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基于“学术型、技能型、国际化”的多元化信息与计算科学专业人才培养模式的研究与实践

更新时间:2016-07-05

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自1998年国家教育部调整设置信息与计算科学(英文:Information and Computing Sciences,原名:计算数学)专业以来,全国开设该专业的高校如今达到近500个,成为高校开设数量最多的十大专业之一[1-2].由于各高校在专业培养目标上的高度相似性,人才特色和差异不明显,造成该专业由成立之初的热门专业逐渐蜕化为就业形势越来越严峻的专业之一.在当前的严峻形势面前,部分高校认识到了专业生存的危机,在人才培养主目标下人才培养模式有了某些改革[3].以江苏省内高校为例,具有数学优势的南京大学等高校,强化了数学基础理论的学习,注重学术型人才的产出,其数学类课程所占比重较大;而东南大学等传统工科强校更强调学生实践能力的培养,注重为社会输送高技能、创新型人才,其课程体系中应用类或计算机类课程占有更大的比例.

南京信息工程大学信息与计算科学专业创办历史悠久,现为教育部综合改革试点专业、江苏省品牌特色专业、江苏省重点专业,目前在校生数313人,是全校较大的专业之一.近年来,专业在教学改革与创新方面取得了长足的进步,如开设了学术型培优班、技能应用实验班和国际课程实验班;国际合作本硕连读也取得了质的飞跃.在学生培养多元化的同时,师资培养的多元化、博士化、国际化也取得了相应的进展.全专业现有教师32人,50岁以下教师的博士化率为100%.积极营造专业国际化氛围,专业教师国际化率达100%,另特聘欧美非全时教授6人.依托学校行业优势,培养复合型师资队伍.目前专业已有5名教师在优势学科做过博士后和在职攻读博士学位.

本文将基于“学术型、技能型、国际化”的思想,对多元化信息与计算科学专业人才培养模式的研究与实践进行探讨.

2 培养目标的定位

信息与计算科学专业是隶属于数学学科的理科专业,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”,注重对学生数学与计算机双方面能力的融合培养.该专业可以说是数学理论与计算机实践良好结合的交叉性专业,而这是该专业学生区别于传统的基础数学、计算机或信息工程等专业学生的主要特征.

南京信息工程大学前身是中国气象局所属的全国重点高校—南京气象学院,具有鲜明的气象特色,其大气科学学科综合水平排名全国第一.在大气科学及信息工程和技术等领域中,数学理论、方法和应用有广泛的用武之地,信息的深度加工更需要深厚的数学和信息处理基础.为适应社会与学生的需求日趋多样化的现实环境,南京信息工程大学实践了开放性与联合性的教育理念,提出了“面向中国气象事业发展、面向江苏地方经济社会发展”的办学宗旨,制订了应用型、精英型和国际型“三个导向”的分类人才培养目标,为信息与计算科学专业的培养定位指明了方向.

围绕以信息科学为优势之一的南京信息工程大学“三个导向”的人才培养目标体系与办学理念,结合数学学科的特点和信息与计算科学专业的定位[4],我校信息与计算科学专业的培养目标定位于:结合我校信息处理与工程计算特色,培养具有良好国际视野,掌握信息与计算科学的基础理论,接受初步的科学研究训练,并能熟练运用计算机技术处理信息学与科学计算中的实际问题的复合型精英人才.毕业生能在国内外高校继续攻读研究生学位,或者能在科技、金融、气象等行业从事研究、开发和管理工作.

3 人才培养模式的构建

本着“人人优秀、个个成才”的理念,坚持“学术型与技能型分类、专业培养分流”的原则,兼顾分类别、多样性、国际化协调发展,立足我校信息与计算科学专业“学术型班(培优班)、技能型班、国际课程实验班(出国班)”等已取得的阶段性成果,加强理论研究与培养实践相结合,进一步加大改革与创新力度,我们构建了具有鲜明特色和一定推广价值的多元化信息与计算科学专业人才培养模式.图1为建立的信息与计算科学专业多元化人才培养模式结构.

随着社会经济的发展和科学技术的不断进步,数学已经深入到各新型学科,计算机科学技术的也日益普及.而这正是信息与计算科学专业应该具有的特色:高数学素质、强计算机应用能力.如何围绕这一特色,深化、延拓、分流人才培养是当前面临的重要课题.

洞穴比喻表明了善的理念所处的统治地位,不仅对于洞穴之外的天地,而且对于整个洞穴内部,太阳都是最高的理念。这里发生了海德格尔所要指出的真之本质的一种转变:洞穴比喻的每一阶段都决定于Aletheia,但是不仅对Aletheia的道说含糊其辞而真正得到强调的是处在统治地位的idea,而且整个比喻也“建基于idea变成高于Aletheia的统治者的这一未被说出的过程”。[5]230用柏拉图关于“善的理念”的话来说:“它本身就是统治者,因它给予(自行显示者)无蔽并且同时给予(对无蔽者的)觉知。”(517c 4)[5]230括号中的内容是海德格尔在其译文中的补充,意在显明柏拉图的道说中未被说出的东西:

当前,高校在人才培养模式改革方面的成果日渐丰富.我国高校人才培养的改革模式主要有:学科大类培养模式、精英实验班模式、复合型人才培养模式、产学研结合模式、国际合作教育模式等[5].然而,人才培养模式不是孤立和相互排斥的.如何将新兴的人才培养模式进行融合,结合学校的特色及优势,结合专业的特点及目标,探索一套符合本校本专业的人才模式才是科学的人才培养观.

共使用13批雷公藤样本,其中3批来自福建宁德GAP生产基地,10批来自安徽亳州药材市场,经性状鉴定均为正品,按标准检验均属合格品。

图1 信息与计算科学专业多元化人才培养模式结构

在该培养模式下,通过多渠道师资引进、国际合作办学等多种方式,吸收国际先进教育理念,以培养精英化和国际化人才为目标,改革与创新教学方法,使得学生具备扎实的实践能力或者初步的科学研究技能,以使得100%的学生能达到国内外优秀企事业单位的就业标准,或者满足英美知名高校继续深造的入学要求.

量化考核。跟岗实习的考核要重视过程考核,量化实习过程中的专业知识与岗位技能。比如要求学生完成每日的实习日记,实习结束后提交《现代学徒制跟岗实习手册》和跟岗实习总结。实习企业指导教师要在《现代学徒制跟岗实习手册》上对学生的跟岗实习情况作出评价并打分,主要考查学生跟岗实习的过程化管理。跟岗实习总结则更多在于考核跟岗实习的结果,检验学生的实习收获。

软土地区选用的地方做法一般采用增加零层板方案。其中,附属用房及办公楼部分柱网大约为7m×8m,柱网间距不大,可仅在柱网间设置零层板即可。而泵房部分为跨度22m的门式刚架结构,因此,还需要对厂区地坪进行处理。地坪活荷载按照30kN/m2进行计算,在钢柱区间内均匀布置地坪桩。北塘热电厂供热管网南干线天碱中继泵站桩承台平面布置图如图1所示,地坪桩及零层板布置图如图2所示。

采用SPSS 21.0统计学分析软件分析数据。计量资料的描述用(x-±s)。计数资料的描述用例数及百分数。计数资料组间率的比较采用χ2检验;计量资料先进行正态性检验,符合正态分布的数据比较采用两独立样本t检验,不符合正态分布者采用Wilcoxon秩和检验。P≤0.05被认为差异具有统计学意义。

4 人才培养过程中相关问题的研究

4.1 与分类分流培养相适应的人才培养体系与培养方案的提升与构建

依照“三个导向”分类人才培养目标的要求,我们围绕特色型和分类、分流培养的思路,分别于2009、2011和2013年对专业培养方案进行了多次重大调整和精心修订,构建了学术型、技能型、国际化的分类培养体系,研究了相应于每个类别有利于引导人才分流的培养方案.

4.2 以创新能力培养为核心的一个平台两个方向模块多向选择的课程体系的构建

构建了“平台+模块+特色”的课程体系,即以创新能力培养为核心的“一个平台、两个方向模块、多向选择”的课程体系,见表1.“一个平台”即建立一个坚实的数学基础课程平台,宽广而深厚的数学基础是本专业区别于计算机、信息工程等专业的主要特征,也是创新的源泉;“两个方向模块”即整合原有课程体系,形成信息与大数据(信息科学)课程模块、科学计算(计算数学)模块; “多向选择”是指学生可以根据自己的兴趣、意愿和今后分流的需要,多样化地选择自己的选修或辅修课程.研究分流衔接课程体系,探索了科学系统的分流专业方向模块组合.

表1 信息与计算科学专业课程体系

数学基础课程平台学科基础课数学分析(18学分,第1、2、3学期)、高等代数(11学分,第1、2学期)、解析几何(3学分,第1学期)、常微分方程(3学分,第3学期)、概率论与数理统计(4学分,第1学期)专业主干课C语言程序设计(4学分,第2学期)、离散数学(3学分,第3学期)、数据结构与算法(3学分,第3学期)、数值分析(4学分,第4学期)、偏微分方程(3学分,第4学期)、复变函数(3学分,第5学期)、实变函数与泛函分析(4学分,第5学期)、数据库系统概论(3学分,第5学期)两个方向模块信息与大数据方向实用回归分析(3学分,第4学期)、数据挖掘(2学分,第5学期)、计算智能与模式识别(3学分,第6学期)、数据分析(2学分,第7学期)科学计算方向大型稀疏矩阵数值方法(2学分,第4学期)、微分方程数值解(3学分,第5学期)、应用随机过程(2学分,第6学期)、运筹学与最优化(3学分,第7学期)“多向选择”特色专业任选课信息论基础、Java程序设计、数字图像处理、组合数学、算法分析与设计、大气科学中的数学方法、等等

4.3 厚基础宽应用促创新为理念的新型实践教学体系的建立

实践性教学环节是信息与计算科学专业区别于一般理科专业的重要特征.我们以培养学生实践、创新能力为目标,以实验课程、实验项目等为关键,对信息与计算科学专业的模块化实践教学体系做了初步探讨,建立了以“厚基础、宽应用、促创新”为理念的新型实践教学体系,其整体包括4层:基础训练层、专业训练层、提高训练层和科技创新训练层.

提高训练层旨在通过对相关专业课程的课程设计来实现对不同学生的科研初训或者应用能力提升.例如,对于倾向于学术型的同学,通过数值分析课程设计等课程提高其科学研究兴趣与科研素质;对于倾向于应用型的同学,通过Java或数据库等具体的开发实践提升其就业竞争力.

师资队伍是专业人才培养的核心资源,其质量是教学与人才培养的根本.根据信息与计算科学专业人才培养的目标和要求,本专业师资队伍必须具备良好的数学背景、应用能力和国际化的视野.在师资队伍的培养方面主要基于两个原则:一是结合专业特色和学术团队的形成与可持续发展,引进年轻的高层次高学历人才,引进具有一定学术地位的学科带头人,积极鼓励和引导青年教师在职读博和出国深造,或到相关专业做博士后研究;二是在教师教学和科研能力及水平提升方面,组建、优化教学与科研队伍,并通过组织、参加国内外高水平的学术交流、邀请国内外著名专家讲学、组织校内制度化的常年学术沙龙和讨论班的方式构建信息与计算科学的学术交流平台,加强与国内外专家学者的教学与科研交流,迅速学习掌握国际发展动态,更新专业办学理念.

全A地区17座高速公路服务区有16座提供免费亲子厕所和哺乳室。内部基本配备有沙发、饮水机、洗手台、卫生纸、吹风机、对讲机及婴儿床。服务台还提供免费尿不湿及婴儿推车可借用。如泰安服务区亲子厕所共有三间,另有儿童游戏区,除基本设施外还增加了冷热水龙头、电暖器(冬天);西螺服务区提供轻音乐令妈妈们更放松;仁德服务区免费提供沐浴乳、湿纸巾、爽身粉,亲子旅游厕所除了常见的大小马桶、尿布台及儿童座椅外,还增加了儿童版的小便斗及洗手台;清水服务区以豪华邮轮为设计主题,打造全方位服务,尤其以“清水缸生态水族馆”受到亲子喜爱,并设置了“船长体验室”大小朋友可以在游戏中身历其境驾驭船只,享受乘风破浪的真实感受。

基础训练层即完成基础数学、信息科学、计算科学的基本理论认识与基本操作技能的教育,主要包括数学基础模块和部分计算机技术模块(C语言程序设计、数据库系统概论等)的课程.

人也许并不是从猴子进化而来,而是从鱼进化而来的。关于地球上的物种进化,我们还有太多的不解需要去探知。"

4.4 与人才培养相适应的培养路径实践管理模式的改革

特别注重教育理念的更新,积极探索人才培养路径与实践管理模式的改革.

在学生实践管理模式上,与知名科技公司(如东软、普开数据等)和高校(如西苏格兰大学等)合作,建立学生创新创业实验室,搭建网上实习实践管理平台,统筹负责学生实习实践的管理.

在本专业人才培养过程中,融协同理念于导师制,着重在专业引导与规划等方面与学生进行个性化交流;聘请各专业领域从业经验丰富的校友、业界友好人士担任业界导师,有针对性地设计交流方案;从表现优秀的学长中遴选学友导师,提供朋辈指导.辅导员与导师协同配合、各司其职,共同致力于人才培养.

4.5 高素质双师型国际化的师资队伍的培养

专业训练层即针对信息与计算科学专业所必备的实践能力设置实践内容,主要包括数学实验模块以及学生所选的计算数学、气象数据处理和数据分析等某一模块的部分课程.

5 建设成效

多年来,特别是自2006年信息与计算科学专业被立项为江苏省品牌特色专业建设点以来,我们更新了思想观念,改革了培养模式,强化了“人人优秀,个个成才”的以生为本、分类培养的办学理念,加强了实习基地的建设,大力推进学生科研训练和学科竞赛,积极探索国际化人才培养新模式、新方法,在师资国际化及人才培养模式方面进行了许多有益的探索.2011年该专业成功入选“教育部综合改革试点专业”,并以本专业为支撑于2011年将“数学与应用数学、信息与计算科学、统计学”整体申报成为江苏省重点专业.

为部分优秀学生设置了科技创新训练层,鼓励学生根据自己的能力和兴趣完成拟定的课题,参加校内外专业竞赛(如全国大学生数学建模竞赛、美国大学生数学建模竞赛、全国挑战杯科技竞赛等),参加导师的科研项目,申报各类大学生训练计划等,以此培养学生的科研能力和创新能力.

多元化班级设置方面 2010年9月,学校同意本专业设立“学术型培优班”.2011年,学校与英国西苏格兰大学合作在全国率先开设本专业国际课程实验班(3+1模式,国内3年、国外1年),2011年计划招生35人,实际招生37人;2012年招生达到47人.更为可喜的是,首批2011级学生中34人于2014年顺利进入英国大学完成第4年学习,并有59.5%的同学被录取为世界前200名大学的研究生.2013年、2014年与英国雷丁大学合作开设“长望国际班”(以著名气象学家、教育家涂长望命名的国际合作培优班).

师资队伍建设方面 专业已有10余名教师与国外进行或正在进行合作交流,同时加强了与校内外强势学科的联系,校内主要引导教师到大气科学等交叉专业做博士后工作,校外本专业已有若干名教师到中国气象局做相关的科学研究工作,并有两名教师于2014年入选“江苏省科技副总”.专业教师承担高水平的科研项目,主办系列国际信息与计算科学国际会议,并有本专业教师主编《信息与计算科学》英文国际期刊.

人才培养改革方面 不断加大人才培养的改革力度,树立了“人人优秀、个个成才”的理念,坚持走“学术型与技能型分类、专业培养分流”的原则,兼顾分类别、多样性、国际化的多元化人才协调发展的办学思路,对人才培养模式、教学体系进行创新与探索.

2020年2月公布分级结果,2020年分级包含的年份是2018、2019、2020、2021、2022。为了监控葡萄酒品质的保持,在分级包含的5个年份装瓶前进行两次随机检查。若质量没有达标,已获得评级的酒庄可能会被取消分级。

教改项目成果方面 已立项“基于产学合作的信息与计算类人才培养改革与实践”、“信息与计算科学专业创新创业实践体系改革”、“基于‘学术型、技能型、国际化’的多元化信息与计算类人才培养模式的研究与实践”等省部级教学改革课题与项目,获得江苏省教学成果奖(高等教育类)一等奖、二等奖等.

课程教材建设方面 《气象计算方法》于2016年入选国家级品牌课程,《高等数值分析》、《数据挖掘》于2014年入选江苏省优秀研究生课程.《数值分析与计算方法》、《常微分方程:理论、方法及应用》的英文教材已于2011年、2013年由国外出版社出版;《数值分析与计算方法》中文版、《数值计算方法理论与典型例题选讲》、《离散数学》等教材已由科学出版社出版,目前正积极准备其配套资源的建设,包括《数值计算方法习题及上机指导》、网站资源等;《数学分析》、《数值分析与计算方法》等教材获得江苏省高等学校重点教材立项.

实践教学保障方面 专业拥有中央与地方共建项目、江苏省实验教学示范中心—数学教育实验教学中心,为学生实践教学及技能实训提供了有力保障,同时为学生参加各类竞赛提供了保证;专业现有10个稳定的校外实习基地,为开展校外合作办学及实践教学模式创新创造了条件;专业实验室还建有GPU工作站6台、图像图形工作站5台以及单精度计算能力达到每秒126万亿次的高性能GPU计算集群1套.

6 结束语

21世纪以来,我国的高等教育已逐步进入大众化发展阶段,精英教育已无法满足社会对人才培养的需求.基于此现实背景,以及行业与江苏地方经济的发展需要,并结合学校的办学条件与定位,我们积极开展了信息与计算科学专业人才培养模式的改革探讨与实践,充分考虑到学生的个性化与全面性发展需求,逐步形成了分层次多元化,学术与技能分类、专业培养分流的人才培养模式.

新构建的人才培养模式对学生在就业、考研和出国留学等方面的实施无疑是一个极大的促进,其本质是加快提高人才培养的质量,为社会培养相适应的人才,为学生寻求适合自身发展的方向.在学术与技能分类、专业培养分流、分层次多样性的人才培养过程中,学生能够人尽其能.这样的人才培养预期效果是达到人才培养的最高理想,即人人成才,希望每一个学生都有一个美好的未来!

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[1] 叶明凤,姜成志. 新世纪信息与计算专业人才培养模式的研究与实践[J]. 大学数学, 2008,24 (2):3-5.

[2] 岑仲迪,奚李峰. 信息与计算科学专业建设的探索与实践[J]. 大学数学, 2009,25 (3):1-5.

[3] 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.

[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.信息与计算科学专业教学规范[J].大学数学, 2003, 19(1): 6-10.

[5] 胡桔州,罗智明,陈荣平. 信息与计算科学专业人才培养模式与特色研究[J]. 教师, 2008(8): 27-29.

刘文军,蒋勇,陈文兵
《大学数学》 2018年第02期
《大学数学》2018年第02期文献

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