工程教育背景下數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)

朱命冬

(河南工學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

0 引言

在大數(shù)據(jù)時(shí)代催生的巨量人才缺口背景下，數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，2017年，有3所高校申辦了該專業(yè)，截至2020年共計(jì)612所本科高校開(kāi)辦。該專業(yè)的畢業(yè)生學(xué)位授予門(mén)類主要有工學(xué)和理學(xué)，其中，工學(xué)門(mén)類的課程體系必然涉及自然、社會(huì)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科知識(shí)，屬于典型的多學(xué)科交叉的新興工科專業(yè)。工程教育專業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，也是實(shí)現(xiàn)工程教育和工程師資格國(guó)際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。2016年6月2日，在吉隆坡召開(kāi)的國(guó)際工程聯(lián)盟大會(huì)上，我國(guó)成為國(guó)際本科工程學(xué)位互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的正式會(huì)員。工程教育專業(yè)認(rèn)證中強(qiáng)調(diào)基于成果導(dǎo)向(OBE)、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)等核心理念，對(duì)引導(dǎo)和促進(jìn)專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革、保障和提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要[1]。本文以河南工學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)為例，探討基于工程專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，從培養(yǎng)目標(biāo)到課程體系建設(shè)的專業(yè)改革探索。

1 培養(yǎng)目標(biāo)

培養(yǎng)目標(biāo)是專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系設(shè)置的基本依據(jù)[2-3]。依據(jù)社會(huì)、行業(yè)需要和學(xué)校定位，本專業(yè)致力于培養(yǎng)適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需要，德智體美勞全面發(fā)展，具有良好的科學(xué)素養(yǎng)、人文精神、社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)道德，系統(tǒng)掌握數(shù)據(jù)科學(xué)和大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和技能，具備大數(shù)據(jù)采集、處理、分析和應(yīng)用開(kāi)發(fā)的基本能力，具有較強(qiáng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和持續(xù)學(xué)習(xí)能力，能夠在數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域從事開(kāi)發(fā)、管理、服務(wù)等工作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

2 畢業(yè)要求

明確培養(yǎng)目標(biāo)后，需要解讀其蘊(yùn)涵的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求。

(1)知識(shí)要求：具有扎實(shí)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的基本知識(shí)，掌握計(jì)算學(xué)科基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，掌握從事本專業(yè)工作所需的數(shù)學(xué)和其他相關(guān)信息科學(xué)的基礎(chǔ)理論，掌握基本的人文和社會(huì)科學(xué)知識(shí)，具有良好的品德和素養(yǎng)。

(2)能力要求：具備較強(qiáng)的軟件開(kāi)發(fā)能力、基本的開(kāi)發(fā)流程執(zhí)行能力，熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)技術(shù)，能夠?qū)?shù)學(xué)、信息科學(xué)和專業(yè)知識(shí)用于解決大數(shù)據(jù)技術(shù)問(wèn)題，具備自我終身學(xué)習(xí)的能力。

(3)素質(zhì)要求：具有堅(jiān)定正確的政治方向、較強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)合作精神、健康的體魄和良好的心理素質(zhì)。

根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)點(diǎn)是對(duì)畢業(yè)要求內(nèi)涵的細(xì)化、解讀，其分解必須具有導(dǎo)向性、可評(píng)價(jià)性、邏輯性、專業(yè)性。基于此，進(jìn)一步對(duì)上訴畢業(yè)要求進(jìn)行細(xì)化，部分示例如表1所示。

表1 畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)

3 課程體系

根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，課程設(shè)置必須支撐培養(yǎng)要求；課程群(或模塊)的方向必須明確；課程體系必須完整響應(yīng)畢業(yè)要求，而畢業(yè)要求對(duì)課程體系的影響需要通過(guò)指標(biāo)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。課程體系與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系矩陣如表2所示。

表2 課程體系與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系

為了體現(xiàn)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)特色，表2中省略掉了各個(gè)專業(yè)必修的公共通識(shí)課程。根據(jù)專業(yè)認(rèn)證的OBE原則，本專業(yè)畢業(yè)生需要滿足大數(shù)據(jù)分析工程師的基本要求，因此，核心課程設(shè)置為大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、Python程序設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)與架構(gòu)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，專業(yè)選修課主要圍繞大數(shù)據(jù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的方向開(kāi)設(shè)。進(jìn)一步考慮到課程的拓?fù)潢P(guān)系，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的前置課程是“C程序”，“算法分析與設(shè)計(jì)”的前置課程是“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”，“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”的前置是“離散數(shù)學(xué)”，“大數(shù)據(jù)平臺(tái)與架構(gòu)”的前置課程是“操作系統(tǒng)”，“數(shù)據(jù)采集”的前置課程是“Python程序設(shè)計(jì)”，“智能終端與移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)”的前置課程是“Java程序設(shè)計(jì)”，同時(shí)兼顧考慮周學(xué)時(shí)不超過(guò)26等條件，最終課程體系如表3所示。

表3 數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)課程體系

4 結(jié)語(yǔ)

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)作為近年教育部新批準(zhǔn)開(kāi)設(shè)的專業(yè)，屬于多學(xué)科交叉復(fù)合的新興工科專業(yè)，且注重理論與實(shí)踐并重，專業(yè)課程體系的研究具有必要性和緊迫性。本文以河南工學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)為例，從工程教育認(rèn)證的角度提出初步課程體系方案，下一步，從教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)踐環(huán)節(jié)、教學(xué)模式等層面支持工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度還需要持續(xù)進(jìn)行教學(xué)探索與改革。