劉朝霞

（集寧師范學(xué)院 數(shù)學(xué)系，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

信息與計算科學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)方法改革探討

劉朝霞

（集寧師范學(xué)院 數(shù)學(xué)系，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

實驗教學(xué)在提高學(xué)校教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力方面具有非常重要的作用.本文以信息與計算科學(xué)專業(yè)的人才特色及培養(yǎng)目標(biāo)為基礎(chǔ)，分析了現(xiàn)階段該專業(yè)在實驗教學(xué)中存在的不足與問題，對該專業(yè)的實驗教學(xué)應(yīng)采取的教學(xué)模式和方法作了相關(guān)探究，提出了實驗教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考.

信息與計算科學(xué)；實驗教學(xué)；實踐能力

信息與計算科學(xué)（Information and Computing Sciences）是由計算數(shù)學(xué)、應(yīng)用軟件、信息科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)與控制論等專業(yè)合并而產(chǎn)生的新專業(yè)[1]，1998年被教育部頒布為理科數(shù)學(xué)類專業(yè).該專業(yè)是一個涵蓋信息、計算技術(shù)等學(xué)科的交叉專業(yè)，該專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生不僅要具備深厚、扎實的數(shù)學(xué)和計算機(jī)功底，也要具備扎實的計算機(jī)軟件設(shè)計與操作技能，更要具備運(yùn)用所學(xué)知識和計算機(jī)技能解決實際問題的能力，能夠適應(yīng)社會在信息處理、程序設(shè)計、軟件開發(fā)等技術(shù)工作與教學(xué)科研方面的需求.因此，這就對該專業(yè)實驗課程的教學(xué)模式和方法提出了更高的要求.本文在分析實驗教學(xué)對信息與計算科學(xué)專業(yè)的重要作用和目前實驗教學(xué)存在的問題的基礎(chǔ)上，提出了改革實驗教學(xué)模式和方法的幾點(diǎn)探討.

1 實驗教學(xué)在信息與計算科學(xué)專業(yè)中的作用

該專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是“具有數(shù)學(xué)和計算機(jī)科學(xué)的基本理論、方法和技能，有較強(qiáng)的計算機(jī)軟件開發(fā)和信息管理能力、理論與實踐相融合的復(fù)合型人才”[2]，由此確定了實驗教學(xué)在信息與計算科學(xué)專業(yè)中的重要地位，明確了實驗教學(xué)具有以下重要作用和功能：

（1）能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生將理論知識運(yùn)用于解決實際問題的實踐動手能力.

（2）提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效率，充分挖掘和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、科研和學(xué)術(shù)能力.

（3）改變傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)訓(xùn)練，在計算機(jī)環(huán)境下加深學(xué)生對數(shù)學(xué)相關(guān)理論、命題的理解和掌握.

（4）為學(xué)生成長為高層次復(fù)合型人才提供了實踐和經(jīng)驗積累的機(jī)會.

2 目前信息與計算科學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)存在的問題分析

信息與計算科學(xué)專業(yè)的實驗教學(xué)模式與該專業(yè)的培養(yǎng)方案和課程設(shè)置具有緊密的聯(lián)系，盡管該專業(yè)已發(fā)展了多年，在此期間各高校的人才培養(yǎng)方案和課程設(shè)置也在不斷的改革，但總的來說目前還是普遍存在以下幾個問題：

2.1 實驗教學(xué)模式?jīng)]有根本性突破

有些高校的信息與計算科學(xué)專業(yè)是由計算數(shù)學(xué)或應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)改造而成的，雖然在實驗教學(xué)模式和方法上進(jìn)行了改革，但由于受到舊專業(yè)模式的影響，實驗教學(xué)模式總體上沒有根本性突破，甚至存在兩級分化現(xiàn)象，有的學(xué)校按照計算數(shù)學(xué)專業(yè)的實驗課程體系和教學(xué)模式教學(xué)，有的學(xué)校則按照計算機(jī)專業(yè)的實驗課程體系和教學(xué)模式教學(xué).

2.2 專業(yè)特色和優(yōu)勢不突出，致使實驗教學(xué)模式受到制約

信息與計算科學(xué)是一門新型專業(yè)，各高校開辦這一專業(yè)的時間較短，課程建設(shè)、師資隊伍建設(shè)都較弱，教師的教學(xué)經(jīng)驗少，對該專業(yè)的專業(yè)定位、人才特色、課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容等問題還沒有形成統(tǒng)一的認(rèn)識和固定的模式，甚至有些學(xué)校在專業(yè)建設(shè)方面存在“摸著石頭過河”現(xiàn)象.受到這些因素的影響，該專業(yè)的特色和優(yōu)勢并沒有真正發(fā)揮出來.同時，實驗教學(xué)模式也因師資問題、專業(yè)定位認(rèn)知模糊和專業(yè)優(yōu)勢不顯著而受到制約和影響.

2.3 缺少實訓(xùn)基地、實驗室形式單一，學(xué)生動手能力弱

在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)上，普遍存在實踐基地單一、少的現(xiàn)象，實踐基地缺乏良好的硬件和軟件環(huán)境的支撐，大多數(shù)學(xué)校僅提供普通的計算機(jī)機(jī)房作為學(xué)生的實踐基地，致使許多學(xué)科的實驗課程受到實驗基地、軟環(huán)境和硬環(huán)境等因素的制約無法很好的完成，致使學(xué)生普遍存在基礎(chǔ)實踐能力強(qiáng)而提高性、研究性和創(chuàng)新性實踐能力弱的現(xiàn)象.

3 改革實驗教學(xué)思路探討

信息與計算科學(xué)專業(yè)的實驗教學(xué)應(yīng)該緊扣該專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和理論課程的設(shè)置，首先在實驗課程的設(shè)置上應(yīng)該突出該專業(yè)的特色，以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，計算機(jī)為工具，以培養(yǎng)基礎(chǔ)深厚、應(yīng)用與創(chuàng)新能力強(qiáng)為核心，改革傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，建立全新的適應(yīng)該專業(yè)需求的現(xiàn)代化實驗教學(xué)模式.要從如下幾個方面做起：

3.1 建立科學(xué)的實驗教學(xué)體系

建立一套科學(xué)的、現(xiàn)代化的能夠突出該專業(yè)特色的實驗教學(xué)體系是進(jìn)一步建設(shè)和建好信息與計算科學(xué)專業(yè)的前提和必備的條件，應(yīng)該遵循以下原則：

3.1.1 實驗課程的開設(shè)應(yīng)遵循“特色化”原則

實驗課程的開設(shè)應(yīng)遵循“特色化”原則，是指根據(jù)該專業(yè)的特色開設(shè)以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，運(yùn)用計算機(jī)來完成的演示性、基礎(chǔ)性實驗，以數(shù)學(xué)、計算機(jī)與信息交叉的綜合性、設(shè)計性實驗，以及研究性、創(chuàng)新性實驗.如開設(shè)《離散數(shù)學(xué)》實驗課之一“建立圖的鄰接矩陣，判斷圖的連通性”就是以高等代數(shù)中矩陣的知識點(diǎn)為依托，以C或其它語言及計算機(jī)為工具，來完成實驗內(nèi)容的.學(xué)生在參與和完成這些實驗中既學(xué)習(xí)了課本的理論知識又培養(yǎng)邏輯思維能力和動手能力，這樣既激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣、開發(fā)了學(xué)習(xí)潛能，又培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，真正提高了該專業(yè)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)能力.

3.1.2 實驗課程的開設(shè)應(yīng)遵循“銜接化”原則

“銜接化”原則是指在安排實驗課程時要遵循各課程之間的聯(lián)系和學(xué)習(xí)程度上的銜接.例如開設(shè)《算法分析與設(shè)計》實驗課時應(yīng)在開設(shè)《程序設(shè)計語言》和《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》及《圖論》等課程之后進(jìn)行，學(xué)生在完成實驗的過程中要將新舊知識相結(jié)合才能完成實驗內(nèi)容，這樣既復(fù)習(xí)了舊知識又提高了新舊知識相結(jié)合解決問題的能力.

3.1.3 實驗課程的內(nèi)容應(yīng)遵循“層次化”原則

“層次化”原則是指在制定實驗教學(xué)大綱和具體的實驗內(nèi)容時要根據(jù)學(xué)生所掌握的理論知識和實踐動手能力的層次和程度，按照“基礎(chǔ)演示型實驗、提高設(shè)計型實驗和研究創(chuàng)新型實驗”三個層次循序漸進(jìn)地展開，以提高學(xué)生的實踐能力和分析創(chuàng)新能力[3].例如開設(shè)《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》實驗教學(xué)時，先安排諸如創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫及表、查詢表等基礎(chǔ)實驗之后，再安排運(yùn)用所學(xué)數(shù)據(jù)庫知識開發(fā)一個小的如學(xué)籍管理系統(tǒng)等設(shè)計型和創(chuàng)新性實訓(xùn)內(nèi)容.

3.1.4 實驗課程內(nèi)容應(yīng)遵循“理論與實踐相結(jié)合、基礎(chǔ)能力與創(chuàng)新能力相結(jié)合”的原則

實驗教學(xué)內(nèi)容和模式的設(shè)置要與社會的實際需求相適應(yīng)，應(yīng)將理論知識與具體實踐相結(jié)合，通過安排與理論課相對應(yīng)的基礎(chǔ)演示性實驗，設(shè)計性試驗和創(chuàng)新性實驗，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，又培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用書本理論知識解決實際問題的分析、動手和創(chuàng)新能力；通過安排諸如數(shù)學(xué)建模競賽、程序設(shè)計大賽等課外科技活動來培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力，使學(xué)生的知識面和視野得到了擴(kuò)展，也提升了學(xué)生解決實際問題的能力，培養(yǎng)了綜合素質(zhì)[4].

3.2 充分發(fā)揮學(xué)生在實驗教學(xué)中的主體地位

要提高實驗教學(xué)的學(xué)習(xí)效率，應(yīng)堅持“以學(xué)生為主體“的教學(xué)理念，讓學(xué)生在實踐課的參與中激發(fā)學(xué)生探索新問題學(xué)習(xí)新知識的興趣.同時，教師也可以安排學(xué)生參與部分科研項目，讓學(xué)生在科研實踐中提高創(chuàng)新、科研能力.于此同時，教師要注重學(xué)生在實踐中發(fā)現(xiàn)和提出的問題，應(yīng)對問題進(jìn)行講解和分析、總結(jié)，并根據(jù)實際需求更新實驗內(nèi)容.

3.3 建立科學(xué)的實驗教學(xué)質(zhì)量保證體系

我們既要注重實驗教學(xué)模式的改革，更要保證實驗教學(xué)的質(zhì)量.實驗教學(xué)質(zhì)量的好壞程度是實驗教學(xué)改革的保障，也是學(xué)生學(xué)習(xí)效果的保障，也是實驗教學(xué)改革的重要內(nèi)容.建立科學(xué)的實驗教學(xué)質(zhì)量保證體系應(yīng)該做好以下兩個方面的工作：

3.3.1 實驗教學(xué)大綱的制定

該專業(yè)實驗教學(xué)大綱的制定要緊緊圍繞該專業(yè)的人才特色和專業(yè)優(yōu)勢，實驗內(nèi)容應(yīng)以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，計算機(jī)為工具，不能偏離信息技術(shù)的原則，通過成立以專業(yè)帶頭人為核心，以具有豐富實踐教學(xué)經(jīng)驗的老師為成員的實驗教學(xué)指導(dǎo)小組，憑借他們多年來的科研和實踐經(jīng)驗，集體制定出適應(yīng)該專業(yè)實際需求的實驗教學(xué)大綱和教學(xué)計劃，使實驗教學(xué)具有特色性、科學(xué)性、先進(jìn)性和實用性.

3.3.2 實驗教學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量的保證

教師在實驗課中應(yīng)該以“指導(dǎo)和答疑”為主，教師在巡視過程中要考查學(xué)生實驗的方法步驟是否正確，同時也要對操作或方法有問題的學(xué)生給予指導(dǎo)，及時解答學(xué)生在實驗過程中提出的問題.實驗結(jié)束后，學(xué)生要完成實驗報告并將報告反饋給老師，教師既要對學(xué)生在實驗中出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行分析總結(jié)，又要將實驗報告反饋的信息和教師在實驗課中所掌握的學(xué)生學(xué)習(xí)狀況信息分析進(jìn)行總結(jié)，最后將這些信息反饋給實驗教學(xué)指導(dǎo)小組，作為及時修改和完善實驗教學(xué)大綱的依據(jù).

在學(xué)期中或?qū)W期末時，通過組織實驗操作考試加筆試的考核方式來考察學(xué)生對實驗知識和理論知識的掌握程度，同時，對學(xué)生重視平時實驗課程起到了一定的促進(jìn)作用.

3.3.3 教研室活動及教學(xué)問題開展的質(zhì)量保證

要定期開展教研室活動，教學(xué)指導(dǎo)小組和老師定期將實驗課中產(chǎn)生的問題及反饋回來的信息進(jìn)行討論、分析研究，及時解決出現(xiàn)的教學(xué)問題，并將相關(guān)教師最新的科研成果也寫入教學(xué)大綱，及時修訂教學(xué)大綱和教學(xué)計劃，更新實驗教學(xué)內(nèi)容，以指導(dǎo)今后實驗教學(xué)的改進(jìn)和質(zhì)量的提高，確保學(xué)生通過該專業(yè)的實驗課能夠真正提高數(shù)學(xué)素質(zhì)、提高科學(xué)素養(yǎng)、提高創(chuàng)新能力.

4 結(jié)束語

基于信息與計算科學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，可以看到實驗教學(xué)在該專業(yè)的人才培養(yǎng)中的重要作用，尤其在培養(yǎng)理論與應(yīng)用并重的復(fù)合型理工人才方面的重要作用.對信息與計算科學(xué)專業(yè)的實驗教學(xué)在模式、方法、過程等方面的改革，將有助于進(jìn)一步加強(qiáng)該專業(yè)的建設(shè)、深化教學(xué)團(tuán)隊內(nèi)部的建設(shè)、提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量、提升學(xué)生創(chuàng)新能力，有助于培養(yǎng)與該專業(yè)人才特色相一致的、能夠適應(yīng)社會需求的人才.

〔1〕中華人民共和國教育部高等教育司.普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹（1998年頒布）[M].北京：高等教育出版社，1998.

〔2〕何光輝，曹蓓.構(gòu)建信息與計算科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系[J].學(xué)院，2009（10）.

〔3〕周斌，等.論研究性學(xué)習(xí)與大學(xué)生素質(zhì)教育[J].教育理論與實踐，2006（12）.

〔4〕衛(wèi)紹元，佟紹成.將強(qiáng)實驗教學(xué)工作，提高實驗教學(xué)質(zhì)量的探索與實踐[J].實驗室科學(xué)，2007（6）.

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