“四新”建設(shè)背景下的大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系建設(shè)研究

唐昌華，林莉，葉俊毫

（長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院信息工程學(xué)院，吉林長春 130122）

1 國內(nèi)外研究狀況

國外，美國卡羅來納州立大學(xué)最早建立大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)，可追溯到2007年。2013年后，美國多所知名院校相繼開設(shè)了大數(shù)據(jù)專業(yè)。國內(nèi)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)是隨著時代大潮而生的新專業(yè)，2016年只有3所高校提出并獲批建立該專業(yè)；第二年又有32所高校獲批建立該專業(yè)；第三年國內(nèi)有250所左右的高校加入大數(shù)據(jù)專業(yè)的建設(shè)[1]；長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院于2018年獲教育部批準(zhǔn)建立，并于當(dāng)年開始招收數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)生，學(xué)院立足于自身情況，努力實踐，先后建立大數(shù)據(jù)專業(yè)教研室，大數(shù)據(jù)實驗平臺。本文探究如何進一步解決現(xiàn)有人才培養(yǎng)方案存在的問題，總結(jié)現(xiàn)有課程教學(xué)模式的優(yōu)勢和劣勢，探討大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系建設(shè)的新方法。

2 研究的目的及意義

本文主要研究根據(jù)大數(shù)據(jù)專業(yè)的學(xué)科內(nèi)容，結(jié)合學(xué)院的實際情況，優(yōu)化學(xué)院現(xiàn)有的課程體系。在現(xiàn)有的師資力量和實驗實踐教學(xué)條件，根據(jù)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)需要培養(yǎng)的人才類型，響應(yīng)國家戰(zhàn)略及國家政策的號召、滿足社會發(fā)展的需要，建立更加完善的大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系，才能更好地建設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)，培養(yǎng)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的專業(yè)人才。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)課程體系建設(shè)的研究對于打破學(xué)科壁壘，培養(yǎng)更優(yōu)秀的人才，特別是培養(yǎng)交叉學(xué)科的優(yōu)秀人才，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源有效整合，充分發(fā)揮學(xué)院的優(yōu)勢和特色，培養(yǎng)大數(shù)據(jù)相關(guān)的復(fù)合型人才，具有重大意義。

3 專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)[2]：培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展，具有扎實的計算機科學(xué)與技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)學(xué)科理論基礎(chǔ)，具有系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)思維，可以從事大數(shù)據(jù)系統(tǒng)維護、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計，大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的應(yīng)用型人才。畢業(yè)生能夠運用所學(xué)大數(shù)據(jù)技術(shù)的知識和方法去解決大數(shù)據(jù)工程實踐問題，能夠在互聯(lián)網(wǎng)、云計算領(lǐng)域以及大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)行業(yè)，從事數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)、大數(shù)據(jù)項目管理、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)日常維護等工作。

1）樹立科學(xué)的世界觀，勇于承擔(dān)人生觀，具有責(zé)任心和社會責(zé)任感的價值觀。

2）掌握計算機科學(xué)與技術(shù)、大數(shù)據(jù)科學(xué)與技術(shù)的基本理論、方法，具備從大數(shù)據(jù)應(yīng)用的各個方面，運用所學(xué)知識分析大數(shù)據(jù)應(yīng)用中的各種典型問題并提出解決方法的能力，熟練掌握大數(shù)據(jù)分析工具的使用，具有將計算機技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合使用，對海量數(shù)據(jù)進行分析和挖掘的能力。

3）具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力，能夠適應(yīng)未來數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷發(fā)展變化的需求。

4）具備健康的身體和良好的心理素質(zhì)，能夠在工作實踐中遵守職業(yè)道德和規(guī)范，并適應(yīng)職業(yè)發(fā)展。

5）能夠勝任大數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)、大數(shù)據(jù)項目管理、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)維護等工作。

4 大數(shù)據(jù)課程體系建設(shè)

4.1 構(gòu)建數(shù)據(jù)科學(xué)和大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的課程體系主要包括4個課程群

1）數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程群，該課程群主要引導(dǎo)學(xué)生在掌握高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等課程的基礎(chǔ)上，強調(diào)概率與數(shù)理統(tǒng)計課程的教學(xué)，夯實大數(shù)據(jù)專業(yè)數(shù)理知識基礎(chǔ)。

2）計算機基礎(chǔ)課程群，該課程群主要引導(dǎo)學(xué)生掌握編程的基礎(chǔ)知識、數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)知識、網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識，并對程序算法有一定的了解。能夠進行程序設(shè)計，數(shù)據(jù)庫操作，完成基礎(chǔ)的項目開發(fā)。

3）大數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)課程群，該課程群主要引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握如何設(shè)計并實現(xiàn)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。掌握大數(shù)據(jù)系統(tǒng)建模工具、設(shè)計工具的使用，以及大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的程序設(shè)計。

4）數(shù)據(jù)分析課程群，該課程群主要引導(dǎo)學(xué)生理解并掌握大數(shù)據(jù)分析的方法和工具使用。能夠編程實現(xiàn)大數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)分析以及人工智能的部分任務(wù)。

4.2 圍繞數(shù)據(jù)科學(xué)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的學(xué)科基礎(chǔ)和內(nèi)涵，優(yōu)化課程體系

優(yōu)化現(xiàn)有課程體系的主要思路有以下3點：

1）加強大數(shù)據(jù)理論教學(xué)[3]。除數(shù)學(xué)相關(guān)課程外，講授數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)原理、大數(shù)據(jù)導(dǎo)論、人工智能原理等原理類課程，加深學(xué)生對大數(shù)據(jù)理論的理解。

2）選取合適計算機類課程。注重學(xué)生的實踐能力，從程序設(shè)計基礎(chǔ)到面向?qū)ο笤O(shè)計，再到Web 編程技術(shù)，加強學(xué)生的程序設(shè)計能力培養(yǎng)。

3）強調(diào)大數(shù)據(jù)技術(shù)實踐課程。Hadoop技術(shù)、大數(shù)據(jù)計算框架技術(shù)（Spark）、大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)（Hive）、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)（Python）、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)（Spss）等課程，使學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，掌握前沿的編程工具，實現(xiàn)方法。提高大數(shù)據(jù)系統(tǒng)搭建與開發(fā)、大數(shù)據(jù)分析處理的實踐能力。

4.3 依托學(xué)院相關(guān)專業(yè)各自的專業(yè)特色優(yōu)勢，建設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)和大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)課程體系

基礎(chǔ)教學(xué)部針對高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計、離散數(shù)學(xué)等課程的教學(xué)實力雄厚，與基礎(chǔ)教學(xué)部的數(shù)學(xué)老師充分合作，一起為大數(shù)據(jù)專業(yè)的人才培養(yǎng)定制教學(xué)方案，提升本專業(yè)方向?qū)W生的數(shù)學(xué)水平，特別是概率統(tǒng)計方面的數(shù)學(xué)分析能力。

學(xué)院在計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、軟件工程專業(yè)、人工智能專業(yè)等專業(yè)方向，在相關(guān)的學(xué)科領(lǐng)域已具備較強的師資力量，充分發(fā)揮各個學(xué)科的優(yōu)勢，依托強大的教學(xué)能力和科研創(chuàng)新能力，設(shè)立大數(shù)據(jù)系統(tǒng)研發(fā)、大數(shù)據(jù)計算框架技術(shù)等特色課程。

4.4 推進精品課程與課程思政課程建設(shè)

以項目建設(shè)為引領(lǐng)，積極推進省級優(yōu)秀課程、精品課程、課程思政示范課程建設(shè)。學(xué)院Java語言程序設(shè)計被評為省級精品課，課程思政示范課程，以此為起點，力爭將實踐能力為核心的課程體系打造成三全育人的“金課”。通過項目驅(qū)動的教學(xué)方式，以具有代表性和實際意義的問題作為教學(xué)案例，改革教學(xué)內(nèi)容。以這些優(yōu)秀課程為引領(lǐng)，提高整個大數(shù)據(jù)專業(yè)其他課程的建設(shè)水平。

5 大數(shù)據(jù)課程體系方案落實

5.1 學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣養(yǎng)成

安排學(xué)生早晚自習(xí)，線上課程資源與線下課程相結(jié)合，做到學(xué)生有問必答，養(yǎng)成學(xué)生隨時學(xué)習(xí)、隨處學(xué)習(xí)的好習(xí)慣。

5.2 學(xué)生的學(xué)習(xí)方法培養(yǎng)

采用案例教學(xué)的方法，讓學(xué)生在一個一個的案例中學(xué)習(xí)，在深入研究問題時提出問題，并進一步想辦法解決問題。為了解決問題，不但要翻閱教材，還要去圖書館借閱資料，通過互聯(lián)網(wǎng)查詢資料，在研究過程中掌握知識，并運用知識解決問題。在解決問題時，常會出現(xiàn)新的想法，改進已有的方法，進一步回到資料中進行研究，在迭代中，掌握知識，學(xué)會解決問題的方法，并能獨立地研究新的案例，形成自己的學(xué)習(xí)方法。

5.3 學(xué)生的大數(shù)據(jù)實踐能力提高

注重學(xué)生動手能力培養(yǎng)，第一采用“講”“練”結(jié)合的課堂教學(xué)模式。學(xué)生隨堂編程實例中出現(xiàn)的問題，教師都能及時幫助解決，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)實踐的積極性。加大實驗、實訓(xùn)學(xué)時，讓學(xué)生自行動起手來、動起腦來，教師再從旁積極引導(dǎo)，學(xué)生大數(shù)據(jù)實踐能力獲得穩(wěn)步提高。

5.4 學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)

教師將自己的科研項目引入教學(xué)中來，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力，解決科研項目中的問題，從而提高創(chuàng)新能力。鼓勵學(xué)生參加學(xué)科競賽[4]，如大數(shù)據(jù)技能競賽、大學(xué)生程序設(shè)計競賽等，在競賽中學(xué)習(xí)掌握知識與技能，提升實踐能力。鼓勵學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，學(xué)生在獨立的項目研究中提升創(chuàng)新能力。

6 教學(xué)管理建設(shè)

1）注重學(xué)生實踐能力培養(yǎng)，提高“雙師型”教師授課比例。利用先進的教學(xué)設(shè)備，加強專業(yè)課實踐操作，增加機房授課，采用講練結(jié)合的教學(xué)方法、問題驅(qū)動、案例驅(qū)動等教學(xué)方法，進一步提高學(xué)生的動手能力，提高大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的能力。

2）完善督學(xué)制度，除學(xué)校督學(xué)小組外，系主任、教研室主任都有各自的督學(xué)任務(wù)，并且與學(xué)生座談制度相結(jié)合，盡早發(fā)現(xiàn)問題，盡快解決問題，清除教學(xué)中存 在的一切障礙，進一步提高教學(xué)質(zhì)量。

3）以科研帶動教學(xué)，以競賽促進教學(xué)，鼓勵優(yōu)秀學(xué)生參加專業(yè)相關(guān)的各種競賽，建立競賽置換學(xué)分制度，使學(xué)生學(xué)有所長，學(xué)有專長，更能適應(yīng)時代的潮流、社會的需求。

4）改革考試制度，提高平時成績比重，改革考試形式，實踐課程[5]，采用上機考試。個別適合科目采用答辯方式給出期末成績，使得評定學(xué)生成績更加準(zhǔn)確客觀。把考查逐步推展到學(xué)生學(xué)習(xí)的各個環(huán)節(jié)，考查過程，評價能力。使學(xué)生不光關(guān)注自己的分?jǐn)?shù)，更能引導(dǎo)學(xué)生以提高自身能力為第一目標(biāo)。

7 大數(shù)據(jù)專業(yè)課程教學(xué)安排表

學(xué)院大數(shù)據(jù)專業(yè)理論課程分為必修課和選修課，其中必修課分為通識基礎(chǔ)課程、學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程。通識基礎(chǔ)課程包括思政課程、大學(xué)英語、大學(xué)數(shù)學(xué)等課程。學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程包括計算機編程等相關(guān)的理論和實踐課程。專業(yè)課程包括大數(shù)據(jù)理論、實踐提高的相關(guān)課程，專業(yè)限選課根據(jù)學(xué)生需要選擇開設(shè)，表1是大數(shù)據(jù)專業(yè)理論安排表。

表1 大數(shù)據(jù)專業(yè)理論課程安排表

學(xué)院在每學(xué)期都設(shè)置了大數(shù)據(jù)實踐課程，一般設(shè)置在學(xué)期末，時間為兩周，其課程安排表如表2。

表2 大數(shù)據(jù)實踐課程安排表

學(xué)院大數(shù)據(jù)專業(yè)課程運行表，安排如表3。

表3 數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)運行表

8 結(jié)束語

大數(shù)據(jù)課程體系建設(shè)任重道遠(yuǎn)，只有在不斷地改進和完善中，使大數(shù)據(jù)課程體系更加適學(xué)生學(xué)習(xí)的需要，適應(yīng)社會的需要、適應(yīng)時代的需要。只有對大數(shù)據(jù)課程體系不斷優(yōu)化，才能更好地提高學(xué)生的大數(shù)據(jù)實踐能力、創(chuàng)新能力。