桂勁松,張祖平,郭克華
(中南大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410083)
面對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的歷史性交匯帶來(lái)的時(shí)代新機(jī)遇以及國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新形態(tài),大互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、大安全等新IT技術(shù)催生了新經(jīng)濟(jì),產(chǎn)業(yè)界迫切需要新型工科人才的支持?!靶鹿た啤币殉蔀槟壳案咝=虒W(xué)改革話題中的熱詞。
2017年2月,教育界達(dá)成了“新工科”建設(shè)的“復(fù)旦共識(shí)”,并于4月明確了“新工科”建設(shè)的行動(dòng)路線——“天大行動(dòng)”;2017年6月9日,教育部在北京主持全面啟動(dòng)、系統(tǒng)部署新工科建設(shè)會(huì)議,審議通過(guò)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南,提出新工科建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)。復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)和北京指南,構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”,奏響了人才培養(yǎng)新的主旋律,開(kāi)拓了工程教育改革新路徑。
在大數(shù)據(jù)時(shí)代催生的巨量人才缺口背景下,數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。該專業(yè)的畢業(yè)生學(xué)位授予門(mén)類主要有工學(xué)和理學(xué),其中工學(xué)門(mén)類的課程體系必然涉及自然、社會(huì)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科知識(shí),屬于典型的多學(xué)科交叉的新興工科專業(yè)。如何在新工科背景下培養(yǎng)具有大數(shù)據(jù)理論、大數(shù)據(jù)實(shí)踐、大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用能力的高素質(zhì)人才,需要教育界與產(chǎn)業(yè)界共同探索與實(shí)踐[1]。
培養(yǎng)目標(biāo)是專業(yè)培養(yǎng)方案和課程設(shè)置的基本依據(jù)[2-3]。依據(jù)社會(huì)、行業(yè)需要和學(xué)校定位,本專業(yè)致力于培養(yǎng)適應(yīng)不斷演化的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展需要,注重大數(shù)據(jù)領(lǐng)域與行業(yè)應(yīng)用交叉融合的復(fù)合型高級(jí)工程技術(shù)人才:①能夠適應(yīng)行業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展需要,融會(huì)貫通數(shù)學(xué)與自然科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、大數(shù)據(jù)知識(shí),提出復(fù)雜大數(shù)據(jù)工程項(xiàng)目的系統(tǒng)性解決方案;②能夠跟蹤大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的前沿技術(shù),具備一定的大數(shù)據(jù)工程創(chuàng)新能力、大數(shù)據(jù)分析與價(jià)值挖掘能力,能夠從事應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的大數(shù)據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn);③具備良好的職業(yè)道德精神、社會(huì)責(zé)任感,理解法律、環(huán)境、發(fā)展的相互關(guān)系,在工程項(xiàng)目實(shí)施中堅(jiān)持綠色發(fā)展理念、能夠注重經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益的協(xié)調(diào);④具備健康的身心,擁有科學(xué)的人文精神、創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)精神,具備良好的人際溝通與協(xié)調(diào)能力、有效的工程項(xiàng)目管理能力;⑤能夠從全球視野思考問(wèn)題,主動(dòng)應(yīng)對(duì)不斷變化的國(guó)內(nèi)外形勢(shì),具備自主學(xué)習(xí)、批判思維和國(guó)際交流能力。
明確培養(yǎng)目標(biāo)后,需要解讀其蘊(yùn)涵的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求。①知識(shí)要求:具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、大數(shù)據(jù)專業(yè)知識(shí)、一般工程理論知識(shí);②能力要求:在面向醫(yī)學(xué)醫(yī)藥、軌道交通、有色金屬行業(yè)的大數(shù)據(jù)領(lǐng)域,能夠從事大數(shù)據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)維、技術(shù)管理、應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的工作能力;③素質(zhì)要求:具有強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感、高尚的人文情懷、良好的職業(yè)道德與團(tuán)隊(duì)合作精神、健全的身心素質(zhì)、一定的全球視野與創(chuàng)新精神。本專業(yè)的畢業(yè)要求見(jiàn)表1。
根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),指標(biāo)點(diǎn)是對(duì)畢業(yè)要求內(nèi)涵的細(xì)化、解讀,其分解必須具有導(dǎo)向性、可評(píng)價(jià)性、邏輯性、專業(yè)性。應(yīng)按照學(xué)生某項(xiàng)能力達(dá)成的內(nèi)在邏輯關(guān)系進(jìn)行分解,使之既能與課程體系設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系相匹配,又適合于建立能力達(dá)成的評(píng)價(jià)機(jī)制。筆者對(duì)畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行了分解與優(yōu)化,部分示例見(jiàn)表2—表4。
表1 數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)要求
表2 畢業(yè)要求1的指標(biāo)點(diǎn)分解
表3 畢業(yè)要求3的指標(biāo)點(diǎn)分解
表4 畢業(yè)要求4的指標(biāo)點(diǎn)分解
根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),課程設(shè)置必須支撐培養(yǎng)要求;課程群(或模塊)的方向必須明確;課程體系必須完整響應(yīng)畢業(yè)要求,而畢業(yè)要求對(duì)課程體系的影響需要通過(guò)指標(biāo)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。指標(biāo)點(diǎn)體系與課程體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系梳理與優(yōu)化部分示例見(jiàn)表5。
課程體系中的具體課程,按照層次類型、先后關(guān)系、難易程度等要求進(jìn)行合理安排,形成培養(yǎng)計(jì)劃。具體教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)計(jì)劃,將畢業(yè)要求落實(shí)在課程體系、培養(yǎng)計(jì)劃、課程大綱等環(huán)節(jié)中。課程大綱必須包括:①明確而合理地支撐畢業(yè)要求的課程目標(biāo);②匹配課程目標(biāo)的課程內(nèi)容與教學(xué)方法;③便于進(jìn)行達(dá)成度評(píng)價(jià)的考核方法。課程大綱建設(shè)部分示例見(jiàn)表6。
從廣義講,人才培養(yǎng)模式包括人才培養(yǎng)目標(biāo)和規(guī)格、專業(yè)設(shè)置和建設(shè)、課程體系和教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段、教學(xué)評(píng)價(jià)和質(zhì)量監(jiān)控等內(nèi)容,涵蓋了包括培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)內(nèi)容、培養(yǎng)方式和培養(yǎng)條件在內(nèi)的人才培養(yǎng)諸要素[4]。本文僅從狹義的專業(yè)教學(xué)角度探討培養(yǎng)模式。
第一,遵循工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“畢業(yè)要求”標(biāo)準(zhǔn)特別加入解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的要求,在教學(xué)過(guò)程中,注重體現(xiàn)復(fù)雜問(wèn)題能力的培養(yǎng)。通過(guò)基礎(chǔ)課教學(xué),奠定通過(guò)原理與抽象模型分析問(wèn)題、解決問(wèn)題為能力基礎(chǔ)的教學(xué)意識(shí),改變以記憶性和驗(yàn)證性為主的教學(xué)與考核方式;通過(guò)專業(yè)課教學(xué),深化分析權(quán)衡能力、建立系統(tǒng)能力、引入與強(qiáng)化應(yīng)用能力訓(xùn)練,減少課堂知識(shí)量、加大深度,不割裂理論與實(shí)踐課,提高解決問(wèn)題訓(xùn)練的量與質(zhì); 通過(guò)綜合實(shí)踐課教學(xué),深化應(yīng)用能力培養(yǎng),跨課程并逐步實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科,以提高工程復(fù)雜度,建立合理、透明、可操作的評(píng)分方法。
第二,實(shí)施學(xué)習(xí)效果導(dǎo)向,學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的教學(xué)方式。采取多模式教學(xué),例如,基于問(wèn)題、基于項(xiàng)目、基于案例、探究式;采取全過(guò)程評(píng)價(jià),例如,網(wǎng)上學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)、作業(yè)質(zhì)量、交流與討論、階段考試、期終考試。
表5 指標(biāo)點(diǎn)與支撐課程的關(guān)系示例
表6 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘課程大綱示例
第三,以服務(wù)課程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)來(lái)選擇教學(xué)方式。例如,針對(duì)討論課設(shè)計(jì)案例,可提前布置選題,確定分組原則,在案例討論課前提交報(bào)告作資格審查,通過(guò)則分組答辯。在評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向性上,采取基于過(guò)程評(píng)價(jià),促使學(xué)生注重學(xué)習(xí)的過(guò)程質(zhì)量。在評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)維度上,注重知識(shí)的應(yīng)用和解決問(wèn)題能力的多維度考核評(píng)價(jià)。又如,針對(duì)綜合實(shí)踐實(shí)訓(xùn)課程,學(xué)生課外完成預(yù)習(xí),檢查通過(guò)后才可在大數(shù)據(jù)綜合實(shí)踐實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上自主配置實(shí)踐實(shí)訓(xùn)環(huán)境,完成實(shí)踐實(shí)訓(xùn)任務(wù)。教師不作講解、學(xué)生主動(dòng)提問(wèn),提問(wèn)質(zhì)量、任務(wù)完成質(zhì)量、報(bào)告撰寫(xiě)質(zhì)量作為考核依據(jù)。突出以學(xué)生為中心的主題,將學(xué)生學(xué)習(xí)能力和解決問(wèn)題能力培養(yǎng)落實(shí)到教學(xué)過(guò)程中,踐行了“預(yù)學(xué)、導(dǎo)學(xué)、悟?qū)W”的主導(dǎo)思想。減少“記憶性、驗(yàn)證性”要求的比例,增加“分析性、創(chuàng)意性”考核的權(quán)重。
學(xué)校擬實(shí)施校企協(xié)同育人舉措,提高實(shí)踐教學(xué)水平,完善產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人機(jī)制,構(gòu)建多方協(xié)同育人平臺(tái)。合作伙伴或意向合作伙伴有以利天誠(chéng)、百度、中軟國(guó)際、青苔、慧科等。
目前學(xué)校正與以利天誠(chéng)合作,基于ONNX開(kāi)源生態(tài)標(biāo)準(zhǔn),引入Gluon深度學(xué)習(xí)庫(kù),建設(shè)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的集成實(shí)訓(xùn)平臺(tái),打通從大數(shù)據(jù)來(lái)源到大數(shù)據(jù)應(yīng)用的完整大數(shù)據(jù)實(shí)訓(xùn)鏈條。在大數(shù)據(jù)源頭,完善因特網(wǎng)數(shù)據(jù)智能爬取、傳統(tǒng)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)傳感數(shù)據(jù)接納等功能;將大數(shù)據(jù)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)課程體系對(duì)應(yīng)到整個(gè)訓(xùn)練鏈條的每個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)演示功能,并預(yù)留學(xué)生動(dòng)手空間,且方便與演示功能之間的切換。
學(xué)校擬與百度共建大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)支持的以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的普適在線教學(xué)平臺(tái),將百度云智學(xué)院核心課程納入培養(yǎng)計(jì)劃,豐富選修課與實(shí)訓(xùn)課設(shè)置;構(gòu)建基于4G/5G智能終端的課程教學(xué)應(yīng)用及實(shí)踐實(shí)訓(xùn)應(yīng)用,建設(shè)適應(yīng)普適在線教學(xué)特點(diǎn)的課程講義、課件、題庫(kù)、考核方案。今后,我們將繼續(xù)謀求與行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)試辦新工科實(shí)驗(yàn)班,實(shí)施本、碩、博貫通式、個(gè)性化培養(yǎng);建設(shè)“雙創(chuàng)”示范中心,營(yíng)造優(yōu)秀“雙創(chuàng)”校園文化,培養(yǎng)“雙創(chuàng)”人才。
中南大學(xué)自2015年招收面向大數(shù)據(jù)方向的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生后,現(xiàn)已招生兩屆可授予數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)士學(xué)位的學(xué)生,每屆2個(gè)班,還尚未有畢業(yè)生,但是,有不少本校信息類研究生畢業(yè)后從事大數(shù)據(jù)方面的工作。因此,我們基于表7的培養(yǎng)目標(biāo)合理性推測(cè)評(píng)價(jià)機(jī)制,通過(guò)與校友、校友工作單位的合作,對(duì)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)做了初步的合理性推測(cè)評(píng)價(jià),以便確保據(jù)此制定的畢業(yè)要求及相應(yīng)的課程體系能夠適應(yīng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。
本著本校電子信息類專業(yè)群共商、共建、共享原則,教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)控體系與教學(xué)條件的支撐體系已形成了良性互動(dòng)機(jī)制。教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的核心已從關(guān)注教向關(guān)注學(xué)轉(zhuǎn)變、從學(xué)生評(píng)教向?qū)W生評(píng)教學(xué)效果轉(zhuǎn)變、從教師評(píng)學(xué)向教師評(píng)學(xué)習(xí)成果產(chǎn)出轉(zhuǎn)變?;趯W(xué)習(xí)成果導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)流程,已形成了畢業(yè)要求、指標(biāo)點(diǎn)體系、課程體系、教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評(píng)價(jià)的校內(nèi)持續(xù)改進(jìn)閉環(huán)。
表7 培養(yǎng)目標(biāo)合理性推測(cè)評(píng)價(jià)機(jī)制
授予工學(xué)學(xué)位的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)屬于多學(xué)科交叉復(fù)合的新興工科專業(yè),涉及數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、相關(guān)工程學(xué)科領(lǐng)域的課程,且注重理論與實(shí)踐并重。如何更好地從課程體系與教學(xué)環(huán)節(jié)層面支持工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度,并形成持續(xù)改進(jìn)的校外閉環(huán)還需要持續(xù)進(jìn)行教學(xué)探索與改革。