數(shù)學(xué)系信息與計(jì)算專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)探索

馮德鴻

(三峽大學(xué)理學(xué)院，湖北 宜昌 443002)

0 引言

數(shù)學(xué)系本科信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)(專業(yè)代碼070102)是三峽大學(xué)理學(xué)院近年來開設(shè)的新專業(yè)，目標(biāo)是培養(yǎng)具有良好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)思維能力，掌握信息科學(xué)和計(jì)算科學(xué)的基礎(chǔ)理論、方法與技能，能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)技能，解決信息處理和科學(xué)工程計(jì)算中的實(shí)際問題，能在科技、信息產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)金融等部門從事研究、教學(xué)、應(yīng)用開發(fā)和管理工作的高級(jí)專門人才。

目前，各高校為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)，所開設(shè)的課程呈現(xiàn)出“大同小異”的格局。其中，“大同”即主干課程：數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、解析幾何、常微分方程、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)學(xué)模型、離散數(shù)學(xué)、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)值分析、運(yùn)籌優(yōu)化等?！靶‘悺闭n程則是各院校培養(yǎng)方向的專業(yè)特色：有的側(cè)重于金融貿(mào)易信息處理(金融數(shù)學(xué))、有的側(cè)重于經(jīng)管物流ERP信息處理(物流供應(yīng)鏈管理優(yōu)化與控制)、有的側(cè)重于自動(dòng)化控制信息的處理(工業(yè)自動(dòng)化)、有的側(cè)重于計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的開發(fā)等。三峽大學(xué)是水利與電力科學(xué)鮮明的地方高等院校，理學(xué)院數(shù)學(xué)系的信息與計(jì)算專業(yè)是側(cè)重于遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)的特色專業(yè)，開設(shè)了相應(yīng)的特色課程，如遙感影像分析、GIS軟件應(yīng)用與二次開發(fā)、軟件工程等。

各院校不同特色的專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)與訓(xùn)練，決定了畢業(yè)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的差異性，也決定了畢業(yè)生的專業(yè)素養(yǎng)，還決定了畢業(yè)生能否適應(yīng)人才市場的需求變化。以下分三方面介紹理學(xué)院信息與計(jì)算專業(yè)在創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方面的一些有益探索：課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接環(huán)節(jié)；創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)；創(chuàng)新大賽培訓(xùn)環(huán)節(jié)。

1 課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接環(huán)節(jié)

1.1 專業(yè)平臺(tái)課程合理設(shè)置

信息與計(jì)算專業(yè)課程設(shè)置內(nèi)容與課時(shí)安排如表1所示。

表1 2020年信息與計(jì)算專業(yè)課程設(shè)置內(nèi)容與課時(shí)安排Tab.1 Curriculum content and class hour arrangement of information and computing major in 2020

1.2 課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接環(huán)節(jié)

課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接環(huán)節(jié)，主要體現(xiàn)在GIS軟件應(yīng)用與二次開發(fā)[1-3]、遙感概論[4-5]等專業(yè)課的課程設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn)方面，以創(chuàng)新實(shí)習(xí)課程為例，說明其課程教學(xué)內(nèi)容，如表2所示。

表2 創(chuàng)新實(shí)習(xí)課程主要教學(xué)內(nèi)容Tab.2 Main teaching contents of the course of innovative practice

2 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，主要是高年級(jí)學(xué)生以課題興趣學(xué)習(xí)小組的形式，在騰云工作室參與相關(guān)教師橫向項(xiàng)目的研究與開發(fā)，硬件平臺(tái)包括大幅面掃描儀、GPS野外數(shù)據(jù)采集設(shè)備、近景攝影測量相機(jī)等；軟件平臺(tái)有ArcGIS 、MapInfo等GIS平臺(tái)、ENVI與ERDAS遙感信息處理平臺(tái)等；另外一部分學(xué)生由專業(yè)實(shí)習(xí)教師帶隊(duì)去校外企業(yè)實(shí)習(xí)。比較典型的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)成果如圖1～3所示。

圖1 宜昌市高壓輸電線路巡檢系統(tǒng)部分操作界面Fig.1 Parts of operation interface of high voltage transmissionline inspection system in Yichang City

圖2 湖南石門縣壺瓶山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)野生動(dòng)植物巡護(hù)系統(tǒng)[6]Fig.2 Wildlife Patrol System in Hupingshan national nature reserve, Shimen County, Hunan[6]

圖3 三峽大學(xué)校園房屋管理系統(tǒng)[7]Fig.3 China Three Gorges University’s campus housing management system[7]

3 創(chuàng)新大賽培訓(xùn)環(huán)節(jié)

2010年三峽大學(xué)理學(xué)院與計(jì)算機(jī)學(xué)院聯(lián)合參加第四節(jié)全國計(jì)算機(jī)仿真大賽。四個(gè)小組中有兩組分別榮獲一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)，其中榮獲全國二等獎(jiǎng)的3S創(chuàng)新作品如表3、圖4～6所示。

圖6 A城區(qū)洪水淹沒與人員疏散預(yù)演系統(tǒng)[8]Fig.6 Rehearsal system of flood submergence and evacuationin the urban area in A City[8]

由于理學(xué)院目前在參與全國ESRI杯GIS大賽方面，暫時(shí)還沒有形成類似于全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽的相應(yīng)規(guī)模，因此這方面的經(jīng)驗(yàn)與成果相對(duì)不足，有待于繼續(xù)努力。

4 結(jié)語

經(jīng)過近幾年的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)改革和探索，理學(xué)院數(shù)學(xué)系信息與計(jì)算專業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)新成果不斷涌現(xiàn)，一方面就業(yè)率逐年提高，另一方面就業(yè)質(zhì)量越來越好。隨著社會(huì)與科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)正在不斷地融入到現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)發(fā)展的洪流中，特別是近年來快速發(fā)展起來的空間信息大數(shù)據(jù)挖掘與云計(jì)算、人工智能、5G通信技術(shù)等，迫切需要具有遙感與地理信息系統(tǒng)專業(yè)素質(zhì)的師資作補(bǔ)充，同時(shí)也需要專業(yè)教師深入社會(huì)，走進(jìn)企事業(yè)單位，拓展橫向課題研究業(yè)務(wù)。學(xué)院要加大投入力度，特別是科研設(shè)備，如高端無人機(jī)低空攝影測量等，只有以橫向課題業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)，創(chuàng)新教學(xué)成果才會(huì)不斷涌現(xiàn)，學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)才會(huì)大幅度提升。