信息与计算科学论文

2022-03-23 版权声明 我要投稿

小伙伴们反映都在为论文烦恼,小编为大家精选了《信息与计算科学论文(精选5篇)》仅供参考,大家一起来看看吧。摘要:信息与计算科学专业建设对促进我国科学技术的发展具有重要作用。根据时代发展的需要,新课程改革对信息与计算科学的教学提出了新的要求。既要重视专业理论知识的教育,又要搞好专业建设的实践教学。本文主要论述了信息与计算科学专业建设的现状,并通过对信息与计算科学专业人才培养的分析,提出了相应的探索与实践策略。

第一篇:信息与计算科学论文

信息与计算科学专业计算金融方向课程体系的构建

[摘要]文章根据培养高素质应用型计算金融人才的专业定位,确定了信息与计算科学专业课程体系的基本思路,构建了包括专业基础课程、专业课程、专业方向课程、实践课程的课程体系,并分析该课程体系的三个特点。同时实施“探究合作式学习”教学改革与创新保证课程体系的有效实施,保障人才培养目标的实现。

[关键词]信息与计算科学 专业建设 课程体系 实践教学 教学改革

[作者简介]王海洲(1972- ),女,浙江温州人,浙江万里学院,助理研究员,研究方向为教育管理、计算理论;岑仲迪(1975- ),男,浙江慈溪人,浙江万里学院,教授,博士,研究方向为计算金融。(浙江 宁波 315101)

[

一、引言

数学与统计学教学指导委员会在《信息与计算科学专业教学规范》中指出,信息与计算科学专业是由信息学科、科学计算、运筹与控制等学科交叉渗透而成的一个理科专业,其主要研究“信息技术基础与高效求解科学与工程问题的数学理论和方法”。因此,信息与计算科学专业的培养方向应以“信息科学与科学计算”为核心方向。

目前许多应用型本科院校信息与计算科学专业开设了计算金融方向课程。该专业方向主要培养具有良好的数学知识基础和数学思维能力,掌握信息和计算科学的基本理论、方法和技能,具备对经济金融活动进行定量分析和科学预测的能力,能在银行、证券公司、保险公司、投资公司等金融保险领域从事证券投资分析、金融产品研发、金融理财等相关工作,有较强实践能力和创新能力的高素质应用型人才。浙江万里学院(以下简称“我院”)于2002年开设信息与计算科学专业(计算金融方向),在专业建设上作了一些理论研究和实践探索。笔者结合自己的专业建设实践,对信息与计算科学专业计算金融方向的课程体系构建进行了分析和探讨,以提高专业建设水平。

二、信息与计算科学专业课程体系构建的基本思路

《数学学科专业发展战略研究报告》中指出,数学学科专业的总体培养和发展思路是:加强基础,注重能力;拓展口径,重视应用;突出特色,分流培养。由此可以看出,应用型本科院校主要培养数学应用型人才,要求所培养人才能够善于运用数学知识及数学的思维方法来解决工作中面临的大量的实际问题,以取得良好的经济效益和社会效益。这意味着学校培养的应用型人才不仅要有良好的数学素养,而且要有相关学科、领域的知识。

1.重视基础,强调能力。在教学实践中,强调如何运用数学语言恰当描述实际问题,强化数学建模的思维训练,以培养学生的数学素养和创新能力;注重学生的科学计算能力培养,以求解数学模型。这些数学知识和数学素养是后续课程学习的基础。

2.强调应用,突出特色。强调应用是指信息与计算科学专业主要就是要培养应用型人才,课程体系构建要强调应用:在课程设置、教学内容选取上都应该紧密联系专业培养方向中的实际问题,在教学形式上注重实践教学,强化学生的实际动手能力培养。突出特色是指根据人才培养目标和定位,在各院校自己熟悉和擅长领域办出优势与特色。

由国内外现代科学发展现状和趋势可以看出,数学科学在经济领域中发挥着越来越重要的作用,金融数学、经济数学得到了蓬勃发展,因此计算金融方向成为了各院校信息与计算科学专业的办学方向之一。

三、信息与计算科学专业计算金融方向的课程体系的内容

基于应用型人才的培养内涵和信息与计算科学专业计算金融方向的人才培养目标,信息与计算科学专业计算金融方向的课程体系应包括以下四类课程:专业基础课程、专业课程、专业方向课程、实践课程。

1.专业基础课。主要包括数学分析、高等代数、概率论、数理统计、微分方程、实变函数、泛函分析等课程,每门课程都需要设置较多的学分,使学生掌握高等数学的基础知识,培养学生抽象思维和逻辑推理能力,强化学生对数学思想和数学方法的理解和应用。

2.专业课。主要包括运筹学、数据分析、数学建模、随机过程、计算方法与软件实现、程序设计等课程,主要培养学生的数学建模能力、科学计算能力,提高学生的数学素养和创新能力。

3.专业方向课。主要包括微观经济学、宏观经济学、证券投资学、固定收益证券、计量经济学和金融数学等课程,使学生掌握对经济金融问题进行定量分析的方法和技术,具备资产定价、投资理财和风险管理的能力。

4.实践课程。包括理论课程的实验课与独立设置的实践课程,独立设置的实践课程可以设置Matlab软件、综合性课程设计、综合实训、毕业论文和专业素质拓展课等课程;鼓励学生参加全国大学生数学建模、全国大学生“挑战杯”竞赛、全国大学生ACM程序设计、全国大学生投资交易大赛等学科竞赛和考取职业从业资格证书,以进一步拓展学生的专业知识,强化专业技能,提高实践能力和创新能力。

四、信息与计算科学专业计算金融方向课程体系的特点

根据培养计算金融核心专业能力的需要,需要对课程体系进行整合,需要结合金融投资行业发展的实际情况对教学内容进行更新。因此,为保障人才培养目标的实现,课程体系和课程教学需要体现以下三个方面的特点:

1.突出理论教学的应用性。在学习数学类课程的基础上,需要以金融投资行业需要为主线,构建由西方经济学、证券投资学、固定收益证券、计量经济学和金融数学等课程组成的课程链,为培养学生计算金融专业技能提供系统的理论知识和技术原理,促进金融理论、计算技术与金融行业实际的结合,使培养目标与就业定位一致。

2.注重以数学建模思想贯穿整个教学过程。例如,在讲授导数应用内容时,可以充分联系经济学中的边际分析法、利率風险管理中的久期和凸度风险管理工具;在讲授级数理论时,可以引入货币创造等知识;在讲授非线性方程的求根方法时,可以引入资产收益率等问题背景。通过数学建模思维的训练,可以提高学生对经济金融问题的分析和建模能力,使学生养成应用数学知识和数学技能解决实际问题的思维习惯。

3.以培养解决实际问题的能力为根本,加强实践教学。实践教学是应用型人才培养的重要内容。加强实践教学可以更好地培养学生的基本技能、综合素质和创新精神。根据人才培养目标要求,需要构建一个包含四个层次的实践教学体系:通识教育、基本知识和基本技能实验、综合性实践和创新性实践,其中综合性实践教学中的综合性课程设计和毕业论文是最核心的实践教学环节。例如,在我院的数学建模综合课程设计中,设计了最优节税的月工资和年终奖最优分配方案研究课题;在资产定价综合课程设计中,设计了工商银行可转换债券定价分析的研究课题。

五、信息与计算科学专业计算金融方向课程体系的有效实施

课程体系的有效实施需要通过教学改革与创新来实现,以培养学生的学习能力、创新能力、实践能力、交流沟通能力和社会适应能力,保障人才培养目标的实现。

计算金融方向所开设的专业课程本身应该具有很强的现实应用性和生活体验性,但是由于传统教学方法的局限性,使得学生感受不到课程所应具有的现实应用价值。传统教学方法局限性主要表现在如下三个方面:一是教学内容缺乏与行业实际紧密联系的应用性问题;二是课堂教学缺乏学生的积极参与;三是传统教学重结论而不是重过程。

我院根据自己的教学实践,在专业课和专业方向课中实施了“探究合作式学习”教学模式。“探究合作式学习”教学模式是依据教学内容和要求,创设问题情境,通过提出问题、自主探究、合作讨论和问题获解激发学生的求知欲和主体意识,培养学生的学习能力、实践能力、合作能力和创新能力,以促进应用型人才培养目标的实现。“探究合作式学习”教学模式的基本步骤包括引发问题、组织探究、合作讨论、问题获解、作出解释和运用深化等。学生通过针对实际问题的自主探究和合作讨论,能够更深刻地理解和掌握所学知识和技能,能够更好地提高实践能力和创新能力。以工商银行可转换债券定价分析为例,工行转债价值可分为债券价值和可转换价值;债券价值可利用“固定收益证券”“利息理论”“证券投资学”等课程中的知识来计算,可转换价值可利用“金融数学”“微分方程”“计算方法”等课程的知识和方法来计算,并可应用不同的方法进行计算。在资产定价综合课程设计中,学生课题组(项目团队)需要在组长的带领下,自主探究,合作讨论;然后进行组内任务分配,不同组员完成不同的具体任务;在完成各自任务的条件下,进一步进行组内的探究和合作讨论,比较不同方法的优劣;最后将各组员的成果综合成最终的问题解决方案,并在讨论课上用PPT形式给教师和全班同学进行讲解;教师积极引导其他小组对该小组问题解决方案进行质疑,提出改进建议,并引导学生将求解该问题的思路、方法推广应用于其他有关问题。“探究合作式学习”教学模式有效地将知识的传授与能力的培养有机地统一起来。因此,“探究合作式学习” 教学模式提高了教学效果,保障了课程体系的有效实施,促进了人才培养目标的实现。

以能力培养为特征的应用型人才培养的评价内涵,不是主要考查学生知识获取的多少,而是重在提高学生的学习能力、创新能力、实践能力。基于“探究合作式學习”教学模式,需要改革传统的学习评价方式,采用多元评价方式。在“探究合作式学习”教学模式中,学生学习活动是以自主探究和合作讨论为载体的,因此学习评价需要综合考察学生的自主学习、师生互动、团队合作、课堂表现、问题求解和行文与表达等情况,检验学生的学习能力、逻辑推理能力、知识应用能力、团队合作能力、实践能力和创新能力等。因此评价形式可以包括调查报告、作品答辩、论文或试卷多种;评价主体不限于教师,学生组长及本人均可参与;对学生的个人评价结果应结合教师对小组、小组对小组、组长对组员的综合评价。

[参考文献]

[1]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.信息与计算科学专业教学规范[J].大学数学,2003(1).

[2]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调查报告[J].大学数学,2003(1).

[3]岑仲迪,奚李峰.信息与计算科学专业建设的探索与实践[J].大学数学,2009(3).

[4]许峰,方贤文,许志才.信息与计算科学专业教学体系的实践与探索[J].高等理科教育,2007(4).

[5]丁睿,蒋美群.关于信息与计算科学专业课程设置的一些想法[J].高等理科教育,2003(4).

[6]谢永钦,秦桂香,鲁大庆等.信息与计算科学专业课程体系的改革[J].数学理论与应用,2003(4).

[7]姚喜妍,王宝丽.关于信息与计算科学专业课程建设的探讨[J].教学研究,2009(4).

[8]胡康秀.信息与计算科学专业“信息安全”课程群的特征与框架研究[J].东华理工大学学报:社会科学版,2011(2).

[9]教育部高等学校数学与统计学教学指导委员会课题组.数学学科专业发展战略研究报告[J].中国大学教学,2005(3).

[10]岑仲迪,郑秋红.金融数学探究式教学的探索与实践[J].高等理科教育,2009(2).

作者:王海洲 岑仲迪

第二篇:信息与计算科学专业的认识与建设

摘 要:人才培养是一流大学建设的核心目标,人才培养的过程体现在学生所属专业的规划与建设上,因而专业建设是一流大学建设的重要一环。分析了信息与计算科学专业的发展与现状,介绍了我校信息与计算科学专业在专业定位、培养目标、师资队伍、课程设置、教学管理等方面的一些工作,探讨了下一步专业建设的方向。

关键词:信息与计算科学;专业建设;人才培养方案;课程设置;实践教学

一、信息與计算科学专业的认识

1998年教育部对所有专业的数量与名称进行了统一的调整, 将原来的八个数学学科专业合并为三个专业, 即数学与应用数学专业、信息与计算科学专业, 以及(与经济类的统计学合一的)统计学专业。“信息与计算科学专业”由信息科学、计算数学、运筹学和控制论四个主干专业方向整合而成[1]。专业方向的多样性导致了专业发展过程中专业认识的若干问题。

(一)信息与计算科学专业的定位

当前信息与计算科学专业的定位出现了两种方向性问题:一是许多学校在专业调整前就具有计算数学专业,由于历史、师资等原因,自然地保持以计算数学为专业方向,而仅增设几门信息方面的课程[2];二是一些学校将该专业当做计算机专业,轻视数学基础的培养、过分强调社会应用性[3]。如何结合专业要求以及学校实际做好专业定位是专业发展与专业人才培养的首要任务。

教育部数学类教学指导分委员会指出[2],信息与计算科学专业的定位应该是:“信息与计算科学专业主要研究信息技术的核心基础与运用现代计算工具高效求解科学与工程问题的数学理论与方法(或更简明地说,研究定向于信息技术、计算技术的数学基础)”。同时指出“这样的专业定位明显地与计算机科学与信息工程是有区别的。”

(二)信息与计算科学专业的办学思想

办学思想涉及培养什么人才的问题,这与学校的实际情况有关。正是由于院校众多、情况复杂,导致专业办学思想不明朗——有的院校将该专业的人才培养目标定位为培养创新型人才,有的定位为培养应用型人才,有的定位为复合型人才等等。

教育部数学类教学指导分委员会赞成将“强基础、宽口径、重实际、有侧重、创特色”作为信息与计算科学专业的办学指导思想[2]。“强基础”主要强调信息与计算科学专业学生的数学基础决不可以削弱。“宽口径”是适应当前本科通才教育特征的办学理念,这里主要用以强调在专业教育过程中应避免过度专门化。“重实际”有两层含义:一是紧密联系信息技术与计算技术的实际;二是应紧紧结合本校的实际。“有侧重”主要建议各学校在专业方向选择与课程开设上力戒“面面俱到”,鼓励在“加强数学基础,发展信息与计算科学”这样的一个大前提下,各校根据自己的特点,在各自熟悉的应用领域长期深入,办出自己的优势与特色。

(三)信息与计算科学专业的课程体系

正是由于定位不明,导致课程体系多样:有的采用计算数学专业的课程体系,有的采用计算机专业的课程体系,有的是二者叠加。特别是信息方向的课程,多种多样——有的开设软件开发课程、有的开设信息编码课程、有的开设信息安全课程、有的开设图像处理课程、有的以并行计算为主、有的以数值分析为主等等。

(四)信息与计算科学专业的规模

专业目录调整后,鉴于专业名称的吸引力以及信息产业的快速发展,信息与计算科学专业成了招生热门专业。1998年全国不足80个专业(1998年调整专业目录前,全国设立计算专业的学校约有70个,全国设立信息专业的学校还不足10个)[1];2016年,全国约有500所高校设置信息与计算科学专业,每年招生规模近3万人[4]。如果专业特色不突出,学生就业将会面临严峻的挑战。

二、我校信息与计算科学专业的建设

(一)明确专业定位

我校信息与计算科学专业于1998年经教育部批准设置,1999年招收了第一届本科生。2008年,本专业被评为山东省特色专业,2011年,本专业所依托的“计算数学”学科被确定为山东省“十二五”重点学科。

定位时,以教育部数学类教学指导分委员会给出的信息与计算科学专业的定位为依据,即:“信息与计算科学专业主要研究信息技术的核心基础与运用现代计算工具高效求解科学与工程问题的数学理论与方法(或更简明地说,研究定向于信息技术、计算技术的数学基础)”[2],我们首先确定信息与计算科学专业是数学类本科专业;另外,我专业教师在数值计算与数据处理方向实力突出,与此实际相适应,在定位的信息技术方面,我们以数据处理及相关的数学理论、软件研发及应用为研究对象;在计算技术方面,我們以计算科学的数值方法及相关的数学理论为研究对象。最终,我们确定了我校信息与计算科学专业的办学定位为:本专业是以数据处理和计算科学的数值方法及相关的数学理论、软件研发及应用为研究对象的数学类本科专业,为国家建设和发展培养信息量化分析和计算科学高级人才。

(二)确定培养目标

与专业教学规范[5]相适应,我们确定的专业人才培养目标是:培养能够从事计算科学研究或者数据分析及信息挖掘工作的创新型复合型专业人才。学生毕业后,能在科技、教育等部门从事研究、教学或在企事业单位、金融机构和行政部门从事应用研究、科技开发、数据分析和软件研发等工作。

培养目标确立的依据是:信息与计算科学专业涵盖信息科学、计算数学、运筹学和控制论四个主干专业方向,每一方向的深层发展都需要本专业培养出高水平的创新型人才;国家经济建设和社会发展需要越来越多的既有数学和计算科学基础又有信息量化分析处理能力的复合型专业人才。

(三)加强专业师资队伍建设

一流大学的建设离不开高水平的本科教育。培养专业创新型人才,必须具有高水平的学科力量[4-5]。我校信息与计算科学专业所依托的“计算数学”学科是山东省“十二五”重点学科。学院一直把学科建设放在龙头地位,按照“以学科带专业、以专业促学科”的指导思想,制定了数学学科建设发展规划,积极开展学术研究,努力推进学科建设。

在师资队伍建设方面,学院坚持培养与引进相结合的原则,取得了良好成效。本专业教师在矩阵计算方面的学术研究处于国内先进地位,在偏微分方程计算、运筹学等领域的研究具有一定影响力。依托于专业教师的这些科研优势,近几年先后引进了2位 “绿卡工程”客座教授,1位“筑峰工程”教授,3位海外特聘教授。另外,通过加大支持力度,在原有教师中培养出山东省优秀教师1人,教育部新世纪人才计划2人。目前,信息与计算科学专业有专任教师41人,其中教授9人(博士生导师5人),副教授14人。在科研上逐渐形成了矩阵计算团队、运筹与控制团队、偏微分方程计算团队。近三年来,信息与计算科学专业教师在研或立项国家自然科学基金共18项(其中重大项目1项,面上基金项目6项,青年基金项目12项),省部级项目共16项,本专业教师共发表论文超过百篇,被SCI、EI索引近90篇。教师队伍年龄结构呈现中青年骨干教师为主的良性可持续发展的态势。

(四)做好课程设置

教育部要求,信息与计算科学专业的办学思想应该是“强基础、宽口径、重实际、有侧重、创特色”[2],并据此给出了专业教学规范[5]。根据这一指导思想,经过调研[6-10]并结合我院实际,我们在2016年修订了信息与计算科学专业培养方案。方案中确定:信息与计算科学专业所开设课程由公共基础层面课程、专业知识层面课程和专业教育层面课程三部分组成。

公共基础层面课程设置情况(“宽口径”思想):包含思想政治类、大学外语类、大学物理类、军事、体育类课程,共39.5学分。

专业知识层面课程设置情况(“宽口径”思想):学校设置“科学精神与科学技术”、“社会发展与公民教育”、“经典阅读与人文修养”、“艺术与审美”、“海洋环境与生态文明”五个通识教育知识模块课程供学生选修,共8学分。

专业教育层面课程设置情况:这是课程设置的核心部分,既要体现专业办学思想,又要有自己的特色。经过调研并结合专业发展趋势以及我院师资现状,我们确定该部分课程包含学科基础类课程、专业知识类课程和工作技能类课程。具体如下:

1. 学科基础类(“强基础”思想)——自2016年开始数学院实行大类招生,学生前两年不分专业,必须完成下列15门数学类学科基础课的学习:数学分析I、II、III,高等代数I、II,空间解析几何,常微分方程,复变函数,实变函数,概率论,数理统计,结构化程序设计,数值分析,数学模型,专业概览,共59学分。

2. 专业知识类(“有侧重、创特色”思想)——信息与计算科学专业按照模块化方案培养学生,分为计算科学模块和信息科学模块,学生完成学科基础类课程学习后,可根据个人兴趣与发展规划选择一个模块的课程进行学习。

计算科学模块:体现培养目标中所要求的“能从事计算科学研究工作”,本模块包含必修课与选修课。必修课(12学分)——从下列课程中至少选修4门:泛函分析,数值代数,偏微分方程数值解法,数学物理方程,最优化方法,多元统计分析。选修课——从信息模块必修课或专业选修课中至少修满16学分的课程。

信息科学模块:体现培养目标中所要求的“能从事数据分析及信息挖掘工作”,本模块包含必修课与选修课。必修课(12学分)——从下列课程中至少选修4门:数字图像处理,离散数学,数据结构,数据挖掘,软件工程,并行计算基础。选修课——从计算科学模块必修课或专业选修课中至少修满16学分的课程。

两个模块的专业选修课包括:

现代数值方法选讲、机器学习、运筹学基础、图论与网络优化、博弈论基础、计算复杂性理论基础、抽样调查、非参数统计、应用回归分析、统计计算、随机过程、时间序列分析、近世代数、拓扑学、计算机操作系统、计算机图形学、Java面向对象的程序设计、C++面向对象的程序设计、数据库等。

特别地,为了实现培养目标中的“复合型人才”的培养,我们还开设了个性特色培养课程:宏观经济学、微观经济学;地球科学概论、地球物理信息处理基础;流体力学、流体力学实验。此部分课程面向高年级同学,每人至多选择同一学院的两门课程。

3. 工作技能类(“重实际”思想):

必修课(16学分):数学实验基础,数学实验,数学分析实践I,数学分析实践II,高等代数实践I,高等代数实践II,创新创业教育,毕业论文。

选修课(5学分):数学建模实践,统计软件,LaTeX科技排版,软件实训。

(五)保证教学质量

1. 保证课程教学质量

(1)选用优秀教材。我校信息与计算科学专业开设课程中,除《专业概览》是讲座形式,不使用教材外,其它课程都使用的教材多由高等教育出版社、科学出版社、清华大学出版社、北京大学出版社出版,而且版本较新,大多是国家规划教材和教育部推荐以及省部级获奖教材。

(2)重视教学研究。学院鼓励教师开展教育教学研究与教学改革项目的申请,近三年来,共获得省教学改革立项项目2项,校级项目16项。近几年,本专业教师获得中国海洋大学优秀教学成果奖7项,发表教育教学论文近20篇。

(3)加大教学投入、改善办学条件。本专业每年都投入教学经费约60万元用于教学运行、教学改革与专业建设、实验教学与实践教学、教师培训进修、学生活动等。学院现有3个实验室:数学实验室、数学建模实验室和高性能计算实验室。其中,数学实验室配置160台电脑,主要用于本科生教学实验;数学建模实验室配置33台电脑,主要用于学生国际国内数学建模竞赛实验等;高性能计算实验室配置集群式计算服务器1套(20个节点),能进行并行计算,主要用于大学生创新计划科研实验、各种大学生科技竞赛实验等。

(4)积极进行课程资源建设。本专业重视数字技术在教学中的应用,抓住学校正在加大网络教学投入时机,鼓励教师开展课程网络资源建设与网络教学工作。目前已经完成了山东省精品课程《高等数学》与《常微分方程》的建设,正在爱课程数字课程网络平台开设MOOC通识课程《数学文化》和在智慧树数字课程网络平台进行专业必修课《数学实验基础》的教学工作。

(5)加强教学管理。本专业的教学工作纳入到学院的监督体系中。学院坚持教授为本科生授课制度,近3年本专业教授、副教授讲授本科课程者的比例为100%。具体体现在:

教学质量保障方面——除有学校督导进行监督外,学院还不定时安排教学经验丰富的教师进行听课与指导以及对学生进行问卷调查,以适时调整教学安排;对刚入职的新教师,第一学期不安排其课堂教学,而是为其指定指导教师,要求其旁听指导教师所授课程,积累授课经验;鼓励教学经验较为丰富的教师申报学校组织的教学评估,并对评估优秀者给予嘉奖,本专业共有21位教师参与中国海大学教学评估,其中12人获得优秀。

课程考试方面——学院统一规定了各门课程总成绩的構成与比例,要求教师保留各单项成绩的说明与依据,严格按照学校要求进行试卷归档;为避免考试违纪行为,考试前学院会对本专业学生进行诚信迎考教育,与所有学生签订诚信考试承诺书,近三年来本专业无考试违纪行为发生。

2. 保证实践教学质量

实践教学共分为三个层面,分别是学科基础及专业知识教育层面,工作技能教育层面,创业创新教育层面。各层面有若干课程及其它活动支撑,分别实现学生专业素质培养、技能培养、创新意识及能力培养这三个培养目标。

(1)学科基础及专业知识教育层面的实践课程主要指一些学科基础课、专业必修与选修课的上机实验部分以及部分学科基础课的习题课。主要在学院数学实验室与数学建模实验室完成。

(2)工作技能教育层面的实践课程主要包括数学软件类课程、实习实训与毕业论文。数学软件类课程有数学实验、统计软件等;实习实训主要指为学生开设《软件实训》课程,与东软公司和甲骨文公司合作,每年定期选派学生进行为期4周的软件实训,培训合格者获得4个学分。主要培训方向有:C++方向,Java方向,和大数据处理方向。毕业论文要求本专业40余名教师参与指导,支持跨专业、跨学院做毕业论文或申请做校外毕业设计。

(3)创新创业教育层面,开设《创业创新教育》课程,让学生通过参加各类科技活动、社会实践、创业训练,取得成效,获得学分。本专业创新创业教育的具体做法有:a. 鼓励学生积极参加学校的各种创新创业实践项目,如校内本科生研究发展计划(OUC-SRDP)、国家级大学生创新创业训练计划。b. 支持学生进行科技创新活动。选拔优秀学生参加到学院教师主持的科研项目研究中,研究成果除作为毕业论文主要内容外,优秀成果还可在科研期刊上发表。c. 组织学生参加科技竞赛活动。学院建设有“中国海洋大学大学生数学创新实践活动基地”,包括“建模俱乐部”、“大数据俱乐部”和“高性能计算俱乐部”三个学生社团,组织、培训、指导学生参加多个学科竞赛以及相应的赛前培训工作,如:美国大学生数学建模竞赛;深圳杯数学建模夏令营竞赛;“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛;大学数学竞赛;ACM-ICPC程序设计大赛;“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛;iGEM国际遗传工程机器大赛等。d. 倡导学生参加社会实践活动,开展假期调研与三下乡活动。e.开展以学生为主体的创新研习小组活动。选拔部分学生组织了“量化投资研究小组”,本专业教师及来自校外企业的专家共同参与指导,由学生讲解,共同研讨有关证券投资技术分析的方法;组织学生成立了“数学兴趣小组”,每周公布数学问题,开展有奖征解;组织了以教师为主,师生共同参与的Study Group活动,对创新实践活动常用的数学方法、统计学习方法等进行研习。f. 举办以创新创业教育为主题的校园文化活动。学院将学生校园文化活动进行整合,打造“小数点”学生活动品牌,推广宣传数学文化。开展 “数学文化节”,内容涉及“创业大赛”、“玩转数学”、“数学建模大赛”、“数海拾贝”征文大赛以及以“数学-文化与实践”为主题的专家讲座等活动。

三、专业建设中人才培养方面取得的部分成绩

1. 正常毕业率较高。以2016届毕业生为例:大学英语四级通过率100%,六级通过率76.1%,考研率45%,体质测试合格率100%。正常毕业率与获得学士学位证书率为93.5%。

2. 就业率较高。2015届本专业毕业生共45人,未就业5人,就业率为88.9%;2016届本专业毕业生共47人,未就业5人,就业率为89.36%;2017届本专业毕业生共37人,截止2017年8月,就业率达到97%。

3. 毕业生社会认可度较高。2016年学院对进入企事业单位的20名毕业生进行了就业跟踪调查,用人单位对毕业生整体满意度达到80%以上;另外,近几年本专业每年有十名左右毕业生被推免至北京大学、浙江大学、复旦大学、南开大学、厦门大学等名校读研并被接收,每年约有2-4名同学出国留学。

4. 学生就读数学的意愿逐年提高。2015年,本专业招收60人,第一志愿报考人数19人,占31.7%。自2016年起,数学院实行大类招生,2016年共招数学类学生112人,第一志愿报考人数为63人,占56.3%;2017年共招数学类学生121人,第一志愿报考人数为82人,占67.8%。第一志愿人数逐年增多。

5. 创新成绩突出。以2016度为例。本年度本专业学生发表科研论文2篇;获全国大学生数学建模竞赛国家一等奖1项、二等奖2项、山东省一等奖6项,在竞赛组委会从全国参赛队所提交的近30000篇论文中评选出的10篇优秀论文中本专业学生参与的有2篇;在全国大学生数学竞赛中,本专业学生获得国家二等奖3人、山东省一等奖4人。

6. 创业有突破。2016年3月,包含本专业学生在内的数学科学学院八名同学组成德尔塔数据创业团队,正式注册成立了青岛德尔塔数据科技有限公司。该创业团队的研究方向涵盖数据挖掘、统计学、运筹学、应用开发等,其前身是中国海洋大学大数据俱乐部,2015年入驻学校大学生创业孵化基地,2016年3月在学校就业创业指导与服务中心的帮助下由俱乐部的核心技术团队成立了青岛德尔塔数据科技有限公司,并致力于进行大数据终端应用的定制化服务,可以提供包括数字、图表、文本、视频在内的多种信息的数据挖掘、可视化实现以及人才培训等服务。

四、专业建设中发现的若干问题

经过多年建设,我校信息与计算科学专业取得了很大进步,但多年来,仍有一些没有解决的问题困扰着专业的发展,这也是未来专业建设需要努力的方向。

1. 缺乏高水平学科带头人。学科的发展能极大带动专业的发展,引进高水平学科带头人是学院需要下大力气解决的重点工作。

2. 数字课程资源建设滞后。在当前网络课程大发展的时期,应抓住机会、与时代同步,大力推进专业课程数字化建设。

3. 专业教学团队需要提升。目前本专业在计算数学、运筹学、信息科学方向已经形成稳定的教学团队,学院应促使这些团队多出教学成果,向高水平教学团队迈进。

4. 专业特色需要凝练。数学有自己的发展规律,可以强调专业发展以强化数学基础为主,但在当前形势下,全国有近500个学校设有信息与计算科学专业、每年近3万名毕业生,竞争如此激烈,如何才能使得自己更加突出,所培养的学生更加有竞争力?专业特色就显得很重要了。凝练出自己的特色并在培养方案中加以实施,是值得我们探讨的重要工作。

参考文献:

[1]张韵华,邓建松,岳兴业.中国科学技术大学数学系信息与计算科学专业建设探索[J].大学数学,2009,25(2):4-8.

[2]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调查报告[J].大学数学,2003,19(1):1-4.

[3]何先平,冯建中.信息与计算科学专业人才培养研究[J].长江大学学报(自然科学版),2010,7(1):371-372.

[4]王同科,常慧宾,王彩华.信息与计算科学专业并行计算人才培养模式研究与实践[J].高师理科学刊,2016,36(2):47-49.

[5]教育部数学与统计学教学指导委员会数学类教学指導分委员会.信息与计算科学专业教学规范[J].大学数学,2003,19(1):6-10.

[6]徐凤生,刘艳芹,赵琳琳,等.基于分层分类的信息与计算科学专业课程体系的构建[J].高等理科教育,2016(3):103-106.

[7]李彦江,谭冲,张显,等.信息与计算科学专业实践能力的培养[J].高师理科学刊,2014,34(1):101-103.

[8]聂存云,陈晓玲,曹建新,等.关于信息与计算科学专业的实践教学课程体系构建的一点探讨[J].大学数学,2016,32(6):40-45.

[9]刘淳安,大数据时代信息与计算科学专业课程体系优化改革与实践[J].高教学刊,2016(21):70-74.

[10]宋建民,曹南斌,陈敏江.信息与计算科学专业建设的探索与实践[J].大学数学,2013,29(6):1-3.

作者:张京良 王卫国 李长军

第三篇:信息与计算科学专业建设的探索与实践

摘要:信息与计算科学专业建设对促进我国科学技术的发展具有重要作用。根据时代发展的需要,新课程改革对信息与计算科学的教学提出了新的要求。既要重视专业理论知识的教育,又要搞好专业建设的实践教学。本文主要论述了信息与计算科学专业建设的现状,并通过对信息与计算科学专业人才培养的分析,提出了相应的探索与实践策略。

关键词:信息建设;计算科学;探索实践

引言

信息与科学是近年来我国发展势头良好的专业,能够为社会发展提供全面服务。信息与计算专业的教学对学生的实践要求很高,但事实上,我国许多高校仍然缺乏实践训练经验,在教学过程中经常出现问题。因此,有必要对信息与计算科学专业建设的实践教学进行分析,增强教学效果,体现实践教学的价值。

1信息与计算科学专业建设现状

1.1忽视学生专业素质的培养

任何专业的教学都需要注重学生专业素质的培养,尤其是信息与计算科学专业,对实践技能要求较高,专业素质的培养可以使学生更好地了解本专业的专业精神。在实际教学过程中,一些教师过于注重理论知识的教学,导致忽视了学生专业素质的培养。很多教师在教学过程中讲解的内容比较简单,没有结合专业特点进行教学,导致学生对计算科学专业缺乏了解。这一问题的存在会使学生在学习过程中忽视实践技能的培养,不利于学生学习专业课程。

1.2 忽视职业技能操作培训

职业技能操作训练是信息与计算科学教学的重点。教师只有重视学生的职业技能操作教学,才能使学生学习到真正的专业技术,充分发挥教学效果。在实际教学过程中,高校仍然缺乏与企业的沟通,没有达成合作关系,难以为学生提供专业的实习场所和环境。一些学校和企业达成了合作协议,但企业对学生的实践技能要求较高,学生在岗位实习过程中很难达到技术要求。这些问题的存在将对培养信息与计算科学专业学生的技能操作产生很大影响,制约学生专业技能的提高。

1.3 缺乏职业规划

良好的职业生涯规划可以帮助学生在学习过程中确定自己的学习目标,教师也可以根据职业生涯规划的内容制定有针对性的教学计划。一些信息与计算专业的教师在教学过程中没有根据学生的实际情况制定科学合理的职业生涯规划,造成学生在学习过程中的盲目性。不同的学生有不同的个性和他们想从事的工作。职业生涯规划的缺失使得学生在学习专业知识的过程中没有目标,也没有调整自己的学习方法。很难提高他们的专业学习能力,也很难为他们实践能力的培养提供充分的条件。

2信息与计算科学专业建设的探索与实践

2.1 明确的专业地位

信息与计算科学专业现阶段正处于转型期。高校需要通过转变教学观念和方法,对该专业进行重新定位,实现教学改革与创新。从我国目前的情况来看,许多行业要求员工具备较强的计算机技能,同时也需要分析理论知识,对实际操作能力要求较高。因此,信息与计算科学专业建设首先要明确高校的职业地位,培养以信息科学为基础的人才,具有扎实的数学基础。本专业的教学不仅要求学生有较强的理论基础和实践基础,还需要对数学理论进行一定程度的研究。信息与计算科学的相关知识将每四年更新一次,人才培养的技术要求也将发生一定程度的变化。因此,高校需要明确专业地位,解决实际问题。在人才培养过程中,要保证学生的全面发展,实现新课程改革的基本目标。

2.2 加强教师的教学能力

教师作为专业教学的指导者,在实际开展理论教学和实践教学的过程中,对提高学生的专业能力起着关键作用。信息与计算科学专业的教师需要有较强的能力渗透专业领域的理论知识,以便在教学过程中为学生详细讲解。教师还需要具备专业操作能力,在专业实践过程中给予学生正确的指导。信息和计算科学的专业知识将随着时代需求的变化而更新。教师需要及时了解更新的内容和技术。高校需要加强对教師专业能力的评估,也需要对在职教师进行相关培训,使他们能够了解最新的知识和技术,并在教学过程中熟练运用。为了保证每一位教师都能认真履行自己的职责,高校需要对教师进行教学评价,并通过专业考试来检验教师的能力。一旦在检测过程中发现问题,需要专业指导,从根本上提高他们的教学能力。

2.3改进实践教学设备

实践教学设备是信息与计算科学研究的重点。该专业对学生的实践有很高的要求。因此,有必要在教学过程中经常使用教学设备,培养学生的实践能力。高校需要加大对实践设备的投入,为学生创造更多的实践机会,使学生在学习理论知识的同时进行实践学习,提高学生的实践能力。

2.4 加强校企交流与合作

校企交流与合作是应用型专业的一种教学与培养模式,在信息与计算科学的教学过程中体现出巨大的价值。高校在培养学生专业能力的过程中,可以通过教师的实践培训来提高学生的实践能力。然而,学生仍然需要在他们的岗位上学习和操作,以获得真正的经验和经验。因此,高校需要与企业保持良好的交流与合作,为学生的实习和就业提供平台。在这个过程中,学生需要认识到自己工作的特点和需要,并根据自己的实际情况制定学习和就业目标。高校教师还需要帮助学生建立有针对性的职业规划,加强信息与计算科学专业学生职业目标的体现。

结束语:

信息与计算科学专业具有很强的专业性,其培养出的人才必须在知识和实践能力上具有一定的专业性,这就要求设立专业导论课程和专业分析会等,让学生了解到自己以后所需要面对的问题和就业前景,为踏上社会做好充分的准备,培养学生创新思维和实践能力,培养学生的知识专业性,提高其利用信息技术解决数学问题的能力,为高校的信息与计算科学学科的建设作出应有的贡献,凝练出自己的特色并在培养方案中加以实施,是值得我们探讨的重要工作,也是信息与计算科学学科应当阔步向前走的正确方向。

参考文献:

[1]陈玉珍.信息与计算科学专业毕业生就业现状分析与研究[A]安阳工学院学报,2014,(6):100-100

[2]李胜华.基于能力培养的信息与计算科学专业程序设计的课程衔接研究[A].计算机教育,2020,(6):128-128.

[3]高泽健.浅析信息与计算科学在几个领域中的应用[A].信息记录材料,2020,21,(6);48-48

作者:秦纳 马玉杰 刘亭亭

第四篇:信息与计算科学专业网络信息安全课程教学改革探索

摘要:教学内容、教学方式和考核体系是课程建设中的三大基本要素。建设完善的课程体系需要紧密结合专业特色,才能更好的实现培养目标。讨论了如何在信息与计算科学专业高年级开设好网络信息安全课程,培养学生的创新意识和全面素质问题,并提出了细致的教学改革方案。

关键词:网络信息安全;任务驱动式教学;教学改革

作者简介:朱薇(1980-),女,江苏宿迁人,南京邮电大学理学院,讲师,南京邮电大学计算机学院博士生;陈蕾(1975-),男,江苏宜春人,南京邮电大学计算机学院,讲师,南京邮电大学计算机学院博士生。(江苏 南京 210003)

基金项目:本文系南京邮电大学教改项目“以人为本,因材施教,构建多层次立体化教学模式的研究”(项目号JG00411JX13)的研究成果。

信息化和网络化是当今世界经济和社会发展的大趋势,也是推进我国国民经济和社会现代化的关键环节。这一时代的特征有网络的开放性和共享性,身份的数字化和隐性化,随之而来网络信息安全显得愈来愈重要。作为当代的大学生,掌握网络信息安全方面的理论与实践知识成为必然要求。网络信息安全课程从开设以来,发展迅速,普及率高,但是教学效果有待提高。如何根据不同的授课对象,抓住学科特点,培养出适应社会发展需要的具备一定分析问题、解决问题的能力的相关人才是关注的热点。本文主要讨论的是如何结合信息与计算科学本科专业的特色,制定出针对该专业高年级学生的有效的网络信息安全教学方案。

一、信息与计算科学专业特点

信息与计算科学专业的办学理念是以数学为基础、信息为对象、计算机为工具,面向高科技,强调敏锐的数学思维和良好的数学修养,培养前瞻性、开拓性的信息科学人才。以南京邮电大学(以下简称“我校”)为例,该专业是我校重点建设的一批特色专业之一,注重信息科学与计算科学的融合。一二年级在主要学好几门基础数学课程的同时,熟练掌握计算机编程和数学软件的使用。三四年级在进一步加强数学基础的同时主要学习信息科学、网络技术、大规模科学计算、优化理论和方法等课程。在学习安排上留有充分的余地,供学生涉猎有兴趣的学科前沿,开拓知识面,注意培养学生的创新意识和全面素质。因此,网络信息安全成了该专业在高年级开设的一门专业限选课。所以,在该课程的授课过程中,要始终贯彻和结合专业特色,才会具有良好的教学效果。

二、网络信息安全课程开设现状

目前,我校信息与计算科学专业网络信息安全课程的开设主要还是以理论教学为主,实验学时非常少,比例不协调。缺乏实践的锻炼,使得这门课程对高年级学生创新意识和综合能力的培养显得意义不大,很难实现课程开设的目标,体现课程价值。在教学内容的选取上从理论到应用内容还算较为全面,但侧重点过于偏向应用,理论基础薄弱,深度不够,更像是一门普及常识的公共任选课。同时,理论教学部分主要是以教师讲述知识为主的模式,这种“照本宣科”的教学模式使得学生总是处于“被”学习的状态,缺乏兴趣,也不利于激发学生的创造力。另外,我校信息与计算科学专业从属于理学院,受资金及学院发展计划等多方面因素的制约,无法设立专门网络信息安全实验室,这也是制约课程教学效果的一个重要方面。

三、结合专业特色的教学改革

从培养前瞻性、开拓性的信息科学人才的目标出发,根据目前该专业网络信息安全课程开设的现状与存在的问题,建议在教学过程中从以下几个方面进行改革。

1.教学内容

网络信息安全是一门理论和实践紧密结合,应用性强的课程,它涉及计算机、密码、数学、信息等多个学科内容,难度较大。目前,该课程已成为高校各理工科专业普遍开设的一门课程,课程性质和培养目标也不尽相同。作为信息与计算科学专业高年级开设的一门限选课,它既不能像信息安全专业开设的专业基础课那么深入详尽,也不能像普及式的任选课那么浅显,点到即止。我们的目标是要在有限的学时内,让学生掌握最基本、最重要的网络信息安全原理,学会最实用的应对安全问题的技能和方法,成为能解决实际问题的专业人才。因此,我们要结合该专业的理科背景和培养目标设置内容,保证适当的广度和深度。因此,在内容设置上应该从基本理论到实际应用循序渐进,涵盖如下几大方面:(1)网络安全的基本概念、框架理论,如:常见威胁与攻击,网络信息安全的六大要素,ISO/OSI安全体系结构等。(2)密码学基础知识,如:对称密码、公钥密码、密钥分配与管理和数字签名等;(3)主要的安全技术及产品,如:身份认证,访问控制,入侵检测系统、防火墙技术、电子商务安全技术等。另外,在授课的过程中密切关注行业动态,及时更新内容,供学生涉猎有兴趣的学科前沿,开拓知识面,这样才能真正实现知识和技能的传授,能力和素质的培养。

2.教学方式

1)授课过程中尝试以问题为载体的任务驱动教学方法。在授课过程中,始终结合课程特点,尝试采用问题驱动和任务驱动的教学方法,以具体问题为引导,使学生在解决问题过程中掌握和理解网络信息安全的基础理论和基本方法。例如:在对比对称密码和公钥密码的优缺点时,不是采用“填鸭式”的教学方式告诉学生公钥密码密钥管理方便,而是引入个问题:班级所有35位同学两两保密通信,分别采用对称和公钥加密算法来实现,请思考:每个人需要保存多少个密钥?系统中总共需要多少密钥?如果学生人数增至1000,密钥个数会如何改变?通过这样的问题,学生能够很容易直观感受到对称密钥会呈现指数级增长,对密钥的管理会带来很大麻烦,而公钥密码在密钥管理上具有明显的优势。这样的以问题为引导的任务驱动式教学方法有利于培养学生对该课程的兴趣,也有利于发挥学生的主观能动性,培养创新意识。

2)理论与实践相结合的教学模式。网络信息安全本来就是从解决实际问题中产生、总结和提高的,那么,它必然要以更好的解决实际问题为宗旨。因此,网络信息安全是一门实践性很强的学科,它所涉及的实验非常的广泛,受课时的限制想面面俱到是不可能的。因此,如何结合信息与计算科学专业学生较强的理科功底,设计出一批符合培养目标,层次分明的实验显得至关重要。我们可以首先设置基础理论验证实验,如:RSA算法实现、MD5算法实现和基于数字证书的身份认证等。然后设置综合应用实验,如:PGP实现电子邮件安全、虚拟专用网和防范DOS、木马等网络攻防实验等。另外,在实验中要始终秉承从简单到复杂的过程,注意软硬件结合。例如,先从简单的软件和硬件防火墙配置开始,逐步增加难度,要求学生综合应用所学知识使防火墙能够具有简单的IDS和病毒检测功能。在大型的综合实验上可以让学生自由分组,分工合作,注重培养学生的沟通能力和团队精神。最后,在实验环境上,我们可以借用本校计算机学院已经建成的信息安全专业实验室先进的软硬件设施。实验以培养解决实际问题的能力为目标,同时加深对基础知识的理解,从而提高创新思维能力和动手能力。

3.考核体系

考核是教学过程中不可或缺的一个重要环节,它是对教师教学效果和学生学习成果的双重检验,在一定程度上能够激发教与学的积极性。目前,该课程的考核采用平时成绩和期末考试成绩加权平均的方式。平时成绩包括课堂表现,作业完成情况和实验表现等。期末考试采用理论考试方式。考虑到单一的理论考核方式不能全面客观的反映所有学生的学习成果,我们在秉承总成绩由平时和期末考试成绩加权平均的前提下,对期末考试进行了改革。考试由理论和实践两部分组成,同时兼顾不同学生特长和爱好不同的特点,对理论和实践考核提供不同的难度和权重让学生自由选择。例如:喜欢理论推导和逻辑思维较强的同学可以选择算法设计,安全系统的构建,系统安全性分析等理论试题较难,权重较大的试题;动手能力强的同学可以选择算法实现,综合系统搭建等实验难度大,权重大的试题。总评成绩采用优秀、良好、中等、及格、不及格五级等级制度。在这样灵活的考核机制下,才能真正实现“以人为本,因材施教”的教学宗旨,才能从考核体系上进一步激发学生的学习积极性,充分发挥学生的特长,从而培养出不同类型的合格的信息科学人才。

四、结语

网络信息安全是一门非常重要的课程,本身的理论性与实践性都很强,在培养高校理工科学生的创新能力与解决问题的能力方面尤为重要。尤其对于即将毕业的高年级本科生,网络信息安全课程所培养的安全意识,教授的应对安全问题的方法将在以后的工作中有着很强的实用价值。从培养前瞻性、开拓性信息科学人才的角度出发,本文就网络信息安全这门课程,提出了教学内容,教学方式,考核体系等方面的改革措施,这些措施还需要在今后的教学过程中不断检验和完善,使得该课程能在信息与计算科学专业为高年级学生的创新意识和全面素质培养起到良好的作用。

参考文献:

[1]张世永.网络安全原理与应用[M].北京:科学出版社,2003.

[2]Charles P.Pfleeger,Shari Lawrence Pfleeger.信息安全原理与应用[M].李毅超,蔡洪斌,谭浩,等,译.北京:电子工业出版社,2007.

[3][美]William Stallings.密码编码学与网络安全:原理与实践[M].刘玉珍,王丽娜,傅建明,等,译.第3版.北京:电子工业出版社,2004.

[4]尹淑欣.大学《网络与信息安全》课程教学改革探索[J].现代计算机(专业版),2009,(2):90-91.

(责任编辑:刘丽娜)

作者:朱薇 陈蕾 陈燕俐

第五篇:信息与计算科学专业《密码与信息安全》课程教学模式探讨

【摘要】《密码与信息安全》是我校信息与计算科学专业的一门专业必修课,由于我校的《密码与信息安全》课程开设的时间短,积累的经验少,与其他课程比较,还有许多教学上的问题有待研究、实践并加以解决。本文通过深入分析该课程的教学现状和教学中存在的问题,从教学内容、教学方法及教学模式等几个方面提出针对《密码与信息安全》课程的教学改革方案。

【关键词】教学改革;任务驱动;案例教学

1.引言

人类进入21世纪,Internet为人类交换信息、促进科学、技术、文化、教育、生产、发展,提高现代人的生活质量提供了极大的便利。由于网络的开放性、无缝连接性、共享性和动态性的发展使得人人都可以自由进入Internet,当然其中有善者也有恶者。恶者采取各种攻击手段,窃取重要情报,散播破坏性信息,倾泻垃圾消息,进行网络欺诈、释放病毒等行动,这些行为对个人、单位和国家的信息安全构成极大的威胁。当今密码学和信息安全技术已经得到广泛的应用,包括加密、认证、安全协议、访问控制、防火墙、抗病毒、数字货币等方面的产品。这些产品的基础理论和基础知识都与《密码与信息安全》课程相关。

2.课程教学现状及存在的问题

2.1 教学现状

《密码与信息安全》是我校信息与计算科学专业的一门专业必修课,具有宽广深厚的理论基础,涉及广泛的数学知识。在课程内容设置上主要包含密码学基础、古典密码学、密码学数学基础、对称密码学、公钥密码学、数字签名、身份认证、密钥管理、密码学应用、网络安全协议等。知识跨度大、应用背景多、实践性强的特点确定了该课程具有较高的教学和学习难度。然而我校的《密码与信息安全》课程开设的时间短,积累的经验少,与其他课程比较,还有许多教学上的问题有待研究、实践并加以解决,并且该课程只有理论课时,没有实践课时,大多数学生认为该课程缺乏实践动手能力,或不知道如何利用该课程理论知识解决实际问题。

2.2 教学内容方面

密码学中有三个部分:经典密码体制、对称密码体制和公钥密码体制,均涉及到大量数论、群论、有限域理论、计算复杂性理论等数学知识。包括向量、矩阵、模运算,大整数分解,离散对数、椭圆曲线等。对数学基础知识理解不够深的学生学起来比较吃力;而教师授课时,在课程的课时分配不充裕的情况下,只能忽视对数学知识的讲解,导致学生产生一些畏难情绪,失去学习兴趣。

2.3 教学方法方面

如何培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,激发学生的创造性、积极性,是高校信息与计算科学专业课程改革面临的一个重要问题。而该课程教学主要还是以传统的课堂教学为主,在教学过程中老师与学生之间缺乏互动性,不能烘托起整个课堂气氛。且该课程的很多知识需要学生在实际应用中才能真正理解、掌握,这种传统的教学手段很难让学生完全领会所学的知识以及将所学知识应用于实际。学生在学习中不知道学为何用,因而无法激起学生的学习兴趣。

2.4 教学模式方面

在教学过程中主要还是围绕理论学习,忽略了实验教学。而该课程是一门实践性很强的课程,在教学中应使学生通过实践来深化理论知识的理解,培养学生解决实际问题的能力。比如,在讲解DES、AES、RSA、ECC、MD5等算法时,不仅只讲解它们的工作原理,更重要的是使学生掌握各种算法的实际应用,而应用的掌握必须在实践中完成。因此,理论与实践相结合的教学方法在教学中至关重要。由于该课程实践性强,需要不同学历层次、不同知识结构、不同实践经验的人才队伍共同打造师资团队。

3.课程教学改革方案

3.1 教学内容改革

教师在授课时,应合理安排课时,补上相应的数学知识,完善密码学的知识面。利用多媒体课件,制作相应数学知识实例,加快学生的理解过程。在具体教学过程中,开发新颖、实用、趣味的教学软件,使教学直观、形象,也会大大提高学生的学习兴趣。尤其在讲解具体算法时,可以通过flash动画来演示算法的,学生可以根据动画的演示清晰地理解算法的执行过程,从而使教学过程变得更加生动形象。在设计该课程理论教学内容时,应结合我校人才培养定位的特色,在讲解密码算法和密码协议的同时,应讲解该算法或协议实际应用的例子,在课堂多媒体教学环境中演示给学生看,同时要求学生通过编程实践等手段实现相应的密码算法。这样,既符合该课程实践性很强的特点,也符合人才培养定位的特色,对学生未来从事信息安全领域的工作起到了承前启后的作用。

3.2 教学方法改革

应该建立信息安全专业实验室用于相关课程的实践。如现有条件尚无法建立专门的实验室,可利用现有网络实验室,采用虚拟机软件和自主编程结合的方式来完成课程实践。另外教师应指导学生利用C、Java等高级程序设计语言来实现一些典型的密码算法,培养学生学习兴趣,增强动手能力。编写程序可以促进学生对算法的理解,有助于知识的掌握和应用。并且要加强师资队伍建设,选派骨干教师到其他学校交流,造就拔尖人才;根据实际需要,聘请本地知名公司、企业的资深专家和其他高校教学经验丰富学术成就较高的教师为兼职教师,补充教师的知识结构。

3.3 教学模式改革

增加实践课程,只有通过实践教学,才能使学生真正明白“密码”是什么,理解各种算法的加解密过程,并有效地解决实际问题。实验内容包括验证实验、算法设计实验和综合设计实验。以任务驱动式教学为实践教学主要方法,在学习过程中,学生在教师的帮助下,紧紧围绕一个共同的任务活动中心,在强烈的问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,并在完成既定任务的同时,引导学生产生一种学习实践活动。在这个过程中,学生还会不断地获得成就感,可以更大地激发他们的求知欲望,从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力。其次采用案例教学方法,先通过生动的案例吸引学生的学习兴趣,再将所涉及的知识点贯穿于制作案例的过程中,让学生在解决问题的同时完成对所学新知识的吸收。

参考文献

[1]杨波编著.现代密码学(第2版)[M].北京:清华大学出版社,2007.

[2]马民生,冯俊昌.数据安全教学方法的研究与探讨[J].计算机教育,2009(10).

[3]张仕斌.《应用密码学》课程教学方法研究与实践[J].信息安全与通信保密,2012(7).

作者:刘云

上一篇:新教师教学论文下一篇:小学艺术论文