工程認(rèn)證背景下的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

何金鳳，馬天宏，杜明珠

（南通大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，江蘇南通 226019）

0 引言

2017 年1 月，工信部發(fā)布了《大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020 年）》，明確了促進(jìn)我國(guó)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)、重大工程和保障措施。目前社會(huì)對(duì)于大數(shù)據(jù)專業(yè)人才的需求量呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢(shì)，我國(guó)要實(shí)現(xiàn)從“數(shù)據(jù)大國(guó)”向“數(shù)據(jù)強(qiáng)國(guó)”的轉(zhuǎn)變，面臨的重大挑戰(zhàn)之一就是人才隊(duì)伍建設(shè)。因此，如何快速培養(yǎng)一批具有國(guó)際水平的應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型大數(shù)據(jù)人才成為教育部門的重點(diǎn)研究方向。

工程教育認(rèn)證的核心為工科專業(yè)畢業(yè)生的培養(yǎng)需根據(jù)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)調(diào)整，以使其達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)，滿足社會(huì)崗位需求，對(duì)行業(yè)發(fā)展起到一定推動(dòng)作用，這也是一種人才定向培養(yǎng)方案。大數(shù)據(jù)學(xué)科應(yīng)用性強(qiáng)，在工程教育認(rèn)證背景下建設(shè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室對(duì)于大數(shù)據(jù)專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。

1 傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀

高校只有構(gòu)建設(shè)施完善的大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室，才能為社會(huì)培養(yǎng)出合格的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)踐人才。大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室不僅要提供基礎(chǔ)開發(fā)環(huán)境，還要提供大數(shù)據(jù)運(yùn)算環(huán)境以及用于實(shí)驗(yàn)的大數(shù)據(jù)案例。為此，各地高校紛紛在工程認(rèn)證的背景下制定大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)方案，確保在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)現(xiàn)教育培養(yǎng)目標(biāo)。然而在實(shí)施階段仍存在一定不足，主要原因包括：大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)方案不明晰；實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施陳舊，性能無(wú)法滿足教學(xué)需求；專業(yè)教師、實(shí)驗(yàn)師的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)能力有待提高；缺少企業(yè)工程師與高校教師聯(lián)合開展實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)踐；學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題無(wú)法得到及時(shí)反饋；實(shí)驗(yàn)室管理缺少較為完善的運(yùn)行保障機(jī)制等。因此，大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是高校大數(shù)據(jù)人才教育培養(yǎng)的必然訴求。

2 大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證視角，結(jié)合南通大學(xué)現(xiàn)狀設(shè)定大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室前端及后臺(tái)功能，具體如圖1所示。

結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，以滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求作為中心思想，從以下兩個(gè)方面闡述實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)：

（1）以培養(yǎng)大數(shù)據(jù)專業(yè)應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)準(zhǔn)則，明確實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部責(zé)任制度，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的管理方式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)師承擔(dān)實(shí)驗(yàn)室管理職責(zé)，控制實(shí)驗(yàn)室的開放時(shí)間，在學(xué)生上機(jī)操作時(shí)給予其設(shè)備使用方面的指導(dǎo)，使其掌握計(jì)算機(jī)設(shè)備及軟件使用方法。由大數(shù)據(jù)專業(yè)教師提供學(xué)生技能操作指導(dǎo)，使學(xué)生掌握主流的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、分析處理技術(shù)，以及大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)和建設(shè)方法，分享大數(shù)據(jù)應(yīng)用項(xiàng)目成功經(jīng)驗(yàn)并提供咨詢服務(wù)。結(jié)合企業(yè)提供的真實(shí)項(xiàng)目案例，教師可采用項(xiàng)目教學(xué)法劃分實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)小組，依照學(xué)生的就業(yè)規(guī)劃，為其設(shè)定不同的實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)，輔助其了解科研項(xiàng)目的實(shí)踐流程，指導(dǎo)其完成企業(yè)項(xiàng)目案例，培養(yǎng)其統(tǒng)籌協(xié)調(diào)能力。

（2）大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)目標(biāo)之一是在提升學(xué)生計(jì)算機(jī)操作能力的基礎(chǔ)上樹立其正確的職業(yè)觀念，培養(yǎng)其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維。高校合作企業(yè)為學(xué)生提供大數(shù)據(jù)專業(yè)在不同行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)信息，有助于其根據(jù)市場(chǎng)發(fā)展及行業(yè)崗位需求情況及時(shí)調(diào)整就業(yè)規(guī)劃。將實(shí)驗(yàn)室作為企業(yè)項(xiàng)目基地，調(diào)派企業(yè)員工規(guī)劃大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室功能，按照企業(yè)部門要求劃分實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)。

Fig.1 Big data innovation laboratory function圖1 大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室功能

3 大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)措施

3.1 完善大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)施

完備的計(jì)算機(jī)配套設(shè)備是大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的基礎(chǔ)。根據(jù)教育部提出的大數(shù)據(jù)專業(yè)教學(xué)大綱，參照算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘等專業(yè)課程教學(xué)目標(biāo)完善實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)建設(shè)，包括C++、C#、JSP、SQL、Python 等計(jì)算機(jī)語(yǔ)言包的環(huán)境配置。根據(jù)課程需求，嚴(yán)格遵循國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案，在實(shí)驗(yàn)室的每臺(tái)計(jì)算機(jī)上安裝指定軟件，給學(xué)生提供充足的學(xué)習(xí)資源。大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室設(shè)備詳單如表1所示。

增設(shè)實(shí)驗(yàn)室打卡功能，學(xué)生可憑借學(xué)生卡或其他學(xué)生證明進(jìn)入大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室參與項(xiàng)目實(shí)踐活動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)室使用記錄本上登記每次出入時(shí)間。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的情況可作為期末成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的關(guān)鍵依據(jù)。

Table 1 Detailed list of big data innovation laboratory equipment表1 大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室設(shè)備詳單

3.2 引入云平臺(tái)技術(shù)健全實(shí)驗(yàn)反饋功能

及時(shí)更換實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備終端，引進(jìn)云平臺(tái)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室運(yùn)轉(zhuǎn)情況。實(shí)驗(yàn)室技術(shù)接口配套組件安裝情況如表2所示。

Table 2 Laboratory technical interface kit installation表2 實(shí)驗(yàn)室技術(shù)接口配套組件安裝情況

基于大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的使用頻率、實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)功率，搭建設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)站點(diǎn)。學(xué)生根據(jù)企業(yè)提供的真實(shí)項(xiàng)目案例設(shè)計(jì)并開發(fā)技術(shù)軟件，由高校將學(xué)生實(shí)踐成果上傳至企業(yè)資源共享平臺(tái)，由企業(yè)對(duì)成果實(shí)施評(píng)估，評(píng)估數(shù)據(jù)發(fā)送至高校計(jì)算機(jī)項(xiàng)目管理部門。學(xué)校為實(shí)驗(yàn)室提供長(zhǎng)期發(fā)展資金，避免實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)際市場(chǎng)脫節(jié)，使其成為一個(gè)單獨(dú)運(yùn)行的實(shí)體。

3.3 建立大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室保障機(jī)制

工程教育專業(yè)認(rèn)證要求實(shí)驗(yàn)室在具備完善管理?xiàng)l例的同時(shí)建立合理的運(yùn)行保障機(jī)制。為了提升大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室在教學(xué)中的可持續(xù)性，結(jié)合我校大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行情況，提出以下保障機(jī)制。

（1）充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室在學(xué)生學(xué)習(xí)中的作用，以過(guò)程評(píng)價(jià)代替結(jié)果評(píng)價(jià)，重視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。建立多元化實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括實(shí)驗(yàn)室設(shè)備運(yùn)行時(shí)網(wǎng)絡(luò)中斷情況、互聯(lián)網(wǎng)覆蓋率、網(wǎng)絡(luò)連貫性等。提供實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行終期報(bào)告，并根據(jù)報(bào)告內(nèi)容調(diào)整實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行機(jī)制。

（2）在大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過(guò)程中要具備統(tǒng)籌規(guī)劃、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展等意識(shí)，即根據(jù)市場(chǎng)上大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的發(fā)展方向明確實(shí)驗(yàn)室分期建設(shè)目標(biāo)，制定階段性發(fā)展規(guī)劃。規(guī)劃中應(yīng)包括明確的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)、配套設(shè)施養(yǎng)護(hù)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍建設(shè)規(guī)劃等。同時(shí)秉承公開透明的建設(shè)原則，建立明確的責(zé)任制度，切實(shí)做到責(zé)任落實(shí)到個(gè)人。成立實(shí)驗(yàn)室監(jiān)督小組，安排不同專業(yè)人員負(fù)責(zé)不同實(shí)驗(yàn)區(qū)域監(jiān)管。引導(dǎo)專業(yè)教師共同參與到實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，鼓勵(lì)其從教學(xué)內(nèi)容角度提出建設(shè)意見，有利于實(shí)驗(yàn)室階段性目標(biāo)的高效完成。

（3）擬定大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室利益保障相關(guān)文件。實(shí)驗(yàn)室涉及的建設(shè)人員較多，且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，應(yīng)對(duì)其實(shí)施完善的管理制度，以便在實(shí)際工作中有理可依、有據(jù)可講。此外，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行狀況，定期開展實(shí)驗(yàn)室發(fā)展目標(biāo)制定會(huì)議，由保障部門人員整理學(xué)生和教師提出的建設(shè)意見，及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行模式，定期更新實(shí)驗(yàn)室教師工作環(huán)境及學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境。發(fā)布實(shí)驗(yàn)室設(shè)備實(shí)時(shí)使用情況、磨損及養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀、固定及流動(dòng)資金剩余額度等文件，保障大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的透明有序運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.4 搭建大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室資源共享平臺(tái)

結(jié)合南通大學(xué)大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建基礎(chǔ)理論與基本操作技能、程序設(shè)計(jì)與綜合應(yīng)用、應(yīng)用開發(fā)與創(chuàng)新實(shí)踐3 層實(shí)踐教學(xué)體系，建立基礎(chǔ)訓(xùn)練+方法培養(yǎng)+能力提高+實(shí)踐應(yīng)用的教學(xué)模式，嚴(yán)格遵循以學(xué)生為中心的教學(xué)原則。為滿足以上教學(xué)要求，搭建大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室資源共享平臺(tái)，以滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，其架構(gòu)如圖2所示。

Fig.2 Big data innovation laboratory resource sharing platform architecture圖2 大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室資源共享平臺(tái)架構(gòu)

完善平臺(tái)基礎(chǔ)層設(shè)施，安裝防火墻及病毒防御軟件，避免外部人員通過(guò)非法路徑進(jìn)入平臺(tái)獲取高校信息資源。建立資源管理數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)室中基礎(chǔ)運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。構(gòu)建終端處理數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)學(xué)生完成以及正在實(shí)施的項(xiàng)目數(shù)據(jù)。引入仿真虛擬計(jì)算機(jī)環(huán)境，模擬特征化數(shù)據(jù)，統(tǒng)一資源格式，經(jīng)過(guò)安全檢測(cè)的數(shù)據(jù)可上傳至平臺(tái)，給教師及學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源。同時(shí)整合高校學(xué)習(xí)資源，統(tǒng)籌管理多元化渠道的數(shù)據(jù)信息，給學(xué)生提供良好的實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)境。此外，利用高校官網(wǎng)和微信公共平臺(tái)建立大數(shù)據(jù)專業(yè)虛擬創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，整理優(yōu)秀項(xiàng)目案例發(fā)布至平臺(tái)，任何學(xué)生均可登錄下載，方便其隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從工程教育專業(yè)認(rèn)證視角對(duì)國(guó)內(nèi)大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，針對(duì)存在的問(wèn)題并結(jié)合南通大學(xué)實(shí)際情況，初步建立起面向大數(shù)據(jù)專業(yè)本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)有效擴(kuò)大了大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)范圍，最大限度地提高了實(shí)驗(yàn)室資源利用率，拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的深度與廣度，為其提供了多元化的學(xué)習(xí)方式。該建設(shè)方案已在南通大學(xué)實(shí)踐應(yīng)用中取得了一些成效，近兩年來(lái)大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力有所提高，考研率和就業(yè)率有所提升，為社會(huì)輸出了更多滿足市場(chǎng)需求的大數(shù)據(jù)專業(yè)人才。