“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力培育新模式?jīng)Q策系統(tǒng)研究

樊繼慧 鐘健

摘要：2018年3月21日，教育部公布了《2017年度普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)備案和審批結(jié)果》，其中有862所高校共計(jì)新增2311個(gè)專(zhuān)業(yè)。其中 “數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”作為新興專(zhuān)業(yè)，炙手可熱。天河學(xué)院作為獨(dú)立學(xué)院代表，2017年已獲批“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”招生資格，人才培養(yǎng)方案建設(shè)成為重中之重，研究“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)模式成為專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人的重要任務(wù)。本文擬構(gòu)建決策支持系統(tǒng)，輔助人才培養(yǎng)方案的制定、組合與優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù);人才培養(yǎng)方案;決策研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）23-0131-02

1 研究背景

推動(dòng)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展，是黨中央、國(guó)務(wù)院做出的重大戰(zhàn)略部署，體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)大數(shù)據(jù)建設(shè)的高度重視?！痘浉郯拇鬄硡^(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》中提到大力推進(jìn)“廣州-深圳-香港-澳門(mén)”科技創(chuàng)新走廊建設(shè)，探索人才、資本、信息、技術(shù)等創(chuàng)新要素跨境流動(dòng)和區(qū)域融通，共同建設(shè)粵港澳大灣區(qū)大數(shù)據(jù)中心，打造國(guó)際化創(chuàng)新平臺(tái)。

“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)”專(zhuān)業(yè)是國(guó)家院校新興學(xué)科，幾年來(lái)熱度不減。目前已經(jīng)有19級(jí)、18級(jí)、17級(jí)等三個(gè)班級(jí)在內(nèi)，并將陸續(xù)進(jìn)行招生工作，人才培養(yǎng)方案的完善是我們迫在眉睫的問(wèn)題。該專(zhuān)業(yè)需要具備良好的計(jì)算科學(xué)和大數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、理論及技術(shù)，需要具備熟練的應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件能力，解決大數(shù)據(jù)問(wèn)題的能力，具有應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、研發(fā)和實(shí)施能力，最終目標(biāo)是培養(yǎng)能夠在企業(yè)、事業(yè)單位、政府部門(mén)及學(xué)校從事大數(shù)據(jù)采集、挖掘、分析、服務(wù)、管理、應(yīng)用及開(kāi)發(fā)工作的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才。學(xué)生需受到系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)訓(xùn)練，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析和信息處理能力，獲得初步的數(shù)據(jù)挖掘、分析、管理和應(yīng)用開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，具備大數(shù)據(jù)分析和工程應(yīng)用能力素養(yǎng)。作為我校新興專(zhuān)業(yè)，我將從大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)、構(gòu)建決策系統(tǒng)等方面、全方位探索。如何在新工科背景下培養(yǎng)出一批批優(yōu)秀數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才成為我們研究的重中之重。本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)各活動(dòng)節(jié)點(diǎn)生成的大規(guī)模數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、建模、分析、深度挖掘，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立起科學(xué)有效的學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)和管理運(yùn)行決策系統(tǒng)。

出于社會(huì)發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)人才的需求，和大數(shù)據(jù)時(shí)代增強(qiáng)和培養(yǎng)綜合性的高素質(zhì)人才的需要，相關(guān)高校在對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的核心課程建設(shè)，探索與研究中取得了初步成果，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題[1]。

學(xué)校通過(guò)不斷完善與優(yōu)化人才培養(yǎng)方案實(shí)現(xiàn)教書(shū)育人。圍繞“新工科”的方針政策，制定了數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)的課程體系，最后根據(jù)大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)課程特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，培養(yǎng)符合新時(shí)代要求的大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)人才[2]。

2 大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)

本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美等全面發(fā)展，具有良好的計(jì)算科學(xué)、大數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、理論及技術(shù)，結(jié)合我校培養(yǎng)應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的辦學(xué)定位和獨(dú)立院校特色，制定自己的人才培養(yǎng)方案。照“大數(shù)據(jù)環(huán)境運(yùn)維→大數(shù)據(jù)采集與清洗→大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)算→大數(shù)據(jù)分析與可視化應(yīng)用→數(shù)據(jù)挖掘”的路徑逐步培養(yǎng)完善大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力。新時(shí)代的教育精神與目前教學(xué)所面臨的技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)代大學(xué)教育發(fā)展的方向，在教育改革與教育創(chuàng)新中占有重要的地位，因此專(zhuān)業(yè)設(shè)置需要在這種時(shí)代背景下有自己的人才培養(yǎng)計(jì)劃[3]。

在培養(yǎng)進(jìn)程中，第1～2學(xué)期培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)能力，結(jié)合專(zhuān)業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)，對(duì)于專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和企業(yè)崗位有了初步認(rèn)知;第3～4學(xué)期培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)核心課運(yùn)用能力，采取課程設(shè)計(jì)和程序開(kāi)發(fā)實(shí)訓(xùn);第5～6學(xué)期培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)課綜合運(yùn)用能力，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)對(duì)于企業(yè)崗位進(jìn)一步提高認(rèn)識(shí)，做好職業(yè)規(guī)劃和就業(yè)準(zhǔn)備。第7學(xué)期培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)拓展能力，結(jié)合專(zhuān)業(yè)拓展課的學(xué)習(xí)，著手做好畢業(yè)設(shè)計(jì)。

建立學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)用人才培養(yǎng)模式教學(xué)的大一到大四年級(jí)的學(xué)生按階段獲取學(xué)習(xí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘和分析技術(shù)進(jìn)行比較研究。主要在以下幾個(gè)方面建模。

學(xué)習(xí)者知識(shí)與行為建模，通過(guò)了解學(xué)習(xí)者掌握了哪些知識(shí)，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)結(jié)果的相關(guān)關(guān)系。學(xué)習(xí)者經(jīng)歷和分組建模：學(xué)習(xí)者對(duì)于自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷的滿意度，學(xué)習(xí)者聚類(lèi)分組。領(lǐng)域知識(shí)建模：學(xué)習(xí)內(nèi)容順序、難易程度與學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)結(jié)果的關(guān)系。通過(guò)對(duì)教育大數(shù)據(jù)的采集、處理和分析，對(duì)比傳統(tǒng)的教學(xué)模式與項(xiàng)目牽引型的應(yīng)用人才培養(yǎng)模式下學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的差別，構(gòu)建更加有益于學(xué)習(xí)者的項(xiàng)目牽引式人才培養(yǎng)模式。探索數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)模式、課程建設(shè)、協(xié)同育人等，助力大數(shù)據(jù)相關(guān)人才的培養(yǎng)，為國(guó)家建設(shè)和社會(huì)發(fā)展提供人才和技術(shù)支撐，同時(shí)為兄弟院校的大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)提供一些參考和借鑒[4]。

針對(duì)我校在校本專(zhuān)業(yè)學(xué)生，對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)興趣情況進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下所示。

通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷，可以看到多數(shù)同學(xué)期待認(rèn)真學(xué)習(xí)，希望能夠?qū)W到良好的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為以后的工作做好基礎(chǔ)。而且同學(xué)們希望以后能夠做數(shù)據(jù)分析師占多數(shù)，數(shù)據(jù)分析需要學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)、編程能力、掌握數(shù)據(jù)分析方法和數(shù)據(jù)分析工具，數(shù)據(jù)分析師則需要能夠從事行業(yè)數(shù)據(jù)搜集、整理、分析，并依據(jù)數(shù)據(jù)做出行業(yè)研究、評(píng)估和預(yù)測(cè)的專(zhuān)業(yè)人員，所以我們的人才培養(yǎng)方案應(yīng)該像這個(gè)方向靠攏，多多提供一些相關(guān)的選修課程。

專(zhuān)業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵是建設(shè)科學(xué)的培養(yǎng)方案。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)是教育部2016年才批準(zhǔn)新增的學(xué)科專(zhuān)業(yè)，我們學(xué)校的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)也僅在2018年通過(guò)教育部批準(zhǔn)進(jìn)行首屆招生，與其他發(fā)展成熟的學(xué)科專(zhuān)業(yè)相比仍處于剛剛起步階段。同時(shí)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院新開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)，目前存在的主要問(wèn)題：

（1）新專(zhuān)業(yè)的課程體系還沒(méi)有形成全面性、權(quán)威性的成熟方案;

（2）學(xué)科拓展課、專(zhuān)業(yè)拓展課在實(shí)施過(guò)程中未做到真正意義上的選修;

（3）每門(mén)課程所需的知識(shí)點(diǎn)不清楚，課程體系或是課程群不清晰。

通過(guò)每年陸續(xù)招生，不同年級(jí)學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能螺旋式提升，本課題以學(xué)生為研究對(duì)象、通過(guò)師資力量完善和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的輔助、實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建，使學(xué)生具有良好的動(dòng)手能力、編程能力、數(shù)據(jù)分析能力。

3 決策系統(tǒng)構(gòu)建

大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)人才教育，以大數(shù)據(jù)為平臺(tái)，探索“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)”專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的建設(shè)，通過(guò)建立決策系統(tǒng)，學(xué)習(xí)者知識(shí)建模和建立教學(xué)管理運(yùn)行決策系統(tǒng)，進(jìn)行決策支持，為新專(zhuān)業(yè)建設(shè)助力。從普通地方高校的應(yīng)用性及地域特點(diǎn)出發(fā)，分析數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)人才所需具備的能力，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)過(guò)程[5]。

建立教學(xué)管理運(yùn)行決策系統(tǒng)，為滿足高校教學(xué)管理過(guò)程中“科學(xué)管理、科學(xué)決策”的需求，對(duì)教務(wù)管理數(shù)據(jù)多角度、多層次的分析與挖掘，目前我們還是缺乏綜合分析和決策支持能力。如何將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于高校教學(xué)管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)決策支持，結(jié)合數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和相關(guān)理論和方法，分析和優(yōu)化挖掘算法。如通過(guò)對(duì)教師基本情況與教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的挖掘，發(fā)現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量與教師基本素質(zhì)之間的聯(lián)系，并依據(jù)挖掘結(jié)果，提出了對(duì)師資建設(shè)和教學(xué)管理具有決策支持價(jià)值的意見(jiàn)和建議。

系統(tǒng)的有效性指標(biāo)主要如表4所示。

擬實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)輔助決策的功能，主要有三種角色：學(xué)生、教師、管理員。目前學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)分方向和選修課程比較迷茫，學(xué)生通過(guò)輸入自己的興趣、愛(ài)好、目前的技能、以后的發(fā)展方向等屬性，輸出建議學(xué)生學(xué)習(xí)的輔修課程和建議的專(zhuān)業(yè)方向。系主任可以查看學(xué)生的選擇情況，同時(shí)根據(jù)當(dāng)前一屆招生情況，學(xué)生水平等屬性，通過(guò)系統(tǒng)分析與決策，能夠輸出參考性的人才培養(yǎng)方案。同時(shí)可以編輯課程，給每個(gè)課程設(shè)置相應(yīng)的屬性和標(biāo)簽。管理員可以添加教師、系主任、學(xué)生等角色，修改相應(yīng)屬性。

4 專(zhuān)業(yè)的持續(xù)改進(jìn)與完善

專(zhuān)業(yè)建立持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，每年組織專(zhuān)家對(duì)培養(yǎng)方案進(jìn)行評(píng)審，經(jīng)過(guò)教師、學(xué)院、學(xué)校、校外專(zhuān)家等多輪評(píng)審，進(jìn)行持續(xù)性改進(jìn)與優(yōu)化，不斷提升教學(xué)質(zhì)量，保證培養(yǎng)的人才對(duì)社會(huì)需求的適應(yīng)性。后續(xù)考慮專(zhuān)業(yè)建立畢業(yè)生跟蹤反饋機(jī)制，及時(shí)掌握畢業(yè)生就業(yè)去向、就業(yè)質(zhì)量、職業(yè)滿意度和工作成就感。采用科學(xué)的方法跟蹤反饋信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，形成分析報(bào)告，作為進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)的主要依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜寶華.新時(shí)期數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)探索[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2020（7）：236.

[2] 韋茜妤，肖雄，王萌.“新工科”背景下的大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)課程體系研究[J].工業(yè)和信息化教育，2020（5）：69-73.

[3] 王萌.大數(shù)據(jù)視角下管理專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)與融合課堂建設(shè)研究[J].知識(shí)經(jīng)濟(jì)，2020（15）：101，103.

[4] 王芳，周湘貞，劉敏娟.應(yīng)用型高校大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)探索與實(shí)踐[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2020，16（7）：4-6.

[5] 陶皖，石建國(guó).普通地方高校數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)探究——以安徽工程大學(xué)為例[J].黃岡師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，38（6）：14-16，52.

【通聯(lián)編輯：聞翔軍】