計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)模式構(gòu)建

宮繼兵 宋艷青 高小霞 金順福

MBDP充分利用分布式大數(shù)據(jù)挖掘分析平臺(tái)創(chuàng)新專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)模式，該模式有助于培養(yǎng)出更符合社會(huì)和企業(yè)實(shí)際需求并具有較高實(shí)踐能力的計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生。

1 MBDP構(gòu)建

MBDP的目標(biāo)是培養(yǎng)具有程序設(shè)計(jì)能力、算法分析能力、組織管理能力等綜合實(shí)踐能力的高素質(zhì)計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生人才。本文擬從理論分析層面、MBDP方案設(shè)計(jì)層面和指標(biāo)評(píng)估等方面進(jìn)行介紹。

1.1 影響實(shí)踐能力因素分析

本文從多角度分析得出，影響計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力的關(guān)鍵因素如下。

1） 實(shí)踐動(dòng)機(jī)。實(shí)踐動(dòng)機(jī)是指由實(shí)踐目標(biāo)或?qū)嵺`對(duì)象所引導(dǎo)、激發(fā)、維持的個(gè)體活動(dòng)的內(nèi)在心理過(guò)程。實(shí)踐動(dòng)機(jī)主要來(lái)源于以下幾個(gè)方面：（1）“興趣”是最重要的實(shí)踐動(dòng)機(jī)，可通過(guò)多樣化課堂教學(xué)，利用多形式、多途徑教學(xué)手段培養(yǎng)計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的興趣，以興趣為驅(qū)動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性;（2）以“為社會(huì)服務(wù)”為責(zé)任的實(shí)踐動(dòng)機(jī)，學(xué)校應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、使命感，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)專業(yè)碩士研究生的人生觀、世界觀、價(jià)值觀的正面引導(dǎo)，開展周期性評(píng)估、教育、反思活動(dòng)，從而培養(yǎng)學(xué)生形成高度的社會(huì)責(zé)任感，促使學(xué)生學(xué)習(xí)扎實(shí)的專業(yè)技能，提高實(shí)踐能力;（3）以“高薪就業(yè)”為目標(biāo)的實(shí)踐動(dòng)機(jī)，學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)對(duì)專業(yè)碩士研究生的職業(yè)引導(dǎo)，幫助專業(yè)碩士研究生樹立就業(yè)憂患意識(shí)，使學(xué)生更主動(dòng)地提高自己的實(shí)踐能力，以在市場(chǎng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中取得更大優(yōu)勢(shì)。

2） 一般實(shí)踐能力。一般實(shí)踐能力指?jìng)€(gè)體在實(shí)踐中的基本生理和心理機(jī)能，它不指向解決具體問題，但卻影響個(gè)體解決問題的效果;它構(gòu)成個(gè)體實(shí)踐能力的生理和心理基礎(chǔ)，雖不涉及專業(yè)知識(shí)，但是只有保證學(xué)生的生理和心理健康，才能進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng);一般實(shí)踐能力是提高其專業(yè)實(shí)踐能力的基礎(chǔ)。

3） 專項(xiàng)實(shí)踐能力。專項(xiàng)實(shí)踐能力指?jìng)€(gè)體在解決問題中表現(xiàn)出來(lái)的專項(xiàng)技能。計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生需具備獨(dú)自解決計(jì)算機(jī)工程問題的能力，專項(xiàng)實(shí)踐能力可以通過(guò)后天的專項(xiàng)訓(xùn)練獲得。所以，為提高計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生的實(shí)踐能力，需要對(duì)其進(jìn)行特殊的專項(xiàng)訓(xùn)練。MBDP模式可以鍛煉學(xué)生對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的理解（數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)）、大數(shù)據(jù)處理分析等能力。同時(shí)，幫助計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生了解領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)（分布式技術(shù)）。通過(guò)分布式平臺(tái)，學(xué)生可以提高編程調(diào)試能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等專項(xiàng)實(shí)踐能力。

4） 情境實(shí)踐能力。情境實(shí)踐能力是指在真實(shí)的情境中，實(shí)踐者根據(jù)自身能力和具體情境條件的相互關(guān)系，恰當(dāng)?shù)貨Q定行動(dòng)路線并付諸實(shí)現(xiàn)的能力要素。具體問題具體分析，不斷地提高計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生獨(dú)自解決問題的能力?？刹扇「鶕?jù)實(shí)際問題，適當(dāng)設(shè)置綜合課程設(shè)計(jì)，對(duì)具體問題具體分析，并進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的措施。

通過(guò)本文對(duì)上述4種關(guān)鍵因素的細(xì)化分析可知，實(shí)踐動(dòng)機(jī)是提高實(shí)踐能力的重要?jiǎng)恿?，一般?shí)踐能力是具備實(shí)踐能力的基礎(chǔ)，專項(xiàng)實(shí)踐能力是實(shí)踐所必需的專業(yè)技能，而實(shí)踐的目標(biāo)是提高情景實(shí)踐能力，這4個(gè)因素互相影響，層次關(guān)系依次遞增。

1.2 OBE導(dǎo)向的實(shí)踐能力培養(yǎng)教學(xué)設(shè)計(jì)

基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式（outcomes-based education，OBE）分為4個(gè)部分：定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出、實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出、評(píng)估學(xué)習(xí)產(chǎn)出和使用學(xué)習(xí)產(chǎn)出[ 4，5 ]。其目標(biāo)是對(duì)學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)達(dá)到的能力及其水平有清楚的規(guī)定，然后設(shè)計(jì)合適的教育方式來(lái)保證學(xué)生達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。為達(dá)到計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力要求，本文創(chuàng)造性的運(yùn)用OBE教學(xué)理念，如圖1所示，從理論分析層面、支撐平臺(tái)層面和評(píng)估指標(biāo)層面進(jìn)行了分析。

1） 影響實(shí)踐能力的關(guān)鍵因素主要包括：實(shí)踐動(dòng)機(jī)、一般實(shí)踐能力、專項(xiàng)實(shí)踐能力和情境實(shí)踐能力。

2） 機(jī)器學(xué)習(xí)算法技術(shù)：機(jī)器學(xué)習(xí)算法是計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生基本理論基礎(chǔ)，它利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以解決社會(huì)上急劇增長(zhǎng)的智能性和交互性用戶需求。很多機(jī)器學(xué)習(xí)算法都具有社會(huì)實(shí)用價(jià)值，例如，多維線性回歸算法、貝葉斯分類、K均值（K-means）聚類、基于隨機(jī)游走模型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、概率因子圖模型、支持向量機(jī) （support vector machine）等。

3） 大數(shù)據(jù)分布式技術(shù)：大數(shù)據(jù)分布式技術(shù)不僅能夠滿足社會(huì)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下大數(shù)據(jù)應(yīng)用處理的需求，而且也有助于提高計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生動(dòng)手能力、編程能力和熟練使用新技術(shù)的能力。以O(shè)BE理念為導(dǎo)向，支撐平臺(tái)中擬提供基于“Hadoop+HBase”和“Hadoop+MongoDB”兩種大數(shù)據(jù)支撐環(huán)境;分布式技術(shù)和大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是計(jì)算機(jī)實(shí)踐的核心技術(shù)之一，是未來(lái)計(jì)算機(jī)專業(yè)發(fā)展的方向，同時(shí)也符合社會(huì)和企業(yè)對(duì)人才的需要。

4） 實(shí)踐能力評(píng)估指標(biāo)體系制定：通過(guò)總結(jié)分析面向用戶的實(shí)踐績(jī)效考核指標(biāo)，結(jié)合教學(xué)討論形成有效的計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士實(shí)踐能力評(píng)估指標(biāo)體系。

1.3 實(shí)踐能力培養(yǎng)教學(xué)實(shí)施

以社會(huì)生產(chǎn)和就業(yè)需求為導(dǎo)向，圍繞以上研究?jī)?nèi)容，本文提出的MBDP模式實(shí)施方案如圖2所示。

1） 理論分析。包括兩個(gè)方面，一方面是影響實(shí)踐能力關(guān)鍵因素分析，通過(guò)研討分析確定影響實(shí)踐能力的個(gè)人主觀因素及環(huán)境客觀因素，并通過(guò)先驗(yàn)知識(shí)和理論研究確定實(shí)踐能力所包含因素;另一方面是實(shí)踐能力及相互作用分析。

2） 支撐平臺(tái)。平臺(tái)使用了數(shù)據(jù)采集和融合技術(shù)、大數(shù)據(jù)檢索技術(shù)、自然語(yǔ)言檢索技術(shù)和分布式處理技術(shù)，利用數(shù)據(jù)挖掘算法，旨在知識(shí)發(fā)現(xiàn)。該平臺(tái)是為學(xué)生提供實(shí)際編程、調(diào)試、評(píng)估和優(yōu)化的平臺(tái)系統(tǒng)。具體而言：學(xué)生可以登錄該平臺(tái)并使用其中的數(shù)據(jù)資源;該平臺(tái)提供編程和可以運(yùn)行算法的環(huán)境;學(xué)生在平臺(tái)上利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后學(xué)生可以通過(guò)平臺(tái)對(duì)自己的實(shí)踐表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)分;該平臺(tái)可提供算法分析及設(shè)計(jì)的在線理論知識(shí)點(diǎn)以及經(jīng)典算法指導(dǎo)幫助。

3） 指標(biāo)評(píng)價(jià)。制定實(shí)踐能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過(guò)總結(jié)分析面向用戶的實(shí)踐綜合測(cè)試考核指標(biāo)，結(jié)合教學(xué)討論形成實(shí)踐能力評(píng)估指標(biāo)體系表（包括態(tài)度指標(biāo)、積極主動(dòng)性指標(biāo)、任務(wù)完成評(píng)分指標(biāo)、學(xué)習(xí)能力指標(biāo)、效率指標(biāo)和動(dòng)手能力指標(biāo)、職業(yè)導(dǎo)向指標(biāo)等），然后通過(guò)向?qū)W生解讀和實(shí)施評(píng)估指標(biāo)得到反饋，從而優(yōu)化評(píng)估指標(biāo)。

4） 課程體系設(shè)置。經(jīng)過(guò)研究分析課程體系設(shè)置和已有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，將機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和分布式處理技術(shù)等實(shí)踐課程作為專業(yè)碩士研究生學(xué)習(xí)課程，在課程設(shè)置方面增設(shè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，并增加教學(xué)課時(shí);通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)針對(duì)性地提高學(xué)生編程實(shí)踐水平、實(shí)際操作和解決問題能力。有效的課程配置和合理的教學(xué)流程是成功實(shí)施本實(shí)踐能力培養(yǎng)方案的必要條件，方案實(shí)施過(guò)程中要注意和解決兩個(gè)關(guān)鍵問題：（1）針對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生不同基礎(chǔ)和能力，個(gè)性化制定實(shí)施方案（對(duì)不同的學(xué)生制定不同的實(shí)施流程），而不是采用“一刀切”的方式，“一刀切”會(huì)導(dǎo)致有些基礎(chǔ)差的學(xué)生跟不上學(xué)習(xí)節(jié)奏，有些學(xué)生基礎(chǔ)扎實(shí)而又必須完成已經(jīng)很熟悉的任務(wù)，從而影響實(shí)踐能力培養(yǎng)效果;（2）評(píng)估指標(biāo)也要因人而異，因任務(wù)而異，依照“客觀公正，個(gè)性實(shí)施”的原則，既能兼顧學(xué)生的不同情況，又可以最大化提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

1.4 實(shí)踐能力培養(yǎng)教學(xué)評(píng)價(jià)

針對(duì)MBDP實(shí)踐教學(xué)方案，實(shí)踐能力評(píng)價(jià)可從校內(nèi)實(shí)踐和校外實(shí)踐兩個(gè)方面評(píng)估。校內(nèi)實(shí)踐可以培養(yǎng)計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生的基本動(dòng)手能力、獨(dú)自思考能力、設(shè)計(jì)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。校外實(shí)習(xí)，可以提升學(xué)生的責(zé)任心，積累經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，企業(yè)的真實(shí)需求可以加速計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力的提升。在企業(yè)實(shí)習(xí)，對(duì)于每一項(xiàng)實(shí)際任務(wù)，客戶滿意度可以作為計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力的評(píng)估指標(biāo)。

可雇傭能力是一種與職業(yè)相關(guān)的綜合能力，它具有適應(yīng)性和靈活性。針對(duì)專業(yè)碩士，可雇傭能力是指高校專業(yè)碩士研究生應(yīng)具備的、在多大程度上能通過(guò)招聘和試用環(huán)節(jié)，從事有價(jià)值工作的能力，并且這個(gè)能力應(yīng)該具備普遍性。專業(yè)碩士研究生畢業(yè)之后面臨就業(yè)問題，畢業(yè)目標(biāo)決定評(píng)估指標(biāo)，研究生培養(yǎng)是否合格、其實(shí)踐能力是否得到社會(huì)認(rèn)可、是否滿足社會(huì)需求，在很大程度上都由可雇傭能力來(lái)評(píng)估，所以把可雇傭能力量化為計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力評(píng)估指標(biāo)的一部分。

2 計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士實(shí)踐能力培養(yǎng)教學(xué)模式的實(shí)施案例

支撐平臺(tái)是本案例的核心內(nèi)容之一，也是本案例實(shí)施的保障和基礎(chǔ)，搭建支撐平臺(tái)是一項(xiàng)任務(wù)繁重、技術(shù)含量高的工作。以標(biāo)簽話題新聞內(nèi)容檢索及中文話題分析服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)PaiS（analysis system for information propagation and user influence based on topic in social networks）為例構(gòu)建MBDP計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)方案。該系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)分布式處理架構(gòu)，以自然語(yǔ)言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)為核心技術(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析，針對(duì)標(biāo)簽新聞話題，提供標(biāo)簽新聞數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、語(yǔ)義檢索和分析服務(wù)，并提供標(biāo)簽新聞事件自動(dòng)發(fā)現(xiàn)等智能信息服務(wù)，構(gòu)建標(biāo)簽新聞大數(shù)據(jù)話題挖掘分析引擎。PaiS的研究?jī)?nèi)容如圖3所示，PaiS的總體架構(gòu)如圖4所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力有待加強(qiáng)的現(xiàn)狀，本文提出MBDP計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力的培養(yǎng)方法，創(chuàng)新性地將分布式大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以及機(jī)器學(xué)習(xí)等算法融入到MBDP平臺(tái)，培養(yǎng)計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生的實(shí)踐能力，讓學(xué)生掌握最新的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域技術(shù)。本文從3個(gè)不同方面，系統(tǒng)地將理論分析、教學(xué)設(shè)計(jì)、平臺(tái)支撐、評(píng)估指標(biāo)形成一套詳細(xì)完整的計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)方案。本方案以O(shè)BE導(dǎo)向?yàn)槟繕?biāo)，旨在培養(yǎng)具有程序設(shè)計(jì)能力、算法分析能力并能夠解決實(shí)際工程應(yīng)用的實(shí)踐能力的計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生。本方案主要針對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)碩士研究生進(jìn)行實(shí)踐能力培養(yǎng)，但同時(shí)又具有通用性，方案通用性模式設(shè)計(jì)：首先，理論分析影響實(shí)踐能力的因素，然后針對(duì)具體的學(xué)科知識(shí)，并依據(jù)OBE理念，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、課程設(shè)置、能力培養(yǎng)方式設(shè)定，最后依據(jù)培養(yǎng)過(guò)程，制定實(shí)踐能力評(píng)估指標(biāo)，從而系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。通過(guò)具體化培養(yǎng)方案，老師可以教授學(xué)生領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)，學(xué)?？梢耘囵B(yǎng)滿足社會(huì)需求的人才，學(xué)生可以掌握社會(huì)需要的知識(shí)技能，緩解了學(xué)生就業(yè)難和企業(yè)無(wú)人用的矛盾局面。

參考文獻(xiàn)

[ 1 ] 劉婷，王應(yīng)密，吳嘉欣.研究型大學(xué)全日制工程碩士實(shí)踐課程開發(fā)探析[ J ].高等工程教育研究，2016（ 1）：154-157.

[ 2 ] 楊現(xiàn)民，駱?gòu)蓩?，劉雅馨，?數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)：大數(shù)據(jù)時(shí)代教學(xué)范式的新走向[ J ].電化教育研究，2017（ 12）：13-20.

[ 3 ] 陳勁，呂文晶.人工智能與新工科人才培養(yǎng)：重大轉(zhuǎn)向[ J ].高等工程教育研究，2017（ 6）：6-7.

[ 4 ] 顧佩華，胡文龍，林鵬.基于“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”（OBE）的工程教育模式[ J ].高等工程教育研究，2014（ 1）：27-37.

[ 5 ] 鄭大鋒，陳礪，王秀軍.OBE工程教育理念與化工專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系研究[ J ].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017（ 5）：154-157.

Construction of practical ability training mode of professional master in computer science

Gong Ji-bing1，2，3，Song Yan-qing1，Gao Xiao-xia1，Jin Shun-fu1

（1. School of Information Science and Engineering，Yanshan University，Qinhuangdao，Hebei 066000，China; 2. The Key Lab for Computer Virtual Technology and System Integration， Yanshan University，Qinhuangdao，Hebei 066000，China; 3. Key Laboratory of Software Engineering，Yanshan University，Qinhuangdao，Hebei 066044， China）

Abstract From the view of the computer， this study analyzes the key factors affecting the ability of practice. Guided by the concept of OBE， a practical training mode for computer science professional master's degree was constructed， which is a platform based on machine learning， big data and distributed technology， shortly （MBDP）. MBDP takes the data as the technology and takes the algorithm as the core， combining the distributed data mining technology， cultivating practical ability of the master degree graduate student of computer. Research shows MBDP integrating reality and theory effectively improve the practical ability of master degree graduate student in computer science.

Keywords professional graduate training; computer professional; practical ability; OBE-oriented.