基于工程教育認證背景的民族院校大數據課程體系設計

劉爽 陳鵬 王巍 代啟國

摘? 要： 以大連民族大學為例，圍繞“體現學生為本”和“追求能力產出”的工程教育理念，研究大數據方向教學體系的設置，確立學生培養目標，建立大數據人才培養質量標準，構建相關課程的實踐平臺，建立大數據方向校內校外課程體系和實施方案。該課程體系側重于實踐教學，兼顧理論教學，建立特有的理論+實踐的雙向教學模式;構建素質和技能培養的新框架，豐富課堂教學、實踐教學環節;真正實現現代職業教育體系，達到產教融合。

關鍵詞： 民族院校; 工程教育認證; 大數據; 課程體系

Abstract： Taking Dalian Minzu University as an example， focusing on the engineering education concept of "student-oriented" and "pursuit of ability output"， this paper studies the configuration of teaching system in the direction of big data， establishes the training objectives for students， establishes the quality standards of big data talent training， constructs the practice platform of relevant courses， and establishes the on campus and off campus curriculum system and implementation scheme in the direction of big data. The curriculum system focuses on practical teaching and gives consideration to theoretical teaching， establishing a unique two-way teaching mode of theory plus practice; building a new framework of quality and skills training， enriching classroom teaching and practical teaching; truly realizing the modern vocational education system， achieving the integration of industry and education.

0 引言

根據《中國數字經濟發展與就業白皮書（2019年）》數據顯示[1]，2018年我國數字經濟規模達到31.3萬億元，增長20.9%，占GDP比重為34.8%。繼工業化之后，數字化將成為驅動經濟社會發展的重要力量。數據科學是未來科技發展的重要方向。大數據已經成為企業、社會和國家關注的重要戰略資源。世界各國都把推進經濟數字化作為實現創新發展的重要動能，爭相進行前瞻性布局。從國家戰略導向來看，2012年3月，美國政府宣布啟動“大數據研究和發展計劃”，將“大數據研究”上升為國家意志，鼓勵科學研究院設立研究課程，培育下一代數據科學家與工程師。繼美國率先開啟大數據國家戰略先河之后，歐洲、日本、澳大利亞等發達國家紛紛提出大數據發展計劃。2015年9月國務院印發《關于促進大數據發展的行動綱要》，《綱要》第六條明確指出：加強專業人才培養，建立健全多層次、多類型的大數據人才培養體系。十八屆五中全會將大數據戰略上升為國家戰略。從行業人才需求來看，互聯網+傳統產業的趨勢日益深入，在金融、健康醫療、交通、商務和政務等領域的融合，社會對數據驅動的管理與決策的應用需求越來越迫切。突出的矛盾就是數據分析人才的匱乏，因此培養大數據技術人才迫在眉睫[2-7]。以大數據應用人才為例，其典型行業應用如圖1所示。從圖1可以看出，大數據行業應用已經涵蓋金融、電信、電子商務、醫療、政府公共服務、教育、交通、物流多個領域，因此掌握大數據應用開發的高端應用型人才也必將為民族地區的經濟發展、傳統產業升級做出積極的貢獻。

2016年2月，北京大學、對外經濟貿易大學、中南大學首次成功申請獲批“數據科學與大數據技術”本科新專業。2017年3月，第二批32所高校獲批。2018年3月，283所高校獲批數據科學與大數據專業。2019年3月，196所高校獲批數據科學與大數據專業。由此可見，教育部高度重視多層次、多類型的大數據人才隊伍培養。但是2018-2019年獲批的很多高校是民辦院?；蚋呗氃盒?，在師資力量、大數據軟硬件平臺上有所欠缺。民族高等學校也有部分學校獲批數據科學與大數據技術專業，同樣存在師資力量短缺、軟硬件平臺不足的情況。因此，本文立足于大連民族大學，立足于校情和多民族學生的特點，以學生為本，全面推動大數據專業人才創新創業實踐教學體系的改革，在民族高校計算機專業建設中起到示范和引領作用。

1 專業背景

大連民族大學計算機科學與技術專業始建于1992年，1994年開始招生，隸屬于計算機科學與工程學院，目前在校本科生747人。發展歷程如下：

2005年獲批國家民委計算機應用技術重點學科;

2007年獲批計算機科學與技術國家級特色專業;

2012年在遼寧省38個計算機科學與技術專業評價中排名第四;

2014年獲批國家民委計算機科學與技術一級重點學科;

2017年獲批遼寧省大學生校外實踐教育基地;

2019年獲批遼寧省第二批一流示范性專業建設。

專業定位：面向民族地區和遼寧省地區信息化服務，緊密對接國家戰略性新興產業發展規劃、國家戰略需求，立足東北、面向全國，服務遼寧地方經濟建設，培養高素質應用型計算機人才。

特色辦學的優勢為：

⑴ 與社會與區域發展需求對接：專業重視開展基于校企深度融合的實踐教學和基地建設，將產業化資源與區域需求全方位引入，培養符合產業需要的人才，形成完整的人才培養鏈;

⑵ 與行業及職業發展的銜接：面向國家的戰略產業需求、面向遼寧信息技術產業領域人才需求、面向民族大數據行業人才需求，培養具有計算機技術學科堅實的基礎理論和專業知識、全面的工程實踐能力、創新應用型工程技術人才。

為了適應行業大數據方向用人需求，專業在最新版培養方案中增加了大數據方向系列課程。

2 課程群體系、知識體系和實踐教學體系設計

2.1 設計實施流程

專業在大數據方向培養方案采用如圖2所示的實施計劃流程。

⑴ 第一階段：民族地區信息化行業人才需求調研。開展廣泛的需求調研，推動我國民族高等教育應用型人才培養的步伐。

⑵ 第二階段：方案設計。根據調研結果進行培養方案設計，涵蓋主修、輔修課程體系、實踐教學體系。

課程體系設置遵循先進性、靈活性、復合性、工程性和創新性原則，涵蓋導引課、專業主干課、方向課、企業工程實踐、集中實踐等多種類型的課程。該人才培養體系包括：

1-2門導引類課程，其目的是建立工程師工程實踐的框架，由此激發學生對工程領域的興趣;

3-5門專業主干課，在其中設置民族文化產業信息化實踐項目，將課程中的重點內容穿引起來以形成完整、實用的知識結構，使學生在做中學習新知識，在做中實踐新技術;

3-5門專業選修課，從多個維度拓展強化學生的崗位能力，學生可以根據興趣和能力特點，進行個性化的組合選課;

總結性實踐項目，包括1個壓頂石項目實訓和2個二級項目實踐，體現大數據應用軟件人才的培養目標和能力要求。

⑶ 第三階段：落地實施，包括課程教學實施、實踐教學實施、評價體系實施及在線平臺服務。

在課程體系設計和整體優化基礎上，完整貫徹本專業培養目標和要求，強調不同培養階段課程體系的整合、銜接，確保與方向設置契合。學院在購置大數據應用平臺及實訓平臺基礎上，開展基于翻轉課堂模式的課程教學、實踐教學，綜合考核評價體系。在課程教學中以企業實際應用系統為案例、以應用系統設計實現過程為主線貫穿知識點進行教學;重視通過對經典理論構建、關鍵問題突破和前沿研究進展的案例式教學方式，強化學生對創新過程的理解。

⑷ 第四階段：持續改進，不斷更新。依據行業需求變化，升級課程體系、升級案例項目庫教學資源。

隨著技術的發展和民族地區經濟社會發展，其大數據行業緊缺人才需求不斷變化，必須堅持以職業需求為導向，不斷調整專業培養方案，培養適應民族地區經濟社會發展、信息化產業發展所需的高素質應用型專業技術人才。在“互聯網+”大背景下，整合學科資源，提高培養質量，并同步升級課程體系及案例項目庫教學資源。同時，推進協同創新，增強服務民族地區產業升級的能力。積極融入民族地區行業技術創新體系，推進協同創新。推進學校與產業、行業協同育人、協同辦學，與民族地區政府、行業、企業聯合建設產業工程技術中心、工程技術研究院、區域發展戰略研究院等，加強企業工作站建設，強化共性關鍵技術研究，促進新技術轉化應用，促進民族地區傳統產業升級。

2.2 詳細課程體系設計

為適應大數據課群的新型教學實踐體系建設，對目前的優勢資源進行集成和整合，按照學校的統籌布局，逐步打造和構建集各相關學科交融、綜合開放、一體化的大數據教學實踐平臺。為學生自主式、個性定制化的未來工作發展提供選擇空間。經過多方調研[7]，大數據方向的課程群體系和知識體系主要涵蓋基礎課程、中級課程、高級課程三部分。

⑴ 基礎課程：涵蓋計算科學、數學統計、數據思維、應用基礎四大類別。包括大數據的Python基礎，大數據分析的Python基礎，大數據的Java基礎，Linux操作系統基礎，MySql數據庫技術、NoSql數據庫技術、大數據數學基礎、大數據分析數學基礎、大數據技術與應用導論、數據科學通識導論十門課程。

⑵ 中級課程：涵蓋大數據平臺、大數據技術、數據科學模型與算法、大數據應用導論四大類別。包括大數據平臺概論、Hadoop基礎、Spark分布式平臺、數據科學導引、機器學習實踐、數據采集、數據清洗、數據采集與清洗、數據可視化、Python數據分析、Pandas數據分析等十二門課程。

⑶ 高級課程：主要為選修類課程。包括圖與網絡分析、TensorFlow深度學習實戰、強化學習、自然語言處理、流數據處理、人工智能導論、深度學習理論與應用、PyTorch深度學習實踐、金融大數據、交通大數據、健康醫療大數據等十一門課程。

基于大數據領域的理論和技術，構建“多元化、開放式、一體化、多層次、多模塊、產學研合一、課程內外有機結合、校企結合”的新型實踐教學體系。大數據方向課程采用基于Python生態圈的全流程課程實踐教學體系。主要遵循數據采集、數據存儲與管理、數據清洗、數據分析、數據可視化的處理→存儲→分析→展示的大數據知識架構層次設計，采用全流程實踐教學模式，培養學生實踐能力、創新能力。數據采集工具Scrapy和Beautiful Soup，數據存儲與管理工具MySQL Python API，PyMongo，PySpark，Requests。數據清洗工具SciPy，NumPy，Pandas。數據分析工具Pytorch和Seaborn。

2.3 解決的關鍵問題

⑴ 打通政府、企業與高校之間的數據壁壘，建設大數據實踐教學數字資源

面向企業項目真實數據培養針對性的應用技能，合理安全的利用企業項目數據資源作為實驗場，通過真實、模擬等各類數據對人才數據分析能力提供實戰機會，減低實習期、試用時間成本，盡快為企業創造價值。遵照國際工程教育培養理念，從培養目標、教學內容、培養制度、培養過程四個要素引入企業全程深度參與，具體通過課程體系、培養計劃的制訂，授課內容的更新，企業教師講授理論課和指導學生實踐課，送學生到企業實訓實習，引進企業際項目作為案例，實行雙導師制（學院、企業）等具體方式實現全方位、多層次、多類別、分階段的實踐教學。

⑵ 打通民族高校人才培養最后一公里，深入校企合作

在遼寧省大學生校外實踐教育基地基礎上，與具備行業背景的中軟國際等教育培訓機構合作，搭建高校與企業之間的橋梁，幫助學生完成由學生到企業員工身份轉變的“最后一公里”。與探索“訂單式”、“定制式”對口培養的校企合作模式企業全方位、全過程參與專業人才培養，與企業實現無縫對接的校企合作協同育人模式。以“人才聯合培養為基礎、科技開發與成果轉化為橋梁”與企業共同建立“平臺+項目+人才”的多元化、深層次合作實踐育人模式。

3 結論

本文以我校計算機科學與技術遼寧省2019年一流本科示范性專業建設為基礎，對目前的優勢資源進行集成和整合，逐步打造和構建集各相關學科交融、綜合開放、一體化的大數據教學實踐平臺，為學生自主式、個性定制化的未來工作發展提供選擇空間。適應大數據產業需求、用人需求，建立適合民族高等學校的大數據人才產學研一體化的特色實踐教學體系，開展多模式、多平臺、多層次、開放式創新創業人才培養，探索民族高等學校大數據人才培養的有效途徑與模式，培養服務于大數據行業發展的大數據開發工程師、大數據架構師、大數據分析工程師、大數據咨詢顧問、大數據統計工程師、大數據運營經理、大數據挖掘與處理專員、大數據存儲工程師、大數據科學家等多層次應用型人才。

參考文獻（References）：

[1] 人民網. 《中國數字經濟發展與就業白皮書（2019年）》顯示：我國數字經濟規模占GDP比重超三成[EB/OL]，http：//finance.people.com.cn/n1/2019/0418/c1004-31037803.html[2019-04-18/2020-01-11].

[2] 黃晉.關于大數據人才培養的思考與探索[J].教育教學論壇，2014.45：201-203

[3] 馮春輝，郭寶恩，梁更.地方本科院校創新創業大數據人才培養探討[J].邢臺學院學報，2017.4：149-151

[4] 王琰，黃欣瑜.基于本科生團隊導師制的應用技術型高校大數據人才培養模式的探索[J].現代職業教育，2017.34：54-56

[5] 祁鑫.以校企合作為契機探索大數據人才培養新模式[J].教育現代化，2017.43：12-14

[6] 肖大薇，姜立秋，李彤.新工科背景下應用型大數據人才培養路徑探究[J].計算機教育，2019.292（4）：93-96

[7] 冉葉蘭，胡瓊月.機制創新助推大數據人才培養與產業融合發展——對話博雅大數據學院院長：歐高炎[J].大數據時代，2018.11（2）：45-47