數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)新工科專業(yè)創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)模式探索

鐘茂生　吳水秀　羅瑋　漆志群　曾雪強(qiáng)

［摘 要］該研究在傳統(tǒng)課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)基礎(chǔ)上，圍繞新工科專業(yè)創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)關(guān)鍵要求，提出“項目驅(qū)動、競賽激勵、教師指導(dǎo)、學(xué)研結(jié)合”的課外實(shí)踐教學(xué)改革總體思路。這個改革通過推行師徒式本科生導(dǎo)師制，實(shí)施項目驅(qū)動策略，采用“一中心三階段”競賽培養(yǎng)機(jī)制，有針對性地培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力以及創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力，采用“雙主體多形式”獎勵激勵機(jī)制，確保創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)的可持續(xù)性，歷經(jīng)數(shù)年專業(yè)建設(shè)實(shí)踐探索，逐漸形成了數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)新工科專業(yè)“12345”創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)新模式，對學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量提升、教師發(fā)展和專業(yè)建設(shè)具有積極促進(jìn)作用，取得了不錯的成效，對其他新工科專業(yè)人才培養(yǎng)具有借鑒作用。

［關(guān)鍵詞］數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)；創(chuàng)新型卓越工程人才；培養(yǎng)模式；項目驅(qū)動；競賽激勵；師徒式本科生導(dǎo)師制；學(xué)研結(jié)合

［中圖分類號］ G64 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）16-0105-05

2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后奏響了“復(fù)旦共識”“天大行動”“北京指南”新工科建設(shè)的三部曲[1]，并發(fā)布了《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》《教育部辦公廳關(guān)于推薦新工科研究與實(shí)踐項目的通知》，全力探索促成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗。新工科要重視培養(yǎng)創(chuàng)新型卓越工程人才，以適應(yīng)當(dāng)今新科技、新工業(yè)和新經(jīng)濟(jì)時代的人才需求。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)屬于典型的新工科專業(yè)[2]，旨在培養(yǎng)學(xué)生具有大數(shù)據(jù)思維以及掌握計算機(jī)理論和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，并能針對大數(shù)據(jù)應(yīng)用中的各種典型問題提出解決辦法，具有將領(lǐng)域知識與計算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)融合且創(chuàng)新性解決實(shí)際工程問題的能力，能夠從事大數(shù)據(jù)研究和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工作。

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)解決實(shí)際工程問題能力的主要途徑[3]?，F(xiàn)有的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系通常包括課程實(shí)驗、課程設(shè)計、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、企業(yè)項目實(shí)戰(zhàn)、畢業(yè)設(shè)計等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。這些實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)有助于學(xué)生掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本技能，但課程實(shí)驗、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計往往對學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)作用有限；實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)相當(dāng)于要派學(xué)生到企業(yè)現(xiàn)場去參與，涉及交通住宿安全等現(xiàn)實(shí)問題；企業(yè)項目實(shí)戰(zhàn)通常涉及商業(yè)秘密，一般不會直接交給本科生來開展。此外，培養(yǎng)方案中安排的外派實(shí)習(xí)通常是考研備考時間。因此，現(xiàn)有的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系實(shí)施效果往往不理想，容易重形式、走過場，難以達(dá)到創(chuàng)新型卓越工程人才的培養(yǎng)要求。

筆者從新工科概念提出后就開始探索如何培養(yǎng)計算機(jī)類新工科專業(yè)創(chuàng)新型卓越工程人才。筆者所在學(xué)院2017年所申報的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)經(jīng)教育部批準(zhǔn)后，如何培養(yǎng)這個專業(yè)創(chuàng)新型卓越工程人才問題隨即擺在眼前。本研究圍繞新工科專業(yè)“創(chuàng)新型”和“卓越工程人才”這兩個核心要求，提出以“項目驅(qū)動、競賽激勵、教師指導(dǎo)、學(xué)研結(jié)合”的課外實(shí)踐教學(xué)改革總體思路，通過學(xué)科競賽培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，通過項目驅(qū)動培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力，在筆者所在學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)數(shù)年的實(shí)踐探索中形成了數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)新工科專業(yè)“12345”創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)新模式，取得了良好的效果。

一、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)新工科專業(yè)創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)的總體思路與新模式

本研究針對新工科創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)的要求，結(jié)合數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)新工科專業(yè)建設(shè)的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，借鑒現(xiàn)有計算機(jī)大類專業(yè)在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力方面的經(jīng)驗，提出以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、拼搏精神和團(tuán)隊意識為重要目標(biāo)，充分發(fā)揮現(xiàn)有科創(chuàng)平臺和獎勵激勵機(jī)制以及科教融合、產(chǎn)教融合協(xié)同育人機(jī)制，實(shí)施以“項目驅(qū)動、競賽激勵、教師指導(dǎo)、學(xué)研結(jié)合”為總體思路的課外實(shí)踐教學(xué)改革方案，調(diào)動教師指導(dǎo)和學(xué)生參與的積極主動性，切實(shí)提升課外實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量和水平。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)新工科專業(yè)課外實(shí)踐教學(xué)改革的總體思路如圖1所示。

傳統(tǒng)的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)有助于學(xué)生掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本技能，但對于學(xué)生創(chuàng)新能力和解決實(shí)際工程問題能力的培養(yǎng)支撐不足。因此，筆者提出構(gòu)建面向數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)新工科專業(yè)“12345”創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)新模式。

上述人才培養(yǎng)新模式的基本內(nèi)涵包括以下幾個方面：一是瞄準(zhǔn)1個目標(biāo)即培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力；二是探索項目研發(fā)、學(xué)科競賽2條課外實(shí)踐新途徑，通過項目研發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，通過學(xué)科競賽培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力；三是利用學(xué)校大學(xué)生雙創(chuàng)中心、學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新平臺、學(xué)院省級科研平臺3類平臺；四是培養(yǎng)學(xué)生提出問題能力、分析設(shè)計能力、組織實(shí)施能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力4種能力；五是達(dá)到“5個一”要求，學(xué)生在大學(xué)期間必須至少參加1次計算機(jī)信息技術(shù)競賽，至少參與1個項目的研發(fā)，至少獲得1項科技成果（如學(xué)術(shù)論文、專利、軟件著作權(quán)），至少獲得1種職業(yè)資格證書，至少獲得1次學(xué)業(yè)獎勵。

二、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)新工科專業(yè)創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)的主要措施

針對現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)開展效果不理想、容易重形式走過場的問題，筆者根據(jù)新工科專業(yè)創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)的關(guān)鍵要求，在學(xué)科競賽和項目研發(fā)上提出創(chuàng)新辦法，采用以下措施來解決現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)中存在的問題。

（一）通過實(shí)施師徒式本科生導(dǎo)師制和項目驅(qū)動策略來解決學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)問題

在學(xué)生大二上學(xué)期開始推行師徒式本科生導(dǎo)師制，指導(dǎo)老師對學(xué)生的學(xué)習(xí)、思想品德培養(yǎng)、未來發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行指導(dǎo)，直到學(xué)生畢業(yè)為止。在學(xué)習(xí)方面，重點(diǎn)是加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力培養(yǎng)，由指導(dǎo)老師布置具體的科研任務(wù)。學(xué)生在大學(xué)期間全程參與教師科研項目，在導(dǎo)師指導(dǎo)下利用課余時間采取邊教邊學(xué)、邊學(xué)邊做的方式，將所學(xué)知識應(yīng)用于科研任務(wù)完成當(dāng)中，提高解決工程實(shí)際問題的能力。表1是本科生導(dǎo)師提供的一些項目名稱，這些項目結(jié)合數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)，助力解決校內(nèi)缺乏大數(shù)據(jù)真實(shí)環(huán)境的問題。

（二）采用“一中心三階段”競賽培養(yǎng)機(jī)制來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力

“一中心三階段”競賽培養(yǎng)機(jī)制中的“一中心”是指以學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心，“三階段”是指將學(xué)生從新生入校開始的培養(yǎng)全過程由淺入深地劃分為基礎(chǔ)普及、進(jìn)階訓(xùn)練和競賽實(shí)戰(zhàn)3個階段。本科生導(dǎo)師和競賽指導(dǎo)老師協(xié)同指導(dǎo)學(xué)生參加ACM-ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽、“藍(lán)橋杯”全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國性的大學(xué)生課外學(xué)術(shù)實(shí)踐競賽、中國大學(xué)生計算機(jī)設(shè)計大賽、中國大學(xué)生服務(wù)外包創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽等主要競賽。通過指導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)科競賽，使學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力得到顯著增強(qiáng)，教師的項目研發(fā)或競賽指導(dǎo)水平也得到鍛煉和提高。

（三）采用“雙主體多形式”獎勵激勵機(jī)制，調(diào)動教師指導(dǎo)和學(xué)生參與項目與競賽的積極性、主動性，確保創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)的質(zhì)量與可持續(xù)性

“雙主體多形式”獎勵激勵機(jī)制中的“雙主體”是指對參與項目研發(fā)和學(xué)科競賽獲得成果的學(xué)生和指導(dǎo)老師進(jìn)行獎勵激勵；“多形式”是指對學(xué)生進(jìn)行學(xué)分認(rèn)定、評優(yōu)評先、物質(zhì)獎勵、碩士推免加分等多形式獎勵激勵，對教師則是將成果作為年度考核、聘期考核、評優(yōu)評先、職稱晉升等獎勵激勵的業(yè)績依據(jù)。通過采用“雙主體多形式”獎勵激勵機(jī)制，引導(dǎo)學(xué)生積極、主動、認(rèn)真地參與多種專業(yè)競賽，促使學(xué)生不斷提高自主學(xué)習(xí)能力，助力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐動手能力，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，也讓指導(dǎo)老師能全身心投入學(xué)生指導(dǎo)過程中，通過獎勵激勵增強(qiáng)指導(dǎo)老師的獲得感和成就感，確保數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)的質(zhì)量和可持續(xù)性。

三、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)新工科專業(yè)人才培養(yǎng)新模式探索實(shí)踐效果

（一）學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量顯著提升

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和工程實(shí)踐能力得到顯著提升，在論文發(fā)表、競賽獲獎、軟件著作權(quán)/專利申請方面成績突出，與學(xué)院其他專業(yè)相比，推免生的數(shù)量和比例指標(biāo)明顯占優(yōu)，如表2、表3和表4所示。從表2可以看出，數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)2022屆（2018級）、2023屆（2019級）學(xué)生的推免生比例均遠(yuǎn)大于學(xué)院其他3個專業(yè)的相關(guān)比例。從表3可以看出，數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)生參與學(xué)科競賽和競賽獲獎的人次所占比例很大，學(xué)生的綜合成績排在學(xué)院前列，本專業(yè)2022屆和2023屆推免生人數(shù)分別占學(xué)院推免生總?cè)藬?shù)的40%和42.86%。從表4可以看出，數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)多位學(xué)生在本科期間發(fā)表了高水平論文，其中2022屆的彭龍同學(xué)因發(fā)表了多篇高水平的學(xué)術(shù)論文而成為中國科技大學(xué)推免生，其他學(xué)生獲推免資格。

（二）教師指導(dǎo)水平顯著提高

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)教師在項目研發(fā)指導(dǎo)和競賽指導(dǎo)方面積累了豐富經(jīng)驗，指導(dǎo)水平顯著提高，多位教師獲評為省級競賽優(yōu)秀指導(dǎo)老師等榮譽(yù)。通過推行師徒式本科生導(dǎo)師制，實(shí)施師生雙向選擇，給專業(yè)教師追求專業(yè)成長的壓力和動力，推動專業(yè)教師不斷提高自己的水平，使教師在學(xué)生指導(dǎo)和競賽指導(dǎo)方面不斷積累經(jīng)驗，提高指導(dǎo)水平，部分教師分別獲得江西省大學(xué)生科技創(chuàng)新與職業(yè)技能競賽組織工作先進(jìn)個人、競賽優(yōu)秀指導(dǎo)老師、學(xué)生社團(tuán)優(yōu)秀指導(dǎo)老師、校級百優(yōu)論文指導(dǎo)教師、“三全育人”先進(jìn)工作者、“十佳”優(yōu)秀教師等榮譽(yù)稱號。

（三）專業(yè)影響力顯著擴(kuò)大

經(jīng)過近幾年的專業(yè)建設(shè)，數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)被立項為“雙萬計劃”一流培育專業(yè)，擴(kuò)大了這個專業(yè)在江西省的影響力，吸引了南昌工程學(xué)院、萍鄉(xiāng)學(xué)院、新余學(xué)院、九江學(xué)院、上饒師范學(xué)院等多所省內(nèi)高校來學(xué)院參觀學(xué)習(xí)。高校人工智能與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新聯(lián)盟對國內(nèi)715所高校的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)綜合實(shí)力進(jìn)行排名，江西師范大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)排名第118位，排位居前16.5%，綜合實(shí)力為A-類[4]；新高考網(wǎng)（2023年6月23日）數(shù)據(jù)顯示，江西師范大學(xué)的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)國內(nèi)排名第130位，排位居前18.2%[5]。

四、結(jié)語

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)作為近幾年開設(shè)的新工科專業(yè)，如何培養(yǎng)面向新工科專業(yè)創(chuàng)新型卓越工程人才，是相關(guān)高校人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)要探索的重要課題。本文在傳統(tǒng)課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)基礎(chǔ)上，圍繞新工科專業(yè)創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)關(guān)鍵要求，提出“項目驅(qū)動、競賽激勵、教師指導(dǎo)、學(xué)研結(jié)合”的課外實(shí)踐教學(xué)總體思路：通過推行師徒式本科生導(dǎo)師制和項目驅(qū)動策略來培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力；采用“一中心三階段”競賽培養(yǎng)機(jī)制培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力；通過實(shí)行“雙主體多形式”獎勵激勵機(jī)制，調(diào)動教師指導(dǎo)和學(xué)生參與項目及競賽的積極主動性，確保創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)的質(zhì)量與可持續(xù)性。經(jīng)過數(shù)年的專業(yè)建設(shè)實(shí)踐探索，數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)新工科專業(yè)逐漸完善并形成了“12345”創(chuàng)新型卓越工程人才培養(yǎng)新模式。實(shí)踐表明，本文所提出的改革措施和人才培養(yǎng)新模式對學(xué)生培養(yǎng)、教師發(fā)展和專業(yè)建設(shè)發(fā)揮了積極的促進(jìn)作用，取得了不錯的成效，對其他新工科專業(yè)人才培養(yǎng)具有一定的借鑒作用。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 全面推進(jìn)新工科建設(shè)[J].中國高等教育，2021（2）：4.

[2] 章立亮.產(chǎn)教融合下地方高?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)的實(shí)踐探索：以數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)為例[J].寧德師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2021，33（2）：124-129.

[3] 魏凌華，徐成振，胡國亮.數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系研究[J].淮北師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2021，42（4）：83-87.

[4] 高校人工智能與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新聯(lián)盟.高校大數(shù)據(jù)專業(yè)排行榜 2022全國715所高校數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)綜合實(shí)力一覽表[EB/OL].（2022-05-23）[2023-02-20].https：//www.163.com/dy/article/H82GR19M0532N2UB.html.

[5] 數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)大學(xué)全國排名（2023最新排行榜）[EB/OL].（2023-06-23）[2023-07-06].https：//www.hfplg.com/dxpm/10872.html.

［責(zé)任編輯：龐丹丹］