高校信息与计算科学专业课程教学改革与探索.docx

高校信息与计算科学专业课程教学改革与探索摘要：信计专业具有很强的实践性，社会要求高校信计专业毕业的学生实践能力日益提高，对传统的专业课程教学改革进行相应调整和改革，以期更好地培养信计专业应用型人才。本文以天津工业大学理学院为例，对信计专业课程教学改革方面进行探讨。关键词：教学体系；课程改革；案例教学地方院校信息与计算科学专业（以下简称信计专业），以培养服务区域经济发展的应用型人才为己任，其人才培养的目标定位也应定位在应用型人才培养上，而数学应用能力的培养是信计专业应用型人才培养的核心。但是传统上，信息与计算科学属于数学类专业，在教学上往往侧重于基础和理论，忽视方法和应用，造成信计专业的毕业生有着厚实的数学基础，但在应用数学知识解决企业实际问题方面仍不能得心应手。另一方面，随着科学技术发展，特别是计算机软件和信息技术的突飞猛进，数学研究和应用的领域不断拓广和深入，数学已成为一种技术，渗透到人类生活的方方面面，社会对既具有数学应用能力又具有行业从业能力的信计专业的毕业生有很大需求。目前，地方院校信计专业正是就这一目标进行改革，科学地选择信计专业与信息产业的结合点，在课程体系中增加一些与行业从业能力相关的课程和实践环节，同时对信计专业的课程进行改革，实现由侧重基础和理论向侧重方法和应用的转变。天津工业大学理学院对该项改革进行了长期的探索与实践，主持了天津市教育规划重点课题“基于应用型人才的理科人才培养模式的探索与实践”，参加了天津市重点教改项目“基于资源共享的数学类专业应用型人才培养模式的研究与实践”，通过建立校企紧密结合的人才培养模式，突破了数学类专业由于没有对口的行业在应用型人才培养中面临的挑战，成功地解决了数学类专业毕业生的就业问题，该成果获天津市教学成果二等奖。在取得成果的同时，我们也清醒地认识到，解决学生的就业问题仅仅是第一步，要让学生真正具有数学的应用能力，使其成为未来发展的核心竞争力，这才是信息与计算科学等数学类专业应用型人才培养模式改革的核心。理学院针对信计专业开设的所有课程，进行顶层设计、系统规划，采取由浅入深的方式构建每门课程中以数学方法应用的典型案例和综合应用实例为主，附加一些直观演示数学规律的多媒体课件的数学实验内容的课程体系，将所有课程分为学科基础课、专业基础课、专业方向课和项目实训等课程群，通过四年不断线且循序渐进的实验实践环节，培养更好地服务于国家战略新兴产业——信息产业的应用型人才。其最终的成果可辐射到数学类其他专业、全校本科和研究生的数学类公共课。本文对理学院信计专业的课程教学改革进行探讨。2.强调专业基础课程承上启下的作用。专业基础课程，主要课程包括：离散数学、数值分析、微分方程数值解、数据挖掘等课程，是信息与计算科学专业课程体系的重要组成部分。本课程承上启下，所涉及的知识点源于学科基础课，同时实验模块可提高学生的算法分析和程序设计能力。我们研究探讨数值计算类课程特点，提炼具有应用背景的相关知识点，理清与学科基础课之间的逻辑关系，研究算法分析等子课题对数值计算的需求；并结合相关领域的实际问题，筛选课程的典型方法，精选应用结合点，研究问题解决方法，设计实验项目内容。如：利用最短路径算法，设计物流网络中最优的快递送达路线；通过图的着色算法，合理安排交通路口红绿灯；通过曲线拟合，BP神经网络和SVM方法，预测本地区经济发展；利用插值法，绘制某地区空气污染的分布图；利用ODE数值解法，对生物数学中的传染病模型进行分析求解；利用Matlab，对生物数学中的具体优化问题进行软件二次开发等。依据课程间、知识点间的逻辑关系，以实际问题为驱动，在问题的解决处理中掌握知识，锻炼能力；形成数值计算方向特色案例库，并进行相应的教学方法改革。3.突出专业方向课程的专业作用。专业方向课程，主要分信息安全方向课程和软件设计方向专业课程。信息安全方向课程，包括：信息安全数学基础、密码学与网络安全、信息论与编码、数据通讯与计算机网络、组合数学等课程。本方向课程筛选课程典型方法，探寻相关领域背景知识，精选理论知识和学科前沿问题与实践的结合点，合理设计实验项目。如：利用数论中的同余理论设计实现RSA公钥加密系统的实验项目；通过统计分析的方法，破解传统的加密体制的实验项目；通过椭圆曲线的理论，设计数字签名算法的实验项目；利用匈牙利算法，实现网络硬件资源动态分配的实验项目；利用图论中的最小带权树算法，设计实现最优编码的实验项目；利用概率匹配算法，设计实现语音采集与编码及网络传输等，形成以数学在密码与编码课程的应用为特色的案例库，以问题驱动教学改革，通过小型项目的开发，培养学生在信息安全领域解决实际问题的能力，是项目的重要组成部分，为后续的企业实践夯实基础。软件设计方向专业课程，包括：操作系统、Java程序设计、软件、计算机图形学等课程。以