高職院校大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新實驗室建設(shè)與研究

周少珂 任立鋒 李晨

摘要：隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的落地與發(fā)展，各高職院校為適應(yīng)社會發(fā)展需求和企業(yè)人才需求，紛紛開設(shè)大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)。在日益完善大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)、課程體系結(jié)構(gòu)和企業(yè)崗位需求同時，也更加注重該專業(yè)人才培養(yǎng)過程中的實驗室建設(shè)。文章以作者單位大數(shù)據(jù)實驗室為研究對象，對其整個建設(shè)過程加以詳細說明，并對今后該創(chuàng)新實驗室對專業(yè)人才培養(yǎng)、課程體系建設(shè)、學(xué)生技能競賽、企業(yè)崗位需求和教師科研等方面進行深入研究和探討，為其專業(yè)培養(yǎng)大數(shù)據(jù)技能型人才提供有力保障。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)，創(chuàng)新實驗室;人才培養(yǎng);課程體系;專業(yè)建設(shè)

中圖分類號：G712? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）12-0384-03

一、引言

大數(shù)據(jù)技術(shù)作為近些年新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)，該技術(shù)的發(fā)展也更加促進云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的進步。2014年，大數(shù)據(jù)首次在中國政府報告中被列為國家重點產(chǎn)業(yè)推進方向。2015年，李克強總理在政府報告中進一步提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，推動移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合。2015年8月國務(wù)院常務(wù)會議通過《關(guān)于促進大數(shù)據(jù)發(fā)展的行動綱要》，其中明確指出推動政府大數(shù)據(jù)開發(fā)、共享和安全的重要性[1]。2016年中國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)達到305.7億元產(chǎn)量，增長率達到35.7%，比同期行業(yè)的增速都要快，國家對大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給予一定的支持并提出一系列的政策和意見[2]。2017年3月教育部公布普通高等學(xué)校本科新增專業(yè)名單中“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”專業(yè)，有248所學(xué)校獲批。2018年1月教育部公布“大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用”專業(yè)備案和審批結(jié)果，共有208所職業(yè)院校獲批[3]。

二、大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實驗室建設(shè)

2018年1月全國208所職業(yè)院校獲得教育部有關(guān)“大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用”專業(yè)備案。河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院信息工程學(xué)院作為河南省首批開設(shè)大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)的職業(yè)學(xué)院，并于當(dāng)年8月份和聯(lián)創(chuàng)中控（北京）科技有限公司企校合作共建大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實驗室，如圖1所示。

該實驗室是在原有普通機房基礎(chǔ)上進行改造，網(wǎng)絡(luò)中的交換機和路由器更新升級，均達到千兆以太網(wǎng)帶寬接口。改造后按照國家標(biāo)準(zhǔn)上課班級人數(shù)（不超過45人）包括教師機和相應(yīng)備用學(xué)生機。實驗室內(nèi)共分4排，每排均有華為千兆口接入交換機，最后匯聚到后臺萬兆口光纖傳輸?shù)暮诵慕粨Q機中，通過兩臺核心交換機和大數(shù)據(jù)服務(wù)器相連接，如圖2所示。

大數(shù)據(jù)服務(wù)器共有9臺。其中7臺為大數(shù)據(jù)DataNode節(jié)點服務(wù)器，2臺為NameNode節(jié)點服務(wù)器。NameNode節(jié)點中：1臺NameNode為CentOS6.5操作系統(tǒng)。1臺SecondaryNameNode為Windows Server操作系統(tǒng)。整套服務(wù)器需要配置和調(diào)試時可以使用KVM進行配置，如圖3所示。

大數(shù)據(jù)實驗室7臺DataNode節(jié)點存儲空間共128T，每個DataNode節(jié)點同樣為CentOS6.5版本系統(tǒng)?？梢酝耆珴M足平日大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生對海量數(shù)據(jù)的分析和測試，也能夠完成日常的教學(xué)、技術(shù)創(chuàng)新、學(xué)生技能競賽、教師科研等任務(wù)。

三、大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實驗室發(fā)展目標(biāo)

隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，培養(yǎng)社會發(fā)展的需求的技術(shù)型人才也落在高職院校的肩上，高職院校也順應(yīng)社會發(fā)展的需要，培養(yǎng)更加優(yōu)秀的高新技術(shù)人才。

我院大數(shù)據(jù)專業(yè)開設(shè)前，廣泛地和企業(yè)進行交流，探討社會大數(shù)據(jù)人才需求，深入市場調(diào)研，在校企合作模式基礎(chǔ)上制訂該專業(yè)人才培養(yǎng)方案，進一步制訂詳盡的課程體系、未來崗位人才發(fā)展方向。

大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的發(fā)展離不開大數(shù)據(jù)實驗室的建設(shè)，大數(shù)據(jù)實驗室的完善和發(fā)展促進其專業(yè)學(xué)生更加直觀、真實貼近企業(yè)崗位需求，更加促進大數(shù)據(jù)專業(yè)人才的培養(yǎng)。

（一）高效促進日常教學(xué)工作

根據(jù)該專業(yè)人才培養(yǎng)方案，學(xué)生在校采用“2+1”的學(xué)習(xí)方式，兩年的校內(nèi)學(xué)習(xí)，最后一年校外頂崗實習(xí)。因此，前兩年的公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課的學(xué)習(xí)有內(nèi)容多、時間緊、強度大等特點。

針對大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)專業(yè)課：Linux操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理、Java程序開發(fā)、Python程序開發(fā)、H5等，可以使用普通計算機機房上課由教師教授即可。但大數(shù)據(jù)核心專業(yè)課：Hadoop技術(shù)與應(yīng)用、ETL數(shù)據(jù)清洗、Python數(shù)據(jù)分析、云計算（OpenStack）、大數(shù)據(jù)可視化、Spark大數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)爬蟲等，在普通計算機機房不易授課且通常要求計算機配置較高，最終無法使學(xué)生真實、直觀、高效地掌握大數(shù)據(jù)專業(yè)知識和社會企業(yè)用工需求。

本大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實驗室依托企業(yè)真實的項目案例，學(xué)院教師和企業(yè)工程師共同制訂相關(guān)專業(yè)課程授課計劃、課程知識內(nèi)容、學(xué)生實驗?zāi)K。企業(yè)方提供相關(guān)近3年來真實（經(jīng)過授權(quán)）的海量數(shù)據(jù)，供學(xué)生進行知識學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析。

教師授課方面，教師的工作量能夠大大減輕，教師僅需要制作好課件、文檔、視頻、微課、慕課等教學(xué)資料，上傳于大數(shù)據(jù)服務(wù)器的教學(xué)系統(tǒng)平臺即可，如有新知識、新資料需要更新，則再次編輯修改，重新上傳即可。

學(xué)生學(xué)習(xí)方面，學(xué)生能夠通過大數(shù)據(jù)系統(tǒng)學(xué)習(xí)平臺，能夠及時復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)知識點，可以隨時重新學(xué)習(xí)教師講授過而沒有理解掌握的相關(guān)章節(jié)內(nèi)容和視頻，可以隨時下載老師上傳最新相關(guān)教學(xué)資料。

大數(shù)據(jù)實驗室的創(chuàng)建和使用能夠一方面減輕教師授課的教學(xué)壓力，另一方面能夠使教師從傳統(tǒng)的教學(xué)課堂中解脫出來形成一種“翻轉(zhuǎn)課堂”的形式。再一方面能夠培養(yǎng)學(xué)生主動“查缺補漏”的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生對知識技能鉆研的熱情。

（二）貼近真實崗位完成實驗

大數(shù)據(jù)專業(yè)是對其海量數(shù)據(jù)進行采集、篩選、清洗、統(tǒng)計和可視化分析，通過數(shù)據(jù)總結(jié)出內(nèi)在規(guī)律，在人們生產(chǎn)、生活中給予科學(xué)、合理的指導(dǎo)意見和建議。因此，專業(yè)人才培養(yǎng)的瓶頸即如何讓學(xué)生從真實企業(yè)需求學(xué)習(xí)掌握專業(yè)技能。

大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實驗室的建設(shè)和發(fā)展，能夠讓專業(yè)學(xué)生從真實的數(shù)據(jù)入手在真實的設(shè)備平臺中進行操作，直觀了解和學(xué)習(xí)相關(guān)大數(shù)據(jù)技術(shù)。正如以ETL數(shù)據(jù)清洗課程為例，在實際工作中，通過簡單的Excel表格能夠刪除、篩選、替換、更新一些數(shù)據(jù)，但面對海量數(shù)據(jù)（以G以上大小為單位）時往往傳統(tǒng)的軟件不能夠短時間處理并快速生成結(jié)果，往往顯得“捉襟見肘”。而在該大數(shù)據(jù)實驗室中，學(xué)生能夠通過大數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)，生成各自云主機并在其中對真實數(shù)以G大小的數(shù)據(jù)進行離線多次讀取和分析，如圖4所示。

學(xué)生通過云主機中的相關(guān)Kettle大數(shù)據(jù)軟件，能夠快速采集、收取數(shù)據(jù)，整個數(shù)據(jù)清洗的過程更加形象地展示給學(xué)生，也讓學(xué)生更加快捷地掌握專業(yè)知識。

整個實驗以企業(yè)真實的崗位需求為依據(jù)，進行模塊化的修改分解，能夠讓學(xué)生層層深入、由淺入深，以最真實的崗位需求引導(dǎo)學(xué)生掌握技能。

（三）擴展和提升學(xué)生競賽技能

高職院校不同于本科院校，本科院校在培養(yǎng)大數(shù)據(jù)方面人才時，注重數(shù)學(xué)、計算機、統(tǒng)計學(xué)等專業(yè)理論知識，培養(yǎng)的人才往往偏向理論的研究。而高職院校大數(shù)據(jù)方面人才偏向知識的使用，培養(yǎng)技能應(yīng)用型人才。因此培養(yǎng)目標(biāo)不同，社會崗位需求不同。筆者學(xué)校對大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)的層次，主要面向社會：（1）大數(shù)據(jù)運維開發(fā)崗位;（2）數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析崗位;（3）大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)崗位三個方向。

因其高職學(xué)生數(shù)學(xué)方面基礎(chǔ)薄弱，對于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析崗位難度較大，可讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些簡單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析可視化軟件如SPASS、Tableau、Kettle等，簡單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析應(yīng)用即可。本科院校在數(shù)據(jù)開發(fā)崗位培養(yǎng)學(xué)生時側(cè)重算法研究、優(yōu)化，其課程深度較高，高職院校培養(yǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)崗位人才側(cè)重軟件的使用，能夠熟練使用一種或幾種語言進行編程開發(fā)，能夠通過簡單的程序編寫達到對數(shù)據(jù)的相關(guān)處理即可，也是簡單應(yīng)用層面的人才培養(yǎng)。

經(jīng)過兩年專業(yè)的發(fā)展、教師經(jīng)驗的總結(jié)、學(xué)生掌握知識的程度、社會崗位對該專業(yè)的人才需求等綜合方面考慮。大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生主要偏向大數(shù)據(jù)運維方向，即對大數(shù)據(jù)分布式服務(wù)器集群架構(gòu)的架設(shè)、維護、檢測;為大數(shù)據(jù)分布式服務(wù)器系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)的運維;大數(shù)據(jù)集群服務(wù)器中出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)問題及時解決;在大數(shù)據(jù)專業(yè)知識基礎(chǔ)上構(gòu)建云計算服務(wù)器;對云設(shè)備進行維護和管理等。與計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)相關(guān)度較大。

學(xué)生可面對不同感興趣的發(fā)展方向，有所側(cè)重和深入地學(xué)習(xí)，在校期間可以參加興趣小組，參加校級、省級、國家級相關(guān)的技能大賽，以此進一步提高專業(yè)技能，也給未來走向工作崗位增加資本。

本實驗室建設(shè)當(dāng)時目的不僅承擔(dān)日常教學(xué)工作同時，也可作為學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用、技能競賽等方面工作。實驗室大數(shù)據(jù)服務(wù)器上存儲海量的真實數(shù)據(jù)供學(xué)生進行實驗、測試、分析等使用，也同時購置有一整套云計算平臺系統(tǒng)設(shè)備，其云計算平臺系統(tǒng)使用OpenStack開源項目，可供學(xué)生學(xué)習(xí)、拓展技能使用。除日常教師教授大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)課程外，積極引導(dǎo)鼓勵學(xué)生參加技能競賽，如：全國“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大數(shù)據(jù)應(yīng)用創(chuàng)新大賽、全國高等職業(yè)院校大數(shù)據(jù)分析大賽、河南省大數(shù)據(jù)職業(yè)技能大賽、河南省云計算職業(yè)技能大賽、全國大學(xué)生大數(shù)據(jù)技能大賽等。該專業(yè)相關(guān)技能競賽均可組織學(xué)生在該創(chuàng)新實驗室進行備賽。

大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實驗室不僅給了師生提供一個學(xué)習(xí)和拓展專業(yè)技能的場所，也增進了學(xué)生對知識的掌握程度，為未來學(xué)生步入社會打下扎實的專業(yè)基礎(chǔ)。

（四）提高教師科研能力

大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實驗室先后購置大數(shù)據(jù)服務(wù)器、云計算服務(wù)器、路由器、交換機等設(shè)備，能夠方便教師授課、學(xué)生學(xué)習(xí)、拓展技能的同時，也能夠促進教師科研能力的提高。在實驗室中，教師可進行專業(yè)科研方面的創(chuàng)新。

平日繁重的教學(xué)工作任務(wù)占據(jù)教師大部分時間，教師對于一些鉆研的方向無暇顧及，或者由于學(xué)校硬件設(shè)備的原因，無法給科研工作提供有力保證。久而久之，教師就感覺“力不從心”，便會慢慢地放棄科研的熱情和激情。然而該大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實驗室建設(shè)和發(fā)展及時為專業(yè)教師解決后顧之憂，讓專業(yè)教師充滿熱情和激情地投入到教研和科研當(dāng)中，為專業(yè)的發(fā)展和進步注入新的動力。

四、總結(jié)

大數(shù)據(jù)實驗室的建設(shè)、發(fā)展和完善也能夠更加促進大數(shù)據(jù)專業(yè)的發(fā)展，也會為人才的培養(yǎng)提供更加有力的保障。

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和社會對大數(shù)據(jù)人才的需求，越來越多的高職院校抓住培養(yǎng)人才的先機開設(shè)大數(shù)據(jù)專業(yè)，專業(yè)的發(fā)展離不開硬件的保障，文章根據(jù)筆者自己學(xué)校大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實驗室建設(shè)和兩年發(fā)展的結(jié)果加以總結(jié)和分析研究。有些觀點分析可能存在不當(dāng)之處，希望在今后實驗室建設(shè)和發(fā)展中不斷總結(jié)，不斷提高。

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