基于校企合作的大數(shù)據(jù)課程建設(shè)與教學(xué)實踐

李曉丹 劉云翔 原鑫鑫 徐琛

上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)計算機科學(xué)與信息工程學(xué)院，上海 201418

近年來，許多高校相繼開設(shè)了大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)或增設(shè)了相關(guān)課程，這是一個很好的趨勢。《國家中長期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020 年）》指出，高等教育要重點擴大應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)規(guī)模，地方高校應(yīng)以地方需求為主，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主要目標(biāo)。校企合作課程建設(shè)是實施教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分，通過高起點、高要求的改革舉措和扎實有效的工作，建設(shè)符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，并適應(yīng)新的人才培養(yǎng)模式的富有創(chuàng)新特色的校企合作課程，受益學(xué)生、服務(wù)企業(yè)、修煉教師、貢獻(xiàn)地方。

一、當(dāng)前課程教學(xué)存在的問題

部分高校在建設(shè)大數(shù)據(jù)專業(yè)的同時，配套建設(shè)了相關(guān)技術(shù)實踐教學(xué)平臺，為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提供了良好的輔助平臺和工具。然而新專業(yè)的誕生和新技術(shù)的發(fā)展并不能促使課程教學(xué)的快速改革，課程教學(xué)仍然存在一些問題，需要授課教師不斷學(xué)習(xí)和提升教學(xué)水平。

（一）傳統(tǒng)教學(xué)模式仍然占主導(dǎo)地位

當(dāng)下翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)等現(xiàn)代教學(xué)模式備受推崇，但由于其對教師的要求比較高，大部分課堂仍然采用傳統(tǒng)的、以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式。這種教學(xué)模式集中表現(xiàn)為教師站在講臺上講，學(xué)生坐在座位上聽，整個課堂教師處于主導(dǎo)地位，而學(xué)生處于被動接受理論知識的地位。傳統(tǒng)教學(xué)模式不能“一刀切”，因為有些課程內(nèi)容還需要這樣的授課模式，但對于大數(shù)據(jù)背景下的許多新技術(shù)課程，單一的教學(xué)模式不僅使教師授課受限，而且容易導(dǎo)致學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的能力和探索精神。而學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和創(chuàng)新精神對培養(yǎng)其自學(xué)能力、創(chuàng)新能力、合作能力、分析與解決問題能力至關(guān)重要。

（二）師資水平達(dá)不到專業(yè)要求

大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)在企業(yè)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用且趨于成熟，目前各高校也逐步開設(shè)相關(guān)課程。但相對而言，學(xué)校在此方面落后于企業(yè)，并且在師資隊伍建設(shè)方面也明顯欠缺，這成為學(xué)校開設(shè)大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)課程的局限。因此，學(xué)校不得不招兵買馬、引進(jìn)人才，同時還要花費一定時間培養(yǎng)本土的師資隊伍。師資方面的不足對整體課程規(guī)劃、課程設(shè)置、課程授課等各個環(huán)節(jié)都有很大的影響。

（三）校企合作的深度不夠

鑒于學(xué)校在大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)方面師資力量的不足，與企業(yè)合作進(jìn)行校企聯(lián)合授課是目前較為流行的一種做法。校企合作一方面可以彌補學(xué)校師資不足，另一方面可以將企業(yè)優(yōu)秀的項目案例和技術(shù)經(jīng)驗與學(xué)校進(jìn)行交流。但由于企業(yè)的大部分項目工程時限性較強，若要派出一定的人力、抽出一定的時間有一定的困難，所以，在合作過程中，通常企業(yè)的表現(xiàn)并不積極，大部分的課程設(shè)計工作仍然是由學(xué)校教師完成。這就容易產(chǎn)生校企合作存在深度不夠、企業(yè)授課與學(xué)校授課無法緊密銜接等問題，從而影響授課效果。

二、課程體系規(guī)劃與建設(shè)思路

不管是新興專業(yè)還是新興方向都非常重要，其決定了學(xué)生培養(yǎng)的總體方向和總體目標(biāo)。因此，在制訂課程規(guī)劃前，學(xué)校要進(jìn)行廣泛的社會調(diào)研和崗位需求調(diào)查。以上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)（以下簡稱“我?！保┐髷?shù)據(jù)與信息處理方向的建設(shè)為例，課程團(tuán)隊提前兩年多就開始進(jìn)行各項準(zhǔn)備工作，開展了資料查閱、培訓(xùn)學(xué)習(xí)、高校調(diào)研、企業(yè)調(diào)研等，并結(jié)合我校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的特點，逐步明確了課程內(nèi)容、課程規(guī)劃。

（一）課程體系建設(shè)思路

課程體系應(yīng)能夠反映當(dāng)前社會技術(shù)水平和職業(yè)崗位資格要求。高校應(yīng)以適應(yīng)社會需要為目標(biāo)，以應(yīng)用為主旨構(gòu)建課程體系和教學(xué)內(nèi)容，即按照技術(shù)領(lǐng)域和職業(yè)崗位（群）的實際要求，設(shè)置課程及精選內(nèi)容。要以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心，確定課程設(shè)置；以職業(yè)能力培養(yǎng)為主線，組織課程內(nèi)容；以典型崗位工作為載體，設(shè)計教學(xué)活動。通過在校內(nèi)搭建企業(yè)化的培訓(xùn)環(huán)境，由企業(yè)職業(yè)講師和校內(nèi)專業(yè)教師共同引導(dǎo)項目實踐，督導(dǎo)教學(xué)實踐過程，形成一個有機的、協(xié)調(diào)的培養(yǎng)和管理體系的實踐教學(xué)模式。同時，要以職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)為參照，改革評價方法；以企業(yè)發(fā)展需求為導(dǎo)向，創(chuàng)新培養(yǎng)模式；以教師素養(yǎng)修煉為目的，建設(shè)雙師隊伍。

以我校培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才的培養(yǎng)戰(zhàn)略為例，在制訂培養(yǎng)方案時，需明確每門課程的人才培養(yǎng)目標(biāo)，明確每門課程的知識、能力、素質(zhì)的教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)，形成理論、技術(shù)、應(yīng)用、實踐四位一體的教學(xué)有機體系?；A(chǔ)理論課要以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為度；專業(yè)課要加強針對性和實用性，以職業(yè)能力作為課程設(shè)置的基礎(chǔ)，使學(xué)生所獲得的知識、技能真正滿足職業(yè)崗位的需求；實踐課程要注重結(jié)合實際和理論應(yīng)用，提高學(xué)生的分析能力和動手能力，并在教學(xué)計劃中占有一定的比重。

（二）“四位一體”課程體系構(gòu)建

以下以我校大數(shù)據(jù)與信息處理方向的建設(shè)為例，對課程體系構(gòu)建以及課程內(nèi)容設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)說明。

我校的大數(shù)據(jù)與信息處理方向側(cè)重培養(yǎng)具有大數(shù)據(jù)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析能力的計算機專業(yè)本科生。因此，學(xué)生需要具備計算機科學(xué)與技術(shù)的理論基礎(chǔ)以及大數(shù)據(jù)和信息處理的能力。除基礎(chǔ)課程外，與大數(shù)據(jù)相關(guān)核心課程體系主要包括數(shù)據(jù)分析與挖掘、大數(shù)據(jù)技術(shù)及應(yīng)用、大數(shù)據(jù)應(yīng)用案例分析、實訓(xùn)課程等，分別培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析的基本理論素養(yǎng)以及掌握數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用、數(shù)據(jù)分析實戰(zhàn)、動手實踐的能力。

課程體系的構(gòu)建遵循“理論基礎(chǔ)—技術(shù)基礎(chǔ)—實際應(yīng)用—綜合實訓(xùn)”的建設(shè)主線，培養(yǎng)學(xué)生的理論、技術(shù)、應(yīng)用、實踐四位一體的綜合能力。通過完整的課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解數(shù)據(jù)分析和挖掘的基本算法，掌握大數(shù)據(jù)分析的分布式技術(shù)框架和常用工具，了解大數(shù)據(jù)分析的具體步驟和開發(fā)方法，最后能夠針對實際問題，使用數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)建模、模型評估等方面的知識解決實際項目問題，為學(xué)生今后從事相關(guān)崗位工作提供理論學(xué)習(xí)和實際操作訓(xùn)練。

三、課程內(nèi)容建設(shè)

筆者以我校大數(shù)據(jù)技術(shù)及應(yīng)用課程為例，詳細(xì)闡述課程內(nèi)容建設(shè)。

（一）課程目標(biāo)

大數(shù)據(jù)技術(shù)及應(yīng)用是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程之一。在專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，本課程要求學(xué)生能夠掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本知識，了解Hadoop分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)，掌握HDFS 原理、MapReduce 原理、HBase 數(shù)據(jù)庫、Hive 技術(shù)、Spark 原理與應(yīng)用，了解基于大數(shù)據(jù)平臺的開發(fā)語言和開發(fā)工具，能夠與實際應(yīng)用相結(jié)合開展基于大數(shù)據(jù)架構(gòu)的數(shù)據(jù)分析和挖掘。培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，讓學(xué)生了解大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，掌握大數(shù)據(jù)分析的技能，為他們今后的工程實踐打下良好的理論基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，該課程的內(nèi)容也在不斷擴充和更新，理論不斷豐富和深化，分析方法不斷完善和發(fā)展。

課程目標(biāo)——知識：學(xué)生能夠了解大數(shù)據(jù)概念與關(guān)鍵技術(shù)，掌握Hadoop 架構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)、HDFS 原理、MapReduce 原理、Hive 技術(shù)、HBase 數(shù)據(jù)庫、Spark 原理與應(yīng)用等。

課程目標(biāo)——能力：學(xué)生能夠掌握大數(shù)據(jù)分析的基本算法、原理、實現(xiàn)方法，并能基于大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行算法的實現(xiàn)，使學(xué)生具備良好的實踐動手能力和解決問題的能力，為其今后的工程實踐打下良好基礎(chǔ)。

課程目標(biāo)——素養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度、專業(yè)責(zé)任感和職業(yè)道德，讓學(xué)生具有綜合運用大數(shù)據(jù)平臺、大數(shù)據(jù)分析的能力，包括其對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并了解開發(fā)和數(shù)據(jù)分析工程師應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。

（二）課程內(nèi)容建設(shè)

大數(shù)據(jù)技術(shù)及應(yīng)用課程涉及當(dāng)前大數(shù)據(jù)的主流技術(shù)。該課程的教學(xué)團(tuán)隊由校內(nèi)教師和企業(yè)講師組成，依托與企業(yè)共建的大數(shù)據(jù)實驗室，開展課程建設(shè)和課程教學(xué)。此外，該課程內(nèi)容在技術(shù)更新過程中不斷擴充和更新，理論不斷豐富和深化，方法不斷完善和發(fā)展，從而促進(jìn)了課程和教學(xué)的持續(xù)建設(shè)和改革。

本課程教學(xué)內(nèi)容主要涵蓋三個方面：（1）大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)Hadoop 的相關(guān)知識，主要包括分布式文件系統(tǒng)HDFS、分布式計算框架MapReduce、數(shù)據(jù)倉庫Hive、數(shù)據(jù)庫Hbase 等。培養(yǎng)學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本技能，并設(shè)置相關(guān)實驗項目。（2）基于內(nèi)存計算的分布式計算框架Spark 與數(shù)據(jù)挖掘。該模塊在數(shù)據(jù)挖掘基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)Spark計算框架，提高其數(shù)據(jù)分析的能力。（3）大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用案例分析。在學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)技術(shù)、開發(fā)語言和數(shù)據(jù)分析算法的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生結(jié)合項目實際，掌握綜合應(yīng)用的能力。

四、教學(xué)實踐與反饋

校企合作課程的教學(xué)方法靈活多樣，如校企聯(lián)合授課、實驗室環(huán)境授課、隨時隨地在線學(xué)習(xí)、課外參加競賽等。以一個42 人的授課班級為例，班級80%以上的學(xué)生對整體教學(xué)表示滿意，85%以上的學(xué)生希望開設(shè)更多的校企合作課程。

（一）教學(xué)實踐與效果

1.學(xué)生獲取知識方面。本學(xué)期的課程主要圍繞大數(shù)據(jù)Hadoop 生態(tài)系統(tǒng)、Spark 架構(gòu)及簡單編程展開。大多數(shù)學(xué)生表示從課堂上學(xué)到的大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)、熱門技術(shù)、前沿知識等，對拓寬知識面、了解市場情況、選擇未來就業(yè)方向等方面都有很大的幫助。

2.教師獲取知識方面。大數(shù)據(jù)技術(shù)屬于新興技術(shù)，通過校企課堂教師可以學(xué)到很多新知識、新技術(shù)，實踐能力能得到提高，這也是培養(yǎng)學(xué)校大數(shù)據(jù)教學(xué)團(tuán)隊的良好契機。

3.加強校企交流，不斷改進(jìn)和升級教學(xué)實驗平臺。通過本次校企合作，校企教師可以更好地交流和溝通，促進(jìn)課程內(nèi)容的改進(jìn)和完善，增加符合學(xué)生實際水平的實驗項目，設(shè)計更多的實際應(yīng)用案例，使學(xué)生更容易接受和掌握知識點。

（二）教學(xué)反饋與總結(jié)

1.線上授課有利有弊，應(yīng)線上線下相結(jié)合。因為新冠肺炎疫情的特殊形勢，部分課程開展線上授課，有一部分不夠自覺的學(xué)生未能集中精力學(xué)習(xí)。但對于自覺的學(xué)生來說，這是一個很好的學(xué)習(xí)機會，因為視頻可以反復(fù)觀看，他們可以更好地消化和理解某個知識點。后續(xù)課程開設(shè)可以考慮采用線上和線下相結(jié)合的方式開展。

2.內(nèi)容多，進(jìn)度快，這對于沒有接觸過大數(shù)據(jù)的學(xué)生來說，接受起來稍有困難；一些基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生學(xué)起來比較吃力或感覺枯燥。后續(xù)課程會對該課程內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)和精簡，設(shè)計更為合理的授課內(nèi)容。

3.實際應(yīng)用案例講授不夠透徹。目前課程學(xué)時安排為6 個理論授課學(xué)時和4 個實驗授課學(xué)時，課程設(shè)計較為合理。但有部分學(xué)生反映需要加入一些有趣的、實際的應(yīng)用案例，增加課程的趣味性和實踐性。在后續(xù)課程設(shè)計中，我們需要和企業(yè)進(jìn)一步溝通和策劃，考慮如何更好地展現(xiàn)企業(yè)實際案例，讓學(xué)生從整體操作上掌握工作的流程和步驟。

4.聽取學(xué)生意見，及時調(diào)整授課方法。在課程結(jié)束時項目組收集到了學(xué)生很多有用的建議，這對課程改進(jìn)有很大的幫助。在后續(xù)的授課過程中，可采用匿名的方式多渠道收集或聽取學(xué)生的意見，及時調(diào)整或改進(jìn)授課方法，更好地為學(xué)生服務(wù)。

五、總結(jié)

文章從分析當(dāng)前課程教學(xué)中存在的問題入手，闡述了校企合作的重要性和必要性。以我校大數(shù)據(jù)與信息處理方向的建設(shè)為例，探討了課程體系構(gòu)建與建設(shè)思路，并詳細(xì)闡述了課程的建設(shè)目標(biāo)和具體內(nèi)容。每學(xué)期通過教學(xué)實踐，不斷反饋，不斷改進(jìn)，持續(xù)優(yōu)化。通過學(xué)生的問卷反饋，學(xué)生表示愿意參加更多的校企合作課程，希望可以開闊視野，了解更多一線知識。而企業(yè)也可以利用資源優(yōu)勢，培養(yǎng)更多貼近企業(yè)實際需求的人才，為企業(yè)所用?？梢?，校企合作共建課程對人才培養(yǎng)和社會服務(wù)都非常有益。