數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)探析

吳娟 陳清禮 白敏

[摘 要] 大數(shù)據(jù)作為國家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源，已經(jīng)成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界、工業(yè)界關(guān)注的熱點和焦點。在全國高等教育“雙一流”建設(shè)的新形勢下，學(xué)校如何根據(jù)自身教學(xué)資源與辦學(xué)條件，科學(xué)定位大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，合理設(shè)置人才培養(yǎng)方案，準(zhǔn)確把握行業(yè)人才需求，培養(yǎng)適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要的技術(shù)人才，促進專業(yè)可持續(xù)發(fā)展，是專業(yè)建設(shè)必須考慮的首要問題。以長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院為例，從專業(yè)內(nèi)涵、專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)、專業(yè)應(yīng)用前景等方面出發(fā)，對數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和實踐教學(xué)進行了闡述和研究。

[關(guān)鍵詞] 數(shù)據(jù)科學(xué);大數(shù)據(jù)技術(shù);地方石油高校

[基金項目] 2019年度國家自然科學(xué)基金“基于字典學(xué)習(xí)的多震源數(shù)據(jù)高效高精度最小二乘偏移方法研究”（41904110）;2019年度湖北省博士后科技活動擇優(yōu)資助“字典學(xué)習(xí)稀疏約束的多震源數(shù)據(jù)最小二乘偏移方法研究”（9621000817）

[作者簡介] 吳 娟（1984—），女，湖北十堰人，工學(xué)博士，長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院講師，主要從事大數(shù)據(jù)、地震信號處理研究;陳清禮（1965—），男，四川眉山人，工學(xué)博士，長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院教授，主要從事大數(shù)據(jù)、人工智能研究;白 敏（1986—），男，河南西平人，工學(xué)博士，長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院副教授，主要從事大數(shù)據(jù)、地震信號處理研究。

[中圖分類號] G3? ? ?[文獻標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）20-0005-04? ? [收稿日期] 2021-02-22

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)是一個以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、大數(shù)據(jù)分析為核心，涉及計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)三大基礎(chǔ)學(xué)科的新興專業(yè)。

大數(shù)據(jù)科學(xué)的興起源于2012年3月，當(dāng)時美國奧巴馬政府宣布投資2億美元啟動“大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展計劃”，認(rèn)為大數(shù)據(jù)是“未來的新石油”，將“大數(shù)據(jù)研究”上升為國家意志。這是繼1993年美國宣布“信息高速公路”計劃后的又一次重大科技發(fā)展部署[1]，對未來的科技與經(jīng)濟發(fā)展必將帶來深遠影響。

2013年是中國大數(shù)據(jù)元年，各行業(yè)開始高度關(guān)注大數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用。為了促進國內(nèi)大數(shù)據(jù)的發(fā)展，2015年8月，國務(wù)院頒布了《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》，提出要將大數(shù)據(jù)上升為國家戰(zhàn)略。隨之，高等院校開始了大數(shù)據(jù)本科專業(yè)的申報。2016年2月，教育部首次批準(zhǔn)北京大學(xué)、中南大學(xué)、對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)三所高校設(shè)立數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)[2]。至今，我國先后有600多所高校設(shè)立了“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”本科專業(yè)[2]。長江大學(xué)于2019年獲批設(shè)立該專業(yè)，承擔(dān)專業(yè)建設(shè)的是地球物理與石油資源學(xué)院。我院于2019年開始首批招生，共招收大一新生79名，到2020年新生擴招至135名。由于考生報考踴躍，生源良好，學(xué)院計劃今后繼續(xù)擴大招生規(guī)模。

我們知道，專業(yè)的生存與發(fā)展關(guān)鍵在于人才的培養(yǎng)。人才培養(yǎng)目標(biāo)有研究型與應(yīng)用型兩種，作為地方性本科院校，大多選擇應(yīng)用型作為人才培養(yǎng)目標(biāo)。結(jié)合石油行業(yè)需求，地方高校如何科學(xué)地制訂人才培養(yǎng)目標(biāo)，確保學(xué)生學(xué)有所用、學(xué)有所成是我們亟須考慮的問題。

下面從專業(yè)內(nèi)涵、專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)、專業(yè)應(yīng)用前景出發(fā)，結(jié)合我?，F(xiàn)狀，探討“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位和教學(xué)實踐。

一、專業(yè)內(nèi)涵

將從以下兩個方面介紹數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)。

1.數(shù)據(jù)科學(xué)。理論科學(xué)、實驗科學(xué)和計算科學(xué)作為科學(xué)創(chuàng)新的三大支柱，正推動人類文明進步和科技發(fā)展。數(shù)據(jù)科學(xué)作為第四個科學(xué)范疇，是Jim Gray博士在2007年創(chuàng)造的一個術(shù)語。數(shù)據(jù)密集型科學(xué)，簡寫為數(shù)據(jù)科學(xué)，是指將數(shù)據(jù)分析執(zhí)行作為經(jīng)驗科學(xué)，直接從數(shù)據(jù)本身進行學(xué)習(xí)。數(shù)據(jù)科學(xué)采用收集數(shù)據(jù)的形式，進行開放式分析，不做預(yù)先假定。在許多數(shù)據(jù)科學(xué)項目中，首先要瀏覽原始數(shù)據(jù)，形成一個假定，然后基于假定進行調(diào)查確認(rèn)。這里的關(guān)鍵概念是，數(shù)據(jù)科學(xué)是一個經(jīng)驗科學(xué)，直接基于數(shù)據(jù)進行科學(xué)處理。

2.大數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)。大數(shù)據(jù)是指傳統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)無法有效處理的一種新型數(shù)據(jù)集。對新型數(shù)據(jù)架構(gòu)具有約束力的大數(shù)據(jù)特征是：規(guī)模（volume），即數(shù)據(jù)集的大小;多樣性（variety），即數(shù)據(jù)來自多個數(shù)據(jù)倉庫、多個業(yè)務(wù)領(lǐng)域，包含多種類型;速度（velocity），即數(shù)據(jù)流動的速度;易變性（variability），即數(shù)據(jù)集其他特征方面的變化。上述特性通常被稱為大數(shù)據(jù)的四個“V”。雖然大數(shù)據(jù)還能總結(jié)出其他“V”，但是上述四個“V”是實現(xiàn)成本經(jīng)濟性模式向新型并行架構(gòu)轉(zhuǎn)變的驅(qū)動力。這些大數(shù)據(jù)特性決定了大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的整體設(shè)計。所謂大數(shù)據(jù)技術(shù)，就是從各種類型的海量數(shù)據(jù)中快速獲得有價值信息的技術(shù)。

二、專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)

1.師資力量。長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院由翁文波院士于1950年在上海創(chuàng)立的高級地球物理探測班發(fā)展而來，是長江大學(xué)辦學(xué)歷史最長、在國內(nèi)外具有較高聲譽與學(xué)術(shù)地位的學(xué)院之一。學(xué)院現(xiàn)有教職工90人，其中專任教師71人，教授19人，副教授23人。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)申報之初，學(xué)院就有不少教師申請加入該專業(yè)。這些教師大都具有良好的數(shù)理基礎(chǔ)、扎實的計算機基礎(chǔ)和精深的地球物理專業(yè)知識。同時，學(xué)校也從國內(nèi)外招聘多名大數(shù)據(jù)管理、大數(shù)據(jù)分析方面的優(yōu)秀人才，充實研究團隊;學(xué)院也有計劃地派出教師進行專業(yè)進修和參加大數(shù)據(jù)核心課程培訓(xùn)。多元化的教育背景和研究經(jīng)歷，為數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)的建設(shè)積累了雄厚的師資力量[3]。

2.基礎(chǔ)設(shè)施。目前，長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院擁有3個省部級重點實驗室及3個研究院（中心），共14個教學(xué)科研實驗室。實驗儀器先進，功能完備，運行狀態(tài)良好，能較好地滿足本科實驗教學(xué)以及高水平科學(xué)研究的需要。實驗室擁有IBM 256節(jié)點并行機和100 TB并行存儲系統(tǒng)。2020年年底，華為集團就長江大學(xué)地物學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)實驗室建設(shè)向我院派出專家組，為我院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的機房建設(shè)提出了長遠規(guī)劃意見，并就高性能計算中的關(guān)鍵指標(biāo)和大量細節(jié)做出初步論證。這加強了我院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)與全球領(lǐng)先企業(yè)之間的交流、合作。另外，學(xué)校目前正在籌建人工智能研究院，也將對我院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)建設(shè)形成有力的支撐。