應(yīng)用型高校數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)實(shí)踐課程體系建設(shè)

程茜 王艷 吳睿 張俊麗

[摘 要]文章以西安歐亞學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)實(shí)踐課程體系的設(shè)置為例，針對專業(yè)課程體系的建設(shè)尤其是實(shí)踐課程體系設(shè)置的不足，基于人才培養(yǎng)的目標(biāo)，從理論和實(shí)踐兩個方面提出培養(yǎng)具備數(shù)據(jù)挖掘能力的應(yīng)用型人才的策略，旨在促進(jìn)該專業(yè)的發(fā)展，為應(yīng)用型高校的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)發(fā)展提供可行的參考。

[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè);實(shí)踐課程;應(yīng)用型高校;課程體系建設(shè)

[中圖分類號] G640 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）01-0158-03

近幾十年，互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用使得大量的數(shù)據(jù)可以被收集、分析，從而使得數(shù)據(jù)產(chǎn)生極大的價值。企業(yè)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)從生產(chǎn)制造轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€數(shù)據(jù)生產(chǎn)平臺，而這種變革也在改變著人們的思維方式。大數(shù)據(jù)時代的強(qiáng)勢來襲，促使各大高校自2016年開始紛紛申報并設(shè)立了數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)。截至2020年，經(jīng)過前幾年密集的申報、備案與審批，陸續(xù)有619所高校開設(shè)了數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)。對于這么一個新專業(yè)來說，其開設(shè)時間短，可參考的經(jīng)驗(yàn)非常少，專業(yè)人才培養(yǎng)體系、課程體系的設(shè)置沒有科學(xué)規(guī)范的指引，該如何定位，課程體系如何才能符合社會、企業(yè)對人才的需求，都是我們必須認(rèn)真思考的問題。

一、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)能力培養(yǎng)需求定位

（一）企業(yè)對人才能力的需求分析

高校進(jìn)行人才培養(yǎng)的最終目的是滿足企業(yè)對人才的需求。筆者通過對多家數(shù)據(jù)領(lǐng)域TOP企業(yè)進(jìn)行面訪以及利用網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)獲取各大招聘網(wǎng)站數(shù)據(jù)分析崗位的招聘信息這種線上線下相結(jié)合的方式，對企業(yè)的需求進(jìn)行了分析。首先，將專業(yè)調(diào)研得到的學(xué)生預(yù)期就業(yè)崗位名稱作為關(guān)鍵詞，在國內(nèi)影響力排名TOP5的招聘網(wǎng)站（如前程無憂、智聯(lián)招聘、中華英才網(wǎng)、應(yīng)屆生等）上抓取相關(guān)企業(yè)的招聘信息（包含薪資、就業(yè)地區(qū)、福利待遇、崗位要求、任職要求等）。這些招聘信息中有一個非常關(guān)鍵的信息（字段）“崗位要求”或“任職要求”，它們以非結(jié)構(gòu)化形式呈現(xiàn)。然后通過文本分析、描述統(tǒng)計、回歸分析等技術(shù)手段，挖掘出用人單位對數(shù)據(jù)科學(xué)人才的能力需求。最后，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果可知，用人單位非常注重應(yīng)聘者的數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)挖掘能力;數(shù)據(jù)崗位大多要求中等學(xué)歷，如大專及本科;薪資會隨學(xué)歷水漲船高，本科生的平均薪酬就有可能達(dá)到萬元以上。

從企業(yè)對人才的專業(yè)能力需求分析來看，其對數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)分析等實(shí)踐能力的要求較高。對高校而言，要想培養(yǎng)的人才能滿足企業(yè)的需求，學(xué)生不只要具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和實(shí)戰(zhàn)能力、過硬的編程能力，能夠獲取數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，還要具備將數(shù)據(jù)思維應(yīng)用到各領(lǐng)域的能力，能夠?qū)Σ煌I(lǐng)域的實(shí)際問題進(jìn)行分析和挖掘。

（二）數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)

培養(yǎng)目標(biāo)是人才培養(yǎng)的核心?？茖W(xué)合理的人才培養(yǎng)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)至關(guān)重要的一步，也是高校高質(zhì)量培養(yǎng)企業(yè)所需人才的關(guān)鍵。西安歐亞學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)（以下簡稱“本專業(yè)”）秉承面向業(yè)界培養(yǎng)應(yīng)用型人才，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的通識能力，全流程培養(yǎng)學(xué)生的“競爭力、自信心、合作精神、創(chuàng)造性和誠信”，使之成為企業(yè)需求的人才這一培養(yǎng)理念。本專業(yè)從2018年開始招生，通過對市場進(jìn)行分析，我們確定了自己的人才培養(yǎng)目標(biāo)。人才培養(yǎng)目標(biāo)以培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展的人才為宗旨，引領(lǐng)學(xué)生掌握數(shù)據(jù)科學(xué)的理論、技術(shù)，包括面向大數(shù)據(jù)應(yīng)用的數(shù)學(xué)、統(tǒng)計、計算機(jī)等學(xué)科基礎(chǔ)知識，從業(yè)務(wù)理解、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)展示、大數(shù)據(jù)分析理論和技術(shù)、人工智能等方面對學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析全流程的培養(yǎng)，并將產(chǎn)學(xué)合作中企業(yè)的真實(shí)項(xiàng)目轉(zhuǎn)換為綜合實(shí)踐課程，通過對企業(yè)真實(shí)環(huán)境的模擬，訓(xùn)練學(xué)生利用數(shù)據(jù)思維及技能解決實(shí)際業(yè)務(wù)問題的能力。

二、基于能力的課程體系確立

一個完整的課程體系能夠?qū)崿F(xiàn)對學(xué)生能力的培養(yǎng)。本專業(yè)從理論和實(shí)踐兩個方面培養(yǎng)具備數(shù)據(jù)挖掘能力的應(yīng)用型人才。

（一）理論能力培養(yǎng)的課程體系

理論能力主要是指針對數(shù)據(jù)挖掘中各種模型、算法的理解和運(yùn)用。學(xué)生需要有較強(qiáng)的數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)、具備數(shù)學(xué)建模能力、擁有扎實(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法基本功，通過不斷訓(xùn)練能夠很好地理解和掌握各種機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)中的各種算法，了解與云計算相關(guān)的數(shù)據(jù)處理平臺及其生態(tài)系統(tǒng)。理論能力培養(yǎng)主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的理論課程體系中。數(shù)據(jù)科學(xué)分析類相關(guān)專業(yè)設(shè)定的核心課程側(cè)重數(shù)據(jù)分析、計算、計算機(jī)技術(shù)以及大數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面的內(nèi)容，包括數(shù)據(jù)科學(xué)導(dǎo)引、數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)應(yīng)用導(dǎo)論、數(shù)據(jù)存儲（MySQL）、數(shù)據(jù)清洗、大數(shù)據(jù)的Python基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)挖掘、理論與算法、大數(shù)據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)等課程。

（二）實(shí)踐能力培養(yǎng)的課程體系

對于數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)這樣一個實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)而言，理論教學(xué)只是完善人才培養(yǎng)的一個子環(huán)節(jié)，還應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。將實(shí)踐項(xiàng)目貫穿整個課程體系建設(shè)，使學(xué)生在理論和應(yīng)用兩方面均得到嚴(yán)格的訓(xùn)練，運(yùn)用專業(yè)的理論、方法、技術(shù)和工具解決具體行業(yè)中的實(shí)際問題，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)能力。在此過程中，可以實(shí)踐驅(qū)動教學(xué)，探索實(shí)現(xiàn)校企結(jié)合多元發(fā)展的路徑。實(shí)踐課程的建設(shè)不能單純依靠高校的力量，必須與行業(yè)、企業(yè)緊密結(jié)合。

1.實(shí)踐課程與多行業(yè)融合

大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)要有鮮明的應(yīng)用特點(diǎn)，具有明確的行業(yè)方向，立足于相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際要求，要滿足就業(yè)崗位任職的需要，以普及性應(yīng)用為目的，以必需、夠用的知識體系為度。提升式教學(xué)要加強(qiáng)針對性和實(shí)用性， 以搭建具體行業(yè)場景教學(xué)為主，以解決行業(yè)真實(shí)問題為目標(biāo)，以項(xiàng)目制的形式推行。

2.校企聯(lián)合開發(fā)課程

行業(yè)、企業(yè)要參與課程開發(fā)、專業(yè)教學(xué)、職業(yè)能力培訓(xùn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制訂與考核評估等實(shí)踐課程的開發(fā)與執(zhí)行全流程。應(yīng)積極推行生產(chǎn)勞動和社會實(shí)踐相結(jié)合的培養(yǎng)模式，引入企業(yè)中從事大數(shù)據(jù)工作的師資，讓其將工作與教學(xué)結(jié)合，并以此作為大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)模式的切入點(diǎn)，引導(dǎo)課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的實(shí)施。應(yīng)重視學(xué)習(xí)與工作實(shí)際的一致性，探索以項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué)模式。

課程案例的開發(fā)可以采用校企聯(lián)合的形式，發(fā)揮企業(yè)擁有大量真實(shí)案例的優(yōu)勢，針對課程體系不同的知識內(nèi)容挑選有代表性的典型真實(shí)案例，再結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)將企業(yè)真實(shí)案例再開發(fā)，融入課程案例中，同時配有實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，最終達(dá)到提高學(xué)生實(shí)戰(zhàn)能力的目的。

3.校企聯(lián)合共建實(shí)驗(yàn)室

為了與企業(yè)構(gòu)建起實(shí)質(zhì)性的緊密合作關(guān)系，學(xué)院開辟出聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和聯(lián)合研究中心等各類校企合作平臺，推動企業(yè)將重要但不緊急的項(xiàng)目投放到平臺上，由教師與企業(yè)員工共同以項(xiàng)目制的方式推進(jìn)企業(yè)真實(shí)問題的解決，讓學(xué)生也參與其中。在這個過程中，企業(yè)能獲得高校的智力支持，學(xué)院能實(shí)現(xiàn)師資的有效培養(yǎng)，同時將企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目過程轉(zhuǎn)化為科研成果、學(xué)術(shù)論文和教學(xué)案例，并將其應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中去，高效實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研一體化運(yùn)營。

4.產(chǎn)學(xué)項(xiàng)目轉(zhuǎn)化案例與課程

近年來，在聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室這一平臺的促進(jìn)下，本專業(yè)教師團(tuán)隊積極參加產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目，項(xiàng)目涉及教育、電商、環(huán)保、車聯(lián)網(wǎng)、金融等多個領(lǐng)域。教師主導(dǎo)或者參與企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目，這樣一方面可以實(shí)現(xiàn)教師不出校就在企業(yè)進(jìn)行掛職，積累行業(yè)經(jīng)驗(yàn);另一方面，做過項(xiàng)目的教師可以將產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目抽離出來形成實(shí)踐課程，以案例、項(xiàng)目、任務(wù)等實(shí)際場景模擬為中心，強(qiáng)化師生間教與學(xué)的交流，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（三）實(shí)踐課程體系實(shí)例分析

1.實(shí)踐課程體系確立

通過多年探索，西安歐亞學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)形成了自己特點(diǎn)的實(shí)踐課程體系。在四年的人才培養(yǎng)中，學(xué)院始終將企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目實(shí)踐貫穿整個課程體系。大一、大二的時候，學(xué)院通過專業(yè)講座、論壇的形式讓學(xué)生了解大數(shù)據(jù)專業(yè)、數(shù)據(jù)行業(yè)，在此過程中，學(xué)術(shù)導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師均參與其中。同時，為了讓學(xué)生有交流學(xué)習(xí)的平臺，學(xué)院設(shè)置了專業(yè)社團(tuán)，并通過工作坊的形式讓學(xué)生參加實(shí)踐。大三的時候?qū)?biāo)不同領(lǐng)域進(jìn)行真實(shí)項(xiàng)目實(shí)踐，如教育大數(shù)據(jù)實(shí)踐、電商項(xiàng)目實(shí)踐、物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)踐等。大四要完成環(huán)保、金融科技等實(shí)踐項(xiàng)目。學(xué)生四年的專業(yè)學(xué)習(xí)始終沉浸在實(shí)踐項(xiàng)目中，畢業(yè)的時候，學(xué)生會具備一定的項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，見圖1。

2.實(shí)踐課程開發(fā)

將項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為基于項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)踐課程，把基礎(chǔ)理論和基本技能的學(xué)習(xí)融入數(shù)據(jù)類項(xiàng)目的實(shí)踐課程學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué)，形成基礎(chǔ)理論、基本技能和職業(yè)素質(zhì)一體化學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生掌握課程內(nèi)容。

環(huán)保項(xiàng)目實(shí)踐課程來源于“長天思源——廢氣排污預(yù)警分析”這一真實(shí)項(xiàng)目，課程的內(nèi)容和形式設(shè)計均希望幫助學(xué)生掌握使用專業(yè)知識解決實(shí)際問題的能力，為學(xué)生的職業(yè)成長提供助力。在課程設(shè)計中，應(yīng)盡可能地讓學(xué)生接觸真實(shí)的企業(yè)業(yè)務(wù)問題和充分展現(xiàn)業(yè)務(wù)特征的模擬數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會使用具體而重要的行業(yè)數(shù)據(jù)解決問題。整個課程開發(fā)可以分為三個階段。

準(zhǔn)備階段。首先，組建課程開發(fā)團(tuán)隊，團(tuán)隊成員均為本項(xiàng)目成員。其次，確立課程培養(yǎng)的目標(biāo)。以環(huán)保為例，就是希望學(xué)生不僅了解相關(guān)業(yè)務(wù)知識，而且能夠使用排放檢測數(shù)據(jù)分析和建模的方法，理解環(huán)保的業(yè)務(wù)知識，挖掘數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的信息，為企業(yè)排污預(yù)測和生產(chǎn)調(diào)整等業(yè)務(wù)場景提供數(shù)據(jù)分析支持。最后，基于課程培養(yǎng)目標(biāo)，討論拆分項(xiàng)目。分析整個項(xiàng)目中哪些適合包裝成課程內(nèi)容，進(jìn)而確定每個TASK的任務(wù)，形成一份文檔，這份文檔中包含了對項(xiàng)目的介紹以及上面提到的任務(wù)序列、實(shí)現(xiàn)工具、項(xiàng)目核心。

開發(fā)階段?；诘谝浑A段達(dá)成的共識，團(tuán)隊成員進(jìn)行每個任務(wù)的建設(shè)。每個TASK需要提供任務(wù)文檔、任務(wù)數(shù)據(jù)、評分標(biāo)準(zhǔn)。任務(wù)文檔包含對這個任務(wù)背景知識的介紹、該任務(wù)的提交要求以及相關(guān)參考文獻(xiàn)。以環(huán)保實(shí)踐課程的任務(wù)為例，這個任務(wù)的目的是讓學(xué)生掌握企業(yè)廢氣排污異常數(shù)據(jù)的識別方法。任務(wù)文檔不是簡單介紹如何進(jìn)行企業(yè)排污數(shù)據(jù)異常識別，而是要思考：隨著政策法律懲罰力度的加重，一些污染企業(yè)出于畏懼心理造假，針對這一實(shí)際問題該如何解決？繼而介紹對企業(yè)排污數(shù)據(jù)進(jìn)行異常識別的方法。我們在介紹每個項(xiàng)目時，都會結(jié)合項(xiàng)目背景來介紹。除了任務(wù)背景介紹，我們在任務(wù)作業(yè)的設(shè)置中也基于項(xiàng)目數(shù)據(jù)（脫敏后）讓學(xué)生完成異常數(shù)據(jù)識別。當(dāng)然，異常數(shù)據(jù)的識別手段也可以介紹一部分，剩下1～2個讓學(xué)生自己去發(fā)散思維。這樣不只可以通過任務(wù)判斷學(xué)生的掌握情況，還可以看出學(xué)生對問題是否進(jìn)行了思考。因?yàn)檫@部分涉及大量的R語言操作問題，所以我們給出的參考資料也都是跟R語言操作有關(guān)的資料。

課程開發(fā)收尾階段。第一輪基本資料開發(fā)收尾存檔時，需要有整個的課程介紹，所有的任務(wù)文檔、任務(wù)數(shù)據(jù)、評分標(biāo)準(zhǔn)、參考資料。第二輪還需要對內(nèi)容不斷打磨，邀請專家進(jìn)行評估，開發(fā)團(tuán)隊也可以進(jìn)行預(yù)演，以此保證課程的授課質(zhì)量。

三、結(jié)束語

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)作為一個實(shí)踐性非常強(qiáng)的新興專業(yè)，目前課程體系的建設(shè)還存在一些不足，尤其是實(shí)踐課程體系的設(shè)置。如何基于培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置科學(xué)的課程體系，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)，使培養(yǎng)的人才符合數(shù)據(jù)時代企業(yè)的用人要求，這個問題還亟待探討。本文以西安歐亞學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)實(shí)踐課程體系的設(shè)置為例進(jìn)行探討，意在促進(jìn)該專業(yè)的發(fā)展，為應(yīng)用型高校的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)發(fā)展提供可行的參考，促進(jìn)專業(yè)人才的培養(yǎng)。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 陳欣，周龍福，曹耀欽.探索應(yīng)用型本科數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的構(gòu)建[J]. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化 ，2017（23）：40-42.

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[3] 桂勁松，張祖平，郭克華.新工科背景下高校新專業(yè)建設(shè)思路探索與實(shí)踐：以數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)為例[J].計算機(jī)教育，2018（7）：27-31.

[責(zé)任編輯：陳 明]