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大数据时代一般院校信息与计算科学专业课程改革探讨
发布时间:2020-02-28 点击: 发布:《教育教学论坛》杂志社
大数据时代一般院校信息与计算科学专业课程改革探讨
李涛  
苏州科技大学数理学院 江苏苏州 215009
摘要:分析了大数据背景下一般本科院校信息与计算科学专业面临的主要问题,结合我校的培养方案修订工作,从突出专业特色和强化实践创新能力培养的角度阐述了新形势下该专业的课程体系改革方案。
关键词:专业特色;课程改革;实践创新       教育教学论坛
Curriculum reform of information and computational science in regular universities under the background of Big data
Li Tao
School of Mathematics and Physics, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou, 215007, China
Abstract: We analyze the main problems of the information and computational science in regular universities. Combining with the revision of our university’s training program, we expound the reform scheme of this specialty under the new situation from the aspects of highlighting characteristics and strengthening the training of practical innovation ability.
Key words: special characteristics; curriculum reform; practical innovation
当今世界正处于以大数据和人工智能为特征的新时代。移动互联网、物联网、电子商务等技术的广泛应用给我们提供了丰富的数据资源,如何从海量数据中提取有价值的信息应成为具有战略意义的新技术。无论是人工智能,还是数据分析、数据挖掘,都需要有深厚的数学功底和较强的软件工程实践能力。信息与计算科学(以下简称“信计”)专业是以信息技术与计算技术为基础的理科类专业, 旨在培养具有良好的数学基础和数学思维能力,能解决信息技术和科学与工程计算中的实际问题的高级专门人才[1]。因此,新时代给信计这种与大数据紧密相关的传统专业为带来前所未有的机遇和挑战。目前已经有一部分院校开始了信计专业的课程体系改革研究[2,3]。
本文将紧扣时代特征,结合我校的培养方案修订工作,分析一般院校信计专业的现况和主要问题,对信计专业的课程体系改革提出一些建议和设想,希望起到抛砖引玉的作用。
一、信计专业的现状及主要问题
信息与计算科学作为数学一级学科下的一个理科专业,以“强基础、宽口径、重实际、有侧重、创特色”为办学指导思想,主要研究“信息技术的核心基础与运用现代计算工具高效求解科学与工程问题的数学理论与方法”[4]。2016年全国高校有近500个单位开设信息与计算科学专业, 每年招生规模近3万人,是高校理科专业中最大的专业之一[5]。在一些科研实力强、本科生源好的重点高校,由于信计专业培养的学生具备扎实的数学基础和较强的软件开发能力,毕业生往往具有很好的就业竞争力和发展前景。他们大多数继续深造或者进入企业研发团队,发展成为基础研究型或应用研究型人才。然而,对于许多一般的普通本科院校,以信计专业为代表的许多非师范理科专业往往由于专业定位不清晰,学生学习积极性不高导致毕业生基础不扎实,动手实践能力弱等问题。开设该专业的本科院校,在基础理论课程的设置上类似的,出现这种差异的原因,一方面,由于一般院校的师资力量相对薄弱,学生的学习能力和学习积极性低,在学习了大量晦涩难懂却又远离实际应用的数学理论课程以后,学生不清楚自己到底能做什么,基础理论课程与专业之间有什么关系,这在很大程度上打击了学生的自信心和学习兴趣;另一方面,虽然大多数一般院校能够做到“宽口径”,开设了诸如运筹学、密码学、计算机网络、数据库、信息论与编码等专业选修课程,但是由于没有形成一套完整的课程体系,课程之间相互独立,难以形成自己的专业特色,容易使学生感到无所适从。
二、紧扣时代特征的课程体系改革
为进一步推动人才培养模式改革和创新,提高人才培养质量,我校于2018年全面开展本科专业人才培养方案修订工作,以培养“高素质、有特色、应用型创新人才”为目标,优化课程体系与课程内容。下面结合我校的培养方案修订工作,谈一下信计专业课程体系改革的一些体会。
1.找准落脚点,突出专业特色
信计专业是数学与计算机科学、信息工程等学科的交叉,又远远超出数学学科的范畴[4]。传统的信计专业以培养科学计算、信息处理和软件开发人才为主,但是单纯的科学计算对人才的专业技能要求很高,一般对应于科研院所,属于“高、精、尖”行业,普通院校的本科毕业生往往难以满足用人单位的需求;而信息处理和软件开发虽然属于“宽口径”,就业渠道广,但是过于笼统,缺乏具体的应用背景,难以形成自己的特色。当前,大数据相关研发人才需求旺盛,而数据科学综合了数学、统计学及计算机科学等多门学科,与信计专业有较大的交集,因此,把大数据处理作为信计专业的一个新的方向模块是可行的。
2.构建模块清晰的课程体系
我校新方案的课程体系包含通识教育课程、学科基础课程、专业教育课程、集中实践课程、素质拓展五大模块。其中通识教育模块包含英语、思政、体育等全校公共基础课程。学科基础模块在保留原有数学分析、高等代数、解析几何、程序设计、大学物理等课程的基础上,增加了信息与计算科学导论(第一学期开课),便于让学生一开始就对自己的专业有充分的认识,增设了移动互联网程序设计、Python程序设计等选修课程。专业教育模块,在概率统计、数据结构、信息论与编码、数据库、数学模型、离散数学、数值分析、运筹学等核心基础课程的基础上,把与信计专业关联度不大的计算机组成原理、CAD基础、Web网页制作等部分选修课调整为大数据技术与应用、数据清洗、数据挖掘、机器学习、回归分析、统计计算与软件等,保留原有的计算机网络、Web编程基础、Web前端编程、Java高级应用开发等部分选修课程,从而形成了数据处理和网络编程两大方向模块。
3.强化实践环节,培养实践创新能力
在实践环节,按照从基础能力到专业能力再到综合应用能力的渐进规律,构建与理论教学体系相契合、符合人才培养目标的“基础实践—专业实践—综合实践”分层递进的实践教学体系。
(1)基础实践能力培养
把实践环节渗透到基础课程体系里,除了原来数值分析、运筹学、数学建模等课程包含实验/上机环节外,新培养方案在数学分析、高等代数、解析几何、概率统计等基础课程里也增加了少量的实验环节,通过演示性实验让学生对所学内容有直观的理解,同时,也让学生了解一些主要的数学软件,如Mathematic的符号运算功能,Matlab的强大矩阵运算和绘图功能,常见统计软件的使用等。希望借此开阔学生的视野,激发他们的学习兴趣。
(2)专业实践能力培养
对于本身实践性要求比较高的课程,如程序设计语言、数据结构、数据库原理、信息论与编码、数学建模、数据挖掘、机器学习等,增加综合性、设计性、创新性实验项目比例,改革课程评价标准,提高课程设计的比重,注重学生运用所学知识解决复杂问题的能力的培养。鼓励学生参加人工智能、大数据、云计算等方面的(含在线)培训活动。在集中实践模块增加了针对性更强的linux系统运维、Hadoop大数据平台开发等实践教学环节。
(3)综合实践能力培养
在素质拓展模块增设了创新创业设计课程,请经验丰富的教师担任导师。鼓励学生参加数学建模、大学生软件设计大赛、挑战杯、互联网+、数据挖掘等科技竞赛,鼓励学生申报科研立项,要求学生大学期间必须参加一个创业或创新团队,完成一个设计方案或研究项目,独立撰写科技报告和PPT讲稿。积极开展校企合作的人才培养模式,在多家企业建立实训和实习基地,充分发挥企业项目经验丰富、实验平台完善的优势,借助企业的力量提高学生的综合实践能力。
三、结论
本文简要介绍了我校在大数据时代背景下对信计专业课程体系改革所做的一些尝试,希望对其他同类省属院校有一定的启发意义。
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.大学数学,2003, 19(1):6-10
[2]薛先贵,黎路,杨楠,面向大数据的信息与计算科学专业实践教学模式探索,课程教育研究, 2016,(22) :161-162
[3]刘淳安,大数据时代信息与计算科学专业课程体系优化改革与实践,高教学刊,2016,(21):70-71,74
[4]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调查报告[J].大学数学, 2003, 19 (1):1-4
[5]王同科, 常慧宾, 王彩华.信息与计算科学专业并行计算人才培养模式研究与实践[J].高师理科学刊, 2016, 36 (2):47-49
基金项目: ;苏州科技大学本科教学工程项目(No.2017JGZ-13),教育部产学合作协同育人项目(No.201601026018)。
 
作者简介:李涛,男,1978.3,山东胶南人,博士,汉族,讲师,研究方向:计算机辅助几何设计与图形学。