“大數據采集與融合技術”課程思政改革與實踐

劉麗敏 劉曼玲

（中南大學計算機學院 湖南·長沙 410075）

0 引言

在復雜多變的國際競爭形勢下，新工科是國家重大戰略及工程教育改革等因素交匯催生的工程教育新形態，而立德樹人是我國工程教育改革方向。因此，強化課程思政和專業思政，強化教師的立德樹人意識，在課程中有機融入思想政治教育元素，將專業課教學與思想政治理論課教學緊密結合，形成同向同行的育人格局協同效應。數據科學與大數據專業的學生應該具有創新能力、解決實際工程問題的能力和自主終身學習的意識，為達到培養高級工程技術人才的目標，需要采用形式多樣的理論聯系實踐的教學活動，在這一過程中，可以挖掘大量的思政教學內容。因此，通過研究和探索“大數據采集與融合技術”課程的思政教學，能夠為相關課程的立德樹人起到良好的示范作用。

“大數據采集與融合技術”課程是中南大學數據科學與大數據專業的核心課程，筆者結合“大數據采集與融合技術”課程的設置目的，以培養學生成才為目標，從價值塑造、知識傳授、能力培養等層面設計教學模式，引導學生形成正確的人生觀、價值觀和社會觀，體會專業學習過程中的道德規范、價值觀念，激發學生勇于擔當、為國家努力奮斗的意識。

1 價值塑造

高校的核心任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才，發展科學技術文化，促進社會主義現代化建設。培養價值也是高校人才培養體系的重要環節，培養價值的實質就是踐行社會主義核心價值觀，它可以體現在每一門課、每一次教學活動和每一位教師的教學中。加強課程的思想政治素質和教師的育人能力影響到每個學生的價值觀、人生觀和社會觀。學生在掌握專業知識和專業技能的基礎上，明白精益求精、嚴謹、耐心、專注、堅持、專業、敬業的大國工匠精神。在教學中，重點培養社會主義核心價值觀和專業學習能力。

“大數據采集與融合技術”課程教學中，教師在完成基本教學內容的前提下，采用了案例驅動、對比建構、軟件展示、成果展示、故事導入、知識地圖等方法挖掘專業知識中的社會主義核心價值觀，引導學生思考與本專業相關的技術難題和社會民生問題，以推動社會發展和社會進步為目標，培養學生的責任感和使命感，為時代發展貢獻力量，為中華民族偉大復興而努力拼搏的信念。

例如，講述大數據發展時，利用故事導入法講解黨的十八屆五中全會提出的“實施國家大數據戰略，推進數據資源開放共享”的國家大數據戰略。引領學生分析集中力量突破信息管理、信息保護、安全審查和基礎支撐關鍵技術，加強關鍵信息基礎設施、核心技術裝備威脅感知和持續防御能力建設，確保國家核心競爭力，維護國家數據主權，進而鼓勵學生為建設強國、報效國家努力學習，樹立遠大目標。

2 知識傳授

“大數據采集與融合技術”課程具有教學內容多、教學學時少、知識跨度大、實踐性強等特點，因此，教學中以“學生能學到什么”為出發點，將“學生學習目標與教學內容”融合、“教學過程與學生學習過程”融合的教學模式，注重培養學生的自主學習能力、創新和實踐能力，全面提升學生的素養。

為了更好地使學生理解知識、掌握技能，教學采用線上和線下結合的混合式教學方式，具體措施包括：（1）通過QQ群召集學生下達學習指令、進行問題討論及課后答疑、作業布置及批改；（2）強調課前預習和課后復習的重要性，課上用5分鐘進行提問，了解學生對相關知識的掌握情況；（3）利用中南大學可視化教學平臺進行知識系統性梳理、預習及課后鞏固提高，完成單元測試、單元作業及互評；（4）利用“騰訊會議”或“騰訊課堂”重組教學內容，梳理知識體系，進行知識點串聯，精講重點、難點，通過問題引導、互動教學，深入、拓展課程深度。（5）利用EduCoder實踐教學平臺完成知識點的實踐內容，以闖關、通關等模式提升學生的實踐動手能力；（6）采用了問題驅動、任務驅動和項目驅動等多種教學策略相結合的教學手段。問題驅動方式讓學生圍繞問題尋求解決方案的一種教學手段；任務驅動專題討論是學生以組為單位在教師的指導下，緊緊圍繞某個與課程相關的主題，通過自主探索和合作分工的方式，完成規定任務并組織專題討論；項目驅動教學手段是以解決實際大數據項目為目標，在教師的指導下完成項目的需求分析、詳細設計及編碼測試。多種教學策略相結合的教學手段激發了學生的學習興趣，培養了學生獨立思考和動手解決問題的能力，提升了學生的學習效果。

3 能力培養

依據《教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃》，加強培養學生的能力是高校教育改革的重要目標。能力培養過程蘊含豐富的思政教學內容，將對學生進行社會主義核心價值觀、理想信念教育與知識傳授高度融合，實現了將思想教育貫穿于能力培養的全過程。

“大數據采集與融合技術”課程設置目的是讓學生對大數據的概念、大數據采集與預處理的基本原理以及大數據的應用價值建立清晰和全面的認識。將大數據關鍵技術聯系起來，構建數據采集－數據分析－數據應用的知識體系，要求學生針對實際問題提出解決方案，學會應用相關技術和工具解決工程實際問題，培養學生工程實踐能力和解決問題的能力。因此，將課程的專業知識與其中蘊含的思政素材緊密融合，從而實現學生能力的培養和塑造。表1展示課程思政部分實施方案。

表1：“大數據采集與融合技術”課程思政實踐

表1給出“大數據采集與融合技術”課程部分思政內容。例如，講述大數據采集概述這一節時，利用案例驅動法，以“新冠肺炎遷疫尋蹤”為例，分析基于大數據對感染者活動軌跡追蹤，加強學生的愛國主義教育，激發學生報效祖國的學習動力與激情，同時引出課程要求和教學內容，激發學生對本課程的興趣和求知欲，進而鼓勵學生堅定理想、努力學習、增長見識，為祖國發展貢獻自己的力量。

4 教學模式設計

在課程的教學過程中，根據上述的價值塑造、知識傳授、能力培養等目標，將教學過程分為問題引入、知識點講授、項目驅動討論、實踐驅動自主探究和歸納小結等，根據章節和課時數穿插思政內容，希望達到預期的效果。下面，以大數據采集技術綜述這一節為例，闡述課程的教學模式。

4.1 問題引入

在問題引入階段，首先是課程回顧，回顧傳統數據采集關鍵技術；然后通過分析互聯網數據獲取方式，利用“八爪魚采集器”爬取相關網站數據的實際案例，引入本節的教學內容—大數據采集的關鍵技術。同時介紹八爪魚數據采集系統，它是擁有完全自主研發的分布式云計算平臺，進而激發學生愛國主義精神，培養學生的民族自豪感、認同感和榮譽感，對社會主義核心價值觀的高度認同。

4.2 知識點講授

本節的知識點包括數據采集和大數據采集系統的定義、大數據與傳統數據的區別、大數據時代新的數據思維、大數據來源和大數據劃分等內容。在講授過程中，通過討論，深入理解大數據時代的數據分析技術。介紹團隊利用大數據“關聯關系”的新思維開展的國家自然科學基金申報書查重、學者學術圈挖掘的研究；鼓勵學生參與教師科研項目，培養學生創新思維能力。通過分析結構化數據和非結構化數據的特征，介紹阿里云自研的商用關系統型數據庫POLARDB和螞蟻金服自主研發的金融級分布式關系數據庫OceanBase，強調自主研發的重要性，引導學生懷抱著科研振國的初心和祖國擔當的使命，以大國需求為己任，以民族振興為偉業，攻堅克難。

4.3 項目驅動討論

本節的項目任務是搭建Hadoop實驗環境遇到問題以及解決方案，通過項目驅動討論，引導學生努力用卓越工程師應具備的能力和素質標準要求自己，培養學生的工程實踐能力、表達交流溝通能力與團隊合作精神。

4.4 實踐驅動自主探究

本節課后自主實踐任務是 HDFS操作。教師課堂講授、演示HDFS文件管理，課后學生自主完成。通過講授和演示HDFS操作，讓學生對實驗環境軟件有直觀的印象。同時，為今后的學習和參與科研打下了基礎,有利于培養學生自主學習能力和研究精神。

4.5 歸納小結

首先總結本節講授內容，包括數據發展歷史、大數據來源和劃分、系統日志文件采集、ETL數據采集、互聯網數據采集等知識，強調本節教學重點和難點。在總結中，升華學生理解，使學生體會到本節課學習的收獲感，引導學生到圖書館、實驗室，到社會生活中去探究，從而使學生具備站在學科交叉點上去開拓新的領域的能力，最后通過設計承前啟后的思考題布置學生預習作業。

5 結束語

結合“大數據采集與融合技術”課程思政教學改革與實踐，從培養價值、傳授知識和塑造能力等層面設計教學模式，取得了較好的效果，提升學生自主學習能力學，增強了團隊意識和創新意識。將知識傳授和思政教育高度融合，引導學生形成正確的人生觀、價值觀和社會觀，賦予專業課相應的思政價值，切實實現立德樹人的育人效果。