創新型人才培養目標下的大數據實驗教學改革

袁麗娜，潘正軍，鄧寧寧

（廣州大學華軟軟件學院 軟件工程系，廣東 廣州 510990）

0 引 言

創新型人才通常是指“在學習基礎知識、培養基本能力和專業實踐的過程中，不斷發展創新意識，提高創新能力，并在相關的實踐中有一定的創新成果的人才群體”[1]。信息工程專業大數據方向是一個新興專業方向，實踐性強、創新性高，傳統的計算機實驗課程安排已經不能夠滿足其需要，大數據方向的實驗教學改革迫在眉睫[2]。

1 創新型人才培養的基本要求及實驗教學現狀

大數據是一個新興專業方向，但因其同樣屬于計算機學科，所以對學生的實踐動手能力要求較高。在大數據方向的教學過程中，實驗教學是“重中之重”。當然學生不僅需要掌握豐富的專業知識，還需要具備創新性：①創新意識，學習專業知識的同時，時刻留意生活，保持創新意識；②創新精神，在不斷求學的過程中始終尋求創新；③創新思維，在常規專業學習中，需要敢于打破傳統思維，通過敏銳的觀察力及豐富的想象力進行創新；④自主學習，在接受老師講授知識的同時，必須學會自主學習、終身學習[3]。目前，傳統的實驗教學狀況是從基本圍繞專業基礎理論課程開展到圍繞專業理論課程開展，再結合相應實驗課程進行學習；學科與學科之間聯系不多、擴展不夠，理論知識和現實需求還有差異；在專業實驗教學過程中，教學方法和手段也較傳統，新意不足，沒有引導性地對學生的創新意識進行培養。這種狀況導致學生在學習各項課程的過程當中，學習目的不夠明確、學習自主性不強、創新意識薄弱，只會按照老師要求按部就班地完成實驗、作業及課程設計，個人思考總結不夠，被動學習。為更好地順應高速發展的大數據技術，大數據方向實驗教學的改革已成為一種必然。

2 實驗教學改革實踐

2.1 圍繞“創新”構建多層次且模塊化的實驗教學體系

培養創新意識及創新能力并不能一蹴而就，還需要教學體系作為支撐，完善的實驗教學體系也是實驗教學改革的重點核心。大數據專業知識體系除了包含基礎和專業課程外，與計算機開發等相關技術也有諸多聯系，而傳統的計算機專業方向實驗教學具有一定的局限性，非擴展性。本次改革針對這一情況，對大數據方向現有實驗體系做出調整，構建了一套層次分明的實驗教學體系[4]。實驗教學體系主要包括基礎平臺（學科基礎實驗）、技能平臺（綜合性和設計性實驗）和擴展平臺（專業創新實驗）3部分。

（1）基礎平臺——學科基礎實驗。該平臺適用于大數據方向低年級學生，主要包括基礎專業課程，著重介紹大數據導論、數據庫技術、編程技術和其他計算機技術基礎知識，以及各種技術之間的關聯性。此外，該平臺還培養學生對實驗基本方法的操作執行。該平臺盡量讓大數據方向的學生在一開始就能對大數據所涉及的技術范圍有個簡單了解，明確各門課程的學習目標，盡量培養專業知識的學習興趣，提高學生的學習主動性及創新意識。

（2）技能平臺——綜合性和設計性實驗。平臺以中年級學生為主，針對數據庫系統原理、Hadoop大數據處理、Nosql入門、ETL入門等課程，分別設有數據庫設計實驗和綜合實驗。同時，在有相關的聯課程之間進行課程聯合課程設計。聯合課程設計實驗能幫助學生對多門課程的綜合知識進行靈活運用，促進學生思考、分析及解決問題，著重鍛煉學生創新思維及創新能力。

（3）擴展平臺——專業創新實驗。該平臺以高年級學生為主，主要包含MapReduce、HBase編程、數據倉庫與挖掘技術、Python等專業課程，以及大數據項目實訓等。該平臺主要結合大數據相關競賽及企業需求對學生進行綜合訓練，并在此過程中，進一步引導學生的創新思維，鼓勵學生參加學院的創新創業項目及一些相關比賽。此外，與多家企業合作建設實習基地，學校和企業協同培養學生的專業創新實踐能力。

2.2 加強專業教師團隊建設

大數據是一個新興專業方向，所以需要相關專業老師必須不斷學習，使自身具備相應專業知識和創新意識。軟件工程系每年都會要求相關專業老師參加大數據等培訓會議，去大數據相關企業參觀交流，時刻保持著專業先進性，要求老師帶領學生團隊參加大數據相關比賽、創新創業項目，保持創新意識。此外，軟件工程系要求積極開展教研室的教研活動，共同討論研究教學問題，互相聽課評課、交流意見，共同提高專業能力[5]。

2.3 改革實驗課程教學內容

由于計算機行業是個發展變化多端、技術日新月異的行業，因此作為其分支大數據方向的實驗教學內容也必須跟上腳步、及時更新[6]。在對實驗課程教學內容進行設計時，需充分考慮大數據目前的發展方向和市場需求。

（1）加強實踐教學。實驗課程與招聘崗位條件掛鉤，與專業認證內容相結合。目前，大數據相關崗位包括大數據開發工程師、數據分析師、產品經理、架構師等多種崗位，普遍要求熟悉Hadoop體系相關產品、熟悉分布式系統的工作機制、熟悉Nosql、熟練使用mahout或其他數據挖掘工具實現數據分析挖掘算法、對數據敏感、對數據具備跟蹤分析能力等。大數據相關的專業認證主要有ORACLE數據庫開發專家認證、ORACLE數據庫專家認證、Mongo DB 認證數據庫管理員、Hadoop開發者或管理員、阿里云大數據專業認證、數據分析師、數據科學家等。在實驗課程教學過程中，盡可能地貼近企業招聘條件，與專業認證知識相結合，使學生的專業基礎更加扎實、專業學習更具實用性。

（2）實驗課程與競賽知識相結合[7]。在低年級課程實驗過程中，應通過課程舉辦競賽的方式，激發學生積極主動地學習；指導鼓勵中高年級學生參加社會上一些規模大、影響深的專業競賽，如 “挑戰杯”中國大學生創業計劃競賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、大數據挑戰賽等，盡量讓學生開闊自己的眼界和思維。在實驗教學中，將大數據的熱門技術引入教學，提醒學生多關注ITPUB、CSDN等IT網站，將大數據相關熱點技術、相關行業應用引入課堂討論，鼓勵學生參加學院的IT論壇，時刻了解IT的最新動向，盡可能站在巨人的肩膀上看世界，并且讓學生在了解熱門技術的同時，擁有自己獨立的思考能力和創新能力，鼓勵學生敢想敢做。

（3）多舉辦創新實踐活動。在學生高年級時，引入大數據綜合項目實訓，在綜合項目實訓中可以融入教師的科研項目、社會應用實踐，鼓勵學生學習的知識跨出校園，多元化、實際化，擴寬學生的視野，培養學生創新能力。

（4）多方位的畢業設計題目。畢業設計是培養和檢驗學生能力的最后一道關卡。在畢業設計選題上，學生可以根據教師提供的選題，也可以根據實習崗位上從事的項目來進行選題。多元化的畢業設計選題方式能更好地促進學生根據各自興趣充分發揮特長，并鍛煉實踐能力和創新能力。

（5）與企業協同創新。建立穩定的校外實習基地，與企業密切合作，使學生將校園的理論知識和企業實踐真實地融合在一起，增加其社會實踐經驗，敢于創新。

2.4 改革實驗教學的方法和手段

大數據方向的理論相對枯燥，且實踐性強，實驗教學過程中如需教學效果好，必須注重實驗方法和手段。

采用規范化教學、啟發式教學、案例驅動教學、任務驅動教學、翻轉課堂教學、開放式教學和助教式教學等多樣化實驗教學方法相結合，提高學生興趣，調動學生學習的熱情，讓學生多思考、多分析、多合作，激發學生的個性化發展和獨立思考的能力。

采用開放完善的實驗教學考核方法，調動學生的實驗樂趣。針對不同特征的實驗課程，分別使用合適的實驗教學考核方式，如平時成績可根據每次實驗的完成質量、完成速度和創新性進行評分，課堂表現都有透明的評分標準；期末的課程設計或者綜合實驗可對學生實行答辯的方式，根據學生整個答辯情況給出考評分數，著重于學生的個性化思維、獨立思想和創新思維的培養。

2.5 提供創新環境，實施開放式實驗室管理

為更好地給學生提供創新環境，培養學生的專業實踐能力和創新能力，學校專門成立了創新創業學院，為學生創新創業提供更好的咨詢服務及創新創業環境。軟件工程系成立了專門的大數據實驗室和云平臺應用開發實驗室，為學生提供專業的實踐平臺。由于大數據方向屬于計算機學科，理工科學生往往具有思維敏捷、實踐能力強的優點，在整個教學過程當中，更傾向于實踐教學課程，更渴望主動參與實驗教學，因此，學校實施了開放式實驗室，用此激勵學生多參與課后實踐活動，參與各種科研項目和教學活動，進一步鍛煉實操能力和創新能力。實驗室開放內容包括專業實驗課的所有學習內容、創新實踐、各種競賽、興趣實踐開發等各種科技活動實驗。

實行開放式實驗室，需要建立健全的規范管理制度，如需要對進入實驗室人員采集指紋。實驗室開放期間，個人或團隊必須通過指紋核實才能進入相應的實驗室操作；進入實驗室后需要填寫“登記表”,遵守各項規章制度；開放實驗室裝有指紋機和監控設備，每個人在開放實驗室的行為都有記錄。

3 實驗教學改革初見成效

（1）教師科研情況。近3年，軟件工程系教師獲得省級項目12項、院級項目26項，發表論文EI 4篇、核心期刊4篇、普通期刊49篇，專利1項，編寫著作教材5本；指導學生獲得國家級大學生創新創業訓練計劃項目3項、省級6項、院級24項。

（2）學生獲獎情況。近3年，軟件工程系學生獲得1項“廣東省‘挑戰賽’特等獎”、1項二等獎，5項‘藍橋杯’軟件類創業團隊賽一等獎及二等獎，5人獲“中國大學生服務外包創新創業大賽”國家級一等獎、19人獲三等獎。此外，獲得3項廣東大學生程序設計競賽銅牌， 1項廣東省“互聯網+”青年創業大賽總決賽二等獎，1項全國高校云計算應用創新大賽總決賽三等獎，1項“多迪杯”全國大學生網站設計開發大賽總決賽國賽一等獎， 1項穗港IT應用系統開發大賽（廣州）決賽一等獎、1項二等獎。

（3）學生實習及就業創業情況。軟件工程系分別與PARASOFT-EMBEST-SISE華南區技術中心、廣州南天電腦系統有限公司、印度塔塔信息技術有限公司、神州數碼等十幾個公司創建了穩定的校外實習實訓基地。除此之外，很多學生也在阿里巴巴、騰訊、網易、金蝶、IBM等大型知名企業實習并轉正，深受企業歡迎，多數已成為公司骨干。“實踐能力強、適應力強、創新意識強”是眾多企業對軟件工程系學生的普遍評價。軟件工程系信息工程專業近3年就業率為98.65%，軟件工程專業近3年就業率為95.44%。此外，還出現了一些創業典型，如12級的張議云團隊“口袋兼職”APP在大三就已經獲得2 000萬人民幣的A輪融資。

近幾年來，廣州大學華軟軟件學院軟件工程系實驗教學團隊圍繞培養學生創新及實踐能力的指導思想，從實驗的教學體系入手，對專業實驗內容進行改革，使用多元化的教學方法，增強專業教師團隊建設，提供創新軟硬件環境。通過以上各方面進行改革的探索和實踐，取得了不錯的成績。實驗教學改革的不斷摸索和實踐表明，層次明確的實驗教學體系，注重實踐性和創新性的實驗內容，多樣化的實驗教學方法等，能有效提高學生綜合素質、實踐能力及創新能力[8]。

4 結 語

本次創新型人才培養目標下的大數據實驗教學改革，不僅提升了學生學習大數據技術等專業知識的主動性和實踐能力，鍛煉了學生的創新能力，還使學生具備一定的創新意識和創新精神，取得了良好的教學成效。

[1] 謝丹. 創新型人才培養的探索與實踐：以“形體與舞蹈”課程為例[J]. 中國教育學刊, 2015（增刊2）: 69-70.

[2] 吳慧蘭. 基于創新能力培養的藝術類實驗教學改革研究與實踐[J]. 實驗技術與管理, 2013 (4): 178-180.

[3] 費景洲, 曹貽鵬, 路勇, 等. 能源動力類專業創新型人才培養的探索與實踐[J]. 實驗技術與管理, 2016 (1): 23-27．

[4] 岳瑞鳳. 互聯網思維下高校創新型人才培養研究 [J]. 科學管理研究, 2016 (3): 105-108.

[5] 楊明. 創新型人才培養下的高校教師勝任力關鍵影響因素分析[J].中國成人教育, 2017(4): 138-140.

[6] 任飏. 基于創新型人才培養層次體系的基礎教育改革[J]. 中國教育學刊, 2016(12): 57-61．

[7] 吳繼君. 創新型人才培養教學評價體系的問題與建議[J]. 中國高校科技, 2017(4): 69-70.

[8] 張玉新. 地方工科院校創新型人才培養的路徑[J]. 教育與職業, 2016(13): 104-105.