基于校企合作的大數據課程建設與教學實踐

李曉丹 劉云翔 原鑫鑫 徐琛

上海應用技術大學計算機科學與信息工程學院，上海 201418

近年來，許多高校相繼開設了大數據相關專業或增設了相關課程，這是一個很好的趨勢。《國家中長期教育改革與發展規劃綱要（2010—2020 年）》指出，高等教育要重點擴大應用型、復合型、技能型人才培養規模，地方高校應以地方需求為主，服務地方經濟建設，以培養應用型人才為主要目標。校企合作課程建設是實施教學質量與教學改革工程的重要組成部分，通過高起點、高要求的改革舉措和扎實有效的工作，建設符合應用型人才培養目標要求，并適應新的人才培養模式的富有創新特色的校企合作課程，受益學生、服務企業、修煉教師、貢獻地方。

一、當前課程教學存在的問題

部分高校在建設大數據專業的同時，配套建設了相關技術實踐教學平臺，為教師教學和學生學習提供了良好的輔助平臺和工具。然而新專業的誕生和新技術的發展并不能促使課程教學的快速改革，課程教學仍然存在一些問題，需要授課教師不斷學習和提升教學水平。

（一）傳統教學模式仍然占主導地位

當下翻轉課堂式教學等現代教學模式備受推崇，但由于其對教師的要求比較高，大部分課堂仍然采用傳統的、以教師為主導的教學模式。這種教學模式集中表現為教師站在講臺上講，學生坐在座位上聽，整個課堂教師處于主導地位，而學生處于被動接受理論知識的地位。傳統教學模式不能“一刀切”，因為有些課程內容還需要這樣的授課模式，但對于大數據背景下的許多新技術課程，單一的教學模式不僅使教師授課受限，而且容易導致學生缺乏自主學習的能力和探索精神。而學生的學習動力和創新精神對培養其自學能力、創新能力、合作能力、分析與解決問題能力至關重要。

（二）師資水平達不到專業要求

大數據相關技術在企業已經被廣泛應用且趨于成熟，目前各高校也逐步開設相關課程。但相對而言，學校在此方面落后于企業，并且在師資隊伍建設方面也明顯欠缺，這成為學校開設大數據技術相關課程的局限。因此，學校不得不招兵買馬、引進人才，同時還要花費一定時間培養本土的師資隊伍。師資方面的不足對整體課程規劃、課程設置、課程授課等各個環節都有很大的影響。

（三）校企合作的深度不夠

鑒于學校在大數據技術相關方面師資力量的不足，與企業合作進行校企聯合授課是目前較為流行的一種做法。校企合作一方面可以彌補學校師資不足，另一方面可以將企業優秀的項目案例和技術經驗與學校進行交流。但由于企業的大部分項目工程時限性較強，若要派出一定的人力、抽出一定的時間有一定的困難，所以，在合作過程中，通常企業的表現并不積極，大部分的課程設計工作仍然是由學校教師完成。這就容易產生校企合作存在深度不夠、企業授課與學校授課無法緊密銜接等問題，從而影響授課效果。

二、課程體系規劃與建設思路

不管是新興專業還是新興方向都非常重要，其決定了學生培養的總體方向和總體目標。因此，在制訂課程規劃前，學校要進行廣泛的社會調研和崗位需求調查。以上海應用技術大學（以下簡稱“我校”）大數據與信息處理方向的建設為例，課程團隊提前兩年多就開始進行各項準備工作，開展了資料查閱、培訓學習、高校調研、企業調研等，并結合我校培養應用型人才的特點，逐步明確了課程內容、課程規劃。

（一）課程體系建設思路

課程體系應能夠反映當前社會技術水平和職業崗位資格要求。高校應以適應社會需要為目標，以應用為主旨構建課程體系和教學內容，即按照技術領域和職業崗位（群）的實際要求，設置課程及精選內容。要以學生能力培養為核心，確定課程設置；以職業能力培養為主線，組織課程內容；以典型崗位工作為載體，設計教學活動。通過在校內搭建企業化的培訓環境，由企業職業講師和校內專業教師共同引導項目實踐，督導教學實踐過程，形成一個有機的、協調的培養和管理體系的實踐教學模式。同時，要以職業能力標準為參照，改革評價方法；以企業發展需求為導向，創新培養模式；以教師素養修煉為目的，建設雙師隊伍。

以我校培養應用型技術人才的培養戰略為例，在制訂培養方案時，需明確每門課程的人才培養目標，明確每門課程的知識、能力、素質的教學任務和教學目標，形成理論、技術、應用、實踐四位一體的教學有機體系。基礎理論課要以應用為目的，以必需、夠用為度；專業課要加強針對性和實用性，以職業能力作為課程設置的基礎，使學生所獲得的知識、技能真正滿足職業崗位的需求；實踐課程要注重結合實際和理論應用，提高學生的分析能力和動手能力，并在教學計劃中占有一定的比重。

（二）“四位一體”課程體系構建

以下以我校大數據與信息處理方向的建設為例，對課程體系構建以及課程內容設計進行詳細說明。

我校的大數據與信息處理方向側重培養具有大數據技術和數據分析能力的計算機專業本科生。因此，學生需要具備計算機科學與技術的理論基礎以及大數據和信息處理的能力。除基礎課程外，與大數據相關核心課程體系主要包括數據分析與挖掘、大數據技術及應用、大數據應用案例分析、實訓課程等，分別培養學生數據分析的基本理論素養以及掌握數據分析技術的應用、數據分析實戰、動手實踐的能力。

課程體系的構建遵循“理論基礎—技術基礎—實際應用—綜合實訓”的建設主線，培養學生的理論、技術、應用、實踐四位一體的綜合能力。通過完整的課程學習，使學生能夠理解數據分析和挖掘的基本算法，掌握大數據分析的分布式技術框架和常用工具，了解大數據分析的具體步驟和開發方法，最后能夠針對實際問題，使用數據獲取、數據管理、數據預處理、數據建模、模型評估等方面的知識解決實際項目問題，為學生今后從事相關崗位工作提供理論學習和實際操作訓練。

三、課程內容建設

筆者以我校大數據技術及應用課程為例，詳細闡述課程內容建設。

（一）課程目標

大數據技術及應用是計算機科學與技術專業的核心課程之一。在專業基礎課程學習的基礎上，本課程要求學生能夠掌握大數據技術的基本知識，了解Hadoop分布式系統基礎架構，掌握HDFS 原理、MapReduce 原理、HBase 數據庫、Hive 技術、Spark 原理與應用，了解基于大數據平臺的開發語言和開發工具，能夠與實際應用相結合開展基于大數據架構的數據分析和挖掘。培養學生的實踐動手能力，讓學生了解大數據技術的發展現狀，掌握大數據分析的技能，為他們今后的工程實踐打下良好的理論基礎。隨著科學技術的進步，該課程的內容也在不斷擴充和更新，理論不斷豐富和深化，分析方法不斷完善和發展。

課程目標——知識：學生能夠了解大數據概念與關鍵技術，掌握Hadoop 架構的體系結構、HDFS 原理、MapReduce 原理、Hive 技術、HBase 數據庫、Spark 原理與應用等。

課程目標——能力：學生能夠掌握大數據分析的基本算法、原理、實現方法，并能基于大數據平臺進行算法的實現，使學生具備良好的實踐動手能力和解決問題的能力，為其今后的工程實踐打下良好基礎。

課程目標——素養：培養學生良好的學習態度、專業責任感和職業道德，讓學生具有綜合運用大數據平臺、大數據分析的能力，包括其對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并了解開發和數據分析工程師應承擔的責任。

（二）課程內容建設

大數據技術及應用課程涉及當前大數據的主流技術。該課程的教學團隊由校內教師和企業講師組成，依托與企業共建的大數據實驗室，開展課程建設和課程教學。此外，該課程內容在技術更新過程中不斷擴充和更新，理論不斷豐富和深化，方法不斷完善和發展，從而促進了課程和教學的持續建設和改革。

本課程教學內容主要涵蓋三個方面：（1）大數據技術基礎Hadoop 的相關知識，主要包括分布式文件系統HDFS、分布式計算框架MapReduce、數據倉庫Hive、數據庫Hbase 等。培養學生掌握大數據技術的基本技能，并設置相關實驗項目。（2）基于內存計算的分布式計算框架Spark 與數據挖掘。該模塊在數據挖掘基礎課程學習的基礎上，讓學生進一步學習Spark計算框架，提高其數據分析的能力。（3）大數據分析應用案例分析。在學習大數據技術、開發語言和數據分析算法的基礎上，讓學生結合項目實際，掌握綜合應用的能力。

四、教學實踐與反饋

校企合作課程的教學方法靈活多樣，如校企聯合授課、實驗室環境授課、隨時隨地在線學習、課外參加競賽等。以一個42 人的授課班級為例，班級80%以上的學生對整體教學表示滿意，85%以上的學生希望開設更多的校企合作課程。

（一）教學實踐與效果

1.學生獲取知識方面。本學期的課程主要圍繞大數據Hadoop 生態系統、Spark 架構及簡單編程展開。大多數學生表示從課堂上學到的大數據相關技術、熱門技術、前沿知識等，對拓寬知識面、了解市場情況、選擇未來就業方向等方面都有很大的幫助。

2.教師獲取知識方面。大數據技術屬于新興技術，通過校企課堂教師可以學到很多新知識、新技術，實踐能力能得到提高，這也是培養學校大數據教學團隊的良好契機。

3.加強校企交流，不斷改進和升級教學實驗平臺。通過本次校企合作，校企教師可以更好地交流和溝通，促進課程內容的改進和完善，增加符合學生實際水平的實驗項目，設計更多的實際應用案例，使學生更容易接受和掌握知識點。

（二）教學反饋與總結

1.線上授課有利有弊，應線上線下相結合。因為新冠肺炎疫情的特殊形勢，部分課程開展線上授課，有一部分不夠自覺的學生未能集中精力學習。但對于自覺的學生來說，這是一個很好的學習機會，因為視頻可以反復觀看，他們可以更好地消化和理解某個知識點。后續課程開設可以考慮采用線上和線下相結合的方式開展。

2.內容多，進度快，這對于沒有接觸過大數據的學生來說，接受起來稍有困難；一些基礎薄弱的學生學起來比較吃力或感覺枯燥。后續課程會對該課程內容進行改進和精簡，設計更為合理的授課內容。

3.實際應用案例講授不夠透徹。目前課程學時安排為6 個理論授課學時和4 個實驗授課學時，課程設計較為合理。但有部分學生反映需要加入一些有趣的、實際的應用案例，增加課程的趣味性和實踐性。在后續課程設計中，我們需要和企業進一步溝通和策劃，考慮如何更好地展現企業實際案例，讓學生從整體操作上掌握工作的流程和步驟。

4.聽取學生意見，及時調整授課方法。在課程結束時項目組收集到了學生很多有用的建議，這對課程改進有很大的幫助。在后續的授課過程中，可采用匿名的方式多渠道收集或聽取學生的意見，及時調整或改進授課方法，更好地為學生服務。

五、總結

文章從分析當前課程教學中存在的問題入手，闡述了校企合作的重要性和必要性。以我校大數據與信息處理方向的建設為例，探討了課程體系構建與建設思路，并詳細闡述了課程的建設目標和具體內容。每學期通過教學實踐，不斷反饋，不斷改進，持續優化。通過學生的問卷反饋，學生表示愿意參加更多的校企合作課程，希望可以開闊視野，了解更多一線知識。而企業也可以利用資源優勢，培養更多貼近企業實際需求的人才，為企業所用。可見，校企合作共建課程對人才培養和社會服務都非常有益。