武汉理工大学理学院(湖北 430070)楚扬杰
摘要创新素质教育是高等学校教学改革方向，信息与计算专业是新办的数学类专业，由于数学的严密性及其高度抽象性，研究学生的创新能力的培养模式就更有意义。本文介绍了该专业的性质和特点，提出信息与计算专业学生创新素质的框架，并着重探讨了创新能力培养的模式和途径，对实践教学和学生的培养有着重要的指导意义
关键词 信息与计算科学 创新教育 数学创新素质
中图分类号G421
信息与计算科学专业是教育部于1998年新颁布的数学类专业，专业目录调整之前，数学类本科专业划分为基础数学、应用数学、概率统计、运筹学与控制论、计算数学与应用软件，1998年专业调整后数学类专业设置为数学与应用数学、统计学及信息与计算科学三大专业。信息与计算科学专业主要培养具有良好的数学素养,掌握信息和计算科学的基本理论和方法,具备熟练的计算机技能, 具有基本的算法分析、设计能力和较强的编程能力；了解具体领域中的应用情况, 能运用所学的理论、方法和技能解决某些科研或生产中的实际课题；对数学、信息科学、计算科学理论、技术及应用的新发展有所了解；具有一定的探索精神、创新意识和实践能力。能在科技、经济和产业部门从事科技、教育、应用开发与管理工作的高级专门人才。目前全国已有300多所院校设置了该专业。从这几年的办学效果来看，取得了可喜的成绩，培养了一批既有扎实的数学基础又懂应用背景的学生，弥补了学科的缺陷，但由于该专业是新办专业，也存在一些问题。
第一，专业师资缺乏，尤其是能开出信息科学课程方向和开出有一定特色的信息与计算科学专业选修课程的师资缺乏。
第二，教材奇缺，尽管国家教育部修改并完善了《信息与计算科学专业教学规范》，教材工作也在紧锣密鼓的进行，但目前信息与计算科学专业使用的教材五花八门，也很难说与国际教育接轨了。
第三，创新教育得不到体现。由于该专业是数学类专业，有着较强的理论性和抽象性，目前的教育方式仍然没有摆脱传统的应试教育，学生自入学来学习兴趣呈逐年下降的趋势，当然这与学生对专业内涵的理解不够有关，更重要的是教育者的教学方式不能激发学生的学习兴趣，停留在从理论到理论，学生的创新实践能力得不到开发，达不到国家对人才培养的要求。
进入20世纪90年代后由于国家经济实力的成长和经济发展目标的变化，高等教育的模式由职业教育走向以素质教育为主，“创新能力”成为当今教育的核心目标。针对创新教育研究的重要性，本文主要研究该专业的创新教育的模式和创新能力培养的途径。
一、信息与计算专业创新素质的内涵
创新教育专家认为，在教育的不同阶段，素质教育应有所侧重。高等教育应把学生的创新素质培养放在突出的位置，专家认为，创新素质人才应具备：
第一，对事物有较强的好奇心和兴趣，渴求知识并善于获取知识，有较宽的知识面。
第二，具有较强的创新意识－创新愿望和激情。
第三，具有团对精神。
第四，具有研究和创新思维能力。
结合信息与计算专业的特点和创新素质人才的要求，本文认为信息与计算专业创新素质教育应落在以下几点：
（一）良好的数学兴趣：兴趣是最好的老师，没有兴趣，一切创新都无从谈起。只有培养学生的数学兴趣，才能淡化数学理论的抽象性，突出数学理论的应用性特别是在信息科学和计算机科学中的核心性。
（二）抽象思维能力：这种思维是对客观的现象和事物的存在进行概念上的抽象，是数学科学独特的思维方式所具有的功能。
（三）数学表达能力和应用能力：数学表达能力就是应用数学语言表达数学思维过程及结果的能力，它具有“简练、机械、刻板”的特点，而这正是一个计算机程序员所必备的基本素质。数学应用能力是数学理论和数学方法应用于解决实际问题的能力，特别是在信息科学和计算机科学领域的应用，包括科学研究能力和动手能力等。
二、加强信息与计算科学创新素质教育的途径和方法
针对信息与计算专业学生创新素质教育的要求，要完成培养学生的知识创新、能力创新、科技创新的目标，还有许多的工作需要各级教育部门的工作者来完成。
（一）改善目前的教育环境
教育环境包括软件和硬件两个方面，软件方面是指学校的各种教学管理制度的改革，应充分调动教师和学生的积极性，在教师的培训，提高创新教育的师资水平，教师考核和教学服务等方面采取一系列激励措施，不断改进和完善学校各方面的管理工作，给教师一个施展创新教育的空间；减少管制和约束学生个性发展的规定，鼓励和奖励学生的创新活动，给学生提供一个能够自由和充分展示自我个性发展的空间。硬件方面要加大对设施的投入，信息与计算专业虽然是数学类专业，但决不是一支笔和一块黑板就能解决问题的。现代化的高端计算技术需要高端的实验条件来支撑，否则创新教育就是一句空话。
（二）加强学生的创新人格教育
尼采说过：“人永远做一个学生，这对于他的老师不是最好的报答，他们为何不扯碎我们的花冠呢？——一切信徒都是如此，所以一切信徒都少有价值。”大学生不应该做这种信徒，在数学领域严密的定理和公理体系下的推理理论，更应鼓励学生大但的质疑精神，通过教师的恰当的指导提高学生的创新能力，甚至可能获得原创性的创新成果。
（三）改革现有课堂教学模式，激发学生兴趣
传统的教学模式基本上是教师的一言堂，学生只是被动的接受知识，对已有的数学结论容易形成定势思维，久而久之，学生的学习兴趣下降甚至缺失，更谈不上有知识创新。鼓励教师大但偿试启发式、研究式和讨论式的教学方法，开发学生的个性思维，激发学生的兴趣，促进学生的知识创新能力，比如说在讲解一个算法时，可以要求学生查阅该算法的实际应用背景、改进方法等，提出报告并讨论，介绍定理结论时，让学生自己去查阅定理的应用，以及改变定理的条件将会产生的结果的寻求，这比教师的一言堂效果要好的多。
（四）优化课程体系，跨校整合区域教育资源
由于现有师资力量远远不够应付大学数学的教学，特别时信息与计算专业的师资奇缺，建议区域内高校教学资源共享，例如说武汉地区武汉大学、华中科技大学和武汉理工大学等高校数学系可以签订合作协议，共享优势教学资源，发展特色课程的创新教育研究，跨校区优化课程体系。
（五）改革考试制度、作业模式
当前大学数学系信息与计算科学专业的考试，大部分是知识的识记性的，少数是数学方法的简单应用，都有标准答案且答案大多唯一，这种考试不能反映创新能力，学生在课程学习完后就什么都没留下，如何分布知识的识记性和开放式的问题的比例是一个值得研究的问题，但是考试中应增加开放式问题的比例，这种问题没有标准答案，只有更合理的答案，充分调动学生创新性的应用知识解决实际问题的能力是有益的。同样平时作业模式也应有改变，除了掌握知识点的小问题外，增加大型问题的求解能力的训练对提高学生的创新实践能力的培养是必要的，可以以团队的形式完成，培养学生的合作精神。
（六）抓好学生的实践能力培养工作
对于数学类信息与计算科学专业的学生来说，实践能力的培养主要包括以下五种能力。
1.数值实验能力和数学软件的应用能力
学生必须熟悉各种常用的计算方法（如数值算法和非数值算法、优化方法、统计方法等）和目前国际上流行的数学软件（如Matlab，Mathematic，Lingo，SPSS，SAS等），并能在这些数学软件的平台上进行二次开发，编写应用程序软件。这就要求教师在课堂教学始终贯彻这一教学思想，加强训练，布置一些具有挑战性的问题让学生讨论去探索，特别是数值分析、数学实验、Matlab、数据分析等课程的教学中，加强实验的力度和难度，不能流于形式。
2.数学建模能力
数学建模能力是指应用数学知识解决实际问题的能力，数学建模竞赛是1985年由美国工业与应用数学会发起的一项大学生竞赛活动，我国在1992年起开展这项竞赛，现已形成一项全国性的赛事。数模竞赛是一项综合能力的竞赛，要求学生具备数学知识的应用能力、计算机编程能力、科技论文写作能力以及团对协作能力。我们鼓励学生参加这种具有挑战性的赛事，但是对于多数学生来说，数学建模思想应该贯穿整个大学的教学过程，提高学生的创新能力。
3.计算机能力和信息处理能力
计算机能力的培养要求学生熟练掌握计算机语言、计算机网络通讯、计算机硬件的有关知识，除了这些课程的课堂教育外，要求学生根据已学习的算法编程计算，通过组建各种计算机兴趣小组，各种讨论班，如网页制作小组、网络维护小组、数据库管理小组、科学与工程计算小组、应用软件设计小组等学生团体，让学生参入系网页制作、局域网的维护与管理、学生数据库的设计与管理，提高学生的实践能力。信息处理能力的培养要抓好模式识别、信号处理、信息与编码、数字图像处理等课程的创新性教学，由于学校这方面的实验条件的限制加上师资的相对缺乏，可以请信息产业公司的高级技术人员到学校讲学、做报告，同时让学生利用假期到信息产业公司实习，提升他们的信息处理能力。
4.科技创新能力
科技创新能力主要是培养学生科技论文写作的能力，从四个方面入手：大力开展学术报告活动，烘托学术气氛；抓好课程设计环节；毕业设计环节；采用导师制让学生参入教师的课题研究。现在学校大学生创新训练计划的实施，可以让更多的学生参入科学研究工作。
5.社会实践能力
让学生走向社会并成为社会认可的有用人才，是教育的终极目标。社会实践的目的就是让学生了解市场，与实业界进行沟通，拓展专业视野。除了学校组织的专业见习和毕业实习外，鼓励学生利用课余时间到企业单位学习、磨练、交流，这样学生可以带着实际问题进行有目的的学习思考，既提高了学生的社会交际能力，又提高了学生的学习兴趣。
三、结束语
信息与计算专业由于是新办的数学类专业，由于数学的严密性及其高度抽象性，研究学生的创新能力的培养模式就更有意义，本文介绍了该专业的性质和特点，提出信息与计算专业学生创新素质的框架，并着重探讨了创新能力培养的模式和途径，对实践教学和学生的培养有着重要的指导意义。
参考文献
1.白峰杉.办好“信息与计算科学”专业的思考及建议[J].中国大学教学，2003；（3）:12～13
2.杨庆华.高等素质教育应突出创新素质培养[J].中国高等教育，1999；（9）:17～19
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的调查报告[J].大学数学，2003；（2）:1～5
4.郑神洲.对数学教学课堂中创新思维培养的探讨[J].教育与现代化，2004；（4）:25～29
5.吴爱弟，何文章，赵小山.信息与计算科学专业的思考[J].天津轻工业学院学报，2003；（12）:96～98
作者简介：楚扬杰（1969－ ），男，武汉理工大学理学院数学系信息与计算科学专业教研室主任。
