針對(duì)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育的探討

李慧珍 李娜娜

【摘要】現(xiàn)代計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)是通過(guò)基礎(chǔ)教學(xué)與專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練，培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、知識(shí)面寬、工程實(shí)踐能力強(qiáng)，具有開(kāi)拓創(chuàng)新意識(shí)，在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域從事科學(xué)研究、教育、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的高級(jí)人才。本文簡(jiǎn)要分析了大數(shù)據(jù)時(shí)代的特點(diǎn)，深入分析了該時(shí)代下計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育的現(xiàn)狀，結(jié)合發(fā)生或已發(fā)生的影響，提出了計(jì)算機(jī)教育變革的主要內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī);專(zhuān)業(yè);教育

引言

互聯(lián)網(wǎng)新興起的服務(wù)，例如云計(jì)算、社交網(wǎng)、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)等，促使人類(lèi)社會(huì)面臨的數(shù)據(jù)類(lèi)型越來(lái)越多樣，數(shù)據(jù)規(guī)模增長(zhǎng)速度越來(lái)越快，也預(yù)示著人類(lèi)社會(huì)步入了大數(shù)據(jù)時(shí)代。大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，得到了政府機(jī)構(gòu)、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注和深入研究。大規(guī)模數(shù)據(jù)的有效分析和管理，加大了相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才的需求。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，高校不得不及時(shí)調(diào)整計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案。目前，國(guó)內(nèi)很多高校都開(kāi)設(shè)了計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，培養(yǎng)了大量的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才。然而，大數(shù)據(jù)時(shí)代帶給計(jì)算機(jī)行業(yè)很多機(jī)遇，也給計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。

1大數(shù)據(jù)及其對(duì)計(jì)算機(jī)教育的影響

1.1大數(shù)據(jù)

2008年9月Nature雜志推出“大數(shù)據(jù)”的封面專(zhuān)欄后，大數(shù)據(jù)研究熱潮在學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界中盛行。2012年3月29日，美國(guó)政府提出了“大數(shù)據(jù)研究與發(fā)展計(jì)劃”。該計(jì)劃的目標(biāo)之一是提高人類(lèi)在海量的、復(fù)雜的數(shù)據(jù)中獲取有價(jià)值知識(shí)的能力，該計(jì)劃的提出強(qiáng)調(diào)了大數(shù)據(jù)是未來(lái)的石油，也標(biāo)志著大數(shù)據(jù)已經(jīng)提升到了國(guó)家戰(zhàn)略層次。

目前，業(yè)界對(duì)大數(shù)據(jù)的認(rèn)識(shí)和定義沒(méi)有統(tǒng)一，維基百科對(duì)它的定義如下：大數(shù)據(jù)由巨型數(shù)據(jù)集組成，數(shù)據(jù)集大小已經(jīng)不是大家所熟悉的G或T為單位來(lái)量化，而是用P、E、Z來(lái)進(jìn)行量化。這些數(shù)據(jù)集超出人們?cè)诳山邮軙r(shí)間內(nèi)的收集、獲取、存儲(chǔ)、分析、共享、管理和處理能力。并且該數(shù)據(jù)集的增長(zhǎng)速度很快，故稱(chēng)之為大數(shù)據(jù)。

1.2大數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)的影響

（1）海量的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)相關(guān)的學(xué)習(xí)對(duì)象。目前，不管是線下還是線上計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)資料琳瑯滿目，參差不齊。

（2）海量的輔助型教學(xué)資源。計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)除了學(xué)校教師的授課與學(xué)校主導(dǎo)的學(xué)習(xí)對(duì)象，網(wǎng)上充斥著大量的學(xué)習(xí)教學(xué)資源。目前，各個(gè)學(xué)校都建立了相應(yīng)規(guī)模的教學(xué)資源庫(kù)平臺(tái)。

（3）新型計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育方式對(duì)傳統(tǒng)教育模式的沖擊。隨著網(wǎng)絡(luò)化、信息化的高速發(fā)展，開(kāi)放教育資源的研究和實(shí)踐異常活躍。

（4）社會(huì)用工對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的需求逐步發(fā)生變化。隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)步入了信息化時(shí)代，因此幾乎所有行業(yè)都需要計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才。計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才不能只是會(huì)進(jìn)行基本應(yīng)用會(huì)寫(xiě)編程的“碼農(nóng)”，而應(yīng)該具備大數(shù)據(jù)時(shí)代下的認(rèn)知能力和交叉學(xué)科的學(xué)習(xí)能力。

（5）計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)方法跟不上計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展。首先，課程的設(shè)定和教材的選擇不合理;其次，教學(xué)方法脫離社會(huì)用工需求;再者，教學(xué)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán)境滿足不了該專(zhuān)業(yè)的發(fā)展。

2大數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育改革

2.1改革目標(biāo)

在大數(shù)據(jù)時(shí)代的背景下，綜合考慮其科研前沿和行業(yè)前沿，研究并探索具有高性能計(jì)算能力、云計(jì)算能力、大數(shù)據(jù)分析能力的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育體系，為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育培養(yǎng)方案、提供教學(xué)內(nèi)容選擇。通過(guò)開(kāi)放計(jì)算機(jī)教學(xué)平臺(tái)的搭建，教學(xué)模式和考核評(píng)價(jià)模式的評(píng)估和變革，為大數(shù)據(jù)時(shí)代計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育探索更佳方案。

2.2內(nèi)容調(diào)整

計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)是一個(gè)硬件和軟件結(jié)合的專(zhuān)業(yè)，它是面向系統(tǒng)、側(cè)重應(yīng)用的專(zhuān)業(yè)。該專(zhuān)業(yè)涵蓋的課程面非常廣，例如離散數(shù)學(xué)、算法、電子技術(shù)、人工智能、信息處理，等等，而且該專(zhuān)業(yè)和其他學(xué)科是緊密相關(guān)的。同時(shí)，大數(shù)據(jù)的研究為交叉學(xué)科的研究創(chuàng)造了有利條件。因此，目前對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)要注重他們的跨學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和交叉領(lǐng)域?qū)W習(xí)的能力。

大數(shù)據(jù)的時(shí)代表明了計(jì)算機(jī)行業(yè)正在逐步發(fā)展成真正的信息行業(yè)。計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展和算法的優(yōu)化已經(jīng)為計(jì)算速度奠定了良好的基礎(chǔ)，當(dāng)下需要側(cè)重于大數(shù)據(jù)處理的能力。其中軟件的發(fā)展也不再以編寫(xiě)程序?yàn)楹诵?，?yīng)該轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)據(jù)為核心。

2.3教師素養(yǎng)與人才培養(yǎng)

大數(shù)據(jù)時(shí)代，創(chuàng)新型人才是稀缺資源。在培養(yǎng)學(xué)生時(shí)要考慮企業(yè)的用人需求。信息時(shí)代，交叉領(lǐng)域的深入研究變得更加緊迫，學(xué)生的培養(yǎng)更加側(cè)重于其創(chuàng)新思維和自學(xué)能力。同時(shí)，學(xué)生的視野需要超前的開(kāi)闊，不僅要對(duì)交叉學(xué)科知識(shí)具備敏感性，而且要強(qiáng)化國(guó)際視野，對(duì)前沿知識(shí)具備敏感性。為達(dá)到學(xué)生畢業(yè)時(shí)能夠很快地適應(yīng)社會(huì)的目標(biāo)，在學(xué)生培養(yǎng)時(shí)要注重基礎(chǔ)理論、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐一體的模式。

3計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育培養(yǎng)方案探索

為了適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展，突破計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中出現(xiàn)的不適現(xiàn)狀，從緊密結(jié)合基礎(chǔ)理論、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐的角度出發(fā)，提出一種計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)的可行方案。

首先，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)理論，在計(jì)算機(jī)發(fā)展至今，已經(jīng)形成一套成熟的基礎(chǔ)理論體系。循序漸進(jìn)地進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)的調(diào)整;邀請(qǐng)不同專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)家對(duì)學(xué)習(xí)方案進(jìn)行評(píng)估，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整;遵循檢驗(yàn)知識(shí)、符合實(shí)際、真實(shí)數(shù)據(jù)的原則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)真實(shí)數(shù)據(jù)的分析和處理能力后，組織學(xué)生小組討論，深入對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索和加深理論知識(shí)的理解。

其次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是檢驗(yàn)理論知識(shí)理解深度的“試金石”，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生的綜合動(dòng)手能力，塑造學(xué)生的創(chuàng)新思維。大數(shù)據(jù)方面的實(shí)驗(yàn)，只停留在對(duì)大數(shù)據(jù)與云計(jì)算等基本概念的了解階段，無(wú)法有效地鍛煉學(xué)生的事件應(yīng)用能力。大數(shù)據(jù)時(shí)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)把握兩點(diǎn)：

（1）從大數(shù)據(jù)、高性能計(jì)算和云計(jì)算的角度，結(jié)合行業(yè)發(fā)展和科研前沿搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，提供實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇?；贖adoop與HDFS搭建大數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、管理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，向?qū)W生提供開(kāi)放實(shí)驗(yàn)環(huán)境。基于云計(jì)算的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)打破了時(shí)間和地點(diǎn)的限制，教師和學(xué)生可以隨時(shí)訪問(wèn)和使用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用和資源。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式更注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式，充分發(fā)揮學(xué)生能動(dòng)性。從實(shí)驗(yàn)方案的擬定，到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的完成，再到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、總結(jié)、深入研究和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)都是團(tuán)隊(duì)共同完成的。突破了傳統(tǒng)一人一機(jī)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶桶床烤桶嗤瓿深A(yù)定實(shí)驗(yàn)步驟的方法，充分培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力，以及引導(dǎo)學(xué)生找到自己的學(xué)習(xí)研究興趣。

結(jié)語(yǔ)

大數(shù)據(jù)時(shí)代下，其影響滲透到社會(huì)的各行各業(yè)，也包括高校的教育，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的教育在這個(gè)時(shí)代下變革是必然的。統(tǒng)籌計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的理論基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)三個(gè)方面制定了一種可行大數(shù)據(jù)時(shí)代下計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案。計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的變革不是一蹴而就，需要循序漸進(jìn)的改良，才能培養(yǎng)出真正能為企業(yè)和科研做貢獻(xiàn)的專(zhuān)業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟小峰，慈祥.大數(shù)據(jù)管理：概念、技術(shù)與挑戰(zhàn)[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2013，50（1）：146-16

[2]趙毅，朱鵬，遲學(xué)斌等.淺析高性能計(jì)算應(yīng)用的需求與發(fā)展[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2007，44（10）：1640～1646

[3]張建勛，志民，鄭超.云計(jì)算研究進(jìn)展綜述[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2010，27（02）429～433