基于新工科教育的地方本科院校大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案研究與實(shí)踐

張韌志

摘要：隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展及其在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，大數(shù)據(jù)正式上升為國家戰(zhàn)略， 然而，面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上大數(shù)據(jù)的處理急需大數(shù)據(jù)科學(xué)研究能力與素質(zhì)創(chuàng)新人才，因此從事大數(shù)據(jù)處理與高性能計(jì)算的拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)已成為當(dāng)前最緊迫的問題。面對(duì)當(dāng)前的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)，介紹了基于新工科教育的地方本科院校大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)的必要性和迫切性。并結(jié)合黃淮學(xué)院的專業(yè)特色，從師資隊(duì)伍、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、科研條件等方面介紹了開設(shè)大數(shù)據(jù)專業(yè)的現(xiàn)有基礎(chǔ)。從培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)要求、培養(yǎng)模式、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)等角度入手，討論并探索了新工科教育的地方本科院校大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型院校大數(shù)據(jù)專業(yè);大數(shù)據(jù)課程體系;校企聯(lián)合培養(yǎng)

中圖分類號(hào)： G642.0 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）15-0131-03

1 大數(shù)據(jù)技術(shù)概述

隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的發(fā)展，云服務(wù)的普及，智能移動(dòng)設(shè)備的普及，每個(gè)人都能感覺到世界正在迅速變化，大數(shù)據(jù)是未來信息革命的后續(xù)效應(yīng)。這股浪潮正在重塑我們的生活方式、工作方式和思維方式。所謂大數(shù)據(jù)就是現(xiàn)有的一般技術(shù)難以管理的具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大數(shù)據(jù)的集合，大數(shù)據(jù)技術(shù)是指從巨量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)中，快速獲得最大價(jià)值信息的能力，人們通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)中巨量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行挖掘、管理、整合、分析處理并整理，從中挖掘新的知識(shí)，獲取更大的有創(chuàng)造價(jià)值的信息，進(jìn)而帶來“大知識(shí)”“大科技”“大利潤”和“大發(fā)展”。高級(jí)專門人才，從事大數(shù)據(jù)處理與高性能計(jì)算的拔尖創(chuàng)新人才。因此，新的領(lǐng)域需要專業(yè)的人才，直接推動(dòng)了高校大數(shù)據(jù)專業(yè)的發(fā)展。專業(yè)的人才需要大學(xué)設(shè)置專門的學(xué)科來培養(yǎng)，無限的挑戰(zhàn)和機(jī)遇更需要有膽識(shí)、有智慧、有擔(dān)當(dāng)?shù)挠兄局?、睿智青年勇攀高峰?/p>

2 高校大數(shù)據(jù)專業(yè)設(shè)置

該專業(yè)依托基于數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)以及其他具體實(shí)踐領(lǐng)域的交叉學(xué)科。主要培養(yǎng)能夠在商業(yè)、金融和經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域從事大數(shù)據(jù)處理、分析及預(yù)測(cè)等工作的應(yīng)用型復(fù)合型人才，需求前景廣闊。本課程體系根據(jù)學(xué)科發(fā)展需要，以提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量為宗旨，結(jié)合本專業(yè)導(dǎo)師隊(duì)伍、科研實(shí)力、研究方向、實(shí)驗(yàn)條件等實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，其中公共課程按照國家相關(guān)規(guī)定設(shè)置;專業(yè)課以按二級(jí)學(xué)科設(shè)置為基礎(chǔ)，注重研究方法課程、跨學(xué)科課程，適當(dāng)加大專業(yè)選修課所占比例。

2.1 培養(yǎng)目標(biāo)

大數(shù)據(jù)專業(yè)是以信息技術(shù)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和應(yīng)用作為其研究的對(duì)象，將信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)交叉融合的工科類專業(yè)。專業(yè)要求學(xué)生打好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，接受較扎實(shí)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)訓(xùn)練，主要學(xué)習(xí)信息科學(xué)和計(jì)算科學(xué)的基本理論知識(shí)、方法，初步具備在大數(shù)據(jù)分析、高性能計(jì)算領(lǐng)域從事科學(xué)研究、解決實(shí)際問題及設(shè)計(jì)開發(fā)有關(guān)軟件的能力。培養(yǎng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)思維能力， 掌握信息與數(shù)據(jù)科學(xué)的基礎(chǔ)理論、方法與技能， 受到科學(xué)研究的訓(xùn)練， 能解決信息技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘中的實(shí)際問題的高級(jí)專門人才，以及從事大數(shù)據(jù)處理與高性能計(jì)算的拔尖創(chuàng)新人才。本專業(yè)圍繞以培養(yǎng)面向大數(shù)據(jù)工程與信息技術(shù)行業(yè)的工程應(yīng)用型人才為中心，突出“校企合作”的辦學(xué)特色，強(qiáng)化工程應(yīng)用實(shí)踐，兼顧交叉學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新實(shí)踐能力，培養(yǎng)從事大數(shù)據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)、數(shù)據(jù)挖掘與分析、大數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用的創(chuàng)新型高級(jí)卓越復(fù)合人才。

2.2 專業(yè)課程設(shè)置

該專業(yè)依托基于數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)以及其他具體實(shí)踐領(lǐng)域的交叉學(xué)科。主要培養(yǎng)能夠在商業(yè)、金融和經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域從事大數(shù)據(jù)處理、分析及預(yù)測(cè)等工作的應(yīng)用型復(fù)合型人才，需求前景廣闊。本課程體系根據(jù)學(xué)科發(fā)展需要，以提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量為宗旨，結(jié)合本專業(yè)導(dǎo)師隊(duì)伍、科研實(shí)力、研究方向、實(shí)驗(yàn)條件等實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，其中公共課程按照國家相關(guān)規(guī)定設(shè)置;專業(yè)課以按二級(jí)學(xué)科設(shè)置為基礎(chǔ)，注重研究方法課程、跨學(xué)科課程，適當(dāng)加大專業(yè)選修課所占比例。在教學(xué)過程中，不斷凝練專業(yè)特色和發(fā)展方向，本專業(yè)在數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)研究的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘，逐步開展人工智能與數(shù)據(jù)推薦等領(lǐng)域的研究。

構(gòu)建課程體系。設(shè)置科學(xué)與人文素養(yǎng)、專業(yè)知識(shí)與技能、工程實(shí)踐與創(chuàng)新三大類課程。推行漸進(jìn)式教學(xué)，前兩年重視對(duì)學(xué)生大數(shù)據(jù)數(shù)理基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)、大數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)、人文素養(yǎng)等方面的培養(yǎng);后兩年著重于大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)操能力的培養(yǎng)，并逐漸讓學(xué)生參與到工程實(shí)踐中。大數(shù)據(jù)專業(yè)將從大數(shù)據(jù)應(yīng)用的三個(gè)主要層面（即數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)開發(fā)、海量數(shù)據(jù)分析與挖掘）系統(tǒng)地幫助企業(yè)掌握大數(shù)據(jù)應(yīng)用中的各種典型問題的解決辦法，包括實(shí)現(xiàn)和分析協(xié)同過濾算法、運(yùn)行和學(xué)習(xí)分類算法、分布式 Hadoop 集群的搭建和基準(zhǔn)測(cè)試、分布式Hbase 集群的搭建和基準(zhǔn)測(cè)試、實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于、Mapreduce 的并行算法、部署 Hive 并實(shí)現(xiàn)一個(gè)的數(shù)據(jù)操作等等，實(shí)際提升企業(yè)解決實(shí)際問題的能力。核心課程：程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、高等代數(shù)、應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)與分析、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用平臺(tái) Hadoop、大數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)可視化原理與方法、數(shù)據(jù)挖掘等以及相應(yīng)的項(xiàng)目與實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐的課程，培養(yǎng)具有較強(qiáng)的知識(shí)更新、技術(shù)跟蹤與創(chuàng)新能力。大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.3 培養(yǎng)方案

遵循工程教育理念。以學(xué)生為中心，建立明確的數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求，在此基礎(chǔ)下完善課程體系和師資隊(duì)伍，最終搭建起合理有效的工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系。明確專業(yè)建設(shè)思路與人才培養(yǎng)定位。充分發(fā)揚(yáng)跨學(xué)科特色，將數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、管理學(xué)高度融合，計(jì)算機(jī)學(xué)院、信息管理學(xué)院、經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院、理學(xué)院協(xié)同推進(jìn)，產(chǎn)教融合、科教融合，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。細(xì)化培養(yǎng)目標(biāo)。確保畢業(yè)生熟悉計(jì)算機(jī)專業(yè)基本知識(shí)、方法和技能，掌握大數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析能力以及特定場(chǎng)景中大數(shù)據(jù)的開發(fā)和應(yīng)用能力。大數(shù)據(jù)專業(yè)的畢業(yè)生主要從工程知識(shí)、問題分析、設(shè)計(jì)解決方案、問題研究四個(gè)方面進(jìn)行考核，確保學(xué)生能夠利用學(xué)到的專業(yè)知識(shí)分析和解決大數(shù)據(jù)復(fù)雜工程問題。依托科研和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)實(shí)施導(dǎo)師制。與政府和企業(yè)建立廣泛的政產(chǎn)學(xué)研合作，采用導(dǎo)師制，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)踐。搭建優(yōu)質(zhì)實(shí)踐平臺(tái)。投入大量科研和教學(xué)經(jīng)費(fèi)，建成私有云計(jì)算平臺(tái)，引進(jìn)Oracle大數(shù)據(jù)一體機(jī)以及博雅大數(shù)據(jù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)實(shí)訓(xùn)資源——數(shù)據(jù)嗨客。加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)?？缧ＲM(jìn)高水平大數(shù)據(jù)人才，積極選拔優(yōu)秀教師參加境內(nèi)外大數(shù)據(jù)培訓(xùn)和交流，提高師資教學(xué)水平。堅(jiān)持“以學(xué)生為中心”的基本原則，遴選優(yōu)質(zhì)生源，組建大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)班，激發(fā)學(xué)生興趣，建立跨學(xué)院的專業(yè)建設(shè)與教學(xué)工作小組，實(shí)行動(dòng)態(tài)跟蹤、持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量監(jiān)控體系。

地方本科院校大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)是一個(gè)新的教學(xué)領(lǐng)域，在未來的發(fā)展中，需要總結(jié)出更多的經(jīng)驗(yàn)，不斷完善大數(shù)據(jù)人才的培養(yǎng)工程。培養(yǎng)具有多學(xué)科交叉能力的大數(shù)據(jù)人才。該專業(yè)人才一般需要培養(yǎng)以下專業(yè)能力：一是理論性的，主要是對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)中模型的理解和運(yùn)用;二是實(shí)踐性的，主要是處理實(shí)際數(shù)據(jù)的能力;三是應(yīng)用性的，主要是利用大數(shù)據(jù)的方法解決具體行業(yè)應(yīng)用問題的能力。高校開設(shè)大數(shù)據(jù)專業(yè)，本科四年制，培養(yǎng)階段劃分為三個(gè)培養(yǎng)階段。

1）通識(shí)課程教育階段。

在通識(shí)教育階段，主要是基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的培養(yǎng)。在基礎(chǔ)知識(shí)培養(yǎng)模塊中，要設(shè)置“思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、大學(xué)英語、大學(xué)英語聽力、數(shù)學(xué)類專業(yè)外語、大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)、信息與計(jì)算科學(xué)進(jìn)展選講、計(jì)算機(jī)訓(xùn)練、大學(xué)體育”等必修課程，和由人文科學(xué)與藝術(shù)、形勢(shì)與政策、人文社會(huì)科學(xué)類選修課、藝術(shù)體育類選修課、安全教育選修課程。在基本技能模塊中，主要設(shè)置有數(shù)學(xué)分析、數(shù)值分析、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、實(shí)變函數(shù)與泛函分析、Java程序設(shè)計(jì)、信息論、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)軟件實(shí)訓(xùn)、程序設(shè)計(jì)課程實(shí)訓(xùn)、高性能計(jì)算課程設(shè)計(jì)、超算編程綜合實(shí)訓(xùn)、數(shù)據(jù)挖掘與分析綜合實(shí)訓(xùn)等課程。

2）專業(yè)課程培養(yǎng)階段。

該專業(yè)依托基于數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)以及其他具體實(shí)踐領(lǐng)域 ?的交叉學(xué)科。主要培養(yǎng)能夠在商業(yè)、金融和經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域從事大數(shù)據(jù) ?處理、分析及預(yù)測(cè)等工作的應(yīng)用型復(fù)合型人才，需求前景廣闊。培養(yǎng)大數(shù)據(jù)分析人才必備基礎(chǔ)理論知識(shí)和技術(shù)能力。包括專業(yè)基礎(chǔ)能力和學(xué)歷提升兩個(gè)模塊。學(xué)歷提升模塊開設(shè)計(jì)算機(jī)類考研必備的高等數(shù)學(xué)、英語、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘等基礎(chǔ)性課程，使學(xué)生掌握扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)理論，掌握高性能計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析的基本方法，專業(yè)基礎(chǔ)模塊開設(shè)統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)、多元統(tǒng)計(jì)分析、時(shí)間序列分析、Hadoop 并行計(jì)算、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)和分布式云計(jì)算等專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，讓學(xué)習(xí)者掌握智能算法的原理并有較強(qiáng)的算法實(shí)現(xiàn)能力，掌握大數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)開發(fā)、數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘等方面的核心技能，培養(yǎng)具有一定的解決工程問題的能力。

3）多元化培養(yǎng)階段。

在多元化培養(yǎng)階段通過設(shè)計(jì)課程體系的多元化，為學(xué)習(xí)者提供自主選擇專業(yè)方向的機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化的培養(yǎng)?，F(xiàn)在大數(shù)據(jù)專業(yè)將從大數(shù)據(jù)在實(shí)際工作中的數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)開發(fā)、海量數(shù)據(jù)分析與挖掘應(yīng)用三個(gè)主要層面來系統(tǒng)地幫助企業(yè)掌握大數(shù)據(jù)應(yīng)用中的各種典型問題的解決辦法，包括大數(shù)據(jù)與 Hadoop 生態(tài)系統(tǒng)，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)，Map/Reduce 計(jì)算模型和 Hadoop Map/Reduce 技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于Mapreduce 的并行算法、部署Hive 并實(shí)現(xiàn)一個(gè)的數(shù)據(jù)操作等，從而提高了企業(yè)在解決實(shí)際工作中的問題的能力。

3 結(jié)束語

大數(shù)據(jù)專業(yè)的人才培養(yǎng)要注重德、智、體的全面發(fā)展，具備科學(xué)人文精神、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和良好職業(yè)道德，學(xué)習(xí)者要具備將自主學(xué)習(xí)的能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力、算法分析、算法設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)編程能力，要培養(yǎng)把信息技術(shù)運(yùn)用到海量數(shù)據(jù)處理的能力;能在實(shí)際工作中解決某些實(shí)際問題;批判思維及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，掌握數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)所需的統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理、算法分析、算法設(shè)計(jì)與編程等相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)和解決工程問題的能力。要具有自我知識(shí)創(chuàng)新能力，提高利用新技術(shù)對(duì)大數(shù)據(jù)信息進(jìn)行跟蹤處理的能力，熟練掌握大數(shù)據(jù)信息的采集-傳輸-存儲(chǔ)-處理與分析應(yīng)用等技術(shù)，具備大數(shù)據(jù)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和開發(fā)能力，具有一定的大數(shù)據(jù)科學(xué)研究能力與素質(zhì)，能在各行各業(yè)中從事大數(shù)據(jù)的挖掘、整合、分析處理、預(yù)測(cè)、處理、服務(wù)、開發(fā)與利用等工作的應(yīng)用型、復(fù)合型高級(jí)專門人才。

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【通聯(lián)編輯：張薇】