基于大數(shù)據(jù)技術原理與應用課程的教學實踐與改革探索

許文杰　陳園　李娟

關鍵詞：大數(shù)據(jù)；教學實踐；大數(shù)據(jù)技術原理與應用；改革探索

1課程教育現(xiàn)狀及存在的問題

1.1部分學生基礎薄弱

大數(shù)據(jù)技術原理與應用是一門新興的交叉學科課程，該課程偏理論、綜合性強。先修課程有概率論、編程語言（C語言、Java）、數(shù)據(jù)庫基礎、Lmux的操作系統(tǒng)等，同時該課程內容涉及廣泛，除了編程的相關知識，還涉及數(shù)學、通信方面的知識，需要學生具有一定專業(yè)背景。但有些學生因為基礎學科知識薄弱，上課不能跟上，特別是實驗課會有無從下手的尷尬，久之會產生明顯的挫敗感。特別是有學生認為自己不想從事大數(shù)據(jù)相關工作，對該課程的學習動力不足。同時由于教學內容太過于偏理論和實際工程結合不夠密切，導致學生有“為什么學”“如何掌握學習內容”和“實際工作中如何運用”等困惑，導致學習沒有動力。

環(huán)境搭建上機實驗、課程設計等實踐環(huán)節(jié)中編碼部分如果讓學生自己完成，往往會讓學生有無從下手的困惑，因此只能以“填空”的方式讓學生來補齊編碼。該種實驗方式雖然能讓學生完成實驗任務，但其實沒有獨立編程能力，即沒有綜合能力，無法適用未來的工作需求。因此，提高學生編程能力，增強學生動手編程的能力，也是目前大數(shù)據(jù)技術原理與應用學習過程中亟待解決的問題。

1.2教學硬件設施不完善

大數(shù)據(jù)技術原理與應用實驗課程需要安裝大量軟件及集群環(huán)境，對所需的軟硬件資源配置條件較高，需要學校投入大量的資金和場地，雖然高校都很想完善這一部分，但由于各種原因，導致學?；A設施的落后。誠然，學校都配備有計算機教室和多媒體教室，能保證每人都有計算機，但是其網(wǎng)絡差、電腦配置低并且系統(tǒng)處理能力弱，有時啟動環(huán)境都需要十幾分鐘，導致學生學習熱情減退。

1.3教學模式及教學方法單一

在大數(shù)據(jù)技術原理與應用教學的過程中，沿襲的是傳統(tǒng)教學方式，即先給學生講解理論知識再進行操作演示，然后在下次課堂實驗中讓學生上機進行動手操作。教師在講解知識時總是運用同一種方法，并不能讓全部的學生都適應這種教學方式，導致一些學生會跟不上老師的進度，同時又有一些學生覺得課程太過簡單枯燥、太過乏味，影響教學效率。其理論講解加驗證性實驗的教學形式太過單一，要么是老師在上面講，學生在下面聽，或者是學生做實驗，有問題老師才會進行指導，難以產生有效溝通和互動，會出現(xiàn)比如學生聽得懂所講的內容，但真正實驗時卻無從下手，由于課堂實操時間非常短，學生難以進行充足的練習，甚至有些學生只是為了應付教師的作業(yè)卻不認真練習，從而不能真正掌握知識點，也不能靈活運用。因為環(huán)境和時間限制，教師不能按照工作時需要的相關實踐知識進行教授，導致學生掌握的有關理論知識難以適應實際工作的需要。

鑒于目前大數(shù)據(jù)技術原理與應用課程的教學及大數(shù)據(jù)目前的發(fā)展現(xiàn)狀，同時結合社會和實際工作的需要，為了能更好地培養(yǎng)大數(shù)據(jù)需要的開發(fā)和運維等方面的人才，關于大數(shù)據(jù)技術原理與應用課程的教學改革勢在必行。

2教學實踐及改革探索

2.1教學目標優(yōu)化改革

2.1.1愛國思想及保密意識融入思政建設

在上課時，教師應將中華傳統(tǒng)文化精髓、愛國思想融入到課堂中，增加學生的民族自豪感，如果總是老生常談地講大道理，學生不僅不會聽，還會產生反感情緒。在課程中以“潤物細無聲”的方式加入愛國教育，愛國行為并不是要做轟轟烈烈的事情，小事情也是愛國的體現(xiàn)。在學科教學中恰當、適量地運用思政元素，在緊要處起到畫龍點睛的作用，才能達到理想的效果。

對于數(shù)據(jù)本身保密的安全意識。如今社會“得數(shù)據(jù)者得天下”，特別是對于大數(shù)據(jù)工作者，從數(shù)據(jù)中可以提取非常多有用的信息。結合實例告訴學生工作后如何保守公司數(shù)據(jù)秘密，提高學生警惕性，防范公司數(shù)據(jù)被盜取的事件發(fā)生。

2.1.2優(yōu)化教學目標，提高人才培養(yǎng)質量

人才培養(yǎng)方案修訂的目標“以人為本，教育創(chuàng)新，特色辦學，和諧進展”是學校辦學的最終目標。課程教學不只是簡單的知識傳授，更多的是對能力和思維的訓練。課程不一定要很難，有部分學生的基礎不牢固，太難會讓學生失去興趣。難度設置應該是在了解學生整體基礎之上，讓大部分學生跳一跳能夠得著的難度，因此老師要認真花時間、花精力、花情感備課講課。

通過對本門課程的學習，必須要掌握大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)技能。課程教學目標是培養(yǎng)從事大數(shù)據(jù)開發(fā)、大數(shù)據(jù)運維領域的有專業(yè)素養(yǎng)的高級人才，主要從以下幾個方面進行教學目標的優(yōu)化。

（1）理解大數(shù)據(jù)基本概念，闡述大數(shù)據(jù)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)之間的關系，能夠根據(jù)不同的目標需求來選擇搭建合適的軟件架構大數(shù)據(jù)平臺，這和以前沒有的科目有關聯(lián)，但是又不盡相同。很多同學會反饋，比如說hive這章在數(shù)據(jù)倉庫hive中學過，為什么又要學一遍。看起來是重復，其實不然，大數(shù)據(jù)技術原理與應用重點在于講解hive軟件的原理，而數(shù)據(jù)倉庫hive課程更偏向于實踐及應用，并且大數(shù)據(jù)技術原理與應用更多的對是大數(shù)據(jù)的生態(tài)系統(tǒng)中各個平臺的介紹。

（2）熟悉大數(shù)據(jù)平臺基本原理及使用，包括大數(shù)據(jù)處理架構Hadoop、分布式文件系統(tǒng)HDFS、分布式數(shù)據(jù)庫HBase、NoSQL數(shù)據(jù)庫、云數(shù)據(jù)庫、分布式并行編程模型MapReduce、數(shù)據(jù)倉庫Hive、基于內存的大數(shù)據(jù)處理架構Spark、流計算框架Flink、大數(shù)據(jù)在各個領域的應用。

（3）利用大數(shù)據(jù)專業(yè)知識處理實際工作中數(shù)據(jù)運用的能力，為畢業(yè)論文的設計及工作打下堅實的基礎。所有的改革及修訂的目標都是培養(yǎng)學生在大數(shù)據(jù)平臺分析問題、解決問題的能力，為以后從事大數(shù)據(jù)開發(fā)及大數(shù)據(jù)運維打下基礎。

2.2混合教學方式來保證教學效果

2.2.1開展線上線下混合式教學授課

線上線下混合式教學方式可以完成相應的學習內容，同時學生通過翻轉教學、MOOC等全新的學習模式或方法可以彌補線下教學的弊端。對于線下未聽懂的問題或者有疑惑的知識點，學生可以通過反復觀看學習視頻來查缺補漏。課前，對學生的基礎、學習興趣和疑惑點進行調研；課中，觀察學生狀態(tài)，并針對此及時調整上課的內容，同時通過國外訪學、相關課程培訓、相關課程講座、公司調研等多條途徑來提高教師的專業(yè)能力素質，使課堂內容更加多樣化，方式更加靈活化；課后，布置作業(yè)，及時了解學生學習的實際情況并通過作業(yè)發(fā)現(xiàn)學生新問題。由于課堂上時間有限，無法解決每個同學的問題，在課后對已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的問題進行單獨解決，并鼓勵學生私下聯(lián)系老師，以這種不占上課時間的方式解決問題。

2.2.2開展學習社交化分析作為檢驗在線學習效果的因素之一

興趣是最好的老師，在上課時找到學生的興趣點，在上課時進行引導，這樣會獲得事半功倍的效果。當學生對老師所講知識點感興趣時，內在的求知渴望欲便會被激發(fā)，同時，通過讓學生討論問題的方式，使學生自己提出問題，并想辦法解決問題。在學生有畏難情緒時鼓勵學生積極討論，發(fā)表個人觀點。

2.3多種課程考核方式并舉

2.3.1利用學習通等進行在線測評

在課堂上，每次用幾分鐘的時間完成在線測試，這樣老師可以隨時掌握學生的學習狀態(tài)及知識點掌握程度，從而有意識地推進學生學習的進展，同時也可以根據(jù)學生們的掌握情況，隨時調整上課的節(jié)奏及難度。

2.3.2有針對性地設計多種考核辦法

教師可以根據(jù)不同學生的接受和實踐能力，設計出不同的考核辦法。對學習情況好、動手能力強的學生，老師可以鼓勵學生參加競賽類項目，拓展這部分學生的學習視野；對于基礎薄弱的學生則是鼓勵學生自主學習，提高其興趣，由被迫學習變?yōu)樽灾鲗W習。

2.4教師終身學習制

在課程教學過程中，教師需要不斷更新自身的知識體系。學校會不斷更新培養(yǎng)目標，課程目標也會隨著時代的變化而不斷更新，由重理論向理論和實踐并重轉變。教師應精簡理論部分，精心設計實踐部分，同時實踐部分盡量與工作中實際項目相結合，爭取讓課程內容充實且有必要。要做到以上目標，需要教師充分理解和掌握本課程的專業(yè)要求。當然教師有足夠的專業(yè)知識是一方面，教學的方式方法的學習與選取也是另一個重要方面，可以學習MOOC上教師的上課方法，也可以通過聽課的方式學習其他老師的上課方式等。綜上所述，老師要不斷學習，使自己具有淵博的專業(yè)知識和豐富多樣的教學手段，從而引導和促進學生學習。

大數(shù)據(jù)類知識有其獨特的時效性，現(xiàn)在的社會是知識、信息爆炸的時代，教師要能跟上時代的步伐。2004年，谷歌發(fā)表論文闡述了MapReduce分布式編程思想；2008年，hadoop正式流行起來；然后產生Hive、Pig、Mahout、Hbase、Spark，共同形成了Hadoop生態(tài)系統(tǒng)。尤其是計算機領域，雖然大數(shù)據(jù)興起才十幾年，但是系統(tǒng)平臺卻是日新月異，要想讓學生掌握最全的知識、最新的軟件，就需要教師及時更新自己的知識體系。

結語

本文從教學目標優(yōu)化、教學方法、課程考核、教師終身學習制等方面進行教學改革，根據(jù)教學改革目標優(yōu)化教學并融入思政教育；利用多種混合教學方式激發(fā)學生學習興趣，提高授課效率；多種考核方式并舉，并能幫助學生解決就業(yè)問題；同時教師也要終身學習，不斷更新自己知識體系。綜上所述，就是要通過以上多種教學方式培養(yǎng)出大數(shù)據(jù)方向綜合性高素質人才。

作者簡介：許文杰（1988— ），女，漢族，湖北宜昌人，碩士，研究方向：計算機軟件工程；陳園（1983— ），女，漢族，湖北武漢人，碩士，高級工程師，研究方向：數(shù)據(jù)分析、計算機應用技術；李娟（1977— ），女，漢族，江蘇淮安人，博士，教授，研究方向：計算機應用技術。