基于工程教育認(rèn)證背景的民族院校大數(shù)據(jù)課程體系設(shè)計(jì)

劉爽 陳鵬 王巍 代啟國(guó)

摘? 要： 以大連民族大學(xué)為例，圍繞“體現(xiàn)學(xué)生為本”和“追求能力產(chǎn)出”的工程教育理念，研究大數(shù)據(jù)方向教學(xué)體系的設(shè)置，確立學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)，建立大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建相關(guān)課程的實(shí)踐平臺(tái)，建立大數(shù)據(jù)方向校內(nèi)校外課程體系和實(shí)施方案。該課程體系側(cè)重于實(shí)踐教學(xué)，兼顧理論教學(xué)，建立特有的理論+實(shí)踐的雙向教學(xué)模式;構(gòu)建素質(zhì)和技能培養(yǎng)的新框架，豐富課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié);真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代職業(yè)教育體系，達(dá)到產(chǎn)教融合。

關(guān)鍵詞： 民族院校; 工程教育認(rèn)證; 大數(shù)據(jù); 課程體系

Abstract： Taking Dalian Minzu University as an example， focusing on the engineering education concept of "student-oriented" and "pursuit of ability output"， this paper studies the configuration of teaching system in the direction of big data， establishes the training objectives for students， establishes the quality standards of big data talent training， constructs the practice platform of relevant courses， and establishes the on campus and off campus curriculum system and implementation scheme in the direction of big data. The curriculum system focuses on practical teaching and gives consideration to theoretical teaching， establishing a unique two-way teaching mode of theory plus practice; building a new framework of quality and skills training， enriching classroom teaching and practical teaching; truly realizing the modern vocational education system， achieving the integration of industry and education.

0 引言

根據(jù)《中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展與就業(yè)白皮書（2019年）》數(shù)據(jù)顯示[1]，2018年我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模達(dá)到31.3萬(wàn)億元，增長(zhǎng)20.9%，占GDP比重為34.8%。繼工業(yè)化之后，數(shù)字化將成為驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要力量。數(shù)據(jù)科學(xué)是未來(lái)科技發(fā)展的重要方向。大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為企業(yè)、社會(huì)和國(guó)家關(guān)注的重要戰(zhàn)略資源。世界各國(guó)都把推進(jìn)經(jīng)濟(jì)數(shù)字化作為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的重要?jiǎng)幽?，?zhēng)相進(jìn)行前瞻性布局。從國(guó)家戰(zhàn)略導(dǎo)向來(lái)看，2012年3月，美國(guó)政府宣布啟動(dòng)“大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展計(jì)劃”，將“大數(shù)據(jù)研究”上升為國(guó)家意志，鼓勵(lì)科學(xué)研究院設(shè)立研究課程，培育下一代數(shù)據(jù)科學(xué)家與工程師。繼美國(guó)率先開啟大數(shù)據(jù)國(guó)家戰(zhàn)略先河之后，歐洲、日本、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛提出大數(shù)據(jù)發(fā)展計(jì)劃。2015年9月國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的行動(dòng)綱要》，《綱要》第六條明確指出：加強(qiáng)專業(yè)人才培養(yǎng)，建立健全多層次、多類型的大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)體系。十八屆五中全會(huì)將大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略上升為國(guó)家戰(zhàn)略。從行業(yè)人才需求來(lái)看，互聯(lián)網(wǎng)+傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)日益深入，在金融、健康醫(yī)療、交通、商務(wù)和政務(wù)等領(lǐng)域的融合，社會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的管理與決策的應(yīng)用需求越來(lái)越迫切。突出的矛盾就是數(shù)據(jù)分析人才的匱乏，因此培養(yǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)人才迫在眉睫[2-7]。以大數(shù)據(jù)應(yīng)用人才為例，其典型行業(yè)應(yīng)用如圖1所示。從圖1可以看出，大數(shù)據(jù)行業(yè)應(yīng)用已經(jīng)涵蓋金融、電信、電子商務(wù)、醫(yī)療、政府公共服務(wù)、教育、交通、物流多個(gè)領(lǐng)域，因此掌握大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)的高端應(yīng)用型人才也必將為民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)做出積極的貢獻(xiàn)。

2016年2月，北京大學(xué)、對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)、中南大學(xué)首次成功申請(qǐng)獲批“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”本科新專業(yè)。2017年3月，第二批32所高校獲批。2018年3月，283所高校獲批數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)。2019年3月，196所高校獲批數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)。由此可見(jiàn)，教育部高度重視多層次、多類型的大數(shù)據(jù)人才隊(duì)伍培養(yǎng)。但是2018-2019年獲批的很多高校是民辦院?；蚋呗氃盒?，在師資力量、大數(shù)據(jù)軟硬件平臺(tái)上有所欠缺。民族高等學(xué)校也有部分學(xué)校獲批數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)，同樣存在師資力量短缺、軟硬件平臺(tái)不足的情況。因此，本文立足于大連民族大學(xué)，立足于校情和多民族學(xué)生的特點(diǎn)，以學(xué)生為本，全面推動(dòng)大數(shù)據(jù)專業(yè)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的改革，在民族高校計(jì)算機(jī)專業(yè)建設(shè)中起到示范和引領(lǐng)作用。

1 專業(yè)背景

大連民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)始建于1992年，1994年開始招生，隸屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，目前在校本科生747人。發(fā)展歷程如下：

2005年獲批國(guó)家民委計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)學(xué)科;

2007年獲批計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)國(guó)家級(jí)特色專業(yè);

2012年在遼寧省38個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)評(píng)價(jià)中排名第四;

2014年獲批國(guó)家民委計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科;

2017年獲批遼寧省大學(xué)生校外實(shí)踐教育基地;

2019年獲批遼寧省第二批一流示范性專業(yè)建設(shè)。

專業(yè)定位：面向民族地區(qū)和遼寧省地區(qū)信息化服務(wù)，緊密對(duì)接國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、國(guó)家戰(zhàn)略需求，立足東北、面向全國(guó)，服務(wù)遼寧地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才。

特色辦學(xué)的優(yōu)勢(shì)為：

⑴ 與社會(huì)與區(qū)域發(fā)展需求對(duì)接：專業(yè)重視開展基于校企深度融合的實(shí)踐教學(xué)和基地建設(shè)，將產(chǎn)業(yè)化資源與區(qū)域需求全方位引入，培養(yǎng)符合產(chǎn)業(yè)需要的人才，形成完整的人才培養(yǎng)鏈;

⑵ 與行業(yè)及職業(yè)發(fā)展的銜接：面向國(guó)家的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)需求、面向遼寧信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域人才需求、面向民族大數(shù)據(jù)行業(yè)人才需求，培養(yǎng)具有計(jì)算機(jī)技術(shù)學(xué)科堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)、全面的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

為了適應(yīng)行業(yè)大數(shù)據(jù)方向用人需求，專業(yè)在最新版培養(yǎng)方案中增加了大數(shù)據(jù)方向系列課程。

2 課程群體系、知識(shí)體系和實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)實(shí)施流程

專業(yè)在大數(shù)據(jù)方向培養(yǎng)方案采用如圖2所示的實(shí)施計(jì)劃流程。

⑴ 第一階段：民族地區(qū)信息化行業(yè)人才需求調(diào)研。開展廣泛的需求調(diào)研，推動(dòng)我國(guó)民族高等教育應(yīng)用型人才培養(yǎng)的步伐。

⑵ 第二階段：方案設(shè)計(jì)。根據(jù)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)，涵蓋主修、輔修課程體系、實(shí)踐教學(xué)體系。

課程體系設(shè)置遵循先進(jìn)性、靈活性、復(fù)合性、工程性和創(chuàng)新性原則，涵蓋導(dǎo)引課、專業(yè)主干課、方向課、企業(yè)工程實(shí)踐、集中實(shí)踐等多種類型的課程。該人才培養(yǎng)體系包括：

1-2門導(dǎo)引類課程，其目的是建立工程師工程實(shí)踐的框架，由此激發(fā)學(xué)生對(duì)工程領(lǐng)域的興趣;

3-5門專業(yè)主干課，在其中設(shè)置民族文化產(chǎn)業(yè)信息化實(shí)踐項(xiàng)目，將課程中的重點(diǎn)內(nèi)容穿引起來(lái)以形成完整、實(shí)用的知識(shí)結(jié)構(gòu)，使學(xué)生在做中學(xué)習(xí)新知識(shí)，在做中實(shí)踐新技術(shù);

3-5門專業(yè)選修課，從多個(gè)維度拓展強(qiáng)化學(xué)生的崗位能力，學(xué)生可以根據(jù)興趣和能力特點(diǎn)，進(jìn)行個(gè)性化的組合選課;

總結(jié)性實(shí)踐項(xiàng)目，包括1個(gè)壓頂石項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)和2個(gè)二級(jí)項(xiàng)目實(shí)踐，體現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用軟件人才的培養(yǎng)目標(biāo)和能力要求。

⑶ 第三階段：落地實(shí)施，包括課程教學(xué)實(shí)施、實(shí)踐教學(xué)實(shí)施、評(píng)價(jià)體系實(shí)施及在線平臺(tái)服務(wù)。

在課程體系設(shè)計(jì)和整體優(yōu)化基礎(chǔ)上，完整貫徹本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和要求，強(qiáng)調(diào)不同培養(yǎng)階段課程體系的整合、銜接，確保與方向設(shè)置契合。學(xué)院在購(gòu)置大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)及實(shí)訓(xùn)平臺(tái)基礎(chǔ)上，開展基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的課程教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)，綜合考核評(píng)價(jià)體系。在課程教學(xué)中以企業(yè)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)為案例、以應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程為主線貫穿知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué);重視通過(guò)對(duì)經(jīng)典理論構(gòu)建、關(guān)鍵問(wèn)題突破和前沿研究進(jìn)展的案例式教學(xué)方式，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)創(chuàng)新過(guò)程的理解。

⑷ 第四階段：持續(xù)改進(jìn)，不斷更新。依據(jù)行業(yè)需求變化，升級(jí)課程體系、升級(jí)案例項(xiàng)目庫(kù)教學(xué)資源。

隨著技術(shù)的發(fā)展和民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，其大數(shù)據(jù)行業(yè)緊缺人才需求不斷變化，必須堅(jiān)持以職業(yè)需求為導(dǎo)向，不斷調(diào)整專業(yè)培養(yǎng)方案，培養(yǎng)適應(yīng)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的高素質(zhì)應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才。在“互聯(lián)網(wǎng)+”大背景下，整合學(xué)科資源，提高培養(yǎng)質(zhì)量，并同步升級(jí)課程體系及案例項(xiàng)目庫(kù)教學(xué)資源。同時(shí)，推進(jìn)協(xié)同創(chuàng)新，增強(qiáng)服務(wù)民族地區(qū)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的能力。積極融入民族地區(qū)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系，推進(jìn)協(xié)同創(chuàng)新。推進(jìn)學(xué)校與產(chǎn)業(yè)、行業(yè)協(xié)同育人、協(xié)同辦學(xué)，與民族地區(qū)政府、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合建設(shè)產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)中心、工程技術(shù)研究院、區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究院等，加強(qiáng)企業(yè)工作站建設(shè)，強(qiáng)化共性關(guān)鍵技術(shù)研究，促進(jìn)新技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，促進(jìn)民族地區(qū)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

2.2 詳細(xì)課程體系設(shè)計(jì)

為適應(yīng)大數(shù)據(jù)課群的新型教學(xué)實(shí)踐體系建設(shè)，對(duì)目前的優(yōu)勢(shì)資源進(jìn)行集成和整合，按照學(xué)校的統(tǒng)籌布局，逐步打造和構(gòu)建集各相關(guān)學(xué)科交融、綜合開放、一體化的大數(shù)據(jù)教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)。為學(xué)生自主式、個(gè)性定制化的未來(lái)工作發(fā)展提供選擇空間。經(jīng)過(guò)多方調(diào)研[7]，大數(shù)據(jù)方向的課程群體系和知識(shí)體系主要涵蓋基礎(chǔ)課程、中級(jí)課程、高級(jí)課程三部分。

⑴ 基礎(chǔ)課程：涵蓋計(jì)算科學(xué)、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)思維、應(yīng)用基礎(chǔ)四大類別。包括大數(shù)據(jù)的Python基礎(chǔ)，大數(shù)據(jù)分析的Python基礎(chǔ)，大數(shù)據(jù)的Java基礎(chǔ)，Linux操作系統(tǒng)基礎(chǔ)，MySql數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、NoSql數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、大數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、大數(shù)據(jù)分析數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用導(dǎo)論、數(shù)據(jù)科學(xué)通識(shí)導(dǎo)論十門課程。

⑵ 中級(jí)課程：涵蓋大數(shù)據(jù)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)模型與算法、大數(shù)據(jù)應(yīng)用導(dǎo)論四大類別。包括大數(shù)據(jù)平臺(tái)概論、Hadoop基礎(chǔ)、Spark分布式平臺(tái)、數(shù)據(jù)科學(xué)導(dǎo)引、機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)踐、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)采集與清洗、數(shù)據(jù)可視化、Python數(shù)據(jù)分析、Pandas數(shù)據(jù)分析等十二門課程。

⑶ 高級(jí)課程：主要為選修類課程。包括圖與網(wǎng)絡(luò)分析、TensorFlow深度學(xué)習(xí)實(shí)戰(zhàn)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理、流數(shù)據(jù)處理、人工智能導(dǎo)論、深度學(xué)習(xí)理論與應(yīng)用、PyTorch深度學(xué)習(xí)實(shí)踐、金融大數(shù)據(jù)、交通大數(shù)據(jù)、健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)等十一門課程。

基于大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的理論和技術(shù)，構(gòu)建“多元化、開放式、一體化、多層次、多模塊、產(chǎn)學(xué)研合一、課程內(nèi)外有機(jī)結(jié)合、校企結(jié)合”的新型實(shí)踐教學(xué)體系。大數(shù)據(jù)方向課程采用基于Python生態(tài)圈的全流程課程實(shí)踐教學(xué)體系。主要遵循數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化的處理→存儲(chǔ)→分析→展示的大數(shù)據(jù)知識(shí)架構(gòu)層次設(shè)計(jì)，采用全流程實(shí)踐教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。數(shù)據(jù)采集工具Scrapy和Beautiful Soup，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理工具M(jìn)ySQL Python API，PyMongo，PySpark，Requests。數(shù)據(jù)清洗工具SciPy，NumPy，Pandas。數(shù)據(jù)分析工具Pytorch和Seaborn。

2.3 解決的關(guān)鍵問(wèn)題

⑴ 打通政府、企業(yè)與高校之間的數(shù)據(jù)壁壘，建設(shè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐教學(xué)數(shù)字資源

面向企業(yè)項(xiàng)目真實(shí)數(shù)據(jù)培養(yǎng)針對(duì)性的應(yīng)用技能，合理安全的利用企業(yè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)資源作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，通過(guò)真實(shí)、模擬等各類數(shù)據(jù)對(duì)人才數(shù)據(jù)分析能力提供實(shí)戰(zhàn)機(jī)會(huì)，減低實(shí)習(xí)期、試用時(shí)間成本，盡快為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值。遵照國(guó)際工程教育培養(yǎng)理念，從培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)制度、培養(yǎng)過(guò)程四個(gè)要素引入企業(yè)全程深度參與，具體通過(guò)課程體系、培養(yǎng)計(jì)劃的制訂，授課內(nèi)容的更新，企業(yè)教師講授理論課和指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐課，送學(xué)生到企業(yè)實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)，引進(jìn)企業(yè)際項(xiàng)目作為案例，實(shí)行雙導(dǎo)師制（學(xué)院、企業(yè)）等具體方式實(shí)現(xiàn)全方位、多層次、多類別、分階段的實(shí)踐教學(xué)。

⑵ 打通民族高校人才培養(yǎng)最后一公里，深入校企合作

在遼寧省大學(xué)生校外實(shí)踐教育基地基礎(chǔ)上，與具備行業(yè)背景的中軟國(guó)際等教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)合作，搭建高校與企業(yè)之間的橋梁，幫助學(xué)生完成由學(xué)生到企業(yè)員工身份轉(zhuǎn)變的“最后一公里”。與探索“訂單式”、“定制式”對(duì)口培養(yǎng)的校企合作模式企業(yè)全方位、全過(guò)程參與專業(yè)人才培養(yǎng)，與企業(yè)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接的校企合作協(xié)同育人模式。以“人才聯(lián)合培養(yǎng)為基礎(chǔ)、科技開發(fā)與成果轉(zhuǎn)化為橋梁”與企業(yè)共同建立“平臺(tái)+項(xiàng)目+人才”的多元化、深層次合作實(shí)踐育人模式。

3 結(jié)論

本文以我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)遼寧省2019年一流本科示范性專業(yè)建設(shè)為基礎(chǔ)，對(duì)目前的優(yōu)勢(shì)資源進(jìn)行集成和整合，逐步打造和構(gòu)建集各相關(guān)學(xué)科交融、綜合開放、一體化的大數(shù)據(jù)教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)，為學(xué)生自主式、個(gè)性定制化的未來(lái)工作發(fā)展提供選擇空間。適應(yīng)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)需求、用人需求，建立適合民族高等學(xué)校的大數(shù)據(jù)人才產(chǎn)學(xué)研一體化的特色實(shí)踐教學(xué)體系，開展多模式、多平臺(tái)、多層次、開放式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)，探索民族高等學(xué)校大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)的有效途徑與模式，培養(yǎng)服務(wù)于大數(shù)據(jù)行業(yè)發(fā)展的大數(shù)據(jù)開發(fā)工程師、大數(shù)據(jù)架構(gòu)師、大數(shù)據(jù)分析工程師、大數(shù)據(jù)咨詢顧問(wèn)、大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工程師、大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)經(jīng)理、大數(shù)據(jù)挖掘與處理專員、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工程師、大數(shù)據(jù)科學(xué)家等多層次應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)（References）：

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