杜守強

(青島大學(xué) 數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266071)

信息與計算科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型實驗室設(shè)計研究

杜守強

(青島大學(xué) 數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266071)

培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的信息與計算科學(xué)專業(yè)本科生是信息與計算科學(xué)專業(yè)發(fā)展的需要，也是提高該專業(yè)本科生就業(yè)能力的必然要求。文中結(jié)合信息與計算科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型實驗室的設(shè)計與實施研究，探索創(chuàng)新型實驗室建設(shè)方案，同時探索信息與計算科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)方法。

信息與計算科學(xué)；創(chuàng)新型實驗室；協(xié)同創(chuàng)新；管理體制

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展與國家高等教育政策的不斷調(diào)整以及國家鼓勵大學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)政策的不斷完善，國家對地方高校如何適應(yīng)社會發(fā)展，培養(yǎng)具有自主創(chuàng)新能力的大學(xué)生提出了更高的要求。特別是2011年12月27日，國家教育體制改革領(lǐng)導(dǎo)小組第四次會議，對“2011計劃(送審稿)”進行了審議，原則通過，建議盡快按照相關(guān)程序報批后啟動實施。2012年3月22日，在全面提高高等教育質(zhì)量工作會上，聯(lián)合頒發(fā)了《教育部 財政部關(guān)于實施高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計劃的意見》[1]，該意見的實施為地方高等院校的發(fā)展再次指明了方向。2012年至今，各地方高校按照計劃的總體精神與要求，積極推動機制體制改革，踴躍開展協(xié)同創(chuàng)新，力爭在新一輪的高等學(xué)校改革中大力提升創(chuàng)新能力和水平。設(shè)立校級協(xié)同創(chuàng)新計劃和省級2011計劃，組建協(xié)同創(chuàng)新體，成為地方高等學(xué)校的重要建設(shè)任務(wù)，一批“2011協(xié)同創(chuàng)新中心”得到了支持發(fā)展。

信息與計算科學(xué)專業(yè)是各高等學(xué)校數(shù)學(xué)學(xué)院設(shè)置的一個重要本科專業(yè)，是新型的復(fù)合專業(yè)，該專業(yè)主要是由計算數(shù)學(xué)、信息科學(xué)、運籌學(xué)與控制論等學(xué)科交叉融合而成。該專業(yè)的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具有扎實的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)、良好的邏輯思維能力、靈活的創(chuàng)新實踐意識；掌握信息與計算科學(xué)的基本理論、基本方法與技能，受到較高水平科學(xué)研究訓(xùn)練；精通部分高級程序語言，具備運用所學(xué)知識解決信息技術(shù)問題、科學(xué)工程與計算問題、優(yōu)化控制等問題的能力；能在科技、信息產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟、金融、教育等部門從事科學(xué)研究、應(yīng)用技術(shù)開發(fā)與管理以及教育工作的復(fù)合型人才；該專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)適應(yīng)面寬，就業(yè)崗位涵蓋理工、經(jīng)濟管理與教育，并且能夠繼續(xù)攻讀各專業(yè)方向研究生。培養(yǎng)具有創(chuàng)新實踐能力與協(xié)同創(chuàng)新能力的信息與計算科學(xué)專業(yè)本科生是培養(yǎng)單位面臨的一項重要挑戰(zhàn)。由于實踐教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生利用所學(xué)知識進行實踐創(chuàng)新，能夠培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，通過實踐教學(xué)推動信息與計算科學(xué)專業(yè)本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有舉足輕重的作用[2-3]。

高校實驗室是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基地，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要場所[4-7]。利用創(chuàng)新實驗室的建設(shè)來促進信息與計算科學(xué)專業(yè)本科生進行有效的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練顯得十分必要。信息與計算科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型實驗室的建立可以實現(xiàn)信息與計算科學(xué)專業(yè)與學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的緊密結(jié)合，使理論學(xué)習(xí)的第一課堂與實踐練習(xí)的第二課堂有機結(jié)合?？梢酝ㄟ^各類大學(xué)生創(chuàng)新實踐活動的具體實施，使教師與學(xué)生在大學(xué)生課外科技創(chuàng)新實踐活動中不斷加強教學(xué)與科研的聯(lián)系，為縮短用人單位要求與高校畢業(yè)生能力之間的差距提供一定的幫助。

1 創(chuàng)新型實驗室的運作模式

1.1 創(chuàng)新型實驗室的組織管理機構(gòu)

創(chuàng)新型實驗室的組織管理機構(gòu)主要包括組織制度、設(shè)備配置管理等，實驗室的建設(shè)要以學(xué)生發(fā)展為核心，對實驗室的設(shè)備進行合理分配。對實驗常用的技術(shù)體系進行優(yōu)化，為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供良好的軟硬件服務(wù)。結(jié)合現(xiàn)行的國家級、校級大學(xué)生創(chuàng)新性實驗與創(chuàng)新性學(xué)習(xí)項目的實施，有項目的學(xué)生可以向?qū)嶒炇姨岢錾暾垺Ｔ诮o出完善的實驗計劃、預(yù)期成果的基礎(chǔ)上，學(xué)院的實驗室管理委員會進行審核。審核通過后，可以按計劃讓創(chuàng)新小組入駐實驗室，同時建立相應(yīng)的獎懲機制，合理的實驗室退出機制。

1.2 創(chuàng)新型實驗室的復(fù)合性

創(chuàng)新型實驗室的復(fù)合性主要表現(xiàn)為要與理論教學(xué)配套。由于信息與計算科學(xué)專業(yè)本科生的課程設(shè)計涵蓋了數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)以及計算機科學(xué)技術(shù)等學(xué)科的相關(guān)課程，信息與計算科學(xué)專業(yè)的本科生若沒有完善成套的實踐、實驗教學(xué)培養(yǎng)計劃，培養(yǎng)的學(xué)生既對數(shù)學(xué)一知半解，還缺乏計算的動手能力。所以結(jié)合課程的開設(shè)，建設(shè)合理的第二課堂是信息與計算科學(xué)專業(yè)生存的必要條件。例如，數(shù)學(xué)模型課程主要用數(shù)學(xué)語言、方法來近似解決實際問題，給出對應(yīng)的數(shù)學(xué)表達式，對建立的數(shù)學(xué)表達式進行推理、證明、數(shù)值計算和相應(yīng)的軟件求解并且結(jié)果與實際進行比較。一個完整的數(shù)學(xué)建模過程是綜合利用知識解決實際問題的過程。該課程能夠在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)、提高學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識認識社會實際問題、描述實際問題、求解實際問題等方面起到重要的作用。創(chuàng)新型實驗室可以設(shè)計專門的數(shù)學(xué)模型課程專題，有現(xiàn)成的經(jīng)典案例可以選擇操作，也可以圍繞某個問題，自行設(shè)計專題實驗。

1.3 創(chuàng)新型實驗室的人性化

創(chuàng)新型實驗室的人性化主要表現(xiàn)在時間自由、指導(dǎo)教師流動等方面。在時間自由方面主要考慮參與實驗室學(xué)生的不同年級、課程設(shè)置時間不同等因素。在創(chuàng)新型實驗室的開放時間上可以安排在課余與假期時間，建立完善的學(xué)生自我管理與自我約束機制。實施實驗室違規(guī)一票否決制度，讓學(xué)生在制度的框架下自由地利用實驗室。在指導(dǎo)教師方面，放棄實驗指導(dǎo)教師固定的模式，改成學(xué)生自由選擇指導(dǎo)教師，學(xué)生在設(shè)計實驗的不同階段可能需要不同方向的指導(dǎo)教師。學(xué)院可以在網(wǎng)站上公示學(xué)院教師的科研方向與科研信息，供學(xué)生選擇。學(xué)生由課堂的理論知識到實踐實驗的轉(zhuǎn)變是完全質(zhì)的飛躍，指導(dǎo)教師是飛躍過程的催化劑。指導(dǎo)教師通過對學(xué)生的引導(dǎo)，可以激發(fā)學(xué)生的主體地位感，激發(fā)創(chuàng)造的動力和熱情。創(chuàng)新型實驗室的人性化可以促進實驗室管理的有序化、規(guī)范化。

1.4 創(chuàng)新型實驗室的開放性

創(chuàng)新型實驗室的開放性主要表現(xiàn)在與外界的交流與合作。在校內(nèi)與其他學(xué)院專業(yè)的學(xué)生進行實驗交流與合作，采用“數(shù)學(xué)+X”模式。在校外，可以利用網(wǎng)絡(luò)視頻等現(xiàn)代技術(shù)與世界各地的學(xué)生、科研工作者交流與合作。靈感是在不同的思想碰撞中產(chǎn)生的，沒有一個理智的人會拒絕交流與合作。只有學(xué)生對所感興趣的研究方向有了理解，才能為創(chuàng)新打好基礎(chǔ)。

1.5 創(chuàng)新型實驗室的實驗定位

結(jié)合信息與計算科學(xué)專業(yè)學(xué)生的特點，設(shè)計階梯發(fā)展的實驗，先基礎(chǔ)后創(chuàng)新的模式。以厚基礎(chǔ)，多方向為主線，設(shè)計多層次、多方向的實踐教學(xué)培養(yǎng)體系，可以分為基礎(chǔ)型實驗、綜合型實驗、飛躍型實驗三種?；A(chǔ)型實驗主要是與課程配套的數(shù)值實驗等實踐活動，如：利用Matlab優(yōu)化工具箱中的程序求解運籌學(xué)課程中的一些線性規(guī)劃例題等數(shù)值驗證。綜合型實驗主要為結(jié)合各類創(chuàng)新性研究項目的實施、各類大學(xué)生科技競賽項目等活動，設(shè)計綜合型科技創(chuàng)新訓(xùn)練項目，如舉辦各類大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽等活動。飛躍型實驗主要是針對少數(shù)具有堅實基礎(chǔ)知識和一定特長的學(xué)生設(shè)計的高難度的綜合性實驗項目，主要目的是學(xué)生能通過項目的實施可以申請專利或者達到能和教師合作申報一定級別的科研項目的水平，如結(jié)合圖論與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等課程中的知識對城市具體的公交路線等進行優(yōu)化設(shè)計等創(chuàng)新性研究項目。

2 結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)對生產(chǎn)力的貢獻是巨大的，創(chuàng)新則是科學(xué)技術(shù)中不可替代的關(guān)鍵。通過信息與計算科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型實驗室建設(shè)的設(shè)計與實施，可以讓信息與計算科學(xué)專業(yè)的學(xué)生將課堂教學(xué)知識與實驗實踐教學(xué)知識有機結(jié)合，強化理論聯(lián)系實際的能力、培養(yǎng)協(xié)作與創(chuàng)新的能力、縮小高等學(xué)校學(xué)生培養(yǎng)水平與用人單位人才要求的距離。高等學(xué)校實驗室管理人員應(yīng)該進一步解放思想、創(chuàng)新管理模式，結(jié)合現(xiàn)代高等學(xué)校管理制度的建立與社會經(jīng)濟文化等方面的新發(fā)展，創(chuàng)造性地建立現(xiàn)代高等學(xué)校實驗室管理規(guī)范與運行模式，為信息與計算科學(xué)專業(yè)能夠適應(yīng)社會發(fā)展需要，繼續(xù)培養(yǎng)出能夠服務(wù)社會的合格人才貢獻應(yīng)有的力量。

[1]國家教育部體制改革領(lǐng)導(dǎo)小組.教育部有關(guān)負責(zé)人就《高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計劃》答記者問[EB/OL].(2012-04-13).http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s271/201204/134372.html

[2]邢遠秀,尹水仿,余勝春.信息與計算專業(yè)計算機課程實踐教學(xué)的探索[J].大學(xué)教育,2013(8):115-116.

[3]劉忠艷，周波.信息與計算科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)改革研究與探索[J].中國電力教育,2013(14):134-135.

[4]劉亞靜，王政.“礦山地理信息系統(tǒng)建設(shè)”大學(xué)生創(chuàng)新實驗室方案[J].河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報,2012,12(4):155-157.

[5]田?？?，羅維平.創(chuàng)新實驗室自主管理和自主學(xué)習(xí)模式探析[J].實驗室技術(shù)與管理,2012,29(2):30-33.

[6]田愛民，姜愛民，張慧.獨立建設(shè)“創(chuàng)新實驗室”的必要性質(zhì)疑[J].實驗室研究與探索,2011,30(11):161-163.

[7]陳二陽,雷霖,彭長宇.高校實驗室管理及實驗教學(xué)改革探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2013,11(5):278-280.

Innovative Laboratories Design Research of Information and Computer Science

DU Shouqiang

(College of Mathematics, Qingdao University, Qingdao 266071, China)

Under the current social development, combined with the requirement of improving the ability of practical, the quality of the information and computer science students must be improved. Combined with the design research of information and computer science innovative laboratories, the methods for cultivating of innovative talents are also explored.

information and computer science; innovative laboratories; collaborative innovation; management system

2014-01-08

青島大學(xué)創(chuàng)新型教學(xué)實驗室研究項目“創(chuàng)新型大學(xué)數(shù)學(xué)實驗的設(shè)計與開發(fā)”理論成果；青島大學(xué)精品課程建設(shè)項目(運籌學(xué))。

杜守強(1978-)，男，博士，副教授，研究方向：最優(yōu)化理論與方法、系統(tǒng)分析與優(yōu)化。

G482

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.01.057