大數據技術實驗教學改革研究

蘇冰山 李舶永 周迅

摘要：大數據技術促進了信息技術時代生產效率的提高。大數據課程體系中，實驗教學占據了重要一環。針對現有大數據實驗教學環節中存在的局限和困境，本文將嘗試研究把熱點問題如新冠肺炎的傳播模型引入到大數據技術實驗的教學過程中，促進新技術解決熱點問題的教學方式的實現，同時提升學生的學習興趣。熱點問題引入實驗教學可實現教與用的對接，達到優化教學效果的目的。

關鍵詞：大數據技術實驗;傳染病模型;新冠肺炎

1 引言

近年來，大數據技術引起了政界、商界和學術界的極大關注。2018年、2019年、2020年新增開設大數據專業的學校數量分別為225所、192所、138所，截至2021年，共有730所高校開設了大數據專業。大數據技術在實現諸多便利的同時，也為高校培養相關人才和構建相應課程體系帶來挑戰。由于大數據是一門應用性極強的學科，所以實驗教學對于促進學生掌握大數據技術來說至關重要。現有的大數據實驗教學課程體系中，一般包括Hadoop的部署與管理、MapReducer原理與實踐、用Pandas進行氣象數據分析等實驗環節。這些實驗環節中，缺少與熱點問題對接的部分，難以很好的調動學生的學習熱情。針對如上問題，我們嘗試研究引入與新冠肺炎相關的傳染病傳播模型到大數據技術實驗課程中。

2 大數據人才培養的現實需求

隨著信息技術的迅速發展，當今社會已經邁入“人工智能”和“大數據”的數據信息時代，由此使得大數據技術領域出現了大量的人才缺口。世界很多國家把發展大數據技術納入國家戰略，并采取相應措施促進大數據產業的發展與其他多業態的融合。為了促進大數據業態的發展，相關技術人才的培養顯得尤為重要。自2015年大數據專業在高校出現開始，國務院就明確指出：創新人才培養模式，建立完善合理的大數據專業人才培養體系，鼓勵跨學科、跨校聯合培養，鼓勵校企聯合培養，積極培養大數據應用及創新型人才。基于此，我們可以看出實驗教學在大數據專業建設中的重要地位。

在發展大數據產業的過程中，眾多高校積極投入人力物力財力，申請并建設大數據專業，為大數據人才的培養打牢基礎。多所高校和地方政府加強大數據人才培育和引進等隊伍建設，從而完善大數據人才培養機制，在完善人才培養機制的過程中，建設合理高效的專業課程體系成為重要建設內容。

3 ?大數據人才培養的現存問題

近年來，隨著大數據產業需求和相關技術的興起，世界多國的高校紛紛成立與大數據相關的實體學院，有的組建大數據科研院所，有的高校借助社會力量對在校相關教師和技術人員進行培訓，以此提高師資水平，促進專業教學質量的提高。

從高校大數據專業建設的情況來看，大數據課程體系包括大數據平臺和大數據分析兩個方向。大數據平臺方向側重于Hadoop等相關技術的運維和管理，以及數據庫建模和管理等相關教學內容。大數據分析方向側重數據挖掘技術及應用實踐等內容。兩個專業方向的實踐性均較強。

縱觀大數據專業的課程建設現狀，對其實驗課的改革和重視程度有待加強，培養具有工程實踐能力的技術人才需要完善高效的實驗課程體系，如何圍繞教學體系、教學目標和教學內容做好實驗課程教學改革，是當前大數據專業建設存在的重要問題。

4 新冠肺炎傳染病模型

新冠肺炎自2019年爆發以來，在世界范圍內造成了極大損失。新冠肺炎是一種呼吸道傳染病，符合傳染病模型。研究傳染病的基本數學模型，就是研究傳染病的傳播速度、空間范圍、傳播途徑等問題，以指導對傳染病的有效預防和控制。新冠肺炎的病例分布情況，感染時間和地點，病例的行動軌跡，與病例接觸人員的行動軌跡，并結合區域密度和人口流動率等大數據，可以憑借相關數據對傳染病的發展速度及分布區域等進行預測，從而為疾控決策給出參考數據。因此，在大數據實驗課程中引入新冠肺炎的相關數據作為實驗素材，做出相應的預測和分析，是可行有效且有實際意義的。

5 如何去做

大數據技術對新冠肺炎疫情的分析預測是一個面向現實應用的實驗，該實驗環節應該放在“Hadoop的部署與管理”實驗之后。該實驗可以通過網絡在線

實驗的形式完成，云端的虛擬機可以實現大數據平臺的仿真構建，使學生方便的通過網絡在線模擬實驗。實驗設計上應首先介紹實驗目的、先學知識（如python的基本語法）、實驗原理（包括新冠肺炎傳染病模型的介紹）、然后給出實驗步驟（包括新冠肺炎傳染病的分析預測數據及可視化）和對照的實驗結果。

6 總結

大數據技術是當今的技術熱點之一，隨著眾多高校開設大數據專業，建設高質量的大數據課程體系是十分重要的專業建設環節。大數據技術實驗是大數據課程體系的重要一部分，怎樣提升大數據實驗課程的趣味性和學生的學習熱情是亟待解決的問題。課程改革中把社會熱點問題和技術結合起來，將新冠肺炎疫情數據作為實驗素材，以此增強大數據課程學習的趣味性和實用性。當然改革過程還需要逐步調優，解決教學過程中存在的不足。我們在做大數據實驗課程教改的過程中，仍然面臨著多方面挑戰，在此過程中，我們應當運用實驗課的實踐性，從實用、趣味和實戰出發，將實驗課的教改工作不斷推向前進。

參考文獻：

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河南省教育科學十三五規劃課題（2020YB0149）、國家級大學生創新創業訓練計劃項目（202110485023）、鄭州航空工業管理學院大學生創新創業訓練計劃項目（“在線學習環境下學習者特征模型構建及應用研究”）。

作者簡介：蘇冰山（1989—），男，漢，籍貫：河南省焦作市，職稱：助理實驗師，學歷：碩士，單位：鄭州航空工業管理學院智能工程學院，研究方向：信號與信息處理。