探索高校計算機專業(yè)大數(shù)據(jù)分析課程教學內容

謝曹紅 陸文超

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，社會進入了大數(shù)據(jù)時代，大數(shù)據(jù)已應用在社會生活的各個領域。教育教學工作，需要改變傳統(tǒng)的教學模式，提高教學的水平，增加教學的質量，才能緊跟時代的腳步。本文主要介紹了以下四方面，分別是：大數(shù)據(jù)技術特點及對學生知識要求，大數(shù)據(jù)時代對計算機專業(yè)教學的影響，怎樣開展大數(shù)據(jù)分析課程教學工作；改進計算機專業(yè)教學可以采用的方法有哪些。從而找到合適的教學內容，幫助今后的計算機專業(yè)教學工作，培養(yǎng)更多的大數(shù)據(jù)分析人員。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)；教學；計算機專業(yè)

一、大數(shù)據(jù)技術特點及對學生知識要求

當今社會生活中，有許多熱門話題，這些話題之一就是大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)，是大規(guī)模數(shù)據(jù)的集合體，在IT技術中的度量單位有以下幾個，分別是：TB，PB，EB。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，大數(shù)據(jù)涉及領域逐漸增多，比如經(jīng)濟、生活、法律等，越來越多的科研、企業(yè)關注大數(shù)據(jù)這一資源。大數(shù)據(jù)有以下五個特征，分別是：數(shù)據(jù)容量大，數(shù)據(jù)類型繁多，價值密度低，數(shù)據(jù)處理快，復雜度高。大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型又有已下三種：結構化數(shù)據(jù)，半結構化數(shù)據(jù)，非結構化數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理技術，在一定時間內無法對這些數(shù)據(jù)進行捕捉，管理和處理。想要適應大量的、高增長率和多樣化的信息資產，需要更高的決策力，更強的洞察發(fā)現(xiàn)力，更好地流程優(yōu)化能力，這就要求采用新的技術。比如，采用物聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)，將云計算作為基礎計算設施，采用云計算平臺做出分析等。

2015年9月，《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》由國務院印發(fā)，對大數(shù)據(jù)的發(fā)展工作進行了系統(tǒng)的安排。更快的提高了大數(shù)據(jù)產業(yè)的應用能力，這意味著大數(shù)據(jù)產業(yè)可以更快的發(fā)展，社會需要更多的技術型人才。效率，是大數(shù)據(jù)時代最明顯的特性，它涉及的資料量非常大，搜索速度也非?？?，這些在舊時代都是做不到的。這就要求培養(yǎng)更多的現(xiàn)代化人才，要求當代學生也可以熟練掌握一些基礎課程知識。比如，數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)結構，嵌入式開發(fā)，并行分布式計算，數(shù)據(jù)挖掘，數(shù)理統(tǒng)計分析等。這就要求學生綜合運用計算機知識，去理解最新的理論與方法。

二、大數(shù)據(jù)時代對計算機專業(yè)教學的影響

（1）教育理念和思維方式變化。傳統(tǒng)教育工作的開展，依靠的是教育主管單位，和優(yōu)秀教育工作者多年的教學經(jīng)驗，由于這些經(jīng)驗總結缺乏科學性，不適合用于當代學生群體。在大數(shù)據(jù)時代，我們可以運用大數(shù)據(jù)，去挖掘知識，探索它們之間的聯(lián)系，然后得出規(guī)律，最后制定出一個好的，符合學生實際的教學計劃。根據(jù)這個教學計劃，去開展相關的教學活動，觀察學生特點，采用最合適的教學方案。

（2）學習環(huán)境發(fā)生了變化。在大數(shù)據(jù)時代，學生的學習不再局限于學校的課堂學習，課堂、課下的學習已經(jīng)遠遠不夠。隨著計算機技術的快速發(fā)展，許多在線教學的網(wǎng)站出現(xiàn)，比如：MOOC，微課，翻轉課堂，在線課堂。同時，智能手機的廣泛應用，使得學生獲取知識的途徑更具多樣性，學生可以通過微博、微信、博客等社交圈，去了解掌握知識。通過這些途徑，學生能更便捷的學習知識。由于學習環(huán)境變化了，這象征著教育得以回歸社會，真正的回歸家庭；也象征著教育得以融入社會，真正的融入自然。

（3）教育方式發(fā)生改變。大數(shù)據(jù)時代下，知識的控制者已經(jīng)不再是教師了，學生可能認為，教師已經(jīng)落伍了。但是，學生缺乏大量的閱歷和經(jīng)驗，需要由教師為學生提供幫助。在課堂上，教師的身份也發(fā)生了變化，由臺前變成了幕后，所以教師應更加注重大數(shù)據(jù)分析課程的研究和教學，讓課堂的主導者是學生。

三、大數(shù)據(jù)時代理論與應用融合的教學內容

在理論教學基礎上，大數(shù)據(jù)分析課程應該以學生的實踐，和系統(tǒng)二次開發(fā)能力的培養(yǎng)作為重點。可以分為以下九部分：

（1）大數(shù)據(jù)系統(tǒng)概述。這一部分包括五個部分，分別是：大數(shù)據(jù)概念，數(shù)據(jù)來源，數(shù)據(jù)處理基本過程，大數(shù)據(jù)特點，應用領域。同時，介紹了大數(shù)據(jù)與其他技術之間的關系。比如：云計算，移動互聯(lián)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)庫等技術。

（2）大數(shù)據(jù)技術架構和源數(shù)據(jù)的獲取技術。大數(shù)據(jù)技術架構的主要內容是，關鍵技術和技術之間的相互關系。源數(shù)據(jù)的獲取技術包括以下四個技術，分別是：傳統(tǒng)信息管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡信息系統(tǒng)，科學實驗，最新的物聯(lián)網(wǎng)技術。這一技術的重點內容是：數(shù)據(jù)的特征，數(shù)據(jù)規(guī)模，數(shù)據(jù)價值。

（3）云計算基礎平臺。云計算基礎平臺的云服務資源由云服務提供，云服務管理即軟件即服務，平臺即服務，基礎架構即服務。這一部分學生需要掌握的重點知識是，云計算的基本商業(yè)以及按需計算方式。

（4）多源數(shù)據(jù)的處理。多源數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)庫、文本、圖片、視頻、網(wǎng)頁等，這些數(shù)據(jù)又分為結構化、非結構化、半結構化三種。這一部分介紹了對這些多源數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)抽取，數(shù)據(jù)清洗，數(shù)據(jù)集成過程。主要可以采用四種方法，分別是：基于物化或ETL引擎方法，基于聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫引擎或中間件方法，基于數(shù)據(jù)流引擎方法，基于搜索引擎方法。

（5）數(shù)據(jù)存儲技術以及計算技術。這一部分不僅介紹了大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲、分布式數(shù)據(jù)、分布式文件系統(tǒng)。還介紹了以下幾種大數(shù)據(jù)關鍵計算技術，比如：批處理計算，流式計算，迭代計算，內存計算，圖計算。對于每一種計算模式，都分別以具體系統(tǒng)進行了實戰(zhàn)教學訓練。

（6）數(shù)據(jù)分析與顯示方法。這一部分主要介紹的分析技術包括：數(shù)據(jù)挖掘，機器學習，數(shù)據(jù)統(tǒng)計。另外一個重點內容是，有關標簽云、歷史流、空間信息流等內容，介紹了人機交互與可視化技術。

（7）實踐案例分析。最后一部分介紹的是，將大數(shù)據(jù)技術應用到綜合實踐形式，并對與其有關的案例實踐進行了分析。本節(jié)可以重點講述幾個實踐案例，比如：基于某團購網(wǎng)的大型離線電商數(shù)據(jù)分析平臺，大數(shù)據(jù)分析在媒體公關與危機處理方面應用，期貨金融大數(shù)據(jù)分析。通過具體的案例分析，使學生有更高的應用實踐能力。

四、大數(shù)據(jù)時代下計算機專業(yè)大數(shù)據(jù)分析教學探索

①課程體系設置。在大數(shù)據(jù)時代，計算機技術面臨著許多難題，計算機、移動設備、終端設備面臨的問題有：結構化、非結構化數(shù)據(jù)的處理，數(shù)據(jù)的存儲，數(shù)據(jù)的通信，數(shù)據(jù)的傳輸。人才市場需要各種技術型人才，比如：存儲技術人才，數(shù)據(jù)分析人才，數(shù)據(jù)應用人才。這些技術型人才的培養(yǎng)，都需要以計算機相關知識為基礎。所以，計算機專業(yè)課程設置可以遵循如下思路，依次為引入、基礎、專業(yè)、實踐、深究。2012年，根據(jù)地方特色和社會需求，針對計算機專業(yè)課程體系和設置，長江大學做出了一些改進，旨在培養(yǎng)一些德、智、體、美全面發(fā)展的綜合素質人才，學生整體上需要具備以下三點，分別是：專業(yè)技能基礎，創(chuàng)新意識，良好的綜合素質。具體來說，學生需要具有扎實的數(shù)理基礎，熟練的掌握計算機理論知識，熟悉計算機軟件技術、硬件技術、數(shù)據(jù)處理技術，掌握程序設計的方法，有良好的網(wǎng)絡技術應用能力，具有優(yōu)秀的人文素質，有較高的創(chuàng)新能力。具備了這些能力，學生才能在大數(shù)據(jù)時代下，較好的從事軟件設計開發(fā)工作，以及網(wǎng)絡系統(tǒng)建設管理。專業(yè)課程設置分為三類：專業(yè)基礎課，專業(yè)必修/選修課，實踐環(huán)節(jié)。其中，專業(yè)基礎課開設在低年級，即大一、大二年級，目的是讓學生掌握基礎理論知識。專業(yè)課程內容有以下幾種，分別是：計算機電路基礎，離散數(shù)學，大學物理，計算機組成原理，Java程序設計，概率論與數(shù)理統(tǒng)計，數(shù)據(jù)結構，計算機專業(yè)導論，C語言程序設計，操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫原理，計算機網(wǎng)絡等。除此之外，還應該開設英語課程，鼓勵學生積極閱讀國外專業(yè)文獻，熟知國內外先進技術的發(fā)展水平，培養(yǎng)良好的自學能力。專業(yè)必修課開設在高年級，即大三、大四年級，目的是讓學生在掌握基礎理論的基礎上，深入鉆研，主要課程內容包括：大數(shù)據(jù)分析課程，物聯(lián)網(wǎng)技術，軟件工程，面向對象程序設計，Android編程技術，Linux系統(tǒng)管理與應用，無線網(wǎng)絡及其應用技術，網(wǎng)絡工程與系統(tǒng)集成。旨在培養(yǎng)研究方向，涉及軟件工程方向，網(wǎng)絡工程方向。同樣開設在高年級的課程還有專業(yè)選修課，開設專業(yè)選修課的目的是：建立完善的理論體系。主要課程內容包括：VC++高級編程，數(shù)字圖像處理，面向對象分析與建模UML，高級路由交換技術，嵌入式軟件開發(fā)等。實踐環(huán)節(jié)，貫穿大一到大四的每個學年，包括以下四點內容，分別是：社會實踐，課程設計，學年論文，專業(yè)實習。從低年級到高年級依次開展的課程有：數(shù)據(jù)結構課程設計，計算機網(wǎng)絡課程設計，數(shù)據(jù)庫原理及Oracle應用課程設計，基于HDFS的應用實踐。②學生興趣培養(yǎng)?？梢宰鲆恍W生滿意調查問卷，統(tǒng)計分析收集到的學生數(shù)據(jù)，對計算機專業(yè)大數(shù)據(jù)分析課程進行評估，評估點有以下幾個：教師教學質量，課程設計安排，課程教學順序。然后根據(jù)大數(shù)據(jù)時代的具體要求，去科學的引導學生學習，使學生掌握所需的知識。在基礎課程教學中，要培養(yǎng)學生對大數(shù)據(jù)的興趣，提高學生的數(shù)據(jù)意識。這個教學過程中，先提出幾個與大數(shù)據(jù)有關的問題，或者有關的現(xiàn)象，從而引起學生的關注，之后可以安排幾個學時，使學生了解計算機的發(fā)展和計算機相關技術，最后再使學生了解大數(shù)據(jù)的產生、發(fā)展和現(xiàn)狀，使他們意識到大數(shù)據(jù)對人們生活的影響，理解什么是數(shù)據(jù)，什么是大數(shù)據(jù)，能夠清楚地分清數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)、海量數(shù)據(jù)的區(qū)別。

與此同時，可以通過一些圖片或者視頻，以及具體的實例使學生了了解數(shù)據(jù)，懂的數(shù)據(jù)的普遍性。也可以運用計算機理論和技術，去挖掘、存儲、處理相關的重要信息，這些重要的信息對于企業(yè)、公司、機構、學校等，都很有價值，大數(shù)據(jù)分析課程涉及的內容有：數(shù)據(jù)挖掘，數(shù)據(jù)庫技術，高級程序涉及，算法設計與分析，智能計算，分布式并行處理。③大數(shù)據(jù)分析課程教學策略與方法。計算機專業(yè)課程，對實踐操作能力有很高的要求，在基本教學過程中，教師需要將理論與實踐結合。教學前期的重點是理論教學，配合相應的實踐教學，然后過渡到后期的專業(yè)教學，后期的重點是實踐教學，配合相應的理論講解，最后根據(jù)學習的主題，讓學生自主設計與開發(fā)，同時，師生間要進行有效的互動和溝通。在理論教學時，學生應該了解所學課程內容，了解其具體概念、原理和基本方法、應用領域，然后再結合具體事例，讓學生自己去驗證理論知識，從具體實例中理解理論知識，并且牢記這些理論知識。同時，向學生講解和大數(shù)據(jù)有關的新技術，使學生保持積極性。學生學習的方式，由被動接受變成主動學習。教師要積極鼓勵學生，使學生學會使用所學的內容，去解決實際中遇到的問題。實踐教學時，教師應根據(jù)課程設計確定相關主題，告訴學生過程中應注意的事項，鼓勵學生主動思考，并且仔細檢查學生的實驗報告，了解學生的解決方案。

五、總結

當前信息技術快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)分析就是其發(fā)展的產物，所以大數(shù)據(jù)分析課程的技術和方法并不完善。本文主要介紹了以下四方面：大數(shù)據(jù)技術特點及對學生知識要求，大數(shù)據(jù)時代對計算機專業(yè)教學的影響，怎樣開展大數(shù)據(jù)分析課程教學工作；改進計算機專業(yè)教學可以采用的方法。學生應該綜合運用計算機知識，去了解最新的理論與方法。在理論教學基礎上，與其同時，學生的實踐和系統(tǒng)二次開發(fā)能力的培養(yǎng)也應該是學生學習的重點。不過，隨著計算機技術的發(fā)展，大數(shù)據(jù)分析課程的內容也會發(fā)生變化，所以本文提到的教學內容，僅是對計算機專業(yè)基礎知識的初步討論，在今后的教學中，能對課程內容再進行完善。

（作者單位：湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術學院物流商學院）

作者簡介：謝曹紅，1970年生，女，教師，電子工程師，研究方向：經(jīng)濟學、應用電子技術。

陸文超，1962年生，男，教師，助教，研究方向：計算機系統(tǒng)維護和管理。

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