數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)建設(shè)研究

汪 中，施培蓓

（合肥師范學(xué)院計算機學(xué)院，安徽合肥230601）

隨著信息技術(shù)與經(jīng)濟的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)正以驚人的速度成為國家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源。大數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域和行業(yè)，并對全球的生產(chǎn)、消費、經(jīng)濟運行體制、社會生活方式以及國家治理能力等產(chǎn)生重要影響。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)是教育部為落實構(gòu)建《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》而批準設(shè)立的新專業(yè)，該專業(yè)旨在培養(yǎng)具有良好的科學(xué)素養(yǎng)和社會責(zé)任感與使命感，具有寬廣的國際視野，具有從事數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)相關(guān)的軟硬件及網(wǎng)絡(luò)的研究、設(shè)計、開發(fā)以及綜合應(yīng)用的高級工程技術(shù)人才。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)是一個軟硬件結(jié)合、以計算技術(shù)為基礎(chǔ)、以數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)為特色的寬口徑專業(yè)，是一個以大數(shù)據(jù)分析為核心思想，以計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)為3大基礎(chǔ)支撐性學(xué)科，以生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、社會學(xué)、管理學(xué)等為應(yīng)用拓展性學(xué)科的交叉學(xué)科。該專業(yè)屬于典型的多學(xué)科交叉的新興工科專業(yè)，突出大數(shù)據(jù)采集、存儲與管理、分析與應(yīng)用等核心專業(yè)知識和技能。

2016年，國內(nèi)首批有3所高校開設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)，分別是北京大學(xué)、對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)和中南大學(xué)[1]；2017年，獲批開設(shè)該專業(yè)的高校增至32所[2]；2018年3月，從教育部公布的《2017年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果》中看到，獲批數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的學(xué)校達到250所[3]。由此可以看出，數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)成為國內(nèi)最熱門的新增專業(yè)。但是，如何因地制宜的建設(shè)該專業(yè)是各高校共同面臨的難題。關(guān)于數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的專業(yè)建設(shè)研究工作還較少，如朝樂門等對國外數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)建設(shè)進行調(diào)研，對8個國外一流大學(xué)的特色課程進行分析并給出對策建議[4]；曹淑艷等以對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)專業(yè)建設(shè)為例，給出大數(shù)據(jù)專業(yè)申報細節(jié)及認識[5]；桂勁松等以數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)為例，從專業(yè)培養(yǎng)方案和培養(yǎng)模式角度，在培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系等方面探索新專業(yè)的建設(shè)思路[6]；陳欣等結(jié)合重慶工程學(xué)院實際情況制定新專業(yè)的培養(yǎng)目標、基本要求和課程體系，為相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)提供參考[7]；樊迪結(jié)合應(yīng)用型本科實際情況，制定科學(xué)的課程體系和培養(yǎng)方案，對教學(xué)資源、師資隊伍、實踐教學(xué)給出給出合理建議[8]；賀文武等針對本科教育中數(shù)據(jù)科學(xué)的人才培養(yǎng)需求，探討數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的課程建設(shè)、實踐平臺建設(shè)等問題[9]。上述文獻主要是從培養(yǎng)目標來討論該專業(yè)的建設(shè)，本文主要針對國內(nèi)首批和二批設(shè)立數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的高校進行系統(tǒng)調(diào)研，重點從開設(shè)學(xué)院、特色課程、人才培養(yǎng)等方面進行總結(jié)分析，最后給出數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)在課程體系、培養(yǎng)目標、人才培養(yǎng)方面的建議，為高校的專業(yè)建設(shè)提供參考。

1 開設(shè)學(xué)院

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)只招理科生，分別授工學(xué)或理學(xué)學(xué)士學(xué)位。除了中國人民大學(xué)、廈門大學(xué)授予工學(xué)和理學(xué)以外，其他學(xué)校只授予工學(xué)或理學(xué)，總體上授予工學(xué)學(xué)位的學(xué)校明顯多于理學(xué)。例如首批只有北京大學(xué)授予理學(xué)，2017年獲批的增加到3所，分別是復(fù)旦大學(xué)、浙江財經(jīng)大學(xué)和云南財經(jīng)大學(xué)，2018年獲批的學(xué)校授予理學(xué)學(xué)位已經(jīng)增加到68所，相應(yīng)地授予工學(xué)學(xué)位的學(xué)校2016年2所，2017年29所，2018年增至182所。

由于各高校的優(yōu)勢學(xué)科和學(xué)科結(jié)構(gòu)不同，在本專業(yè)的人才培養(yǎng)上自然也有所側(cè)重，不同高校在不同的學(xué)院開設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)。例如，在首批大學(xué)中，北京大學(xué)依托元培學(xué)院、數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院、信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院分別進行招生，中南大學(xué)設(shè)在信息安全與大數(shù)據(jù)研究院，對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)設(shè)在信息學(xué)院。在二批大學(xué)中，大部分學(xué)校設(shè)立在計算機學(xué)院或信息學(xué)院，部分學(xué)校結(jié)合學(xué)科優(yōu)勢設(shè)在不同學(xué)院，如中國人民大學(xué)設(shè)在統(tǒng)計學(xué)院、中北大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)設(shè)在大數(shù)據(jù)學(xué)院、上海工程技術(shù)大學(xué)設(shè)于電子電氣工程學(xué)院等。

2 特色課程及人才培養(yǎng)

對首批的北京大學(xué)、對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)、中南大學(xué)以及二批典型學(xué)校如中國人民大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等學(xué)校的人才培養(yǎng)目標及特色課程進行調(diào)研分析，具體如表1所示。

3 專業(yè)建設(shè)建議

目前，國內(nèi)共有283所學(xué)校獲批開設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)，除北京大學(xué)、中國人民大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等部分高校綜合實力較強，其余學(xué)校多數(shù)為地方型院校。綜合這些高校的辦學(xué)背景，大部分為應(yīng)用型本科院校，主要包括師范類、財經(jīng)類、綜合類，其中還包括三本院校、民辦學(xué)校等。專業(yè)申報成功是起點，如何建設(shè)好新專業(yè)才是各本科高校面臨的難題。從課程體系、師資力量以及實踐平臺3個方面進行專業(yè)建設(shè)，建議如下。

(1)課程體系

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)三方面人才，分別為大數(shù)據(jù)分析類、大數(shù)據(jù)研發(fā)類以及大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)類。從就業(yè)崗位來看，應(yīng)用型本科院校側(cè)重應(yīng)用型和實踐型人才，因此需要培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)能力、分析展示能力以及應(yīng)用能力?；A(chǔ)能力培養(yǎng)，涉及的課程應(yīng)包括Python程序設(shè)計、R語言編程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫等，側(cè)重的是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理等能力。分析展示能力培養(yǎng)，主要涉及的課程包括數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)可視化與分析等課程，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)加工等能力。應(yīng)用能力培養(yǎng)，主要涉及的課程包括大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)及應(yīng)用、大數(shù)據(jù)分析與挖掘?qū)嵺`等課程，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力、領(lǐng)域分析能力以及實踐能力等。

國內(nèi)大多數(shù)高校的新專業(yè)培養(yǎng)方案趨于同質(zhì)，相互參考較多，并沒有體現(xiàn)各高校的自身優(yōu)勢，因此需要結(jié)合院校自身的辦學(xué)背景，制定特色的培養(yǎng)方案。結(jié)合國內(nèi)一流大學(xué)課程體系設(shè)置，給出應(yīng)用型本科院校的課程體系設(shè)置的建議，包括基礎(chǔ)課、專業(yè)課及選修課、實踐課，其中基礎(chǔ)課主要培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)技能，專業(yè)課及選修課以提高學(xué)生的專業(yè)技能為目標，而實踐課程則是提高學(xué)生的綜合能力，重視大數(shù)據(jù)的應(yīng)用開發(fā)技術(shù)，各院?？梢越Y(jié)合自身特色開展大數(shù)據(jù)實踐課程，例如醫(yī)療大數(shù)據(jù)、金融大數(shù)據(jù)、電信大數(shù)據(jù)、交通大數(shù)據(jù)等，具體如表2所示。

表1 特色課程及人才培養(yǎng)目標統(tǒng)計表

表2 課程體系

(2)師資隊伍

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)作為交叉學(xué)科，對高校教師隊伍建設(shè)提出了更高的要求。高校教師作為實際教學(xué)的主導(dǎo)者，如何適應(yīng)大數(shù)據(jù)對高校教學(xué)實踐的新要求，是培養(yǎng)實踐型和應(yīng)用型人才的基本保障。現(xiàn)有應(yīng)用型本科院校普遍缺乏專業(yè)教師隊伍和專業(yè)教材，無法滿足新專業(yè)的建設(shè)需求。因此，需要從走出去、引進來兩方面來加強師資隊伍建設(shè)。注重人才儲備，優(yōu)化師資結(jié)構(gòu)。鼓勵教師參加國內(nèi)外大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)術(shù)研討會、技術(shù)交流會，定期組織教師參加大數(shù)據(jù)專業(yè)的培訓(xùn)，提高教師的大數(shù)據(jù)專業(yè)技術(shù)水平。鼓勵教師帶學(xué)生參加各類大數(shù)據(jù)競賽，并且學(xué)院每年舉辦相應(yīng)的比賽，提高大數(shù)據(jù)專業(yè)教師的實踐指導(dǎo)能力。校企合作，引進雙師型人才。派遣校內(nèi)教師到企業(yè)教學(xué)實踐，建立企業(yè)工作站。定期組織企業(yè)兼職教師到學(xué)校開展專業(yè)講座，吸引企業(yè)工程師作為兼職教師指導(dǎo)大數(shù)據(jù)綜合實訓(xùn)項目，大力發(fā)展兼職教師群體。優(yōu)先錄用具有行業(yè)背景的企業(yè)人才到教師隊伍中來，加強雙師型教師隊伍建設(shè)。

(3)實踐平臺

大數(shù)據(jù)專業(yè)的實踐型較強，該學(xué)科對實踐平臺具有較高的專業(yè)要求。實踐平臺不僅要提供基礎(chǔ)的開發(fā)環(huán)境，還要提供大數(shù)據(jù)的運算環(huán)境以及用于實驗的實戰(zhàn)大數(shù)據(jù)案例。目前，大部分院校都通過各種方式建設(shè)大數(shù)據(jù)實踐平臺，如自建平臺、校企合作共建平臺、租用平臺等。應(yīng)用型本科院校應(yīng)該根據(jù)其人才培養(yǎng)目標，結(jié)合自身軟硬件條件，搭建合理的大數(shù)據(jù)實踐平臺，滿足教師和學(xué)生教學(xué)科研基本需求。具體可以通過結(jié)合大數(shù)據(jù)實訓(xùn)平臺和大數(shù)據(jù)教學(xué)管理平臺來進行實驗教學(xué)。大數(shù)據(jù)實訓(xùn)平臺：重點培養(yǎng)學(xué)生了解大數(shù)據(jù)背景，培訓(xùn)學(xué)生搭建大數(shù)據(jù)實踐環(huán)境，熟悉大數(shù)據(jù)的整體技術(shù)、核心組件以及應(yīng)用開發(fā)工具的使用，包括Hadoop、HDFS、MapReduce、Spark、Hive、Hbase等。基于大數(shù)據(jù)實訓(xùn)平臺，結(jié)合各學(xué)校的優(yōu)勢學(xué)科對應(yīng)的行業(yè)應(yīng)用，指導(dǎo)學(xué)生完成大數(shù)據(jù)綜合實踐。大數(shù)據(jù)教學(xué)管理平臺：旨在提供統(tǒng)一的平臺管理大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系，包括教學(xué)大綱、教學(xué)視頻、教學(xué)PPT、實驗數(shù)據(jù)、實驗手冊、實驗報告等教學(xué)實訓(xùn)資源。教學(xué)管理平臺還應(yīng)具有拓展性強、模塊豐富的特點，滿足不同的教學(xué)場景的使用。

4 總結(jié)

對國內(nèi)獲批數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的高校進行廣泛調(diào)研，對獲批院校授予工學(xué)或理學(xué)學(xué)位、開設(shè)學(xué)院進行統(tǒng)計，并給出部分國內(nèi)一流大學(xué)的人才培養(yǎng)目標和特色課程設(shè)置。結(jié)合應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)定位，給出新專業(yè)課程體系設(shè)置的建議，同時分析應(yīng)用型本科院校的師資隊伍和實踐平臺建設(shè)問題及對策。