大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學(xué)與創(chuàng)新驅(qū)動型人才培養(yǎng)

郭娟 陳瑩

摘? 要：大數(shù)據(jù)發(fā)展在我國當(dāng)前處于起步階段，因此企業(yè)對大數(shù)據(jù)發(fā)展的需求一方面是利用創(chuàng)新手段應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，另一方面是有效培養(yǎng)滿足企業(yè)需求的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動型人才。目前對大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動型人才的培養(yǎng)的具體措施在各高職院校雖有提及，但是教學(xué)資源和實驗條件嚴(yán)重匱乏，鑒于此，本文以大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學(xué)與創(chuàng)新驅(qū)動型人才培養(yǎng)為研究對象，分析當(dāng)前創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的基本要求和實驗教學(xué)現(xiàn)狀，論述了大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學(xué)具體項目實訓(xùn)及案例，并提出相應(yīng)對策，以期為大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學(xué)創(chuàng)新驅(qū)動型人才培養(yǎng)提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù);大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學(xué);創(chuàng)新驅(qū)動型人才

中圖分類號：G652;TP311.13-4? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）21-0174-03

Abstract：The development of big data is in the initial stage in China，so the demand of enterprises for big data development is on the one hand is to use innovative means to apply big data technology，on the other hand，effectively cultivate big data innovation driven talents to meet the needs of enterprises. At present，although the specific measures for the cultivation of big data innovation driven talents have been mentioned in various vocational colleges，but the teaching resources and experimental conditions are seriously deficient. In view of this，this paper takes the experimental teaching and innovation driven talents training of big data specialty as the research object，analyzes the basic requirements and the current situation of experimental teaching of the current innovative talents training，discusses the specific project training and cases of experimental teaching of big data specialty，and puts forward the corresponding countermeasures，in order to provide reference for the innovation driven talents training of experimental teaching of big data specialty.

Keywords：big data technology;experimental teaching of big data specialty;innovation driven talents

0? 引? 言

根據(jù)當(dāng)今信息技術(shù)的發(fā)展進行分析，大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)悄然來臨。數(shù)據(jù)科學(xué)研究對人們生活的影響越來越大，大數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用迎來了新的信息革命。從實際發(fā)展情況來看，大數(shù)據(jù)行業(yè)在國內(nèi)外的發(fā)展應(yīng)該遵循國內(nèi)外發(fā)展形勢，以滿足市場需求。而具體人才需求除了包括數(shù)據(jù)科學(xué)家和數(shù)據(jù)工程師之外，還應(yīng)該側(cè)重培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析師等專業(yè)人才。學(xué)生學(xué)成后，就業(yè)前景廣闊，包括大數(shù)據(jù)相關(guān)工程應(yīng)用開發(fā)、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)科學(xué)研究工作，或者大數(shù)據(jù)技術(shù)管理和咨詢工作等，可以在計算機領(lǐng)域大展身手[1]。

1? 當(dāng)前大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動型人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

2006年有32所國內(nèi)高校堅持以市場為主導(dǎo)，對國家大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略予以了深入貫徹和實施，力求為國家培養(yǎng)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動技能型高素質(zhì)人才。這種情況下，建立大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動教學(xué)模式勢在必行，要求人們尤其側(cè)重大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動型人才培養(yǎng)方案的實用性，同時要有效設(shè)置課程體系[2]。

1.1? 培養(yǎng)思路與目標(biāo)設(shè)定

對大數(shù)據(jù)人才的培養(yǎng)應(yīng)該設(shè)立不同的培養(yǎng)目標(biāo)，具體設(shè)立應(yīng)該依據(jù)學(xué)生的學(xué)歷層次展開，具體培養(yǎng)方式主要是對創(chuàng)新驅(qū)動技能型高素質(zhì)專門人才進行培養(yǎng)，具體學(xué)習(xí)內(nèi)容包括大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用的生產(chǎn)、服務(wù)管理等相關(guān)方面，同時還要求學(xué)生熟練掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)原理、關(guān)系型以及非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)和分布式文件系統(tǒng)等相關(guān)計算機知識，從提升實踐運用能力的角度，有效培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析與處理能力、系統(tǒng)研發(fā)和應(yīng)用能力，進而有效提升其大數(shù)據(jù)服務(wù)的綜合應(yīng)用能力。

1.2? 培養(yǎng)方案的構(gòu)建

關(guān)于大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)知識的培養(yǎng)，不僅要培養(yǎng)學(xué)生對Java語言編程、Hadoop、Spark、Storm以及MySQL數(shù)據(jù)庫等知識的學(xué)習(xí)和掌握，還應(yīng)該學(xué)習(xí)多維大數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)挖掘方法等知識，要求他們能夠熟練掌握關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本原理，能夠熟練運用R語言編程，有效掌握數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法。專業(yè)知識的提升不僅需要他們能夠有效學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘理論，還要會有效搭建相關(guān)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的平臺，并且能夠獨立進行相關(guān)大數(shù)據(jù)的分析和處理。

1.3? 構(gòu)建大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學(xué)體系

綜合評定實驗課程主要涉及5個方面，包括實驗預(yù)習(xí)、操作、記錄、報告以及實驗態(tài)度和表現(xiàn)。就大數(shù)據(jù)實驗教學(xué)體系設(shè)立進行分析，實驗課程的設(shè)置主要是為了訓(xùn)練并增強學(xué)生的實踐能力，具體實施應(yīng)該分4個層次進行，訓(xùn)練方面主要涉及實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘展示、算法實現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析以及大數(shù)據(jù)技術(shù)綜合應(yīng)用等。大數(shù)據(jù)實訓(xùn)專業(yè)內(nèi)容包括10個模塊，共100多個實驗項目，大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學(xué)體系如圖1所示。

2? 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的基本要求和實驗教學(xué)現(xiàn)狀

就其所屬內(nèi)容進行分析，大數(shù)據(jù)隸屬于計算機學(xué)科，是一個新興專業(yè)，要求學(xué)習(xí)者有較高的實踐動手能力[3]。其中，實驗教學(xué)是其主要的教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，要具備豐富的專業(yè)知識，同時應(yīng)該具備創(chuàng)新性。這主要體現(xiàn)在以下方面：創(chuàng)新意識，專業(yè)知識的學(xué)習(xí)要與生活相聯(lián)系，創(chuàng)新意識要時刻存在;創(chuàng)新精神，創(chuàng)新要貫穿整個學(xué)習(xí)過程;創(chuàng)新思維，借助敏銳的觀察力和豐富的想象力，將思維創(chuàng)新體現(xiàn)在常規(guī)專業(yè)學(xué)習(xí)中;自主學(xué)習(xí)，自主學(xué)習(xí)理念貫穿于學(xué)習(xí)的整個過程，同時要確立終身學(xué)習(xí)理念。圍繞專業(yè)理論知識展開教學(xué)，是當(dāng)前傳統(tǒng)實驗教學(xué)的主要特征體現(xiàn)。它的學(xué)習(xí)過程與相應(yīng)的實驗課程相結(jié)合，體現(xiàn)著理論知識和現(xiàn)實需求的差異，無法將相關(guān)學(xué)科進行有效聯(lián)系，更無法對此進行必要擴展。在實際專業(yè)課程教學(xué)中，教師往往沿用比較傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段，因此在實際培養(yǎng)過程中缺乏新意，造成學(xué)生的學(xué)習(xí)過程缺乏創(chuàng)新意識的滲透。無論是作業(yè)和課程設(shè)計，還是實驗課程學(xué)習(xí)，均缺乏明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，因此學(xué)生更多時候是在被動地接受學(xué)習(xí)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)高速發(fā)展，對大數(shù)據(jù)方向的實驗教學(xué)進行改革已經(jīng)勢在必行，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實驗教學(xué)現(xiàn)狀如圖2所示[4]。

針對當(dāng)前創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實驗教學(xué)，其教學(xué)內(nèi)容主要分為四個方面，即面向領(lǐng)域多層分布式項目設(shè)計、項目環(huán)境搭建、分析處理數(shù)據(jù)以及項目測試與總結(jié)。

3? 大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學(xué)具體項目實訓(xùn)及案例

學(xué)生對大數(shù)據(jù)知識內(nèi)容和原理的學(xué)習(xí)，需要在多角度、多層面以及多方位的項目實訓(xùn)過程中提升掌握程度，尤其是對大數(shù)據(jù)分析工具、大數(shù)據(jù)分析方法等技術(shù)的掌握。通過數(shù)據(jù)挖掘分析創(chuàng)建有效數(shù)據(jù)模型，通過數(shù)據(jù)探索和模型輸出分析，利用圖形化工具，有效展示數(shù)據(jù)間的復(fù)雜信息。關(guān)于數(shù)據(jù)的抓取、存取、清洗、重構(gòu)、處理、挖掘、可視化以及數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)架構(gòu)、統(tǒng)計和分析，構(gòu)成了實際操作的實施步驟[5]。

4? 構(gòu)建全方位立體培訓(xùn)體系，推進大數(shù)據(jù)高技能人才隊伍建設(shè)

關(guān)于大數(shù)據(jù)人才隊伍建設(shè)，因其內(nèi)容涵蓋廣泛，需要從3個方面入手[6]：具有很強編程能力的大數(shù)據(jù)技術(shù)支持人才，要在數(shù)據(jù)存儲、管理及處理平臺的搭建方面表現(xiàn)不俗;精通處理大數(shù)據(jù)分析的人才;高校人才的培養(yǎng)還應(yīng)該注意培養(yǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)人才。

培養(yǎng)具有高素質(zhì)的復(fù)合型人才是大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展所需。這些人才不僅要精通理論知識，還要有充足的實戰(zhàn)經(jīng)驗。實際教學(xué)過程中，綜合訓(xùn)練的展開應(yīng)該包括典型算法的展示，包括算法實現(xiàn)結(jié)合數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用場景和案例，要有理論教學(xué)，更要有實踐輔助，學(xué)校實驗體系的建立應(yīng)該體現(xiàn)全方位性。

依據(jù)市場對大數(shù)據(jù)人才需求的特征，學(xué)校教學(xué)的開展應(yīng)該使用全方位立體式教學(xué)，應(yīng)立足對大數(shù)據(jù)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，以就業(yè)為導(dǎo)向，側(cè)重開展職業(yè)技能考證培訓(xùn)工作，具體包括數(shù)據(jù)挖掘工程師、數(shù)據(jù)分析工程師等。

5? 教學(xué)手段與措施

具體教學(xué)中，應(yīng)樹立創(chuàng)新教育理念，圍繞“創(chuàng)新驅(qū)動型”辦學(xué)戰(zhàn)略展開。課程設(shè)置應(yīng)體現(xiàn)模塊化和系統(tǒng)化，同時要注意學(xué)科間的均衡發(fā)展，學(xué)習(xí)理論，并將其運用于實踐。在實際教學(xué)中，要準(zhǔn)確把握兩者間的結(jié)構(gòu)比例，通過與企業(yè)合作，提升學(xué)生的實踐應(yīng)用能力，有效推進大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展。在實踐教學(xué)手段應(yīng)用方面，要不斷優(yōu)化實驗教學(xué)，打造具有創(chuàng)新性的實踐教學(xué)模式。大數(shù)據(jù)平臺搭建過程中，要注意各類型的業(yè)務(wù)需求，因此具體搭建過程要進行全方位考慮，包括架構(gòu)設(shè)計、環(huán)境搭建、數(shù)據(jù)處理分析以及Spark技術(shù)在實際項目中的應(yīng)用等。

5.1? 圍繞創(chuàng)新構(gòu)建多層次且模塊化的實驗教學(xué)體系

創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要有一定的教學(xué)體系作為支撐，且不可能在短時間內(nèi)達成。實驗教學(xué)改革的開展首先需要有完善的實驗教學(xué)體系作為輔助，除了基礎(chǔ)知識和專業(yè)課程之外，大數(shù)據(jù)專業(yè)知識體系還應(yīng)該包括計算機開發(fā)等相關(guān)技術(shù)。由于傳統(tǒng)實驗教學(xué)的開展局限性明顯，所以實驗教學(xué)的改革應(yīng)該體現(xiàn)拓展性，應(yīng)該有效調(diào)整大數(shù)據(jù)方向現(xiàn)有的實驗體系，構(gòu)建新的適應(yīng)時代發(fā)展的實驗教學(xué)體系。而構(gòu)建體系需要包含3個部分，即基礎(chǔ)平臺、技能平臺和擴展平臺，具體體現(xiàn)為學(xué)科基礎(chǔ)實驗、綜合性和設(shè)計性實驗以及專業(yè)創(chuàng)新實驗[7]。

（1）基礎(chǔ)平臺——學(xué)科基礎(chǔ)實驗。因為是基礎(chǔ)課程教學(xué)，所以學(xué)習(xí)對象應(yīng)該是大數(shù)據(jù)方向的低年級學(xué)生。教學(xué)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫技術(shù)、編程技術(shù)以及各技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)性，多為計算機技術(shù)的基礎(chǔ)知識，同時包括基礎(chǔ)的實驗方法的操作執(zhí)行。通過構(gòu)建基礎(chǔ)平臺，學(xué)生簡單了解大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)知識，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，提升學(xué)生的創(chuàng)新意識和學(xué)習(xí)主動性[8]。

（2）技能平臺——綜合性和設(shè)計性實驗。主要教授數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、Hadoop大數(shù)據(jù)處理等課程，具體包括數(shù)據(jù)庫設(shè)計實驗和綜合實驗。教學(xué)對象為中年級學(xué)生，實際教學(xué)中還側(cè)重了聯(lián)合課程設(shè)計。這種方式的運用主要是為了鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，提升他們分析問題和解決問題的能力。

（3）擴展平臺——專業(yè)創(chuàng)新實驗。該平臺主要教學(xué)專業(yè)課程包括MapReduce、HBase編程、數(shù)據(jù)倉庫與挖掘技術(shù)等，教學(xué)對象為高年級學(xué)生。在實際教學(xué)實施中，教學(xué)要結(jié)合大數(shù)據(jù)相關(guān)競賽展開。學(xué)生的綜合訓(xùn)練經(jīng)常與企業(yè)需求相關(guān)聯(lián)，學(xué)生的實習(xí)基地大都為實際企業(yè)，因此學(xué)生在實踐過程中可有效提升專業(yè)創(chuàng)新實踐能力。

5.2? 加強專業(yè)教師團隊建設(shè)

開展大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學(xué)的教師應(yīng)該秉承不斷學(xué)習(xí)的理念，經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)和企業(yè)參觀交流，提升自身的創(chuàng)新意識，時刻保持專業(yè)的先進性。積極開展教研室的教研活動，探討交流相關(guān)教學(xué)問題，這是大數(shù)據(jù)專業(yè)教學(xué)提升專業(yè)能力、獲得業(yè)界認(rèn)可的有效方式。

6? 結(jié)? 論

本文一方面?zhèn)戎仃U述大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學(xué)以及教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置，另一方面闡述實訓(xùn)平臺建設(shè)，目的是呈現(xiàn)大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學(xué)與創(chuàng)新驅(qū)動型人才的培養(yǎng)方案。今后大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學(xué)的開展可以此為鑒，因為這種設(shè)計不僅對大數(shù)據(jù)專業(yè)人才的培養(yǎng)能力予以有效提升，增加科技創(chuàng)新人才，也能在很大程度上滿足社會對人才的需求。

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作者簡介：郭娟（1981-），女，漢族，湖北鄂州人，副教授，碩士，研究方向：信息技術(shù);陳瑩（1980-），女，漢族，廣西南寧人，講師，碩士，研究方向：智能系統(tǒng)、信息技術(shù)。