信息与计算科学专业规范定稿.docx

1、信息与计算科学专业规范定稿2.1信息与计算科学专业规范一、本专业教育的历史、现状及发展方向1.本专业的历史沿革与概况中国数学在古代有着辉煌的成就。从商周时期到宋元年代，逐步形成，不断发展，并于13世纪达到高峰，其中一些成就在当时处于世界上领先地位。但到了明清时期，我国数学的发展相对停滞。而在欧洲，经过文艺复兴与工业革命，数学得到了飞速的发展，其中微积分的诞生就是一个重要的标志。19世纪末期，西方近代数学理论开始较系统地传入我国。1862年清政府设立了同文馆，内设有天文算学馆。1898年京师大学堂成立，同文馆并入京师大学堂，而其中的天文算学馆，成为大学堂的“算学门”。京师大学堂算学门于1913年

2、正式招生，成为我国的第一个大学数学系。辛亥革命以后，我国成立了许多新式大学，其中都有数学系。20世纪30年代，我国自己的数学研究群体开始形成，成立了学术团体，创办了学术杂志。到40年代就出现了一些杰出的数学家，其中陈省身、华罗庚、苏步青、许宝騄等以其重大贡献而享誉世界。1949年新中国的成立，为我国科学技术的发展奠定了基础。从20世纪50年代初开始，我国派出大批留学生去原苏联和东欧国家学习。这批学者回国后为我国数学科学的进一步发展发挥了重要作用。1952年，在全国范围内进行了高等学校的院系调整。设立了综合性大学13所、高等师范院校33所，其中的每所高校均有数学系，专门培养数学专业人才。这对我国

3、高等学校数学学科专业人才的培养产生了长久的影响。从1977年开始，我国的数学专业人才培养又一次出现了生机。我国数学科学和数学教育从十年浩劫的破坏中逐渐恢复，并进一步发展繁荣。改革开放后，那种只在综合性大学和师范院校开设数学系的局面被突破，大量的工科院校成立了数学系或应用数学系。这使我国高等学校数学学科专业的发展进入了一个新的时期。从20世纪80年代末至90年代中期，社会公众对基础学科特别是对数学学科的认识不足，致使我国数学系和应用数学系的招生与就业一度普遍出现困难。1990年的“兰州会议”（全国高等理科教育工作会议），提出了建设“规模适宜，布局合理，结构优化，加强基础，重视应用，分流培养”的理

4、科教育体系。在具体政策上，“兰州会议”指出，多数高校的理科专业要向应用性理科发展；同时要在有条件的高校设立“国家理科基地”。“兰州会议”后，教育部成立了第一届高校理科数学教学指导委员会，作为参谋机构。并分四批共设立了13个“数学基地”（后来浙江大学并校，浙大与杭州大学的“数学基地”合二为一，故全国现有12个“数学基地”）。1995年以后，我国数学学科专业的招生与就业困难大大缓解，而且形势越来越好。1998年，在教育部的领导下，调整了数学学科专业的数量与名称，将原来的七个专业合并为两个专业，即数学与应用数学专业 、信息与计算科学专业，原统计学部分与经济类的统计学合一形成统计学类的统计学专业，从而

5、为进一步淡化专业、拓宽培养口径奠定了基础。信息与计算科学专业涵盖或涉及了信息科学、计算数学、运筹学和控制论四个主干学科，其中“计算数学”是本专业中有较长历史的学科。 1955年， 北京大学开始在数学系里设立“计算数学专业”， 并招收研究生。1957年后愈来愈多的综合性大学相继开设了“计算数学专业”。 在综合大学成立计算数学专业的同时， 部分理工科大学在“应用数学专业”下也开设计算数学专业方向。到80年代， 随着计算机的逐渐普及和对计算数学专业毕业生需求的急剧增加，许多大学都开始兴办计算数学专业。应用数学（含计算数学）专业一时间成为高等学校中最大专业之一。以后，该专业的部分教学内容做了调整，并改

6、称“计算数学及其应用软件专业”。1957年前后， 国内部分大学开设了“运筹学与控制论专业”。 “信息科学”是本专业最新发展起来的学科。我国高校的“信息科学专业”诞生于20世纪70年代末。但当时的国内数学系里，能够开办信息科学专业的学校为数不多，很多学校还没有形成力量雄厚的教学与科研队伍。 从主干学科的教学内容来看，计算数学是在数学分析、高等代数、解析几何和物理学等基础课的基础上，围绕数值逼近、数值代数、微分方程数值解以及与计算机科学相结合的新的计算数学方向系统地开设一些专业课；信息科学是本专业最新发展起来的主干学科，该学科主要开设信息处理的数学基础、现代密码学、图形与图像处理，计算智能，计算机

7、图形学与可视化等专业课程；运筹学是运用数学的理论和方法研究和解决现代管理科学中的理论问题和实际问题，控制论方向是研究带有控制参变量的时变系统，在现代科学技术和现代工业中有着广泛的应用。1998年，本专业正式设立后，许多院校都对信息科学专业的专业内涵、教学目标和课程设置等重大问题作了认真负责的研讨。2003年，在新的数学类专业教学指导分委员会和高等教育出版社的组织下，成立了“信息与计算科学专业系列教材编委会”， 并从2004年开始陆续出版该专业的第一批系列教材。到2005年，全国“信息与计算科学专业”的专业点达到426个，是全国高校理科专业中最大的专业之一。这426个专业点，大致可分为两类情况：

8、(1) 原来已有计算数学、运筹控制或信息科学专业的学校， 保持了原有的专业方向和特色，招生规模也未发生显著变化。(2)在新开办了“信息与计算科学专业”的学校当中，有以前开办过数学类专业的学校，也有不少以前从未开办过数学类专业的学校.。这些学校招生规模普遍较大，而多数不具备或不完全具备办专业条件。其中部分学校并不明确该专业的办学方向，严重缺乏专业师资力量，离专业教学规范办学相差甚远。在这里，值得强调的是，数学中的各个学科之间，甚至和其他学科之间的相互交叉，相互渗透是当代数学的主要特征之一。因此，本专业各学科之间很难划出一条明显的界限。20世纪末，我国进行了大规模的院校合并和扩招，各综合性高校数学

9、科学学院的规模普遍扩大，实力普遍增强，数学教育大大发展。但这种大发展同时也带来了一些新问题。例如，随着连年扩大招生，高等教育从精英教育逐步走向大众化教育，不同学校同一届学生水平和能力的差别也在扩大。如何在扩招下确保毕业生的质量，增强他们在就业市场上的竞争力；如何投入力量采取特殊措施，指导优秀学生的成长；如何教育学生正确对待实现自身价值与国家多种需要的关系，引导大量毕业生的合理就业，如何解决师资力量的不足，提高教师质量，这些都是亟待解决的问题。2.本专业的相关学科及影响本专业教育的因素本专业的相关学科是数学与应用数学、计算机科学与技术和概率统计等学科。其中数学与应用数学学科的影响最大，主要体现在

10、本专业教育的前两年里， 其基础课基本上和数学与应用数学专业相同，且构成专业后两年教育的核心基础。计算机科学与技术是本专业联系极为紧密的学科，其相关的理论与方法构成了本专业人才的重要技术基础。 由于近代科学面向的多数是随机问题（尤其是信息科学中的问题），所以概率论与数理统计也是本专业的重要基础。影响本专业教育的因素主要有：(1) 师资队伍；(2) 对基础课（如数学分析、高等代数、解析几何和概率统计）的重视程度、学时多少和教学效果；(3) 教材和图书资料；(4) 硬件设备（主要是微机的数量和质量）；(5) 社会需求；(6) 与其他信息类专业的界限等。二、本专业培养目标和规格1.培养目标本专业是以信

11、息技术、计算技术和运筹控制技术的数学基础为研究对象的理科类专业，培养具有良好的数学基础和数学思维能力，掌握信息或计算数学的基本理论、方法与技能，受到科学研究的初步训练，能解决信息技术或科学与工程计算中的实际问题的高级专门人才。毕业生能在科技、教育、信息产业、经济金融等部门从事研究、教学、应用开发和管理工作，或继续攻读研究生学位。2.培养规格本专业为本科专业，学生毕业授予理学学士学位。各学校应根据本校情况选择对学生的培养目标。一般说来， 具有强的专业师资和良好教学资源的重点综合大学应培养以基础研究型人才为主；具有较强的本专业师资力量和有较好教学设备的重点理工科大学应以培养应用研究型人才为主。 其

12、余学校可朝上述两方向之一努力，但近些年，建议以培养应用技术型人才为主。各学校还应根据本校情况选择对学生的培养模式， 专业课程既可以以信息科学为主，也可以以计算数学或运筹与控制为主。条件好的学校可以选择更好的培养模式。本专业人才培养规格的基本要求是：(1)素质结构要求思想道德素质：热爱祖国，有科学的世界观、人生观和价值观，有责任心和社会责任感，自觉遵纪守法，注重职业道德，具有诚信意识和团队精神；文化素质：有较高的文化素养，有一定的文学艺术修养、人际沟通修养和现代意识；专业素质：掌握较多的数学知识，学会“数学方式”的理性思维和科学的研究方法，能够对实际问题建立数学模型，能够用规范的数学语言表达自己

13、的思想，具备求实创新意识；身心素质：身体健康，心理健康。(2) 能力结构要求获取知识的能力：具有较强的分析能力、归纳能力、抽象能力、空间想像能力、演绎推理能力、准确计算的能力、运用数学软件的能力、学习新的数学知识的能力；应用知识的能力：具有较高的理论联系实际的能力、较强的解决实际问题的能力；创新的能力：有创造性思维，有一定的科学研究能力以及对新知识、新技术的敏锐性。(3) 知识结构要求 工具性知识：熟练掌握一门外国语，熟练使用计算机，会进行文献检索，懂科技写作；人文社会科学知识：有一定的文学、哲学、历史、经济等社会科学知识；自然科学知识：有较多的物理学知识，会作物理实验，懂一点化学、生命科学、

14、地球科学方面的知识； 专业知识：掌握较多的分析、代数 、几何和概率统计方面的基础知识和信息科学、计算数学或运筹控制方面的专业知识，达到本专业规范规定的总学分要求和分类学分要求。在实践性方面，应对课程有针对性地开展计算机编程训练、科学计算训练与信息工程应用训练。避免开设过多计算机程序设计与应用技术课程，多数课程宜放在选修课或在毕业论文（设计）中去完成。三、业务培养要求(1) 具有良好的数学基础，掌握信息科学或计算数学或运筹控制的基础理论和基本方法；(2) 具备熟练应用计算机（包括常用语言、工具及专用软件）的基本技能，具有较强的算法设计、算法分析与编程能力；(3) 能运用所学的理论、方法和技能解决

15、信息技术或科学与工程计算或运筹控制中的某些实际问题；(4) 受到科学研究的初步训练，了解信息科学或计算数学或运筹控制理论、技术与应用的新发展，具有较强的知识更新、技术跟踪与创新能力。四、本专业的教学条件1.师资力量师资指高等院校中在编的具有教师专业技术职务的全体工作人员和长期外聘的专职教师。师资队伍是本专业学科发展和教学工作的核心资源，师资队伍的质量对本专业学科的长远发展，教学与人才培养质量有直接影响。根据高等院校理工科本科专业人才培养模式，专业人才要体现知识，能力和素质协调发展的原则，因此要求建设一支整体素质高、专业和年龄结构合理、业务过硬和在科研与教学工作中具有创新精神的师资队伍，以适应专

16、业人才培养及自身发展的需要。学校应有师资队伍建设长远规划和近期目标，以学科建设和课程体系建设推动师资队伍建设，以提高教学质量和科研水平为中心，以改善教师知识、能力、素质结构为原则，通过科学规划，制定激励措施，促进师资队伍整体水平的提高。(1)专业师资队伍的数量与结构 生师比适宜，满足本专业本科教学工作的需要，一般不高于16：l。生师比 = 本科学生总数/教师总数，其中，教师总数=专任教师数+聘请校外教师数/2 ；师资队伍整体结构合理，符合专业目标定位要求，适应学科、专业长远发展的需要和人才培养与教学需要。凡设置本专业的学校必须有良好的基础数学师资力量，并能为学生学习专业课程提供良好的分析、代数

17、、几何和概率统计基础；年龄结构合理。年龄在 50 岁以下的教授及 35 岁以下的副教授分别占教授总数和副教授总数的比例适宜，中青年骨干教师所占比例较高；学历 ( 学位 ) 和职称结构合理。具有硕士以上学历 ( 学位 ) 和讲师以上职称的教师占专职教师的比例不低于85%。(2) 对教师队伍的知识、能力、素质结构的要求思想政治素质：坚持四项基本原则，用唯物主义的立场、观点和方法观察事物、分析问题，具有良好的道德修养，为人师表、教书育人，善于团结合作，谦虚谨慎、严谨治学，对国家和社会具有强烈责任感 和使命感；学术水平：根据专业建设、课程建设和学科发展的需要，教师队伍尤其是专任教师应加强学术和教学研究

18、，拓宽相关学科知识，具有较高的教学、科研和技术开发能力；外语能力：具有较强的外语能力，基本具备国际学术交流能力；现代教学手段应用能力：教师能够熟练地运用现代教学手段，并与传统教学方法相结合，提高课堂教学效果和授课水平。(3) 助教岗位的设置建立健全助教制度，根据专业基础课和专业课的特点和要求以及学生实际人数，配备适量的助教，协助主讲教师讲授习题课或实验课并批改作业和答疑，以达到教学要求。(4) 建立教学质量保证和监控体系，促进教学管理的科学化和规范化。2.教材本着注重三基 ( 基础理论、基本知识、基本技能 )、四性 ( 思想性、科学性、先进性、适用性 )， 充分考虑宽口径人才培养原则，选用符合

19、教学大纲和专业教学规范的教材。专业基础课教材应选用影响良好的、由高等教育出版社或其他主要出版社正式出版的教材，专业课原则上也应选用正式出版教材，少部分未正式出版的，至少要有符合教学大纲要求的讲义。鼓励使用有影响、有特色的高质量专业课教材，包括获省部级以上奖励或水平较高的教材；鼓励有条件的学校选用适用的英文原版教材作为某些专业课和专业选修课教材或主要参考书。应有科学的教材评介和选用制度，定期进行审核和评测。对于首次使用的教材，尤其是新编教材，任课教师应进行质量追踪调查，收集反映，作为今后教材修订、补充、评介的参考和依据。有条件的学校应该积极组织高水平教师编写教材。教材编写要适应本专业发展和社会经

20、济发展的需求，注重质量，发挥学科优势，搞好重点规划。在重视文字教材建设的同时，要加强音像教材及电子教材的研究和建设，鼓励教师自主开发与文字教材相配套的高质量多媒体教材。3.图书资料根据专业建设、课程建设和学科发展的需要，加强学校公共图书馆服务设施建设。注重制度建设和规范管理，保证图书资料采购经费的投入，使之更好地为教学科研工作服务。图书资料应包括文字、光盘、声像等各种载体的中外文献资料。(1) 图书馆应具有的软硬件条件应具备一定数量的与专业有关的图书资料，包括图书、期刊杂志和数字化资料种类，以基本满足教学和科研工作的需要。生均面积和阅览座位数应满足有关规定。要充分利用现代高技术手段，加强图书馆

21、的信息化建设，为读者提供网络环境下多种多样的信息服务。 (2) 图书资料采集经费应保证一定数额的年度图书资料采集经费，使图书资料每年能保持一定的更新比例。在专业图书采集时，应有一定数量由高等教育出版社或其他主要出版社出版的教材和图书。4.实验室实验室建设须有长远建设规划和近期工作计划，既要注重专业基础实验，又要注重新方向、新技术的发展，还要结合本专业特长和社会发展需求，建设专业实验室。实验室应提供开放服务以提高设备利用率。(l) 实验室设备和经费微型计算机是本专业实验室基本设备，实验室中计算机总数与在校本科生总数之比不应低于1：4。有满足实践教学的网络设备、辅助设备等实验室设备。现有仪器设备完

22、好率不低于95%，处于维修状态一个月以上的仪器设备不超过本实验室仪器设备总数的3%。仪器设备的更新率达到以下标准：G = 近6年该类新品种仪器设备的新增台数/该类仪器设备总台数08。(2) 实验室管理应具备教学大纲、教学计划、教学日志、课表、实验指导书等规范材料。为提高学生的独立思考及独立操作能力，实验室应提倡单人单机，特殊情况下每组实验人数不超过2人。5.实习基地作为实践教学环节的重要组成部分，实习基地的建设对于人才培养质量起着重要的作用。高等院校应本着服务社会、发挥专业特长和人才培养特点的原则建设本专业较稳定的校内外实习基地，使学生在实践过程达到提高个人能力，满足服务社会的要求。社会实践的

23、形式可以多种多样，包括到实践单位解决科研和技术开发中的技术或管理问题，结合经济建设和社会发展开展专题调查，深入实习基地参与实际课题或项目的研究和开发等。学校应定期对实习基地进行评估，包括接收学生的数量、提供实习题目的质量、管理学生实践过程的情况和学生的实践效果等。(l) 校内实习基地建设校内实习基地应能为参加实践教学环节的学生提供平均每人每周 20小时以上的独立设备使用时间，并设有专门的指导教师对学生的实践内容、实践过程等进行全面跟踪和控制。(2) 校外实习基地建设有条件的学校应本着“就地就近、互惠互利、专业对口、相对稳定”的原则，在有关部门的协调下，积极与相关单位建立校外实习基地。学校应指定

24、有实践经验、责任心强的教师担任实习指导教师，并聘请实习基地中政治思想好、业务水平高、责任心强的人员，担任校外指导教师。6.教学经费对于新建专业，教学经费应包括本专业实验室建设经费、图书资料经费、师资队伍建设经费和人员工资费用等，并保证较充足的专业开办经费 ( 不包括固定资产 ) 。对于已建专业，每年正常的教学经费应包含师资队伍建设经费和人员工资费用、实验室维护更新费用、图书资料经费和实习基地建设经费等。五、主要参考指标1.培养方案(1) 本科学制：学制四年，实行学分制试点的学校应采用弹性学制，一般为 36年，但不得低于3年。(2) 每学年学习时间（学生在校时间，含集中实践环节）不低于 40 周

25、。(3) 学生需修的总学分应不低于150学分，一般控制在180学分以内。总学分包括普通教育、专业教育和综合教育等不同类型的学分。(4) 普通教育（通识教育）类的学分占总学分的 30% 左右。主要包括：政治思想教育和人文社会科学；计算机科学学科基础；自然科学；外语；体育；实践训练等。本专业学生不进行数学知识体系的普通教育，普通教育类学分为必修学分。(5) 专业教育类的学分占总学分的 60% 以上。主要包括：本专业专业基础课程内容；本专业专业课程内容；毕业论文和毕业设计等。(6) 综合教育类的学分占总学分的 10% 左右。主要包括：思想品德教育；学术与科技活动；文体活动；跨专业选修课；社会实践等。

26、(7) 学时与学分的折算办法：未实行学分制的学校，学时与学分的折算由各校根据学校实际情况自行 决定。本规范建议课程教学18学时折算1学分，集中实践性环节每周折算为1学分。某些课程的学时学分折算办法可自行调整（例如，习题课等）。2.师资队伍(1) 专业教师数量：生师比不高于 16：1 。(2) 35岁以下的青年教师中博士、硕士比例应在90%以上。(3) 主讲教师中具有硕士以上学位或讲师以上职称并取得教师证书的教师人数应占85%以上；专业基础课主讲教师原则上应由具有副教授以上职称的教师担任。3.教学条件(l) 计算机数量与学生总数之比不少于1:4，具有技术先进的网络环境并同Internet连接。(

27、2) 具有满足教学需要的教学仪器设备，生均教学仪器设备值不低于5000元。(3) 具有满足教学需要的图书资料（含校图书馆和院、系资料室的文字、光盘、音像等各种文献资料）和多媒体教学环境。4.实践教学(1) 实践教学学分约占15学分左右，占总学分的比例不低于10% 。(2) 有开放的机房，学生在校期间上机时数不低于 300 小时。(3) 毕业论文（设计）是一个科研和教学结合最为密切的实践环节。毕业论文（设计）可以从科研任务中选择规模适当、相对独立的题目，还可以通过与企业紧密合作的实践教学活动来进行。优秀的学生可以在大学三年级或更早就参与到教师的科研工作中，以获得更多的实践机会。毕业论文（设计）环

28、节不低于 12 周，选题应结合科学研究或应用需求。很多本专业方向以外的课程同样也可以帮助学生进行更高层次的实践教学，这些课程包括经济，金融和保险、计算机软件、管理类、工业自动化与控制以及技术交流等。（4）鼓励有能力和学有余力的学生积极参与数模竞赛、电子设计大赛等重要的科技竞赛活动。六、课程结构1.公共基础课(按教育部的统一规定)2.专业基础课数学分析，高等代数，解析几何，物理学(含实验)，概率统计，计算机基础，数学建模。3.专业必修课各校可根据不同的培养方向从以下课程中至少选取五门（每门以54学时计）作为必修课程，其中A类课程不少于23门，B类课程不少于23门。A类：微分几何，实变函数论，泛函

29、分析，抽象代数，拓扑学，复变函数论，常微分方程，数学物理方程。B类：数值分析，微分方程数值解，离散数学，数据结构与算法，信息论基础，编码理论，数字信号处理，数据分析，控制论基础，运筹学。4.专业选修课根据实际需要与本校实际，开设侧重信息科学、计算科学和运筹控制等方面的若干门课程，指导学生选修，形成各自有特色的专业方向。每个学生至少选修四门。未被本校规定为必修课的专业课或其它学科的课程也可列为专业选修课。以下所列专业选修课可供各校参考（可增加）：A类：计算几何，组合优化，最优化算法，并行数值计算，计算机代数与符号计算，非线性方程组解法，大型稀疏矩阵数值方法，科学与工程计算的近代方法。B类：信息处

30、理的数学基础(小波分析，分形，基于偏微分方程的图像处理方法)，现代密码学，计算智能，计算机图形学与可视化，图形与图像处理，信息工程概论，可计算理论，应用随机过程，最优控制理论。C类：连续介质力学，流体力学计算方法，电动力学与量子力学，计算生物学，生物信息学，信号与系统，计算机网络，软件工程。5.其他选修课为了拓宽知识面，增强适应性，可在自然科学、工程技术、管理科学、人文社会科学等方面开设若干门课程，供学生选修，要求每个学生选学二至三门。七、主要课程的内容和要求1.公共基础课(按教育部的统一规定)2.专业基础课(1) 数学分析数学分析是本专业的重要基础课程。它为众多后续课程的教学提供必要的基础，

31、也为培养学生的独立工作能力提供必要的训练。掌握本课程的基本内容和方法，对学生达到本专业的业务培养要求具有关键性的作用。主要内容：函数，极限，连续性，导数与微分，积分，级数，Fourier级数，多元函数微分学，含参变量的积分，重积分，曲线积分，曲面积分，场论初步。教学要求：要求学生对本课程的基本概念、基本理论和基本方法有清晰的理解，并通过大量习题的训练，培养学生的运算技能和对数学问题的思维能力。学时建议：课程安排在前三个学期。300学时左右，其中习题课约100学时，共14学分。(2) 高等代数高等代数是本专业的重要基础课程，它是本专业后续课程的重要基础。主要内容：多项式理论，行列式，线性方程组，

32、矩阵代数，二次型，线性空间，线性变换，若尔当(Jordan)型，欧氏空间。教学要求：要求学生掌握本课程的基本概念和基本理论，特别要注意掌握一些对象多项式、矩阵及向量等的运算性质及在解决问题中的作用。注意抽象空间的想像力，要具备学习抽象内容和抽象推理的能力。学时建议：课程安排在前两个学期。200学时左右，其中习题课大致1/3，共9学分。(3) 解析几何解析几何是本专业的重要基础课程。它的目的在于培养学生的空间想象能力和运用解析方法研究几何问题及在实际中应用这一方法的能力。它是本专业后续课程的重要基础。主要内容：向量代数，空间平面和直线，二次曲线和二次曲面，正交变换和仿射变换。教学要求：要求学生对本课程的基本内容有清晰的理解。通过本课程的学习，使学生对分析和代数中若干重要数