到相应的学分。而配套的实践课往往是独立的,在实验室完成。我们的师资队伍或属于数学学科的某一分支,或属于计算机专业,很少有人同时具有两种不同的专业背景训练。这种情况很容易造成专业理论课程学习的内容在短学期实践课程中的训练达不到应有的深度。有些基础较好的学生把主要精力放在考研复习上,在实践环节的课余投入得较少,也造成了数学理论知识与计算技术基本功一高一低,既不利于就业市场的竞争,也不利于读研的后续发展。无论是学术研究还是应用领域,计算技术在现代社会的各个层面都具有很大张力,是信息与计算科学专业应该占领的地盘。培养计划的制订者要充分认识到这一点。怎样把理论课程与相应的实践环节捆绑起来,必要内容让老师在一起备课,有助于教学目标的真正实现。这种教师间的充分交流,若干年后,可以使教师能够独立地、高质量地完成整个理论与实践的教学过程。

三 重视能力培养,在开发学生实践能力中充分挖掘潜力

1.实践课程的课外延伸

专业课程的实践应用能力一直是我们关注的专业建设重点,事实上,有部分学生对实践课不太重视。学生从小被考试分数评定等级,中考、高考、考研,分数是衡量学生同时也是评定教学质量的主要依据。可是当我们忽略了学生的实际应用能力时,毕业生在就业市场上遇到了很大的困难。信计专业的毕业生有什么专长?可以在企事业单位的各个部门胜任何种类型的工作?多数用人单位不知道数学与信息科学的结合有什么意义,要求我们的毕业生展示自己的解决实际问题能力。只有毕业生能够在动手能力上证明自己,信计专业才能得到整个社会的认可。

我们目前开设的实践课程有数学实验、C语言课程设计、数学建模课程设计、数值分析课程设计、数据结构课程设计、算法分析与设计课程设计、软件工程课程设计,2010级开始开设了应用统计分析课程设计。学校的常规实践课程通常安排在六月下旬到七月初的短学期完成,或安排在九月初的短学期完成,时间上局限性较大。我们的数学建模除了课程和常规的课程设计,还延伸到数学建模校内竞赛和全国竞赛赛前集训。学生经过查找参考文献、建立数学模型、算法设计与编程等过程的指导,学会利用现代科技与信息技术搜集各种可以利用的方法,同时也学会了团队合作。除了竞赛,理学院还组织了各种形式的学生科研活动,学生可以自由报名参加。

2.课外实验室与实践能力的个性化培养

实践能力的培养是一项艰巨的任务,有时传统的课堂教育或实验室指导课程不一定能收到预期的效果。我们有一个攀峰实验室主要承担对学生的课外实践指导,学生自愿报名参加,实行师徒制和长期的实践能力指导。攀峰实验室对学生个性化培养起到了非常积极有效的作用,师生规模不断扩大,历届实验室学生成员受到就业市场的普遍欢迎。这种形式的课外实践能力开发对充分挖掘学生实践应用潜在能力是卓有成效的,其背后是教学团队付出的巨大努力。近几年实验室采用分层的师徒制进行传帮带,使学生受益面得到扩大。

参考文献

信息与计算科学例8

一、引言

经常性的、连续性的创造活动的出现计算机技术快速发展的原因之一就是创造活动经常的、连续性的出现。现实需求的驱动、关于计算机技术认识部分或者说是计算机科学的发展、信息的共享可以用来解释这种经常性的创造活动。持续不断的创新是在需求的驱动下发生的正是二战对信息的紧迫需求减少了创造的障碍,使得资源可以运用于基本的技术试验,促进了计算机的出现。早期阶段各研究所、大公司、大学和政府部门对科学运算的需求导致了计算机迅速地转为民用、转为工业产品,促进了计算机工业的发展。随着计算机在尖端科学技术和其他科学技术与工程设计方面(如数学、物理、力学、化学天文、晶体结构分析、石油勘探与开发、桥梁设计、大地测量等)的普遍应用,对计算机的性能、容量也提出了更高的要求,使创造活动经常性、连续性的出现。在计算机行业,按照技术轨道领先一步推出新计算机技术产品意味着可能提前占有市场。竞争的压力和对利润最大化的要求往往在技术的发展上表现为:计算机技术的进步比市场实际需求发展的更快。这无疑给创造活动的速度、时间快慢提出了更高的要求。

二、信息与计算机科学展迅a速的原因

关于计算机技术的认识部分经常提供计算机技术如何改进的相对有力的指导计算机领域的工程师和科学家们的实践是往复的,科学知识暗含在数量和种类极为可观的设计中而这些设计又体现在计算机产品中,不但在理论上是可行的还必须经过真实世界的约束检验。此外,计算机中的新技术迅速转化为产品首先运用于开发研制下一代的新技术,如计算机辅助设计在芯片制作、软件开发中的运用,极大地缩短了研发周期,加快了创新活动的步伐。稳定的、明显的和迅速的选择机制在对相互竞争的技术价值做出一个共识性判断之前需要一段时间,这段时间内不确定因素可能影响到最后的选择机制。大多数情况下,围绕计算机技术的若干选择判据和机制及其影响要素在同时发挥作用,选择的环境常常是非常敏锐和稳定的,这是计算机技术迅速发展的一个重要原因。在实践方面,用户和市场同时对新计算机技术进行选择,在市场判据一定的情况下,优于他者的技术取胜,这样经济之间的竞争转化为技术竞争。此外,认识和实践的相互转换是选择机制稳定化、迅速化的另一论据。计算机技术的大多数领域以应用学科和工程学科的出现为标志,这些学科的职责是促进与实践有关的认识的发展,这些学科常吸收更为基础的学科,其本身也是当之无愧的认识部分。传统认为,有认识的提高就能有实践的进步,在对计算机技术研究中,发现常有另外一条路径,这个过程存在着强烈的相互作用,在肖克利及其同事制造出一个运行的晶体管后,作为一个科学领域的热力学建立起来,有关半导体是如何运行的理论也建立了起来,这是用来证明认识随着实践的提高而提高的经典实例。在工程学科和应用学科中,与实践的密切联系给我们这样的启发,认识的提高可以让选择判据更加明显,它们能够使计算机技术的实践中普遍存在的问题得到解决,或者说是促进实践的发展。如果没有所说的认识的帮助,这一切会变的不可能实现或更困难一些。显然,选择机制在计算机技术的实践进化和认识进化之间明显地提供了一种双向的连接,推动计算机技术的快速发展。

三、计算机科学计算发展趋势

超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构,使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理,进一步提高计算机运行速度。硅芯片技术高速发展的同时,也意味看硅技术越来越接近其物理极限。为此,世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机,计算机的体系结构与技术都将产生一次量与质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、分子计算机、纳米计算机等,将会在二十一世纪走进我们的生活,遍布各个领域。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究,量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传翰和存储。光子计算机即全光数字计算机,以光子代替电子,光互连代替导线互连,光硬件代替计算机中的电子硬件,光运算代替电运算。在光子计算机中,不同波长的光代表不同的数据,可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速地并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息,并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围,质地坚固,有着极强的导电性,能代替硅芯片制造计算机。计算机可以通过网络控制着各种家电的运行,并通过互联网下载各种新的家电应用程序,以增加家电的功能,改善家电的性能等等。也可以通过互联网远程遥控家中的家电,在办公室的时候就可以提前让家中的电器做好饭,煮好菜,开空调等等。随着计算机的性能的提高,能耗也将越来越大;而且计算机在家庭生活中的扮演的角色越来越重要,运行的时间也将变长。

四、结语

综上所述,我们可以看到信息与计算机科学主要朝着三个方向发展:一是向“高”的方向。性能越来越高,速度越来越快,主要表现在计算机的主频越来越高。另一个方向就是向“广”度方向发展,计算机发展的趋势无处不在,以至于像“没有计算机一样”。第三个方向是向“深”度方向发展,即向信息的智能化发展。

一、引言

经常性的、连续性的创造活动的出现计算机技术快速发展的原因之一就是创造活动经常的、连续性的出现。现实需求的驱动、关于计算机技术认识部分或者说是计算机科学的发展、信息的共享可以用来解释这种经常性的创造活动。持续不断的创新是在需求的驱动下发生的正是二战对信息的紧迫需求减少了创造的障碍,使得资源可以运用于基本的技术试验,促进了计算机的出现。早期阶段各研究所、大公司、大学和政府部门对科学运算的需求导致了计算机迅速地转为民用、转为工业产品,促进了计算机工业的发展。随着计算机在尖端科学技术和其他科学技术与工程设计方面(如数学、物理、力学、化学天文、晶体结构分析、石油勘探与开发、桥梁设计、大地测量等)的普遍应用,对计算机的性能、容量也提出了更高的要求,使创造活动经常性、连续性的出现。在计算机行业,按照技术轨道领先一步推出新计算机技术产品意味着可能提前占有市场。竞争的压力和对利润最大化的要求往往在技术的发展上表现为:计算机技术的进步比市场实际需求发展的更快。这无疑给创造活动的速度、时间快慢提出了更高的要求。

二、信息与计算机科学展迅a速的原因

关于计算机技术的认识部分经常提供计算机技术如何改进的相对有力的指导计算机领域的工程师和科学家们的实践是往复的,科学知识暗含在数量和种类极为可观的设计中而这些设计又体现在计算机产品中,不但在理论上是可行的还必须经过真实世界的约束检验。此外,计算机中的新技术迅速转化为产品首先运用于开发研制下一代的新技术,如计算机辅助设计在芯片制作、软件开发中的运用,极大地缩短了研发周期,加快了创新活动的步伐。稳定的、明显的和迅速的选择机制在对相互竞争的技术价值做出一个共识性判断之前需要一段时间,这段时间内不确定因素可能影响到最后的选择机制。大多数情况下,围绕计算机技术的若干选择判据和机制及其影响要素在同时发挥作用,选择的环境常常是非常敏锐和稳定的,这是计算机技术迅速发展的一个重要原因。在实践方面,用户和市场同时对新计算机技术进行选择,在市场判据一定的情况下,优于他者的技术取胜,这样经济之间的竞争转化为技术竞争。此外,认识和实践的相互转换是选择机制稳定化、迅速化的另一论据。计算机技术的大多数领域以应用学科和工程学科的出现为标志,这些学科的职责是促进与实践有关的认识的发展,这些学科常吸收更为基础的学科,其本身也是当之无愧的认识部分。传统认为,有认识的提高就能有实践的进步,在对计算机技术研究中,发现常有另外一条路径,这个过程存在着强烈的相互作用,在肖克利及其同事制造出一个运行的晶体管后,作为一个科学领域的热力学建立起来,有关半导体是如何运行的理论也建立了起来,这是用来证明认识随着实践的提高而提高的经典实例。在工程学科和应用学科中,与实践的密切联系给我们这样的启发,认识的提高可以让选择判据更加明显,它们能够使计算机技术的实践中普遍存在的问题得到解决,或者说是促进实践的发展。如果没有所说的认识的帮助,这一切会变的不可能实现或更困难一些。显然,选择机制在计算机技术的实践进化和认识进化之间明显地提供了一种双向的连接,推动计算机技术的快速发展。

三、计算机科学计算发展趋势

超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构,使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理,进一步提高计算机运行速度。硅芯片技术高速发展的同时,也意味看硅技术越来越接近其物理极限。为此,世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机,计算机的体系结构与技术都将产生一次量与质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、分子计算机、纳米计算机等,将会在二十一世纪走进我们的生活,遍布各个领域。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究,量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传翰和存储。光子计算机即全光数字计算机,以光子代替电子,光互连代替导线互连,光硬件代替计算机中的电子硬件,光运算代替电运算。在光子计算机中,不同波长的光代表不同的数据,可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速地并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息,并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围,质地坚固,有着极强的导电性,能代替硅芯片制造计算机。计算机可以通过网络控制着各种家电的运行,并通过互联网下载各种新的家电应用程序,以增加家电的功能,改善家电的性能等等。也可以通过互联网远程遥控家中的家电,在办公室的时候就可以提前让家中的电器做好饭,煮好菜,开空调等等。随着计算机的性能的提高,能耗也将越来越大;而且计算机在家庭生活中的扮演的角色越来越重要,运行的时间也将变长。

四、结语

综上所述,我们可以看到信息与计算机科学主要朝着三个方向发展:一是向“高”的方向。性能越来越高,速度越来越快,主要表现在计算机的主频越来越高。另一个方向就是向“广”度方向发展,计算机发展的趋势无处不在,以至于像“没有计算机一样”。第三个方向是向“深”度方向发展,即向信息的智能化发展。

参考文献:

[1] 蔡芝蔚.计算机技术发展研究[J].电脑与电信,2008(02).

[2] 陈相吉.未来计算机与计算机技术的发展[J].法制与社会,2007(10).

[3] 文德春.计算机技术发展趋势[J].科协论坛(下半月).2007(05).

参考文献:

信息与计算科学例9

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)25-0217-02

一、引言

1998年,国家教育部颁布了新的本科专业目录,作为数学与统计学科新设置的三个本科专业之一,依照该目录,信息与计算科学专业培养目标规定为:“培养具有良好的数学基础知识和数字思维能力,掌握信息科学与计算科学的基本理论、方法与技能,具备较强的实际动手能力和组织协调能力,能解决信息技术或实际问题的数值计算的高级应用型人才。”该专业的设置,较好地适应了以信息技术为核心的全球经济发展格局下的数学人才培养与专业发展,并对数学类专业的招生带来了正面影响。到2008年,全国已有426所高校开设了信息与计算科学专业,每年招生总人数超过25000人,这一人数还在不断增长。信息与计算科学专业不仅是全国许多高校数学学科的主体专业,而且也成为理科专业中招生人数最多的专业之一。然而,从最近几年学生在校学习和就业情况看来,并不像原来计划得那么理想,根据学生的就业情况及用人单位反馈的意见,该专业还存在着一些问题亟需解决。

二、信息与计算科学专业建设的现状分析

作为数学学科下的一个较新的理科专业,信息与计算科学有着与传统的数学专业,如基础数学、计算数学等不同的范畴,它是计算机科学、信息工程学和数学科学结合而成的一门学科,有着鲜明的时代特色。在研究内容方面,它既研究运用计算机与信息技术高效求解工程和科学问题的数学方法理论,也研究定向于计算技术和信息技术的数学基础。全国各高校自1999年起,陆续开始创办信息与计算科学专业,作为一个年轻专业,各高校均不同程度的出现师资不足、教学条件、实验条件欠缺,对学生培养方向不甚了解等问题。在这几年的发展过程中针对专业方向不明、课程设置不合理等问题,各高校均不断调整课程设置,以进一步完善课程体系,但收效仍不明显,信息类课程在本专业教育所占比例较轻,使得数学与信息专业知识的结合不够紧密,专业特长得不到突出。从就业的情况来看,由于专业年轻、发展不够成熟,在招聘中用人单位对该专业的认识不足,再加上社会招聘对专业技能和工作经验要求较高,造成学生找工作经常碰壁。培养出来的学生从整体上来看,所从事的工作还不能够很好地突出专业特点,不能够很好地满足用人单位对学生技术水平的要求。

我校自1999年开始该专业的招生,至今已经培养毕业生上千人。在教学实践过程中,我们发现学生中普遍存在专业定位不准确的思想。有的同学在平时的学习中对数学基础课程的学习不够重视,学习效果不够理想;有的同学对计算机类的课程有较浓厚的兴趣,但是由于之前数学基础较为薄弱,没有足够的能力进行计算机类课程的进一步学习;甚至有个别同学对本专业课程信心不足,学习缺乏积极性。针对这一情况,我们在教学中逐步形成了“强化数学基础、重视创新实践”的专业教学思想,并取得了一定的成效。

三、教学方法的改革与实践

1.强化数学基础。数学是信息技术的重要基础之一,信息与计算科学专业作为数学类的专业,数学基础知识有着必不可少的重要地位,这也使得这个专业的学生具有较强的适应性和竞争力。根据1998年教育部颁布的专业目录,信息与计算科学专业开设的课程分为专业基础课(数学分析、高等代数等数学类课程)、专业必修课(数学建模、数字信号处理、信息论与编码等)以及专业限选课(运筹与优化、密码学等)。通常在大一和大二,是学生强化数学基础的阶段,数学类课程的教学内容既要考虑学生的学习能力,也要考虑到专业特色,和数学知识对学生就业核心竞争力的贡献率。课程的教学目标应当低于应用数学专业的课程要求,但要高于信息与电子类专业数学类课程的要求。数学课程的教学中应注重数学思想和数学能力的培养,淡化理论,避免过分复杂的技巧。

2.加强计算机、信息理论的学习。学生选择信息与计算科学专业,主要是冲着“信息”两个字。从目前信息与计算科学专业现状来看,本专业面向社会需要信息计算和处理的各个行业,部分优秀毕业生完全胜任软件的设计、应用开发以及金融、物流管理等行业的工作。这也要求本专业必须强化计算机和信息技术专业的知识和技能的教学,使学生通过四年的学习,不仅具有扎实的数学理论,也具备应用现代信息技术解决实际问题、进行管理的能力。这是本专业重要特色,也是其在现代社会中保持宽广的适应性的根源所在。信息技术类课程和数学课程相辅相承,一方面,数学课程的学习为学生打下良好的数学基础,而信息技术类课程则为学生提供专业技能训练,是本专业的主干课程。信息科学方面的课程设置可以考虑数据分析、信息与编码理论、数字图像处理等课程;另一方面,也要强调计算机软件的基础课程。信息科学、计算科学是以计算机为工具的科学,因此信息与计算科学专业的学生对计算机技术要有一定的了解并且初步具备利用计算机进行科学计算、软件开发与研制的能力,从而计算机软件的基础课程,如离散数学、数据结构、计算机语言(C++)是本专业较好的选择。

3.重视数学建模类课程。数学建模就是在实验、观察和分析的基础上,利用数学的思想和方法解决实际问题。通过数学建模课程的学习和数学建模训练,一方面,加深学生对所学数学理论和计算机知识的理解和应用,激发学生学习兴趣;另一方面,也能培养学生初步的科研和解决问题的能力,为将来走上工作岗位后解决更为复杂的实际问题做准备。数学建模的训练,对于培养学生的能力,提高学生的综合素质,具有十分重要的意义。近年来,本专业为学生开设数学建模课程和讲座,组织学生进行数学建模培训,多次参加全国大学生数学建模竞赛,屡创佳绩,获得广西、全国的奖项。

4.拓展实践性教学环节。信息计算科学专业是一门应用性很强的专业,与传统数学专业的偏重理论不同,本专业对学生的实践应用能力有着很高的要求。教学过程中,既要注重本专业理论知识的教学,更要加强实践性教学环节的训练,提高学生的动手能力,使学生通过训练,具备应用计算机和信息技术解决各种实际问题的能力。

为了提高学生运用数学知识的能力,我院建设了创新性实验平台,由富有教学和科研经验的老师为学生设计一些力所能及的科研课题,并指导学生分小组完成这些课题的研究。学生在大学二年级就有机会接触本专业的科研课题,受到相关的科研训练。这对于提高学生的运用所学知识解决实际问题的能力,提高学生的科研能力,加强学生的团队合作意识等等,都有着十分重要的意义。

四、结语

信息与计算科学专业仍然是一个年轻的专业,该专业的人才培养模式、培养目标呈现多样化的趋势,并受到高校办学层次、办学条件等多方面的制约。同时,该专业在办学理念、教学方法、教学内容、能力培养等还有许多问题有待探索。我们将根据社会对本专业人才的需求,进一步加强专业建设、教学各方面的改革,为培养高素质的信息与计算科学专业人才而努力。

参考文献:

[1]教育部数学与统计学教学指导委员会数学类教学指导分委员会.信息与计算科学专业教学规范(试行稿)[J].大学数学,2003,19(1):6-10.

[2]高胜哲,董宇峰.加强实践环节研究,促进信息与计算科学专业建设[J].大学数学,2007,23(1):13-15.

信息与计算科学例10

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)14-0265-02

一、引言

信息与计算科学专业希望培养的部分毕业生能从事计算机应用软件的开发和管理工作,为了达到该专业的培养目标,信息与计算科学专业必须开设相关的高级语言程序设计课程,我校开设的是C++程序设计。C++语言程序设计是理论教学与实验教学相结合的课程,实验教学是培养学生钻研与创新精神的重要途径和手段。实践证明,保证计算机课程教学质量的关键在于课堂教学和实验教学两手都要抓,两手都要牢[1]。如果想要学生更好地掌握C++的语法规则以及在应用程序开发能力上有所提高,C++程序设计的教学重点应该放在实验教学上。同时,信息与计算科学专业既不同于计算机专业,也不同于其他的非计算机专业,因而该专业的C++语言实验教学也应该有它自身的特点,本文主要探讨信息与计算科学专业如何进行C++语言程序设计实验教学,更好地培养和提高学生的动手能力和自主学习的能力。

二、信息与计算科学专业C++程序设计实验教学现状

通过对当前信息与计算科学专业C++程序设计实验教学现状的分析,实验教学还是存在一些问题。

1.学生学习积极性不高。我校信计专业学生普遍对c++程序设计课程不够重视,主要是学生对该专业的学科因果关系不是很了解,没有深刻感到C++语言课程对他们专业与学习与工作的重要性;其次是有部分学生本身对与计算机相关的专业不感兴趣,没有认真学习的动力;同时,当程序出现错误时,又不能根据习惯思维很快找出错误原因修改程序。因此,学生学习C++语言的积极性不高。

2.实验内容没有关注学生个性化的需求。高校学生的个性差异有不断扩大趋势,但是整齐划一的教学要求与目标不能适应学生的个性差异。特别是像我校这类特点比较鲜明的普通院校,这个问题更加突出。不同学生的基础知识和能力存在较大差异,那么同样的教学内容、实验任务往往只照顾到中等及以上的学生,从而导致尖子生因在实验课上都得不到满足的现象而缺乏兴趣,后进生因跟不上教学进度而失去学习信心。

3.只注重个人表现,忽略团队合作。在现有教学环境下,C++实验教学中学生之间、师生之间关于编程经验与心得交流比较少,学生能学会自己解决编程的相关问题,但是没有学会怎样与他人沟通与合作,给学生就业和工作带来严重不利。在科技高速发展的今天,大部分科技成果都是团队合作完成。

4.实验教学与理论教学脱节。我院信计专业C++程序设计理论教学的进度相对比较慢,而且实验内容是以一个相对比较完整的体系为主,因此,实验教学时就会存在该实验内容需要掌握的理论知识点还没有讲授的情况,或者实验教学需掌握的知识点,理论教学早在几周前已经讲授完毕。这两种情况都不利于学生掌握C++语言程序设计。

5.实验成绩评价制度评价单一。我院在对C++程序设计进行考试时,按照“6+2+2”的模式,即期末笔试考试成绩60%,实验成绩20%,平时成绩20%,导致大多数同学只注重最终考试的卷面成绩[2]。

三、改进C++语言实验教学的方法与措施

1.激发学生主动学习C++程序设计的积极性。要使学生主动学好C++程序设计,关键是要激发学生学习的兴趣与动力。首先是加强对学生的专业教育,使学生了解C++程序设计这门课程对于信息与计算科学专业的重要性,并利用师兄师姐在IT行业的就业实例让学生感受到学好C++程序设计有好的就业前景,因而让学生明白掌握一门编程语言对于信计专业的学生是非常有必要的,同时编程语言是人类智慧的结晶,通过对编程语言的学习和应用,可以建立良好的逻辑思维和培养好的计算能力[3]。其次,可以在实验教学中设置一些与实际相联系的趣味性题目,如在讲解分支与循环结构时,可以将有趣的"百鸡问题"、"水仙花数"等问题作为实验内容,当讲解数组的时,可以将“猴子选大王问题”作为实验内容,这样不仅激发学生编程的兴趣,同时让学生体会编程的快乐。最后就是可以结合信息与计算科学专业的特点,要求学生在实验教学课程中通过编程解决本专业已学课程中的相关问题,让学生知道C++这门课程不是孤立的与无用的。

2.分层设置实验内容,合理分配实验任务。(1)根据学生的能力水平分层设置实验内容。实验教学应该根据每一次实验课时需要掌握的知识点,有侧重、有计划、由浅入深地准备实验内容。但是由于每个学生学习C++语言的能力和应用C++语言编程的能力是不同的,有的学生在高中时期就已经开始学习利用C语言编程,有一定的编程能力,但大部分学生才开始接触编程语言,有的学生善于学习理论知识,有的学生又强于实践,因而在实验教学的过程中要根据学生的实际情况分配适宜的实验任务。对于基础较差、应用能力弱的学生,分配较容易的基础题,可以稍低于实验大纲要求的实验任务,以后才去完成较难内容;对于大多数中间层次的学生,他们基础较好、应用能力较强,可以分配难度适中的实验内容,可以与实验大纲要求相当或稍高于实验大纲的要求;对于理论知识掌握扎实,且实际编程能力强的学生,可以在实验教学要求的基础上,增强实验内容的难度和广度。这样既有利于学生再有限的课时内完成相应的实验任务,让每个学生在应用C++语言的过程中体会成功的乐趣,因而促进了全体学生C++语言编程能力的提高,又能挖掘出小部分编程能力强的学生。(2)根据学生的就业意向设置实验内容。根据毕业生就业后是否应用计算机高级语言编程进行分类,我校信息与计算科学专业的毕业去向主要分为三类:IT、读计算数学相关专业研究生与工作、其他。对于第三类学生,只要他们能够完成相当于实验大纲要求的实验任务就可以。对于有志于计算数学的学生来说,数值计算的算法设计与实现是他们需要培养的能力,因而可以适当地在实验内容中加入与数值计算相关的实验内容,如在学习运用选择与循环结构进行编程时,可以将线性代数中矩阵的运算、逆矩阵的计算、一组向量的正交单位化过程等作为实验内容,这样既能培养学生运用C++编程解决数值计算方面问题的能力,又能让学生体会用C++解决比较困难问题的喜悦。对于有志于从事IT行业的学生,要求更高,不但要有数值计算算法设计与实现的能力,更需要有非数值计算算法设计与实现的能力,因而在实验内容中既要有数值计算的相关内容,还应当有更多的非为数值计算算法实现的内容,可以设置一些难度相对比较大的实验任务,完成此类实验也就要多个学生相互协作完成,这样既能培养学生用C++语言解决实际生活问题的能力,又能使学生学会如何在一个团队中分工协作完成任务。(3)强化C++实验教学过程中的指导与管理。实验前的准备。要每次实验结束前,将下次实验需要掌握的知识点列出,要求学生课后认真查找相关资料进行学习,并可以给出一些参考案例,督促学生自学这些案例。通过学生实验前的充分准备,既能提高实验的效率与效能,又能提高学生完成实验的信心。

实验中的交流。在实验进行过程中,对实验现场进行张弛有度的控制,对不认真做实验的学生进行督促,学生相互讨论实验中问题与解决的方案要予以鼓励并积极参与。对学生在实验中遇到问题,要与学生一起分析出现问题的原因以及这类问题的解决方法,对于普遍出现的问题要及时记录并统一讲解,在实验中出现的不一样的算法思想、编程方法也要及时记录,并作为学生最终实验成绩的一部分。

实验结束前的总结。根据在实验过程中记录的实验情况,对普遍出现的问题要与好的算法与编程思维做统一讲解,并对实验能力有提高的学生给予鼓励和表扬。要求每位学生将本次实验过程的相关材料保存与记录,为课后撰写实验报告做好充分准备。

4.建立多方位实验成绩的评价体系。按照C++程序设计的教学大纲要求,该门课程是必须考试(笔试),实验可以进行上机考试也可以根据学生上实验课的情况与实验报告给出实验分数。如何科学地考核学生实验成绩,是一项非常重要的工作,实验考核不是目的,而是为了更好地促进学生学,是为检验学生学习的效果,可以采取多样化手段考核学生实验成绩。(1)将整个实验过程纳入实验考核过程。(2)期末上机考试题型可以根据学生的实际能力等设置基础题与发挥题两部分,其中基础试题要求所有学生都要完成,发挥题学生根据自己的兴趣和水平选做。成绩评定标准为做完基础题的实验考核分数70分左右,老师再根据发挥部分的完成情况给予学生在70分的基础上加分。(3)分组实验课程设计考核办法。学生3人一组自由组合,根据老师给出的实验课程设计题目进行课程设计,根据课程设计情况给出实验成绩分数。

四、结论

C++实验教学在培养信息与计算科学专业学生程序设计思维能力的过程中起着至关重要的作用,实际上在C++语言实验教学过程中要注意的问题还有很多,只有在教学中不断探索更符合实际的教学方法,以具体的实际应用为教学导向[3,4],才能取得良好的教学效果。

参考文献:

信息与计算科学例11

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)33-0091-02

运筹学是近40年来发展起来的一门新兴学科。它的目的是为行政管理人员在做决策时提供科学的依据。因此,它是实现管理现代化的有力工具。运筹学在生产管理、工程技术、军事作战、科学实验、财政经济以及社会科学中都得到了极为广泛的应用[1,2]。我校的信息与计算科学专业隶属于信息与数学学院,运筹学一直被定为专业必修课列入培养方案,有多年的教学历史。笔者在运筹学课程的教学过程中,探索适应信息与计算科学专业培养目标和学生特点的教学方法,积累了一些想法并付诸于实践,取得了一定的效果。

一、信息与计算科学专业和运筹学的特点及关系

信息与计算科学专业是以信息领域为背景,数学与信息、管理相结合的交叉学科专业。该专业培养的学生具有良好的数学基础,能熟练地使用计算机,初步具备在信息与计算科学领域的某个方向上从事科学研究,解决实际问题,设计开发有关软件的能力。毕业生适合到企事业单位、高科技部门、高等院校、行政管理和经济管理部门,从事科研、教学和计算机应用软件的开发和管理工作,也可以继续攻读信息与计算科学及相关学科的硕士学位。运筹学的基本特点是:(1)运筹学已被广泛应用于工商企业、军事部门、民政事业等研究组织内的统筹协调问题,故其应用不受行业、部门之限制。(2)运筹学既对各种经营进行创造性的科学研究,又涉及到组织的实际管理问题,它具有很强的实践性,最终能向决策者提供建设性意见,并应收到实效。(3)它以整体最优为目标,从系统的观点出发,力图以整个系统最佳的方式来解决该系统各部门之间的利害冲突。对所研究的问题求出最优解,寻求最佳的行动方案,所以它也可看成是一门优化技术,提供的是解决各类问题的优化方法。(4)多分支。运筹学的主要分支包括:线性规划、整数规划、目标规划、非线性规划、动态规划、图论与网络分析、存储论、排队论、对策论等。结合信息与计算科学专业特点以及上述运筹学特点,笔者认为信息与计算科学专业学生学习运筹学的目的是综合各学科知识,利用运筹学的方法来对实际问题进行定量的分析和建模,同时牢固掌握各种优化算法,并能利用各种编程工具将优化算法予以实现,从而达到提高学生解决实际问题的能力。

二、传统教学中存在的问题及改进措施

运筹学作为信息与计算科学的专业必修课程,能够为信息与计算科学的培养目标提供有效支持。但是实际教学效果,却往往达不到预期的效果。下面将针对传统运筹学教学过程中存在的问题提出一些改进的方法。

1.教学目的的改进。由于我校信息与计算科学专业隶属于信息与数学学院,导致在传统的运筹学教学中,存在重理论与分析、轻应用与实现,即仅重视数学模型的构造以及解的存在性分析,而忽略了模型的有效求解,加之信息与计算科学专业学生本身动手能力不强,导致很多同学在运筹学的学习过程中进入了“运筹数学”层面[3]。笔者认为,运筹学教学应该是理论与实践相结合,算法是运筹学的重要组成部分,也是运筹学的精髓,但是仅仅注重构造数学模型和算法的设计,而忽略算法的编程实现是不可取的。运筹学的教学应该使学生在熟悉运筹学各类问题的基础上,重点培养学生分析问题,根据实际问题建立恰当的数学模型,并利用编程软件编程求解各种实际问题的能力。最大限度地发挥运筹学对学生各方面素质和能力的提升,应该成为信息与计算科学专业运筹学教学的目的。

2.教学内容的改进。传统的运筹学教学内容是以典型问题为依据来引出运筹学的各类问题的数学模型,并着重研究问题的求解算法以及算法的灵敏度分析。这些内容对于数学基础较好的信息与计算科学专业学生而言,学习起来并不是十分的困难。然而,由于运筹学的内容比较丰富,学习的课时有限,不可避免地导致忽略了运筹学的实践教学环节。这对于提高学生的动手能力是极为不利的[4]。根据上面教学目的的改进措施,笔者在运筹学的教学过程中将教学重点放在有关数学规划的算法设计章节,突出讲解算法的设计思路,并要求学生将传统的算法,如单纯形算法、分支定界算法、最速下降法等进行编程实现。该项措施能够保证在有限的教学课时内,充分发挥学生的能动性,不但掌握了运筹学的精髓部分,同时提高了学生的动手能力,真正提升学生运筹学的应用能力。

3.教学方法的改进。运筹学是以数学分析为主要的工具,如果在运筹学的教学中,教师按部就班,平铺直叙,忽视案例教学,就会让学生觉得运筹学与数学分析、高等代数一样,学习起来枯燥乏味,从而失去了运筹学的本质特征。针对上述情况,笔者在运筹学的教学过程中,对运筹学的教学方法的改进做了如下尝试:①加强案例教学。在每一章开始的部分,利用经济管理的实际问题,引出需要讲解的内容,引导学生利用所学的知识尝试解决该实际问题,而不是利用书本上较为抽象的例子给出讲解内容。该项措施提高了学生学习运筹学的兴趣,培养了独立解决实际问题的能力。②鼓励学生参与教学。传统的课堂教学以教师的讲授为主,学生极少参与课堂教学。结合运筹学的教学目的,笔者在运筹学的教学过程中积极鼓励学生参与课堂教学,发表自己的观点和想法。对于提出有创新性想法的同学,在期末考试时给予一定的额外加分。实践证明,该项措施切实提高了学生参与课堂教学的积极性,课堂氛围也有极大的改观。③加强实践教学环节。实践教学是运筹学教学的核心组成部分。笔者在运筹学的教学过程中对实践教学划分为两个部分:其一是要求学生将数学规划的有关算法进行编程实现,编程工具的选择上以C++为主,Matlab为辅,同时严格验收过程;其二是组织学生以小组为单位,自行选择相关实际问题作为研究课题,完成问题描述、数据分析、数学建模以及选择合适的运筹学方法求解数学模型。这样,让学生真正体验到运筹学在实际应用上的完整流程,同时培养了学生的团队协作精神。④完善课后答疑。作为运筹学的初学者,学生不可能很快掌握运筹学的理论与方法。笔者所在学院为该课程配备了一名辅导教师,专门负责课后答疑以及实践环节的指导工作,使学生的疑问能够得到及时的解决。

4.加强与相关课程的联系。运筹学是信息与计算科学的专业必修课,针对信息与计算科学专业的专业特点,其教学需要学生牢固掌握数学分析、高等代数的相关理论与方法。因此,为了学生能够较好地学习运筹学,需要在运筹学相关章节讲授之前与相关专业课程进行有效的衔接,将运筹学的教学自然融入到整个课程体系。如线性规划的单纯形方法教学,要和高等代数中线性方程数的求解方法相结合;无约束优化问题的教学要和数学分析的极值条件相结合;有约束优化问题的教学要和数学分析中的Lagrange方法相联系;图论的教学要和离散数学、数据结构中的相关章节相联系等等。

总之,不能将运筹学的教学与信息与计算科学专业的整个课程体系相割裂,而是在运筹学的教学过程中,积极引导学生将所学章节与相关课程进行联系,从而强化运筹学在整个教学体系中的重要性。

三、教学改革效果分析

经过近四年的运筹学教学改革,取得了良好的效果。(1)学生对运筹学的学习兴趣得到了极大的提高,该点可以从学生上课的精神状态、完成作业以及考试情况得到体现。(2)极大提高了学生动手能力。通过运筹学实践教学环节,学生的动手能力得到了极大的提高,据不完全统计,信计专业有近30%的毕业生从事IT行业,受到了用人单位的好评。每年都有IT行业的公司到本院来招聘信计专业的毕业生。(3)每年信息与计算科学专业的毕业生有近10%考取985高校的硕士研究生。毕业生良好的综合素质得到了复试专家的一致好评。

在以后的运筹学教学过程中,我将对运筹学课程的考核方式、学生竞赛等方面进行积极的尝试,争取能够取得更大的成绩。

参考文献:

[1]《运筹学》教材编写组.运筹学[M].第四版.北京:清华大学出版社,2012.

[2]胡运权.运筹学基础及应用[M].北京:高等教育出版社,2011.

[3]欧阳瑞,陈春华.在运筹学教学中要体现数学建模思想[J].长春教育学院学报,2011,(27).