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在对信息与计算科学专业人才的培养方面,经过近20年的坚持进取,我们已经在这个专业的培养目标和课程设置上有了良好发展。在信息技术中融入数学技术,这对科技的发展起到了重要的推动作用。而应时代要求,国家和高校应将对这方面人才的培养提上日程。
数学技术被欧洲工业数学联合会定义解释为数学模型的技术以及能给出定性和定量回答的技术。之后人们使用数学计算技术替代了这一术语。古希腊科学家阿基米德对数学技术的应用是关于数学技术较早的记载。他通过应用数学方法和技术,提出了杠杆原理等,并在其他方面也作出了卓越贡献。
在现在的科学领域里,应用数学与纯粹数学理论研究之间的界限已经不那么明确,数学工程技术、工程数学、控制性理论、运筹学理论等的研究界限也越来越少。当今的数学科学正在致力于其技术的形成,并将自身与科学技术的融合放到了主要位置。
从哲学层面来看,信息是事物的属性之一,是其运动的方式与所处的状态,它与物质的概念范畴是并列的。从信息论的层面来看,客观世界可以由信息直接或间接地表现出来。
从科学层面上来看,与消息的概念有所不同,信息是消息的内容,是其核心部分;信息也与信号概念不同,它是承载于信号上的内容;信息与数据也不属于同一个概念范畴,信息可以使用图像或文字来表达,而数据和图像、文字是并列概念,都是信息的一种记录形式。
经历了几十年的时间,信息技术从开始发展到如今,其与数学理论的结合应用已经成为了科研和应用方面的主流。在滤波、解码、编码、信源等方面,都使用数学方法对其概念进行了定量度量和数学描述,由此促使信息技术走入精确定量时代,在此基础上形成了以研究信息的处理、分析、存储、传输、获取、产生等为研究方向的信息技术学科。
计算技术与信息技术相互补充、相互联系,融合成了信息与计算科学这门学科。计算科学包括对数值计算方法的分析和设计,以及对理论基础和实践应用的研究。而信息学科主要研究方向有信息利用、信息处理、信息传输和信息获取。在信息利用方面,主要技术是控制技术;在信息处理方面,主要技术有计算技术和信息表示方法等;在信息传输方面,信息安全技术和通信技术的应用较为广泛;在信息获取方面,主要技术包括数据采集技术、遥感技术等。信息科学与计算科学,两者相互促进、共同发展。
信息与计算科学在未来的发展方向上,将侧重于信息表示技术、信息安全技术和信息采集技术。目前较为完善的密码技术和遥感技术,都为信息处理技术提供了良好的发展基础。在未来对信息与计算科学的研究上,技术应用的对象或许不再只是流数据或报数据,而是灵感和思维,实现机器与人类思想的对接。所以,在对信息与计算科学的认识和探究上,人类需要不断拓宽思想、开阔思路、大胆想象、踏实研究。
随着科技的进步以及自动化技术、信息系统工程学、人工智能技术、计算机科学、电子学、信息论等相关科学的发展,信息与计算科学在不断进步,研究的领域也越来越广泛,包括人类、生物、机器的信息的控制、利用、处理、传输、变换和采集等,还包括对各种信息控制设备和信息机器的研制,在实现自动化和智能化的基础上,努力将人脑从繁重的工作中解放出来,不仅提升了人类的生存质量,而且也提升了人类认识和改造自然的能力。
上世纪90年代,信息与计算科学被归属到数学专业中,旨在研究应用现代计算工具解决工程与科学问题的数学方法和理论。当今世界正处于信息化时代,在这个时代,对信息进行有意义的挖掘、提炼和分析是推动社会发展的强大动力。在对信息进行这一系列处理的过程中,需大量应用统计分析、计算数学等方法,亟需在信息处理、加工和传输方面具有专长的人才。
我国在全国大多数高校中都开设了信息与计算科学专业,从这方面能够有力反映出我国对这个专业人才培养的重视。在高校中设立该专业,有利于计算机技术的应用和发展,另一方面也有利于数学技术的发展。
信息革命不仅推动了信息时代的发展,还为信息与计算科学的研究与应用开创了光明前景,信息技术和数学技术已经对人类社会的发展产生了巨大的影响。信息与计算机科学是刚刚起步的新兴专业,正处于发展阶段,其对专业人才的需求应得到社会、政府及高校的重视。
[1]宋广华,刘慧.普通高校信息与计算科学专业课程设置探究[J].中国科教创新导刊,2010,8(1):117-118.
信息与计算科学专业为理科专业,通常开设于大学里的数学学院。这个专业通常分为计算数学和计算机软件这两个大的专业学习方向。方向一是以数学方面为主,计算机科学方面为辅;方向二是以计算机科学方面为主,数学方面为辅。大多数的院校在本科阶段虽不作细分,但偏向计算数学方向的居多,包括我的学校也是偏向计算数学。不管分不分专业方向,也不管各个学校所开设的课程有多少不同,无数的基础课都会充满这个专业学生的课程表,数学的、计算机的、物探的、测井的都学,可以说上天入地无所不学,但却又不会学得太深入。
从大二开始,我们就会开始接触编程,但也只是接触,如果想深入学习这方面或者是想往编程这方面就业的话,就要做好自学的打算。光是本科阶段教的这些是远不足以让我们成为一个真正的程序员,而且本身同计算机专业出来的学生相比,就落后了一步“专业性”,毕竟我们是数学类专业。
大部分的专业往往在大一学的都是一些基础、公共的科目,而大二、大三会学习一些与之前毫无关系的专业课。但我们数学类的专业是不一样的,在大一学习的内容会贯穿整个大学,所以在大一就必须打好基础,否则之后的学习会很难跟得上。高等代数和数学分析是重中之重的科目,之后的学习都是从里面的一个函数方向和矩阵方向延伸出来,特别是其中的一个函数方向尤其重要。大二、大三、大四学习的积分求O限、概率论、运筹学、优化设计、常微分方程和偏微分方程都与大一打下的基础分不开。
读过大学的人都会觉得高等数学很难,所以数学类专业的挂科率会非常高,但其实正好相反,我们专业的挂科非常低,就连我们宿舍的学渣一年到头也没见他去补考过。不过挂科率这么低是有这么一个前提的:每次一到期末,我们的宿舍往往都是空荡荡的,所有的人都会去那因为挤满人而只能坐楼梯的图书馆学习。不过有一点大家是没有想错的,我们专业的学习确实很枯燥。它不会像设计类专业那样充满着天马行空的想象,也不会像语言类专业那样充满着妙趣横生的诗文,更不会像化工类专业那样充满着各种神奇的实验现象,陪伴我们的只有那枯燥无比的“0”到“9”这十个阿拉伯数字和那些奇形怪状的数学符号。想要要选择这个专业,就要有一定的耐心和毅力,当你能够爱上这十个阿拉伯数字,能够发现它们与这些计算符号之间的美,你的数学之路才刚刚开始,毕竟不是谁都能成为华罗庚的。
数学类的专业,在大多数人眼里,毕业后能做的无非只有两个方面:一是当一个数学老师,二是搞科研,继续钻研那十个奥义无穷的阿拉伯数字。这么看来数学类专业的就业似乎太古板而且道路狭窄。然而,这些都是偏见。数学专业毕业的研究生早已是界、IT界、科研界、教育界甚至商业的“香饽饽”,数学专业的就业前景有着你看不见的“前途似锦”。因为学的是基础学科,所以很多职位都可以在稍微掌握了一些专业性的技能之后就可以胜任了,而且在遇到需要考试的时候,特别是关于数学的考试时,数学类产业的毕业生天生具有优势。虽然我们专业的就业路面广,但是却需要很强的数学能力才会受到用人单位的青睐。
不过说到底,信息与计算科学专业的学生最好的出路还是读研,特别是读其他方向的研究生,这是非常厉害的一个组合。如果你有很好的数学基础的话,你会在以后的学习和研究中感受到数学给你带来的数不尽的好处。无论是天文学家也好,物理学家也罢,他首先是个数学家,这是必然的,任何一个学科在高层次的较量就是数学的较量。在现在国内外很多科研、工作做得出色的人,他们在本科阶段读的都是数学。
在大学的数学学院里,除了信息与计算科学,大多数还设置了应用数学、基础数学、概率与统计精算、数学与控制科学等专业。这些现代数学的分支超越了传统数学的范畴,延伸到各个社会领域,以数学为工具,探讨和解决非数学问题,为人类社会发展做出了巨大的贡献。当然,这些专业的学生也受到了各个相关领域的欢迎,所以说千万不要觉得学数学类的专业将来就业的道路会很难走,路其实都是自己走出来的,难不难走,取决于自身。
说到信息与计算科学,肯定就会想到另外一个专业――计算机科学与技术,这两个专业的名字看起来很相似,但学习内容却相差很多。
信息与计算科学专业,一般是主修数学,辅修计算机。很多学校的这个专业都是从应用数学改变过来的,也算是顺应时代的变化吧。
计算机科学与技术,主修的专业课程:程序设计,软件开发,游戏设计,网络技术、电脑维护与组装拆卸等;基础文化课有数学、英语等。
信息技术主要应用于基于情境的信息获取整合服务、基于数字产业化数据信息获取与利用服务、基于社交驱动的信息技术应用、基于“平台即服务”的信息技术应用、基于统筹分析的信息安全技术等几个方面。
此种信息技术能够将虚拟的数据信息实现同真实的世界实现对接。依托对此种信息技术的应用,使企业能够实现对各种数据信息内容的高效整合。为企业的管理者提供企业业务发展战略决策依据,使企业的经济效益实现稳定增收。
此种信息技术依赖于企业的信息数据库建设与完备情况,企业通过对自身信息数据库的建设与完善,并且依托互联网技术的开放性特质,从而实现同其它企业之间的信息高速共享,进而改变企业以往的数据信息单一获取模式。由此来看,依托对此种信息技术的应用,将使企业实现更多途径的数据信息获取,从而帮助企业管理者实现决策效度地提升。在未来一个时期,企业能够依托数据的多途径获取,从中整合、遴选对自身战略实现有益的相关数据信息内容,进而使企业依托数字化产业化建设,实现组织绩效的明显增进。
从现代企业营销战略选择情况来看,尽管当前多数企业仅仅将社交媒体视为自身产品推广与服务推介的渠道。然而随着技术的进步以及公众消费观念的转变,此种信息技术必然成为企业能够依凭其实现客户沟通、合作伙伴交流的关键工具。
“平台即服务”(PaaS)架构不仅是企业节约成本的一种模式,未来还将对企业灵活应对市场发展变化起到至关重要的作用。PaaS提供商将逐步提供3项附加内容,即可重复使用的商业服务、整合能力以及拓展能力。
此种信息技术在于为企业提供足够的数据安全。信息时代的到来,使得企业同客户与合作伙伴之间的沟通、交流更为便利,提升了企业的运营与生产效率,然而随之而来的便是,企业必须积极应对互联网技术的开放性所易于引致的企业信息数据安全问题。通过对此种技术的推广与应用,将使企业的数据库系统处于安全状态,进而规避了网络黑客、木马病毒对企业数据库的侵入,避免了企业因此遭受不必要的损失和承担不必要的风险。
审视当代信息技术的总体发展情况能够看出,计算机技术较比先前已经一日千里,具体表现为下述几个方面:①计算机技术在研发应用方面实现了性能的不断提升,运算速度不断加快,信息整合能力也突飞猛进;②随着周边技术的发展,计算机技术所涵盖的技术广度不断扩大,从而便利了公众的生活;③当代计算机技术通过同智能化技术的结合,已经实现了智能化发展。总体而言,随着计算机技术在前述三个研发领域取得的重大进展,未来计算机技术必然使人类的生活状况得到大幅改观。
通过对结构技术的不断创新,将使计算机研发技术实现同现代信息技术的有效融合,进而实现对计算机运算速率的大幅度提升。在数据分析、整合方面,也将提升计算机数据分析、整合的精度与效度;依托智能化技术在计算机研发技术中的应用,将使计算机技术能够为公众提供人性化的智能服务,从而使以往需要人力方式完成的工作被计算机有效取代,实现对社会生产力地解放。在计算机技术实现了智能化处理和运算之后,以往需要人工操作的一些高危行业也将成为历史。信息与计算机科学技术为人们生活带来了巨大便利,也存在着潜在性网络安全问题。因此需要重视网络安全修复工作,避免出现信息泄露,还需要做好黑客攻击危害预防工作,避免出现不可挽回损失。
从当代计算机技术的研况来看,依托对周边技术的研发应用,推动了计算机技术的研发升级与应用范围拓宽,从而使计算机数据分析、整合能力较比先前均取得了显著进步。计算机技术的研发升级与应用范围拓宽,有效地解放了社会生产力,降低了对人力资源的依赖。随着现代公众对于计算机技术的倚重,计算机技术必然改变社会公众现有的生活方式,同时计算机技术的进步必将带来信息科学的高速发展。在社会发展如此迅速的今天,网络信息技术也同样取得了飞速发展,由于网络信息技术的发展,使得人们对电子信息工程的关注程度也日益加深。目前来看,电子信息工程与发达国家相比仍有差距,因此我国电子信息工程事业还有巨大的提升空间。
[1]王子洋.网络技术在电子信息技术中的实践[J].电子技术与软件工程,2016(24):11.
信息与计算科学专业是数学、信息科学和计算机科学的交义学科。它以数学为基础,计算机为工具,解决信息和工程计算方面的实际问题。由于计算机专业毕业生大部分数学功底较薄,虽然会编写程序,但对工程计算中的数学公式的意义理解不深刻,不知道自己用计算机算出的结果代表什么;有错误时,也不知道为什么。而计算数学专业的学生尽管懂数学公式,但不会编程序,运用计算机的能力较差。所以1998年国家教育部调整、缩减专业目录时,将数学类本科专业整合为数学与应用数学、信息与计算科学、统计学三个专业。国家教育部成立信息与计算科学专业的目的就是要改变上述两个原有专业的弊病,希望新专业的学生即有较强的数学基础又有较熟练的计算机应用技能。
毕业设计(论文)(以下简称为毕业设计)是我国高等学校人才培养计划中的重要组成部分,是本科教育的最后一个实践性教学环节。我校于1999年开始招收信息与计算科学专业的学生,笔者经过多年的毕业设计指导教学经历,对毕业设计现状及存在的一些问题总结如下:
2.1 选题环节中,导师的课题不能紧密联系专业特色,有些是纯数学理论课题无法锻炼学生的动手能力,有些是纯计算机软件开发课题无法提高学生学术水平,多数是自拟研究题目,与社会实际联系弱。
2.2 研究设计环节中,由于学生主观不重视、或忙于落实工作分配等原因,出现了部分导师找不到学生的现象。这种现象使导师不能充分掌握学生的课题进展情况,很难对学生进行有效指导,无法保证毕业设计的质量。
2.3 论文撰写环节中,出现论文学术水平低、格式排版不规范等问题。出现这些问题的原因包括学生由于找工作等原因写作态度不认真,写作时间不充足等。
2.4 毕业答辩环节中,往往根据指导教师专业分成数学和计算机两组,无法体现专业特色,不能全面的检查学生运用数学知识与计算机软件应用知识融合的程度。
在毕业设计过程中,学生研究内容单一,要么是数学算法等课题研究,要么是计算机软件开发课题,没有能将数学知识很好的融入计算机软件开发过程中去。最核心的问题就是学生理论研究多,社会实践少,造成理论和实践脱节严重、学生就业竞争力弱等严重后果。所以改革必须首先从实践、提高学生动手能力和综合应用能力抓起。笔者主要在对该专业在毕业设计选题、指导、检查等环节过程中进行教学改革实践,具体改革方案如下:
3.1 结合专业特点,合理选择毕业设计题目指导教师选题时应顾及专业特色,要充分了解社会需求,或与企业联合出题,进而达到提高学生就业竞争力和提高就业率的目的。
3.2 社会实践以缩短理论与实践的距离由于毕业设计时间刚好和学生找工作或实习的时间相冲突,校方若与企业合作,使学生能够通过毕业实习的机会到企业进行毕业设计,参与企业的课题研究,结合企业的实际工作,让学校教师和企业工程师共同指导学生进行毕业设计,加强学生的感性认识,培养学生协作精神和团队精神,提高学生独立分析和解决实际问题的能力,缩短理论与实践的距离。
3.3 与企业联合指导毕业设计指导教师应改变传统毕业设计教学单方指导方法,采用与企业联合指导毕业设计教学方法相结合,让学校教师和企业工程师共同指导学生进行毕业设计,督促学生采取理论与实践相联系的毕业设计形式。
3.4 加强对毕业设计的监督检查,确保毕业设计的质量为确保毕业设计的质量,对学生到用人单位进行毕业设计加以规范,指导教师定期与学生进行沟通检查毕业设计进展情况,以保证学生高质量的完成毕业设计,确保论文质量。
笔者对近8年的毕业设计指导教学工作进行整理调查,指导学生近70人,笔者三年指导毕业设计学生22人,经过调查整理,其中鼓励和推荐学生到实习单位进行毕业设计的学生有12人,占到了55%,而这12人由于实践动手能力得到了提高,综合运用知识的能力增强,当年毕业就业率达到了100%,而另外10人中有2人考上研究生,6人就业,但在就业过程中相比参与社会实践的同学遇到的困难的要多一些,2人毕业时没有落实工作单位,经过交谈得知,学生说自己的动手能力差,理论无法联系实际,综合应用能力弱,无法得到用人单位青睐。
通过对改革初步实践的调查结果来看,虽然优化了选题,但选择校内进行毕业设计与在用人单位企业进行毕业设计实习的学生相比之下,在理论联系实际方面、动手能力、适应社会能力、就业竞争力等方面后者学生明显更强,所以笔者还在对改革方案进行进一步调整及实践,希望最终能完全达到校企合作联合指导毕业设计教学工作来提高学生理论联系实际的综合应用能力,进而提高学生就业竞争力,达到提高就业率的目的。笔者认为该改革思路不仅适应信息与计算科学专业,也适应其他各学科的专业,最终都是为了培养高质量的适应市场需求的专业人才而努力。
信息与计算科学专业的高应用性、专业特性要求实践实验体系的完备。实验实践主要体现在实验体系构成、实验基地(研究所、中心等)、实验人员配置等。在实验师资配备上,一般院校无专业实习实验老师,一般由任课老师担任实习员,这会增加教师工作负担,影响教师开设实习环节的积极性。在信息与计算科学专业的发展现状中,专业定位是否准确、清晰和有特色化是判断专业定位的重要指标,一般可以通过专业描述和授予学位体现。这些在信息与计算科学专业发展现状都得以体现。
在我国信息与计算科学入学考试过程中,均要达到一定的分数线。但是对于信息与计算科学的学生而言,对学生的选拔并非占决定性作用,学校在进行入学要求相对较低,还有一些院校只重视信息与计算科学课程,对其它课程有所忽视,因此学生的水平参差不齐,影响到整体的教学进度。
从某种程度而言,师资力量的强弱会对课程教学质量、教学效果起到决定性作用,但是在我国信息与计算科学中,师资配备存在很大问题。虽然有些专业院校设置了教研组,但是近年来的不断扩招导致师资力量严重不足,由于教学任务重,老师们也很难静下心来进行课题研究,这些势必会对教学的质量产生负面影响。一些院校受自身条件的限制,所开设的信息与计算科学甚至未配置教研小组,通过外借的方式进行教学,对教学的研究更是无从谈起。
一些院校虽然开设了信息与计算科学,也设置了课教研小组,但是教师通常毕业于学院或者师范类院校,他们在进行教学过程中,多延用专业课程的教学模式。信息与计算科学专业的教学模式过于侧重于学生理论能力的提升,在设置课程时,也未结合信息与计算科学学生的实际情况,与信息与计算科学的人才培养目标不相符。这种不适用的、单一的教学模式,对学生综合素质的提升十分不利。
不同的院校,专业的课程设置也存在明显的差异。专业的学生一般分为两种类型,一种是具有一定的基础,但是没有受过系统和专业的教育,另一种是具备一定的基础,经历过多年的专业教育。很多高校的教学课程并没有体现出这种差异性,教学目标、课程、计划和教材都一样,这无疑不利于发展。
我国的经历了漫长的历史发展时期,大规模地开展专业也是改革开放之后,专业使用的教材基本上是专业兴起的时期,存在教材陈旧和种类比较少等问题。这无疑会严重阻碍教育的发展。
院校的教学目标应该是培养具有高水平的人才,师范院校应该以培养教师和技能为主。但是很多院校的专业,对学生的发展方向和培养目标上比较模糊,并没有根据当前社会的需求来培养合适的人才。
由于当前院校在培养学生方面存在各种问题,对学生的要求也不是很严格,学生在学习过程中很多都是应付了事,没有学习的热情和应有的态度,再加上高等院校考试要求不断下调,这直接导致教育质量的下降。
从某种程度而言,进行学习的主要目的就是将自己打造成一件优良的学生,因此体现出较强的综合性与技术性,只有实现脑力与体力的高度结合,通过大量的实践训练,才能取得一定的效果。对于信息与计算科学的学生而言,由于其基础相对薄弱,因此要加强基本的学习,打好坚实的基础。
首先要培养学生的心理素质,因为人具有思维性、受情绪支配的特点,学习效果的好坏与心理素质有着密切的关系,所以只有加强学生心理素质的训练,才能进一步提升其学习水平。对于信息与计算科学的学生而言,训练要有的放矢,要帮助学生克服紧张心理,进行综合练习时,避免过于强调技术。因此训练要与学生的个人条件相结合,不能盲目的扩展学生。最后,一切训练以自然学习为根本。不管哪门技能,训练同样如此。因此要遵循自然的原则,训练过程中首先要引导学生找到准确的方法,再对其它细节进行逐步完善。
教学计划安排的过程中,学校必须从学生的实际情况出发,针对不同的基础和能力,安排相应的教学任务和学习计划,同时在教学的侧重点和方法上也要做出相应的调整。例如对于具有一定基础的学生,可以将课程以选修课的方式来满足这类学生的发展要求,使得他们具备一定的能力和水平;对于经历过专业指导的学生,可以量身制定学习内容,教师应该予以重点培养。无论哪一种专业,只有具备雄厚的基本功,才具有参与社会竞争的基础。针对不同基础的学生,需要设置不同要求的课程,这样才会发挥出因人而异的教育理念和要求,为国家培养多样化的人才。
由于当前教育教材存在落后和种类单一等问题,这需要教师在教学过程中充分发挥主观能动性,合理运用当前的教材,同时结合学生学习的情况和发展,对学习的教材进行适当的补充。同时院校教师之间应该加强合作交流,互相交流专业的发展动态和教学经验,不断完善教学模式和改进教学方法。教材完善和修订过程中,需要确保教育的系统性,教材也不能全是乐曲集,还应该包含的基础技巧和基本训练等练习课程,最重要的是专业的教材要根据不同基础的学生制定不同教学要求,尽量使教材能够满足所有专业的学生学习的要求。
由于专业的学生与其他专业的学生不一样,他们在认知能力上存在一定的特殊性,这就需要教师充分考虑到他们的这些特点,使用合适的教学方法和理念,在丰富学生思路的同时来提高学生的学习效果和速度。教学过程中要将讲解、示范、点评等多种教学方式结合起来。对于学生学习比较困难的知识,教师应该有针对性地开展教学。
当前的教育对教师的能力和素质有了全新的要求,教师不仅具备较高的演奏水平之外,还需要不断学习教学方法和教学理念,同时教师之间要通过不断交流和学习来提高自己。其次,教师还要主动学习整个专业的知识,不断提高个人综合知识,进而不断完善教学。最后是教师要了解学生的真是想法和感受,关系学生,转变学生的学习观念和态度,不断激发学生学习的兴趣,提高学生的水平和专业知识能力。
综上所述,各院校可以通过培养师资队伍,专业发展与研究方向有机统一、拓展专业范围,实时发展特色方向、外引内联,提高社会专业认知水平等对策来加快对信息专业的发展,目前,提高各教师的综合能力是各信息院校加快信息与计算科学专业的首要任务。
[1]樊信友.关于我校信息与计算科学专业建设的几点思考[J].重庆交通大学学报(社会科学版),2007,S1:25-26.
[2]田凤.信息与计算科学专业本科生:毕业了,就业了吗?[N].中国信息报,2010,7,28.
[3]胡弼成,陈远位.尽快为高校学生开设思维课程[N].科学时报,2010,6,1.
在重庆市教委高职高专专业目录中,“信息和计算科学”成为热门专业学科。该专业的培养方向为企业和单位培养和输送计算机专业技术人才和操作员,满足社会人才市场的需求。怎么样把这专业办好,办活,,我们计算机教育工作者为之探索的问题。随着数字信息化技术的突飞猛进的发展,信息和计算科学更新迅速,招生面广大,就业市场对此专业学生的需求,对管理工作者来说一方面是机遇,另一方面是挑战。要办好此专业,最重要的就是强化计算机专业基础学科教学,充分发挥信息化优势。
信息和计算机相对来说是新兴专业,我们教育工作者都在不懈探索当中,在教学实践中积累经验,在横向教研中获取最新迅息,师资也需要接受继续教育以适应更新软件的应用和不同领域的监控操作,学校的实力水平,教材的选择很多因素的组合,此专业毕业生中在企业或事业单位的就业情况的回馈信息。林林总总的情况都必须考虑到位。总结出以下几点急待解决的问题第一:信息与计算机的专业特色不明显。造成了学生在学校毕业后就业方向不明了,体现不出专业技能。第二: 没做到信息和计算机专业的完美融合,倾向计算机专业。没有体现信息产业的更新性,跟不上日新月异的IT技术。 第三:在选择教材时没科学认真研究,应注重教材的实用性和操作性,理论深度适中,让学生学以致用,把科知识和技能真正用在以后就业的工作中。 第四:机房建设有待加强,此专业教师专业素质和职业素养的有待提升。
我校从开设计算机专业扩展为信息与计算机系,已十几年,输送了大批该专业的学生到大中小企业就业。通过这些年的教学和管理实践、科技钻研和高校教育工作者们横向交流,形成了先进的教学理念和总结出一些教学经验。我就信息和计算专业教学管理过程中出现的教学问题、教学理念、教学策略等方面的内容阐述自己新的观点。
信息和计算机科学专业是信息科学、计算机科学、运筹是由信息科学、计算科学、运筹科学相互渗透融合而成的新兴专业,培养学生们具备熟练应用计算机,计算机语言,应用工具和实用软件的基础操作技能和简单编程能力;训练学生具有良好运筹具有思维能力,掌握现代信息和计算科学理论知识、传输操作技能的技术人员或技术工人,涉足广告业,企事业计算机管理以及设计,计算机信息工程领域。在教学过程中培训学生良好的逻辑思维能力,娴熟的操作能力以及拓展思维创新时尚的设计能力。
子曰:“不愤不启,不悱不发。”根据教学原理,启发教法应用在教学实践中,教师作为主导,,以学生为主体,采用知识讲解演示和学生反复操作以及教师提问学生回答,以及主题讨论、演讲等教学方法,课堂设计新颖,教师组织严密,充满活力,让理论知识灵动起来,学生掌握起来更轻松,扭转传统的填鸭式教学,采纳先进的教学理念和措施。《周易·系辞上》:“引而伸之,触类而长之,天下之能事毕矣也。”启发学生找思考问题的切入点,培养严密分析问题的能力,具有创新思维, 融会贯通“。在考查课程中,不一定要出纸制试题考试,也可以请每位同学演示或演讲,同学在竞赛中获得学习动力和兴趣,搜集更新资料,精益求精,激起他们的求知欲,同时也会主动地收集查询信息。锻炼和提高他们在实际工作中解决新问题的能力。
传统的教学模式已经不能适应现代的计算机课程,要突显信息优势,必定以文字、图形、图像、声音、影视和动画等形式展示。通过多媒体的承载以视觉,听觉,感觉的多种形式冲击学生大脑。现代信息的媒体Medium的优点就是时效性,音画性,立体性,让操作过程更加灵动有趣。多媒体教学是新颖的教学手段,切合了信息时效的优势,丰富的教学资源和优良的教学环境。如Word2003,Photoshop,CAD,平面设计和FLASH课程,都离不开多媒体教学,教师精心制作PPT课件,把抽象的知识变得栩栩如生,学生通过大量的实例反复演示和操作,很容易掌握操作要点,有利于突出重点、化解难点,深入浅出得讲解知识。
在信息和计算机专业课程中,理论和实践是相辅相成密不可分的,教师在引入讲授理论知识的前提下,从就业方向来看,必须更注重培养学生的动手能力,操作手法。例如《Photoshop》课程就是操作性很强的课程,在每次上机课之前,要求学生必须预习操作相关章节,明确上机目的和要求,先做一个画面大概效果图。在上机过程中,学生一人一台电脑,教师指导学生围绕操作主题,修改画面,使之清新,时尚,颜色结构谐调,做到学生每人一台机器,独立操作,力求教师检查指导每个同学的作品,及时指出学生的缺欠和错误,第一时间修改,让学生反复操作,使之掌握。随着学校的发展,强加了机房硬件建设和辅导人员素质的提高,为加强学生的动手能力提供了优良的设备和环境。
教学经验在不断总结不断交流学习中总结点点滴滴出来的,是建设信息计算机专业教学水平的衡量标准。科研和教学是齐头并进,相互促进的。科研论文是各个教师在教学过程中遇到的不同问题,和不同的解决问题的方法的共享文字,百花争艳的见解和实践措施,通过教学交流会展示出来,增长教学研究学术水平。 另外选定适合学生水平和实用性的教材和课件,以课为本,以效为本,以人为本。.依托教学大纲和实际需要,为师生教学应用而编选的材料。主要要求适合学生水平,实用意义的教科书、讲义、讲授提纲等。
“其用志不专,探索不精,闻见不博,攻习不久而能得圣贤之意者,无有也。”,因此在这专业教学领域里必须孜孜不倦地探索研究。以上五点是我在多年教学管理和教学实践中个人教学心得,有待于在今后的教学实践中进一步改进和完善。
[1]吴钢.浅论信息和计算科学的专业建设和改革摘要:教育教学探究专辑(一)[J.高等理科教育,2007摘要:
随着我国教育方法改革的深入,各类高校相继实施本科生导师制,主要由导师对学生进行思想、学习、生活等方面的教育和引导,以谈话和个别辅导的方式对学生进行非正式教学,补充正式教学时间和内容上的不足。导师制的教学方法重在培养学生的独立思考能力及创造性思维。导师制起源于英国牛津大学,由曾任主教的威廉・威克姆首创[1],牛津和剑桥大学率先实施,后来美国哈佛大学、麻省理工学院等纷纷效仿。2002年,随着北京大学率先在本科生中实行导师制,浙江大学、武汉大学、扬州大学等一大批国内高校尝试实行本科生导师制[2],到目前,本科生实施导师制已经取得了一定的经验[3]。我校理学院信息与计算科学专业(以下简称“信计专业”)在借鉴其他高校本科生导师制实践经验的基础上,开展本科生导师制并取得了一定的成效,对推进导师制开展起到了积极的促进作用。
信计专业是1998年教育部颁布的两个数学专业之一,以信息技术、计算技术、计算机技术和运筹与控制技术的数学基础为研究对象,培养具有良好的数学基础和数学思维能力,掌握信息或计算科学的基本理论、方法与技能,熟练运用数学知识以计算机为工具解决实际问题的本科生。很多学生、家长和企事业人员不了解该专业,致使学生对专业认识不清,对未来迷茫,迫切需要教师的指导。因此,信息与计算科学专业推行导师制具有重要的现实意义。
目前,我校信计专业已经有10年的招生历史,形成了较成熟的理论和实践课程体系以及稳定的师资队伍。特别是信计专业大多数学生是在理学院,专业教师源于数学系,全系教师为实施本科生导师制在师资资源上提供了充足的保证,这是该专业实施本科生导师制的一大优势。导师对专业熟悉,同时所指导的学生数量较少,使师生有更多的共同活动时间相互了解,在师生的共同活动中,导师表现的学识、品行和才能,为建立良好的师生关系提供了重要的保证,也使导师能够全面而深入地了解学生的个性、志趣和特长,从而做到因材施教。学生可根据自己的个人志趣、能力水平等选择导师,并较早地参与到导师的科研活动中,有利于提高学生发现问题、解决问题的能力和科研创新能力。
大学新生进入校园后会有明显的不适应,学业繁重,对所选专业知之甚少,目标不明确,自我调节能力不强,将在一定程度上影响到本科生的学习、生活和成长,所以非常需要配备导师对本科生进行引导和教育。通过了解学生个好,确定学习目标,制定切实可行的目标实施方案,在学习方法,选修课选择,知识结构建立等方面加以督促和指导,逐步实施。最后,帮助学生正确定位、调整心态,为择业、就业做好思想准备。
目前我国本科生导师制大致可分为五种类型:本科生全程导师制、高年级导师制、低年级导师制、英才导师制、学生宿舍导师制。以上类型在大学生各个方面的管理中各有优势,而在具体实施模式上大体分为以下三种。
各大学一般是在大学生入学的第一或第二年,也有在第四年开始进行导师与学生之间的双向选择[4]。具体实现路径是:首先,导师要将自己的研究方向、教学与工作经历等基本资料向学生公布,以便学生选择。然后,学生根据自己的兴趣和爱好选择导师。最后,教研室再进行统筹,确定导师与学生关系。于是,导师对负责指导的学生进行定期指导。师生关系建立一学期后,如确实需要更换导师或学生才能更有利于学生的发展,还可以考虑中途更换导师。
充分利用人力资源优势,按照导师的不同特点把导师分成多个导师组,采取导师组的方式对学生进行指导。具体实现路径是:由教学经验丰富、学术水平高、管理能力强的教师担任导师组组长,可以将老、中、青结合,组成若干团队,针对学生数学建模能力培养、数学基础能力提高和毕业设计等进行指导。组长的作用主要体现在对培训内容、进度和毕业设计题目与任务书的审核,进行小组内成员的分工,指导其他组员的工作及毕业设计质量把关等方面。既要强调组长的领导作用,也要充分发挥小组成员的积极性,形成一种良好的学术氛围[5,6]。
联合企业方面的技术人员作为指导教师与校内导师共同指导学生。具体实现路径是:鼓励学生利用到企业实习的机会,选择与工程、生产技术直接相关的课题,通过产生真实感,激发学生的学习热情。到企业中选择解决实际问题的应用课题,由于课题是来自生产实际中的题目,因此需要企业方面的指导教师与校内导师合作指导。
我校信计专业导师制的实施,是将以上三种模式有机结合运行的,具体情况如下:在2003~2008年间,也是信计专业建立的前5年,专业建设还处于探索阶段,在课程体系和教师队伍还不成熟的阶段,主要对专业高年级学生实施导师组指导制,如建立数学建模指导教师组和毕业论文指导教师组等,负责数学建模培训和毕业论文指导等工作。2009~2011年,信计专业课程体系和教师队伍逐步成熟,专业在企业建立了稳定的实习实践基地,教师也有了稳定的研究方向,学生有机会参与企业和教师的项目实践,可由企业和校内教师合作指导,也存在一个校内导师单独指导多个学生的情况。2012~2013年,我们总结以往经验,采用了全程导师制的双向选择模式,实施动态管理。
取得的成效如下[7]:(1)提高了学生的创新能力。在导师制运行和导师的引导下,学生的独立学习能力提高了。通过导师组的指导,自2009年以来我校信计专业的全国大学生数学建模竞赛获奖率逐步提高,目前全体信计专业近70%的学生获得省级及以上奖励,每年保证4~5队获国家二等奖;2011年以来我校信计专业学生参加数学竞赛,每年保证7~8个省级以上奖,其中国家奖3~4项。通过参与导师的科研课题或企业项目设计,2012~2013年,导师指导和专业学生负责申请立项的省级和校级创新创业项目16项,其中8项已经验收结题,均获良好以上等级。总之,导师制的实施,使学生的实践动手能力得到很大提升,视野变得更加开阔,创新能力和创新水平明显提高。(2)提高了学生的综合素质。首先,学生的思想道德素质得到提高。阅历广泛、知识渊博的导师对学生有着强烈的影响,导师的生活哲理和治学精神潜移默化地影响着学生,使学生能够严格要求自己。在导师的影响下,学生注重了良好品质的养成,树立了正确的世界观、人生观和价值观。其次,注重培养学生团队合作、尊重他人、沟通能力等素质,使学生理解到难于同他人合作与沟通的人,即使在专业技能上非常突出,也很难有机会发展。我校信计专业学生在每年的全校大学生职业生涯规划大赛、创业大赛、就业能力大赛、模拟求职大赛和辩论赛等竞赛中均取得前三名的成绩。(3)融洽了师生关系,形成了教学相长的氛围。学生与教师之间的多次交流,增进了彼此之间的了解。他们既是师生,又是朋友。学生有什么问题,都会找自己的导师咨询。导师有一些查找资料、调研的事务,也指导学生协助完成。学生在导师指导下掌握科学研究的过程,师生之间形成了一种和谐、默契和互信的良好关系。学生主持的创新创业项目很多来源于导师的课题。
近十年,高校本科生导师制经过较全面的发展,已经在开设导师制的必要性上达成共识,形成了多样的导师制管理类型和实施模式,并取得了一定的绩效和成果,但是,在实施导师制的过程中也暴露出了一定的问题,这将是进一步完善导师制的发展方向。
目前对本科生导师制的管理还刚刚起步,有许多方面还没有规范,需要建立健全的校、院两级领导体制,指定具体职能部门负责运作,同时加强导师的资格认定、教育培训和经验交流等工作。在尊重学生意愿的前提下,尝试打破专业限制,进行双向选择,这样会更有利于优秀人才脱颖而出。另外,导师制必须制度化,纳入学校正常的教学与学生工作管理范畴,才能线 建立本科生导师制激励机制,优化学校内部资源配置
目前很多高校对本科生导师制缺乏相应的激励机制[8],致使部分教师积极性不高,学生动力不强,影响了导师制的实施效果。学校应考虑利用协同创新机制,建立学生和导师的“利益共同体”,通过激励机制使传帮带成为他们的自觉行动。另一方面,实行导师制后,减轻了部分学生辅导员的工作量,可以考虑减少这部分人员配置,优化校内人力资源,从而降低培养学生的资金投入,提高办学效益。
[1] 社智萍.今日牛津大学本科导师制的特点及启示[J].现代大学教育,2006(6):85-88.
[2] 刘月秀,谭仕林,徐正春.本科生导师制的实践与探索[J].黑龙江高教研究,2005,136(8):115-116.
[3] 刘宝东,张启昌,刘盛,李国伟.地方林业院校林学专业导师制的实施与探索[J].中国林业教育,2011,29(2):1-6.
[4] 彭美春,王运朋,杨卓廉,冯桑.高年级大学生导师制教学模式的研究[J].广东工业大学学报,2002,2(6):4-7.
[5] 黄锁义,李容,潘乔丹,黄世稳.本科生导师制下大学生科研创新能力培养的研究与实践[J].高教论坛,2011(2):22-24.
[6] 郭晓松,周召发,蒲鹏程.实施优秀生导师制,推进军队院校精英教育[J].陕西教育,2012(9):86-89.
随着计算机技术的不断发展,数据存储量和数据计算量的不断增多,云计算可以通过分布在不同物理地点的计算机集群进行分布式计算,云计算用户可以根据自身需要选取合适的计算机集群为其服务,云计算在处理和分析数据上有较强的优势。
信息与计算科学专业以现代的网络信息技术为背景,是将数学与大数据管理进行交叉融合的交叉学科。该专业要求学生在掌握良好的数学理论的基础上,对信息与计算科学领域的大数据处理有一定的认识,能够根据实际生产需要解决实际问题,并用计算机工具实现这个数学过程,可以说本专业需要学生达到一定的综合实践水平。
转动课堂教学模式是依据地方性综合性大学的人才培养目标,在借鉴国内外先进的课堂教学模式基础上提出,以培养学生的思考能力、创新能力和实践动手能力为核心的课堂教学模式。转动课堂教学模式秉持“把教的创造性留给老师,把学的主动权还给学生”的教学理念,将课程总学时的60%用于课堂教学,其余40%用于学生课下自主学习、完成课后作业、参加创新创业等实践活动;课堂教学时间也分为两部分,一部分为教师精讲,教师精讲时间不得超过60%,一部分为互动及实践训练,其余40%以上的时间用于研讨、互动和实践训练,课堂成为教师指导学生学习、锻炼学生能力、引导学生创新的主战场,转动课堂包括学生课前自学、新课导入、知识讲授、实践练习、能力拓展和案例导引等环节-引。转动课堂教学强师在学生的整个学习过程中是引导、指导和辅助的作用,学生才是学习的主体,学习过程是学生边学边练的过程,只有完全地从学生的角度去设计课堂教学和指导课外学习,才能真正地达到让学生学会知识、提高能力,让理论学习与实践操作真正地统一。
在信息与计算科学专业的课堂教学过程中,需要与之相适应的学习资源才能保证转动课堂模式的顺利运用。采用云计算技术对学习资源和教学资源进行处理、分析和设计,充分利用云计算平台大规模、虚拟程度高和安全可靠性好的优势,不但能够推动转动课堂教学改革的深入开展,更为信息与计算科学专业培养应用型人才提供学习资源支持,促进学生学会自主学习和顺利进行自我能力的建构,对于提高学生专业主修能力的水平,提升学生的职业竞争力都具有不重要的意义。
本文总结了基于云计算的学习资源建设原则及具体的实施步骤,为更好地实现基于云计算的信息与计算科学专业转动课堂学习资源建设提供了重要的理论依据和指导。
基于云计算的学习资源建设的过程是一个集规划、设计、制作、使用和完善的系统过程,在整个的建设过程中应该遵循一定的原则,才能保证云计算支持的学习资源建O的高效能和高使用率。
教师在课堂上的时间是有限的,如何在有限的时间内更好地引导学生完成学习任务,帮助学生建构知识技能体系是转动课堂改革中遇到的普遍问题。微课在转动课堂中各个环节中进行有效的应用,微课在学生的学习和教师的讲授中将起到重要的辅助作用。在转动课堂教学过程中,微课成了学生自主学习中的引导者和推动器,教师可以把学习中的重点和疑难问题制作成微课,上传到云平台,供学生随时点播学习,较好地解决了教学时间有限与教学内容宽泛的矛盾。利于学生的深入学习和下届学生的学习。微课便于传播,方便教师之间教学经验和方法的交流,便于教师进行知识管理,并提高教师学科教学与信息技术的整合能力,有效促进教师的专业化发展,对于进行转动课堂教学模式改革,提升教学质量具有重要意义。
“自主学习任务单”是教师设计的帮助学生在课前明确自主学习的内容、目标和方法,并提供相应的学习资源,以表单为呈现方式的学习路径文件包”。“自主学习任务单”设计强调服务于学生自主学习,以任务为驱动或以问题为导向,把教学要点、难点,隐性知识和显性知识进行碎片化处理,让学生能够按照任务单的引导,进行自定进度的自主学习,学生通过云计算平台提供的文字材料、图片、音视频、课件等不同方式实现自主学习,发现问题、解决问题,达成学习目标。教师通过多元数据库工具、远程教学平台、多媒体教学设备实现教学资源管理的信息化。
思维导图是一种将放射性思考具象化的方法。运用思维导图思想构建学习资源可以帮助学生构建清晰的学习思路,激发创造性的思维,能够强化对新知识的理解和内化,使学生的知识系统化。在学习资源建设过程中运用思维导图的图文并重技巧进行知识管理和思维训练,把各级主题关系用相互隶属与相关的层级图表现出来,把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接。这样处理的学习资源更有利于学生的发散思维训练,有利于支持学生学习过程的自主化行为,利用记忆、阅读、思维的规律,协助学生在专业学习的过程中达到逻辑、思考的平衡发展,促进学生自由化、个性化、多样化的自主学习,推动转动课堂的育人理念、培养模式、教学内容及学习资源的创新。
运用绩效技术可以解决学习资源建设的效果评价问题。转动课堂学习资源建设是一项较为复杂的体系工程,运用教育技术相关知识理论进行效果评价时,应注重对课程资源建设和使用情况的具体调查,包括问卷调查、个人访谈、使用数据统计等方式,强调课程评价在专业中作用,力争评价的系统性、整体性和全面性等。在学习资源建设、使用发展过程中,学生的接受情况、使用频率、与课程的匹配度问题是绩效技术引入的主要原因。建立资源建设绩效评价思维,能够促进课程资源建设的可持续性健康发展。能够让优质的学习资源与转动课堂教学改革形成一种流动的良性循环,让学生和教师共享云技术的便利。
基于云计算的信息与计算科学专业转动课堂学习资源建设的总的实施路线如图l所示,具体直观地的设计了学习资源建设的实施步骤,规划了学习资源内容和云平台的基本功能,明确了学习资源建设的目标进行实证调查分析,对平台的初步规划进行绩效评估,提出改进方案规划设计云学习资源平台。
建设教学资源包括试题测试与训练模块、素材资源模块、微课模块和案例模块等。教学资源能在标准的浏览器上运行,能够满足各种教学资源使用者的需求。基于云计算的共享型教学资源,用户可以通过一站式搜索,应学习者要求访问分布式存储的各种教学资源。由于云计算对终端设备的要求不高,用户可以通过智能手机,掌上电脑、ipad等便携终端随时随地地访问教学资源。另外,在用户交互上,也可以提供多种解决方案。
对学习资源进行实证调查分析,制定调查问卷以及访谈基本内容,问卷及访谈的内容要以课程建设的目标为中心,进而考察绩效的实际情况。确定教师、学生与云计算环境之间的关系如图2所示。
对影响绩效的原因进行归纳分析,将提高绩效的解决方案进行初步的设计,结合实证调查的结果提出学习资源建设过程中存在的主要问题,为优质、高效、资源高度共享的学习资源建设奠定坚实的数据支持和理论基础。
筛选最有效、科学、实际可行的解决问题方案,再结合转动课堂改革的实际情况和发展条件,确定最优方案。充分考虑建设的学习资源在信息与计算科学专业的课程教学中的作用的有效性,实现用户个性化、服务整合和信息聚合。
传统课堂教学重理论轻实践,学生学习课程以总结性评价为主,学生的实践动手能力不足,转动课堂教学模式颠覆了传统的知识传授和知识内化的过程,让学生在课上通过交互、练习与实践训练完成知识内化过程,提高课堂教学成效。转动课堂以相信学生能够进行知识的自我建构和技能的自我养成为前提,充分挖掘学生自主学习能力,通过教师精讲、课堂互动和第二课堂等方式进行应用型人才的培养。通过基于云计算环境的学习资源的构建,对信息与计算科学专业的媒体资源建设问题进行研究,促进该专业转动课堂教学改革的顺利开展,并完成转动课堂教学改革的全面提升教学质量的任务。
目前各高校的信息与计算科学专业课程仍然沿用传统教学模式,导致学生学习积极性不高、实践能力较差。业界诸多学者提出面向应用的教学模式和项目驱动式教学法等新型教学方式来强化本专业课程的实践学习,提高学生的动手能力和创新意识。基于云计算环境的学习资源的设计与建设通过云计算的虚拟化技术能够为信息与计算科学专业的教师和学生提供实践机会,让学生更好地掌握软件开发的方法和思维方式。最大程度地调动学生学习的积极性,改革教学评价方式,课堂实行精讲互动练习,在实施过程中促进教师与学生专业能力的养成和提高。
云计算的计算能力和数据存储技术是建设教学资源的重要技术载体,能够对学生的课外自主学习、模拟测试和日常自学情况进行大数据分析,能够帮助教师更好地掌握学生自主学习情况和学习效果,能够将课堂教学空间最大限度地进行延伸,使学生的学习变成“泛在学习”。教师将微课提前分发,即可用于学生课前预习,课上知识点讲解,还可以用于学生课后巩固。教师可以根据学生的课前反馈情况进行教学设计,微课使教师更有的放矢地{整教学策略,对于彻底打破传统灌输式教学具有重要的意义。
总之,借助云计算功能设计学习资源,将云计算环境的引入是转动课堂深入开展的重要手段,为转动课堂提高教学效率提供重要的支持和保障。
自从1998年,教育部将“信息与计算科学”列为数学类下的一个新专业以来,各个高校参照专业建设规范,在专业内涵、专业规范、教学内容和课程体系等方面都进行一定程度的改革实践[1-4]。信息论基础与应用作为本专业的一门专业必修课,在实际教学中存在许多问题。笔者经过近几年的教学探索,从备课、授课和课后反思等方面作了分析总结。通过相应的教学实践,发现在这三方面狠下功夫,可以极大地提高学生学习的自觉性和主动性,极大提升学生获取知识和解决问题的能力。
笔者认为教学过程的各个环节中,最重要的莫过于备课和讲课,下面我们就通过这几年的教学实践谈谈自己的体会。先从备课谈起,备课要注重三个方面:备专业知识、备教学方法和备学生状况。
众所周知,在授课之前,任何一位教师必须对该课程的整体构架、主要内容有精准的全盘把握。这是“备专业知识”的前提。在此前提下,笔者认为主要研究以下两点:
1)分析掌握章节重点和难点,理清各知识节点之间的联系。明确重点难点,才能集中精力讲透本课程的基本概念、理论和方法;掌握知识的脉络层次,才能有利地从整体上驾驭教材,科学安排教学内容,学生学完课程后,可提升整体专业认知水平。就像听易中天教授讲授三国一样,豁然开朗。
2)引进与信息论有关的最新科研信息。随着社会科学技术的发展,信息论相关理论也在不断的更新。利用我院本专业课任教师均是博士的优势,教研室在每周一次的例会中,经常探讨各专业课程的研究新进展,相关老师在教学中适时地介绍新观点、新技术,结合国家大学生创新创业项目和数学建模的实践,不仅开阔了学生的视野,更锻炼了查阅资料,分析解决问题的能力,为学生进一步深造和就业提供了有力的保障。
授课前,教师需根据课程特点安排设计相应教学方法,诸如探究式与启发式教学法对提升学生的学习能力和解决问题的能力起着至关重要的作用。通过实践,笔者认为,备教学方法至少需考虑以下二个方面:
对于数学类课程来讲,学生较难理解的往往是抽象概念和定理证明,这也是对教师的一种考验。《信息论基础》这门课程虽然被称为“基础”,但内容未必基础。尤其是对于前两年学习纯数学的学生而言,课程中的很多基本概念都较抽象,如“信息”、“熵”、“互信息”等。这时,教师需要辅以实际例子结合概念的来龙去脉,从教学的角度讲清知识的内在联系和本质的东西,这样学生才能有较深刻的理解。
定理的证明往往是一块难啃的骨头,部分学生听完老师讲解后处于“云里雾里”的状态,似懂非懂。针对这种状况,我们采用有针对性的逐个突破,在一系列相近的定理中,通常只需证明一两个最难的或有代表性的,其余从略。这样有目的的把握详略,不讲或者略讲的定理证明培养了学生的自学习惯,提升了独立探索研究的能力
2.如何运用启发式教学法[6],引导学生提出问题,分析讨论,寻求解决方案
启发式教学要求将课堂教学在内容,时间和空间上进行外延与拓展,以“探究”为本,而不是以学会为本,强调的是过程,逻辑推理和展开,让思想自由驰骋,在探讨和研究问题中,不受现有结论和固定的程式束缚。因此,在传授知识的同时,启发式教学更注重的是对创新的孕育,萌芽,生长和壮大。在《信息论基础》[7]中,有一节内容是讲连续型随机变量的熵的概念。本节的讲授中,我安排学生利用概率中离散和连续型随机变量的关系和定积分的定义找寻这个定义的表达式,该堂课取得了很好的效果,而且在探寻过程中,激发了学生的学习兴趣,提升了专业素养。
好的教师需要了解教学对象的实际状况,如知识储备、思考能力、身心状态等。同是一个班,每个同学的知识基础,学习能力,学习习惯都有很大的差异,所以在备课时要做充分的准备工作,力求掌握班级整体状态,做到有的放矢。
在讲课这个重要环节中,我感觉需要做到以下几点:精神饱满、引导恰当、语言生动、板书美观、思维灵活。这是讲好课的重要条件。
就是要有严肃、热情、全力以赴的精神状态[5]。在大学中,课堂教学是教师起主导作用的、师生共同进行的双边活动,教师的情绪始终都在影响着学生,左右着整个课堂的气氛。精神饱满的教师往往充满了自信,这种自信将带领学生慢慢地认识自我,肯定自我,突破自我。充满激情、满脸含笑的教师给学生带来一种春天的感觉,用自己对所讲课程的浓厚兴趣和满腔热情感染学生,达到思想感情的交流与碰撞,极大地激发学生的学习兴趣和积极性。
在课堂教学中,在开课的头5分钟是属于温故引新的时间,这段时间至关重要。导入成功,学生在整节课将兴趣盎然。在《信息论基础与应用》课堂教学中,各章节之间的联系都比较紧密,可以说是环环相扣,如“信源编码问题”讲完之后紧接着是“信道编码定理”。笔者在处理后一章节时,从信息的传输过程入手,回忆前一章的处理方法,用类比的思想给出问题,引导学生展开思考,寻找答案。
对于单独章节,笔者一般采用实例诱导法。先提出一个实际问题,让同学想解决该问题的方法,当然同学的想法层出不穷,各有见解,各有差异,笔者会让同学之间展开讨论,甚至争辩,最后教师加以总结,得出结论。通过这种看似“混乱”的形式研讨解决问题的方法,可以极大地激发学生的思维,效果非常好。
对于基础性课程的教学而言,严谨准确地讲清讲清核心概念和重要定理,这是对教师的基本要求,讲解生动则不仅可以使沉闷的课堂锦上添花,更重要的是可以激发学生的学习热情。然而在实际教学中,许多老师会在学时日益缩减的课堂中疲于讲完内容而忽略语言表述的生动性,生硬的讲解完内容之后发现同学眼神充满迷茫,这是笔者上课的某次感受。课后进行了认真反思,发现对于《信息论基础》中知识本身的表述如定义、定理等,无论是用文字、语言或符号都应准确、精炼。但在随后的注解中可以加入自己的理解,以通俗易懂的语言说明问题,运用超越数学范畴的适当的比喻作为对照,学生将会产生共鸣。尤其对于信息与计算科学本科生而言,以前并未接触过信息方向的知识,所以更加要求用通俗的语言将内容呈现在学生面前。
在电脑日益普及的今天,粉笔字功底不足的老师随处可见,年轻老师往往忽视这一点,认为我只要把内容讲清就上好课了,其实未必。图标规范、整洁美观、有计划性的板书不仅可以使脉络分明、中心突出,而且容易给倾听者留下鲜明的印象。
俗语讲,计划赶不上变化。教师备课再细也可能存在漏洞,备课时往往是一个人的工作,未必总处于思如泉涌、万马奔腾的状态,再加知识层次的差别,有些内容想当然的认为这是对的,不再深究。但讲课时发现未必想当然的结果,这时可以改变策略,不如来个开放式的讨论,这时学生会积极思考。
如果课堂上出现某些错误,笔者认为应大方承认并予以纠正,这时的态度应是大大方方地承认并醒目地加以更正。这样做将给学生留下深刻印象,使学生从教师的言行中体会到严谨的治学态度与认真的工作态度的重要性,思想上受到教育,学高为师,身正为范。教师做好了榜样,才能带领学生前进!
课后反思是以教师自己教学中存在的真实的、具体的问题作为研究对象,坚持以课堂教学“第一现场”获取的有关教学情境、教学行为,达成结果的真实信息为客观事实开展反思。课前精心备课固然重要,但实际教学中也会出现各种实际情况。因此,课后趁记忆犹新,赶紧做下来,进行回顾、分析、反思,写下自己执教的切身体会,记下学生的闪光点和困惑,这将为提高以后的备课质量提供宝贵的经验素材。在教学中,我认为从以下几点反思很重要。
在大学的各门学科中,课本是教与学的工具,而教师是课本的使用者。因此,在创造性地使用教材时,教学过程对教学内容的广度和深度把握的准不准,重点是否突出,难点是否突破,学生的认知水平是否与之相适应,课后可以把这些内容加以记录整理,既丰富了教学经验,又为教材的使用提供了合理的建议。
课堂教学是教师与学生的双向活动,其中教案是课堂的法宝,各个学生的个体特征与差异也可能是教案所设计不到的,况且在成功的教学也难免有疏漏之处。课后,教师需审视自己处理不当的环节,对它们进行回顾梳理,使之成为日后教学应汲取的教训。
在大学开放式教学的环境下,学生在教师的引导下,积极思考,有时会发表自己的看法,教师在课后可以把这些有价值的观点记录下来,对本节课的教学做一个完善和补充,这样,教师在以后的教学中可对学生的思维状态有所掌控。
总之,课后反思不容忽视,贵在及时,重在坚持,以思促教,长期积累,相信对自己的教学会有很大的帮助。
2015年5月,国务院颁行的《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》明确指出“创新创业教育理念滞后,与专业教育结合不紧,与实践脱节”是当前我国高校创新创业教育存在的“不容忽视的突出问题”[1]。社会发展与进步对高校创新创业教育的理论与实践产生了全新的需求,迫切需要高校挖掘自身潜力,以深入开展创新创业教育为切入点,深化高等教育综合改革,不断提高人才培养质量 [2-4]。对于信息与计算科学专业而言,如果过于强调数学基础,则学生基本素质难以达到,同时学生兴趣引导方面也存在较大障碍,且与应用型人才培养有一定的距离,结合国家当前大力推进的“大众创业、万众创新”改革形势,培养具有较为扎实数学基础,具有创新创业能力的应用型人才是我院人才培养的首要目标[5]。本文就我院信息与计算科学专业大学生创新能力培养体系的构建谈一谈初步的实践。
各系主任、专业负责人主动融入新生入学教育,以报告、讲座、主题班会、宿舍走访的方式深入学生群体介绍专业特点和发展方向、专业学习方法和就业升学前景,重点讲通讲透数学理论基础与计算机软件开发与算法设计的紧密关系,让同学们理解数学基础的重要的为后期专业学习所起的作用,同学们的疑惑得到解答的同时也明确了专业方向,稳定了专业思想;同时邀请优秀学长学姐现身说法,介绍学习经验和成功方法。对高年级同学,同样在每学期开学由各专业负责人介绍本学期的学习重心、学习方法和重点方向把握,确保本学期学习目标明确、方向正确、方法得当。
(1)每位任课教师都增设了每周一次的习题答疑时间,学生可以在这个时间段到指定地点向老师面对面求解课本知识点和习题解法。
(3)学院创新实践基地每年在学生与科研教师之间开设有小型双选会,教师通过介绍自己的研究方向和在研科技项目,学生根据自己的兴趣爱好和能力进行简历投递,两者相互选择、有效互动,既为科研教师找到研究助手,又拓宽了提高学生动手能力的新渠道。
发挥学生主观能动性,依托学院专业优势,学院现有创新创业实践基地、信息安全基地、数学建模协会、数学竞赛基地、创新项目团队、社会调查与数据分析工作站等学生创新组织。学院专任指导教师团队6个,共计26人。7个组织占地360余平米,可同时向全院学生提供103个座位,座位数占全院学生数的12.17%。大一学生原则上以基础理论学习为主,不建议入驻基地,大二以上学生可以根据自己的兴趣爱好申请入驻任一个组织,接受内部技术培训和自我成长。同时会在老师指导下开展项目研究,并在此基础上选拔部分学生承担区级和部级的大学生创新项目,提高学生的创新能力。学院设立“大学生科技创新专项基金”,每年筹集1.5万元以上作为学生科技创新专项经费,重点支持学生开展各项科技创新活动。
近三年我院与之开展校企合作联合培养的单位,包括国信蓝点信息技术(北京)有限公司、北京渥瑞达科技发展有限公司、广州达内科技有限公司、广东信息科技职业培训学院、桂林威龙商贸有限公司五家企业。三年来共接纳500余人参与校企合作培训和大型社会经济、人口普查项目。2014年与深圳国泰安教育技术有限公司在大数据和工程人才培养方面签订了战略合作框架协议,双方合作办学,进一步提高办学质量;2015年,与中国科学院北京信工研究所开展合作,共输送6名学生到该研究所实习。
根据学科专业特点,我院重点围绕大学生数学建模竞赛、大学生数学竞赛、软件设计大赛、挑战杯创新创业大赛、大数据处理大赛等五类科技赛事,建立了对应的教师指导团队,通过全员动员和分类指导,定期选拔一批学生参赛。学生通过报名、选拔、集训、参赛、总结整个流程,个人科技创新能力、团队协作意识得到质的提升,达到以赛带练的目的。2015-2016学年我院学子在各类科技竞赛获部级奖项一等奖3项,二等奖7项,三等奖1项,省部级以上获奖共计63余项。大学生创业训练项目共计立项广西区级2项,大学生创新训练项目共计立项部级2项,广西区级6项。
本文以桂林电子科技大学为背景,浅谈了我校信息与计算科学专业在大学生创新能力培养体系构建的一些措施和认识。而通过这几年的建设,桂林电子科技大学信息与计算科学专业的毕业生综合素质明显提高,毕业生到信息技术领域和科学计算领域从事相关工作的比例达到60%,就业率达到了95%,整体的就业薪金水平居同类高校前列,就业区域主要分布珠三角地区和广西区内,就业行业分布于政府机关、计算机软件开发公司、信息产业部门、学校等机构。持续向好的就业形势,说明桂林电子科技大学信息与计算科学专业的人才培养模式创新已经得到社会的认可。
[1]国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见,2015.5.13.
[2]储昭辉,牛欣,徐立祥,等.应用型本科高校信息与计算科学专业实践教学体系构建与创[J].2015, 25(1):93-96.
[3]郝水侠,郭云霞.大数据时代下信息与计算科学专业人才培养模式新探索[J]. 江苏师范大学学报(自然科学版),2016,02:72-75.FB体育 FB体育平台FB体育 FB体育平台