杜守強(qiáng)

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

信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)研究

杜守強(qiáng)

(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(jì)算科學(xué)專業(yè)本科生是信息與計(jì)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(jì)算科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與實(shí)施研究，探索創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案，同時探索信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)方法。

信息與計(jì)算科學(xué)；創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室；協(xié)同創(chuàng)新；管理體制

隨著社會經(jīng)濟(jì)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(jì)劃(送審稿)”進(jìn)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(shí)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(cái)政部關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計(jì)劃的意見》[1]，該意見的實(shí)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(jì)劃的總體精神與要求，積極推動機(jī)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(jì)劃和省級2011計(jì)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(jì)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(jì)算數(shù)學(xué)、信息科學(xué)、運(yùn)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(biāo)是培養(yǎng)具有扎實(shí)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(shí)踐意識；掌握信息與計(jì)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(yùn)用所學(xué)知識解決信息技術(shù)問題、科學(xué)工程與計(jì)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(jì)、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(jì)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(shí)踐能力與協(xié)同創(chuàng)新能力的信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)本科生是培養(yǎng)單位面臨的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。由于實(shí)踐教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生利用所學(xué)知識進(jìn)行實(shí)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(shí)踐教學(xué)推動信息與計(jì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室的建設(shè)來促進(jìn)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)本科生進(jìn)行有效的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練顯得十分必要。信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室的建立可以實(shí)現(xiàn)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)與學(xué)生創(chuàng)新實(shí)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(shí)踐練習(xí)的第二課堂有機(jī)結(jié)合?？梢酝ㄟ^各類大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動的具體實(shí)施，使教師與學(xué)生在大學(xué)生課外科技創(chuàng)新實(shí)踐活動中不斷加強(qiáng)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(shí)驗(yàn)室的運(yùn)作模式

1.1 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室的組織管理機(jī)構(gòu)

創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室的組織管理機(jī)構(gòu)主要包括組織制度、設(shè)備配置管理等，實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)要以學(xué)生發(fā)展為核心，對實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備進(jìn)行合理分配。對實(shí)驗(yàn)常用的技術(shù)體系進(jìn)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(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新性學(xué)習(xí)項(xiàng)目的實(shí)施，有項(xiàng)目的學(xué)生可以向?qū)嶒?yàn)室提出申請。在給出完善的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、預(yù)期成果的基礎(chǔ)上，學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室管理委員會進(jìn)行審核。審核通過后，可以按計(jì)劃讓創(chuàng)新小組入駐實(shí)驗(yàn)室，同時建立相應(yīng)的獎懲機(jī)制，合理的實(shí)驗(yàn)室退出機(jī)制。

1.2 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室的復(fù)合性

創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)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(jì)算科學(xué)專業(yè)本科生的課程設(shè)計(jì)涵蓋了數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)等學(xué)科的相關(guān)課程，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的本科生若沒有完善成套的實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃，培養(yǎng)的學(xué)生既對數(shù)學(xué)一知半解，還缺乏計(jì)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(jì)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(shí)際問題，給出對應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，對建立的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行推理、證明、數(shù)值計(jì)算和相應(yīng)的軟件求解并且結(jié)果與實(shí)際進(jìn)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(shí)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(rèn)識社會實(shí)際問題、描述實(shí)際問題、求解實(shí)際問題等方面起到重要的作用。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室可以設(shè)計(jì)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(jì)專題實(shí)驗(yàn)。

1.3 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室的人性化

創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jī)制。實(shí)施實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室。在指導(dǎo)教師方面，放棄實(shí)驗(yàn)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(jì)實(shí)驗(yàn)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(shí)踐實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室的人性化可以促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室管理的有序化、規(guī)范化。

1.4 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室的開放性

創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)定位

結(jié)合信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)階梯發(fā)展的實(shí)驗(yàn)，先基礎(chǔ)后創(chuàng)新的模式。以厚基礎(chǔ)，多方向?yàn)橹骶€，設(shè)計(jì)多層次、多方向的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)體系，可以分為基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)、飛躍型實(shí)驗(yàn)三種?；A(chǔ)型實(shí)驗(yàn)主要是與課程配套的數(shù)值實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐活動，如：利用Matlab優(yōu)化工具箱中的程序求解運(yùn)籌學(xué)課程中的一些線性規(guī)劃例題等數(shù)值驗(yàn)證。綜合型實(shí)驗(yàn)主要為結(jié)合各類創(chuàng)新性研究項(xiàng)目的實(shí)施、各類大學(xué)生科技競賽項(xiàng)目等活動，設(shè)計(jì)綜合型科技創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)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(shí)驗(yàn)主要是針對少數(shù)具有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)知識和一定特長的學(xué)生設(shè)計(jì)的高難度的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，主要目的是學(xué)生能通過項(xiàng)目的實(shí)施可以申請專利或者達(dá)到能和教師合作申報一定級別的科研項(xiàng)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(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)等創(chuàng)新性研究項(xiàng)目。

2 結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)對生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)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(jì)算科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，可以讓信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的學(xué)生將課堂教學(xué)知識與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)知識有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)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(shí)驗(yàn)室管理人員應(yīng)該進(jìn)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(jì)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(shí)驗(yàn)室管理規(guī)范與運(yùn)行模式，為信息與計(jì)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(xiàn)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(fù)責(zé)人就《高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計(jì)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(yuǎn)秀,尹水仿,余勝春.信息與計(jì)算專業(yè)計(jì)算機(jī)課程實(shí)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(jì)算科學(xué)專業(yè)實(shí)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(shí)驗(yàn)室方案[J].河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報,2012,12(4):155-157.

[5]田?？担_維平.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室自主管理和自主學(xué)習(xí)模式探析[J].實(shí)驗(yàn)室技術(shù)與管理,2012,29(2):30-33.

[6]田愛民，姜愛民，張慧.獨(dú)立建設(shè)“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”的必要性質(zhì)疑[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011,30(11):161-163.

[7]陳二陽,雷霖,彭長宇.高校實(shí)驗(yàn)室管理及實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室研究項(xiàng)目“創(chuàng)新型大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與開發(fā)”理論成果；青島大學(xué)精品課程建設(shè)項(xiàng)目(運(yùn)籌學(xué))。

杜守強(qiáng)(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