新疆職業(yè)教育大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)訓(xùn)環(huán)境構(gòu)建研究

李自臣，劉江越，陳 梅

(1.廣東白云學(xué)院 大數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，廣州 5104502； 2.烏魯木齊職業(yè)大學(xué)，烏魯木齊 830002)

1 背 景

隨著大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略關(guān)系到社會(huì)發(fā)展的各個(gè)方面，大數(shù)據(jù)分析及深度學(xué)習(xí)是大數(shù)據(jù)信息時(shí)代的關(guān)鍵技術(shù)，也是目前學(xué)術(shù)界和實(shí)際應(yīng)用的熱點(diǎn)研究方向。國(guó)家相繼出臺(tái)了許多關(guān)于大數(shù)據(jù)方面的綱要、發(fā)展計(jì)劃及戰(zhàn)略部署，大數(shù)據(jù)技術(shù)已成為了重要的國(guó)家戰(zhàn)略。在國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的十三五規(guī)劃綱要中，明確提出了大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，為國(guó)家大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展提供了宏偉的藍(lán)圖，為進(jìn)一步推進(jìn)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略提供了指導(dǎo)，拉開(kāi)了大數(shù)據(jù)飛速發(fā)展的序幕。自2015年《關(guān)于促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的行動(dòng)綱要》的提出，教育部已經(jīng)將“大數(shù)據(jù)技術(shù)”列為高等教育教學(xué)建設(shè)的重點(diǎn)，面向高等職業(yè)學(xué)校增加了“大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用”專(zhuān)業(yè)。

2 相關(guān)工作

人工智能、大數(shù)據(jù)應(yīng)用課程將逐漸發(fā)展成為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的重要核心課程。大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)是國(guó)家創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要組成部分，區(qū)域職業(yè)院校承擔(dān)著本地區(qū)大數(shù)據(jù)應(yīng)用人才培養(yǎng)的重任。在國(guó)家職業(yè)教育資源庫(kù)建設(shè)方面，職業(yè)教育教學(xué)資源庫(kù)的研究熱點(diǎn)主要包括教學(xué)資源庫(kù)頂層設(shè)計(jì)和職能定位、教學(xué)資源庫(kù)信息化建設(shè)和項(xiàng)目化管理、教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)模式探究、網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)支持服務(wù)以及專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)等問(wèn)題[1]。

職業(yè)教育專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)宗旨是將職業(yè)教育與“互聯(lián)網(wǎng)+”深度融合，以推動(dòng)職業(yè)院校教育教學(xué)模式和育人機(jī)制的變革[2]。分析當(dāng)下高校大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用的教材、實(shí)訓(xùn)環(huán)境構(gòu)建、大數(shù)據(jù)分析工具、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)及科學(xué)研究最新訊息，使學(xué)習(xí)者能夠深入了解大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在世界范圍內(nèi)的最新發(fā)展，理解數(shù)據(jù)分析技術(shù)在當(dāng)代各種大數(shù)據(jù)相關(guān)產(chǎn)品中的應(yīng)用，并掌握該領(lǐng)域最關(guān)鍵技術(shù)的原理及技術(shù)應(yīng)用過(guò)程，支持職業(yè)院校對(duì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，為職業(yè)院校大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)和本地區(qū)信息產(chǎn)業(yè)人員繼續(xù)教育提供一個(gè)方便快捷、隨時(shí)可用、一鍵搭建的大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。

雖然目前網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源比較多，但由于大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜，部署任務(wù)比較難，個(gè)人學(xué)習(xí)者缺乏上手的實(shí)際操作環(huán)境，因此沒(méi)有比較好的學(xué)習(xí)方案。本研究在對(duì)專(zhuān)業(yè)資源庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀和問(wèn)題分析后，根據(jù)本地區(qū)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了面向社會(huì)用戶(hù)的大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)題資源庫(kù)建設(shè)的思路，確定了要以目標(biāo)用戶(hù)及地區(qū)產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)為發(fā)展方向，構(gòu)建專(zhuān)題資源學(xué)習(xí)平臺(tái)。本研究所涉及的大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)環(huán)境作為烏魯木齊職業(yè)大學(xué)大數(shù)據(jù)類(lèi)課程實(shí)訓(xùn)和教學(xué)的支撐建設(shè)平臺(tái)。

3 實(shí)訓(xùn)環(huán)境構(gòu)建方案

虛擬技術(shù)、分布式計(jì)算、并行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、容災(zāi)備份等技術(shù)的融合，是實(shí)現(xiàn)在線教育和共享性實(shí)訓(xùn)環(huán)境構(gòu)建的基礎(chǔ)。隨著科技的進(jìn)步與時(shí)代發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)逐步重視職業(yè)教育的重要性，實(shí)踐性教學(xué)的方式勢(shì)在必行。

3.1 建設(shè)思路

依托地區(qū)產(chǎn)業(yè)，服務(wù)地區(qū)。根據(jù)本地的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和行業(yè)應(yīng)用，為本地職業(yè)院校大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)者提供大量實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目案例，依據(jù)新疆軟件園的大數(shù)據(jù)應(yīng)用型人才的需求，以產(chǎn)業(yè)對(duì)接的方式充實(shí)本地職業(yè)院校實(shí)踐教學(xué)課程體系。

一線教師應(yīng)該通過(guò)行業(yè)名企的實(shí)地參觀、考察活動(dòng)，積極與企業(yè)一起探索多種靈活高效的教學(xué)模式，激發(fā)教師大數(shù)據(jù)教學(xué)創(chuàng)新思維，提升大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)師資隊(duì)伍的建設(shè)水平。陳然[3]，認(rèn)為開(kāi)放的大學(xué)應(yīng)該面向社會(huì)構(gòu)建教育資源，應(yīng)積極促進(jìn)終身職業(yè)教育領(lǐng)域信息技術(shù)的綜合應(yīng)用。深入了解企業(yè)實(shí)際需求，和區(qū)域企業(yè)一起探索大數(shù)據(jù)技術(shù)及服務(wù)崗位的就業(yè)趨勢(shì)和及必備技能，參與企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目的完整過(guò)程，和企業(yè)工程師一起將實(shí)踐過(guò)程轉(zhuǎn)化成教學(xué)資源，并運(yùn)用到大數(shù)據(jù)技術(shù)的教學(xué)當(dāng)中去，旨在為地區(qū)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理、大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練、大數(shù)據(jù)可視化、大數(shù)據(jù)挖掘等方向人才。

3.2 實(shí)訓(xùn)平臺(tái)構(gòu)建

目前，云計(jì)算技術(shù)的成熟和大規(guī)模的應(yīng)用，尤其是容器技術(shù)和云端渲染技術(shù)的普遍應(yīng)用，將已有的實(shí)訓(xùn)軟件和環(huán)境遷移到云端，然后通過(guò)虛擬桌面技術(shù)和瀏覽器就可以進(jìn)行大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)。基于云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建一個(gè)交互式的案例實(shí)訓(xùn)環(huán)境，將數(shù)據(jù)、分析模型、代碼調(diào)試融于一體，將大數(shù)據(jù)知識(shí)模塊化，從理論到實(shí)戰(zhàn)。并結(jié)合新疆軟件園大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加強(qiáng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)資源的構(gòu)建，提升大數(shù)據(jù)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)環(huán)境，以支持大規(guī)模構(gòu)建大數(shù)據(jù)應(yīng)用的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)提供了新的方法和技術(shù)支撐。平臺(tái)提供海量的大數(shù)據(jù)案例、數(shù)據(jù)處理和分析的云環(huán)境，系統(tǒng)對(duì)學(xué)員實(shí)訓(xùn)結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)分析、評(píng)價(jià)建模與數(shù)據(jù)分析效果。實(shí)訓(xùn)平臺(tái)無(wú)須配置開(kāi)發(fā)環(huán)境，隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)訓(xùn)和學(xué)習(xí)，自動(dòng)檢測(cè)代碼并實(shí)時(shí)反饋操作效果。

3.3 課程資源構(gòu)建

積極與企業(yè)合作開(kāi)發(fā)職業(yè)院校大數(shù)據(jù)人工智能專(zhuān)業(yè)的教材、實(shí)訓(xùn)室、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境的相關(guān)資源，延展大數(shù)據(jù)技能演練與實(shí)戰(zhàn)系統(tǒng)，采用一種靈活擴(kuò)展架構(gòu)設(shè)計(jì)，豐富已開(kāi)設(shè)的大數(shù)據(jù)服務(wù)課程體系。課程資源的構(gòu)建需要考慮大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用教學(xué)領(lǐng)域的平臺(tái)、工具、數(shù)據(jù)、服務(wù)、案例等教學(xué)資源的建設(shè)，尤其是需要考慮大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用相關(guān)課程設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)踐的完整解決方案及企業(yè)授課支持，將本地的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和行業(yè)應(yīng)用的具體環(huán)境構(gòu)建成大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)實(shí)用案例、配套PPT數(shù)據(jù)、程序等實(shí)訓(xùn)模塊。如圖1所示。

圖1 實(shí)訓(xùn)模塊Fig.1 Training module

課程資源支持大量的大數(shù)據(jù)行業(yè)實(shí)踐案例，采用線上線下學(xué)習(xí)資源相結(jié)合的方式構(gòu)建，這種方式在最大程度上完善了大數(shù)據(jù)技術(shù)全體系培訓(xùn)課程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和分析的大數(shù)據(jù)實(shí)訓(xùn)環(huán)境。學(xué)員可以通過(guò)線上基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)課程隨時(shí)隨地不限次學(xué)習(xí)、練習(xí)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。更多的實(shí)戰(zhàn)練習(xí)采用線下學(xué)習(xí)實(shí)戰(zhàn)案例視頻資源進(jìn)行輔導(dǎo)，在最大程度上保證了線下集中培訓(xùn)的課堂學(xué)習(xí)品質(zhì)，讓學(xué)習(xí)者通過(guò)一次學(xué)習(xí)獲取最大限度的收益。

從課程講授、授課組織、動(dòng)手實(shí)操等環(huán)節(jié)入手，將教學(xué)融入大數(shù)據(jù)應(yīng)用真實(shí)運(yùn)用場(chǎng)景，將學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化成實(shí)際應(yīng)用技能，運(yùn)用到學(xué)生自己后續(xù)的實(shí)際工作中去，提升學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)效果。在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中，將大數(shù)據(jù)人工智能課程知識(shí)體系融入環(huán)境搭建、編程規(guī)范、應(yīng)用場(chǎng)景、項(xiàng)目管理、團(tuán)隊(duì)構(gòu)建等知識(shí)技能，讓學(xué)習(xí)者零距離接觸企業(yè)實(shí)戰(zhàn)型項(xiàng)目，以真實(shí)的行業(yè)數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，使其能夠深入了解目前大數(shù)據(jù)技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用，熟練掌握其中的關(guān)鍵技術(shù)及操作過(guò)程。如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)分析實(shí)訓(xùn)內(nèi)容Fig.2 Data analysis training content

大數(shù)據(jù)分析課程的開(kāi)展是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，從課程講授、授課組織、動(dòng)手實(shí)操等環(huán)節(jié)入手，將教學(xué)融入大數(shù)據(jù)應(yīng)用真實(shí)運(yùn)用場(chǎng)景，將學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化成實(shí)際應(yīng)用技能，運(yùn)用到學(xué)生自己后續(xù)的實(shí)際工作中去，提升學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)效果，為本地大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才保證。

4 資源包建設(shè)職能的未來(lái)展望

積極開(kāi)展校企共建，面向群體多樣化和個(gè)性化的方向構(gòu)建實(shí)訓(xùn)環(huán)境。熊建宇[4]等認(rèn)為職業(yè)教育專(zhuān)業(yè)資源包的建設(shè)不僅僅是職業(yè)院校單獨(dú)能夠建好的，必須集國(guó)家示范校、精品專(zhuān)業(yè)建設(shè)的成果，聚集政、校、企的力量，創(chuàng)建一流的建設(shè)團(tuán)隊(duì)，打造共享的數(shù)字化資源。依托本地大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，結(jié)合新疆軟件園大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，重構(gòu)符合地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)知識(shí)體系。積極開(kāi)展學(xué)習(xí)方法、實(shí)訓(xùn)環(huán)境構(gòu)建、基礎(chǔ)編程、大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、本地職業(yè)院校大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)課程資源構(gòu)建等方面的研究。

不定期更新教學(xué)資源，通過(guò)分析我國(guó)大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的最新科研成果，分析研究成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化的可能性，將大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)及實(shí)踐項(xiàng)目，所有課程將圍繞實(shí)戰(zhàn)案例展開(kāi)，讓職業(yè)院校學(xué)生親身接觸企業(yè)一線工作場(chǎng)景，充分提升學(xué)生的實(shí)踐學(xué)習(xí)能力。

經(jīng)過(guò)世界貸款的數(shù)字化教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)，柯永紅[5]等人認(rèn)為資源包的建設(shè)應(yīng)該從總體規(guī)劃、規(guī)則制定、標(biāo)準(zhǔn)制定、規(guī)范約束、資源構(gòu)建和集成、運(yùn)行平臺(tái)搭建、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、運(yùn)維保障等多個(gè)層次搭建基于共享的職業(yè)教育數(shù)字化資源包。

5 結(jié)語(yǔ)

本次教學(xué)資源包的建設(shè)正是世界銀行貸款發(fā)展新疆職業(yè)教育項(xiàng)目，通過(guò)構(gòu)建大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用及開(kāi)發(fā)工程師培訓(xùn)資源包，完善大數(shù)據(jù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)相關(guān)的教學(xué)資源，以滿足企業(yè)的人才培養(yǎng)的需要。這是基于本地信息產(chǎn)業(yè)與職業(yè)院校合作構(gòu)建大數(shù)據(jù)技術(shù)資源包的實(shí)踐探索及成效，為本地區(qū)大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)題資源庫(kù)建設(shè)提供了參考。