新工科背景下大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)影響因素研究

楊磊 陶皖 劉三民

摘要：新工科背景下，傳統(tǒng)的專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)面臨諸多問題，難以滿足社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型、綜合型人才的需求。為了推進(jìn)大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)改革，提升大數(shù)據(jù)專業(yè)人才工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，達(dá)到新時(shí)代專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，文章總結(jié)了影響新工科背景下大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)的一些重要因素，運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型對(duì)這些因素進(jìn)行了合理的建模分析，并給出了提高專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)水平的建議和解決方案。

關(guān)鍵詞：新工科;大數(shù)據(jù);實(shí)踐創(chuàng)新;影響因素

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）18-0159-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 引言

大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)也隨之成為一門獨(dú)立的學(xué)科，本專業(yè)培養(yǎng)以計(jì)算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)分析為基礎(chǔ)，具備相關(guān)學(xué)科的領(lǐng)域知識(shí)，能推動(dòng)并引領(lǐng)未來全球“互聯(lián)網(wǎng) +”、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)在各領(lǐng)域的深入應(yīng)用，具有較強(qiáng)的實(shí)踐創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)、從事大數(shù)據(jù)領(lǐng)域科學(xué)研究基本能力的高素質(zhì)復(fù)合型人才[1]。

我國高度重視培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)，在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的政策引導(dǎo)下，各高校各專業(yè)早已紛紛開展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)作為應(yīng)用性強(qiáng)、交叉性強(qiáng)的新興專業(yè)，對(duì)如何持續(xù)有效提升大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、培養(yǎng)大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)成為當(dāng)前急需解決的重大課題。

2 大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)現(xiàn)狀

學(xué)院于2018年成功申報(bào)了“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”專業(yè)，并于當(dāng)年9月正式招生。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)目標(biāo)，我校大數(shù)據(jù)專業(yè)的專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)主要包含了三大實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)：基礎(chǔ)教育實(shí)踐、專業(yè)教育實(shí)踐和綜合教育實(shí)踐，不同的實(shí)踐環(huán)節(jié)又包含不同的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

面對(duì)大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)眾多環(huán)節(jié)，現(xiàn)有的實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)面臨著實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)體系不完善、理論與實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)模式單一、實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)平臺(tái)不足、教學(xué)手段缺乏創(chuàng)新、學(xué)生主動(dòng)性差、“重理論、輕實(shí)踐”等突出問題，實(shí)踐與創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不完善且實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練內(nèi)容未隨技術(shù)的發(fā)展而及時(shí)更新，實(shí)踐考核方式單一，通常以學(xué)生實(shí)踐表現(xiàn)、實(shí)踐報(bào)告以及成績?cè)u(píng)分等作為實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)依據(jù)。由于大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)問題復(fù)雜，各方面受主觀因素影響大，并且專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)具有整體性、系統(tǒng)性等特征，另外也受到大數(shù)據(jù)人工智能時(shí)代、互聯(lián)網(wǎng)+等外部環(huán)境大變革影響，導(dǎo)致提升專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)水平受諸多因素的影響制約，現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)難以滿足新時(shí)代環(huán)境下社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型、綜合型人才的需求[2]。為了全面提升大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)水平，需要對(duì)影響大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)的相關(guān)因素進(jìn)行科學(xué)綜合分析，進(jìn)而提升大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)水平成為目前大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)的重要課題。

3 專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)影響因素

新工科背景下大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)牽涉到校內(nèi)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)和校外實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)等多方面因素的影響，從整個(gè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)的全過程來看，應(yīng)當(dāng)充分考慮人、設(shè)備、環(huán)境、校內(nèi)、校外等各方面影響因素進(jìn)行分析。通過對(duì)大數(shù)據(jù)專業(yè)現(xiàn)有實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)體系進(jìn)行充分調(diào)研和大量實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)案例分析，結(jié)合文獻(xiàn)資料對(duì)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)因素的分析[3-5]，以及對(duì)企業(yè)、往屆畢業(yè)學(xué)生和其他高校實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)方面的調(diào)研，分析涉及大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)的諸多要素，歸結(jié)形成了大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)的影響因素，如表1所示。

4 實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)影響因素模型分析

解釋結(jié)構(gòu)模型選擇構(gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)的關(guān)鍵影響要素，分析因素以及因素之間的直接二元關(guān)系，根據(jù)各要素的相關(guān)性進(jìn)行分析建立解釋結(jié)構(gòu)模型，以最直觀的層次化的有向拓?fù)鋱D的方式呈現(xiàn)出來，使系統(tǒng)要素之間交錯(cuò)的關(guān)系條理化，從而發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵因素間的本質(zhì)聯(lián)系，揭示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)在規(guī)律。

4.1 建立多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)有向圖

根據(jù)上述表1所述的原因及其相互因果關(guān)系，利用解釋結(jié)構(gòu)模型方法[6]，可將上述14個(gè)影響因素的直接關(guān)聯(lián)關(guān)系表示成鄰接矩陣A，經(jīng)過一系列運(yùn)算后得到可達(dá)矩陣M，進(jìn)一步分解后可畫出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)遞階有向圖，如圖1所示。

4.2 大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)影響因素分析及對(duì)策

根據(jù)解釋結(jié)構(gòu)模型理論，由圖1所示的多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)有向圖中可以看出，大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)影響因素由表層、中層和深層等因素構(gòu)成，各因素間存在直接或間接的影響。在處理分析問題時(shí)，應(yīng)著重考慮如何解決深層存在的問題。

影響大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)水平的表層因素是：實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)科競(jìng)賽、學(xué)科競(jìng)賽、暑期實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練等八個(gè)影響因素。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生較快掌握理論技能和實(shí)踐技能的有效途徑，也是實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)的基礎(chǔ)，應(yīng)根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)要求及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，適當(dāng)增加的新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和綜合性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，注重實(shí)驗(yàn)過程管理和教師指導(dǎo)。課程設(shè)計(jì)是綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，需要學(xué)生完成學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)方向課程的綜合性、應(yīng)用性和方向性的綜合設(shè)計(jì)題目，應(yīng)做好教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置和過程管理控制，加強(qiáng)教師設(shè)計(jì)過程指導(dǎo)，重視教學(xué)質(zhì)量，完善教學(xué)評(píng)價(jià)方式。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，包括教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，利用好大數(shù)據(jù)中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，建立與維護(hù)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)資源共享平臺(tái)，做好在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建與開放使用，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用效率。

學(xué)院應(yīng)加強(qiáng)校內(nèi)外大數(shù)據(jù)專業(yè)的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，加大新設(shè)施設(shè)備的投入，加大最新實(shí)踐案例的引入并加強(qiáng)師資培訓(xùn)，提升專業(yè)綜合服務(wù)能力;同時(shí)選擇行業(yè)影響力大專業(yè)對(duì)口、技術(shù)力量雄厚以及重視校企合作的優(yōu)秀企業(yè)開展合作，建立校外實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地，引入企業(yè)先進(jìn)管理模式，跟蹤企業(yè)最新主流大數(shù)據(jù)技術(shù)，幫助學(xué)生提前熟悉適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，掌握先進(jìn)的大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用技術(shù)理念。

畢業(yè)設(shè)計(jì)可以全面提升和檢驗(yàn)學(xué)生的綜合實(shí)踐創(chuàng)新能力，是大學(xué)四年學(xué)習(xí)成果的一次綜合檢驗(yàn)。應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)各項(xiàng)管理制度，積極創(chuàng)新畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式。引進(jìn)企業(yè)指導(dǎo)教師，聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中的開題、中期檢查、系統(tǒng)檢查和論文答辯各環(huán)節(jié)嚴(yán)格過程管理，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)新知識(shí)新技術(shù)進(jìn)行不斷探索和應(yīng)用，結(jié)合實(shí)際問題給出分析與解決方案，不斷提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

學(xué)科競(jìng)賽是超出課本范圍的一種特殊的綜合實(shí)踐創(chuàng)新檢驗(yàn)，幫助學(xué)生提升自主思考、鍛煉獨(dú)立分析解決問題的能力，應(yīng)積極主動(dòng)引導(dǎo)組織學(xué)生參加大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽，在競(jìng)賽中不斷解決問題和學(xué)習(xí)新知識(shí)，積極與外校學(xué)生在競(jìng)賽中交流學(xué)習(xí)，不斷提升專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新綜合能力。暑期實(shí)踐是充分利用暑假時(shí)間鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，指導(dǎo)學(xué)生做好大數(shù)據(jù)實(shí)踐課題或參加專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，專業(yè)教師應(yīng)加強(qiáng)過程指導(dǎo)，提升實(shí)踐效率，完善評(píng)價(jià)方式。大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目對(duì)于增強(qiáng)高校學(xué)生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力具有重要意義，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，在導(dǎo)師指導(dǎo)下學(xué)生強(qiáng)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練，鼓勵(lì)自主完成創(chuàng)新性研究項(xiàng)目以及在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力提升，培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)需要的高水平創(chuàng)新人才。

影響大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)水平的中層因素是專業(yè)綜合實(shí)踐、校企合作、學(xué)風(fēng)管理、科創(chuàng)實(shí)踐和實(shí)踐創(chuàng)新評(píng)價(jià)等五個(gè)因素。在畢業(yè)班第7學(xué)期開設(shè)專業(yè)綜合實(shí)踐課程，在前面6個(gè)學(xué)期實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，引進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)模式和企業(yè)優(yōu)秀的工程師，建立企業(yè)講師和專業(yè)教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，為學(xué)生做好實(shí)踐與創(chuàng)新輔導(dǎo)，同時(shí)為下一步的畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)，整個(gè)專業(yè)綜合實(shí)踐過程中應(yīng)加強(qiáng)過程督導(dǎo)和管理，完善制度建設(shè)，改進(jìn)教學(xué)評(píng)價(jià)方式，并根據(jù)教學(xué)效果和實(shí)踐過程中出現(xiàn)的問題，進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)和完善，持續(xù)提升學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

專業(yè)建設(shè)過程中應(yīng)深度強(qiáng)化產(chǎn)教融合和校企合作，拓寬培養(yǎng)渠道，開闊多維視野，積極推進(jìn)協(xié)同育人項(xiàng)目。建設(shè)校企混編教學(xué)團(tuán)隊(duì)，聘請(qǐng)行業(yè)、企業(yè)的軟件開發(fā)和大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的技術(shù)人才到學(xué)校兼職，參與學(xué)校的課程教學(xué)活動(dòng)和課程建設(shè)工作，同時(shí)可以實(shí)施本科生雙導(dǎo)師制，校企師資搭配全程引導(dǎo)學(xué)生的專業(yè)視野。

優(yōu)良的學(xué)風(fēng)是提升專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)能力的保障，要把學(xué)風(fēng)建設(shè)落實(shí)到實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，完善學(xué)風(fēng)管理制度，保障各項(xiàng)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)的高效開展，同時(shí)鼓勵(lì)利用好課外時(shí)間，讓學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)。

科創(chuàng)實(shí)踐對(duì)于新工科背景下的實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)極其重要，專業(yè)建設(shè)可以和企業(yè)聯(lián)合設(shè)立科研創(chuàng)新項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生積極實(shí)踐創(chuàng)新，根據(jù)企業(yè)、社會(huì)提出的應(yīng)用需求，創(chuàng)造性地解決實(shí)際應(yīng)用問題。

如何全面評(píng)價(jià)實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)質(zhì)量，構(gòu)建科學(xué)的指標(biāo)體系是整個(gè)實(shí)踐創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)工作的核心和評(píng)價(jià)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)具有反映學(xué)生從實(shí)踐創(chuàng)新的產(chǎn)生到創(chuàng)新成果的產(chǎn)出整個(gè)過程的功能。在實(shí)踐創(chuàng)新評(píng)價(jià)過程中，應(yīng)改革原有的評(píng)價(jià)模式，制定新的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系，持續(xù)推動(dòng)實(shí)踐創(chuàng)新水平的提升。

影響大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)水平的深層影響因素是師資隊(duì)伍，師資隊(duì)伍建設(shè)是提升專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)水平的關(guān)鍵，應(yīng)從職稱、學(xué)歷、年齡、學(xué)緣等多方面優(yōu)化專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教師團(tuán)隊(duì)，營造良好的內(nèi)部、外部教學(xué)科研環(huán)境，通過人才引進(jìn) 、訪學(xué)進(jìn)修、專業(yè)培訓(xùn)、企業(yè)掛職提高師資隊(duì)伍水平。首先，針對(duì)大數(shù)?據(jù)專業(yè)教師工程實(shí)踐創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)不足，應(yīng)充分利用學(xué)院軟硬件教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地等資源，加強(qiáng)教師的實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)能力培養(yǎng);其次，加強(qiáng)校校合作、校企合作，促進(jìn)雙方的優(yōu)勢(shì)和資源優(yōu)化互補(bǔ)，鼓勵(lì)專業(yè)教師參加訪學(xué)進(jìn)修、學(xué)歷提升，校企聯(lián)合培養(yǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)骨干教師，鼓勵(lì)專業(yè)教師赴大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用的相關(guān)企業(yè)進(jìn)行掛職鍛煉，提升工程背景和豐富教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)教師專業(yè)知識(shí)及時(shí)更新，提高教師實(shí)踐創(chuàng)新能力和解決實(shí)際復(fù)雜工程問題的能力，進(jìn)而提高教師的實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)能力;最后，多途徑人才引進(jìn)高層次、高學(xué)歷專業(yè)人才，特別注重引進(jìn)具有大數(shù)據(jù)行業(yè)知名企業(yè)工作經(jīng)歷背景的師資力量，并聘請(qǐng)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、技能水平高的企業(yè)工程師作為兼職實(shí)踐教師，從而促進(jìn)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)師資水平的提高。

5 結(jié)論

新工科背景下大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)水平的提高受到多種因素的制約，通過對(duì)這些影響因素的深入分析和研究來幫助提升專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)水平是十分必要的。本文通過整理相關(guān)文獻(xiàn)和咨詢專家，總結(jié)出新工科背景下影響大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)的14個(gè)相關(guān)因素，采用解釋結(jié)構(gòu)模型分析了各要素之間的層次關(guān)系，構(gòu)建了相關(guān)影響要素的多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)有向圖，總結(jié)得出了影響大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)的表層因素、中層因素和深層因素，并做出分析，為新工科背景下有效提升大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)水平提供了參考。

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【通聯(lián)編輯：王力】