基于OBE模式的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的課程構(gòu)建方法研究

李麗麗 陳久玲 滕艷平

摘要：大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)是一門理論與實踐緊密結(jié)合的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)的必修課程。傳統(tǒng)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程考核過程中，無法真正有效地在培養(yǎng)學(xué)生理論知識的同時提高學(xué)生大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用及開發(fā)能力。針對這種情況，文章提出基于OBE的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程構(gòu)建方法，以O(shè)BE導(dǎo)向為基礎(chǔ)，圍繞著數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生，改變以往重理論輕實驗實踐的情況，在教學(xué)過程中注重實驗實踐教學(xué)，對大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容及方法進(jìn)行調(diào)整，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，理論與實踐相結(jié)合，在提高學(xué)生實踐能力的同時，提高學(xué)生對理論知識的掌握，從而支撐本科專業(yè)畢業(yè)要求，達(dá)到最終向企業(yè)輸送人才的目的。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)基礎(chǔ);OBE;課程成績考核

中圖分類號：G424? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）16-0130-03

1 概述

21世紀(jì)以來，物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著人類正式進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時代。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為國家的重要戰(zhàn)略資源，大數(shù)據(jù)也日益滲透到社會生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方方面面。在美國，2018年數(shù)據(jù)人才和高級數(shù)據(jù)分析人才的缺口高達(dá)到19萬人，同時美國企業(yè)還需要與大數(shù)據(jù)處理相關(guān)的近150萬的高級管理人才。目前，我國的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)仍處于構(gòu)建的階段，大數(shù)據(jù)相關(guān)的人才儲備不足、相關(guān)專業(yè)的應(yīng)用人才與科技人才的嚴(yán)重缺乏嚴(yán)重制約著大數(shù)據(jù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。如何將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為更有價值的信息，從而為政府決策、公司運(yùn)營提供技術(shù)支持，是數(shù)據(jù)分析師需要具備的職業(yè)技能。

2 基于OBE導(dǎo)向的教學(xué)模式研究

自從OBE模式被提出以來，這一模式已在美國、澳大利亞、英國等國家得到廣泛運(yùn)用，成為這些國家教育改革的主流理念。《華盛頓協(xié)議》全面接受了 OBE 理念， 并將其貫穿于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的始終。我國在2013年成為《華盛頓協(xié)議》的預(yù)備會員國。此后，我國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會頒布的《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2014）》，并且強(qiáng)調(diào)了工程教育專業(yè)要實施成果導(dǎo)向教育，工程教育認(rèn)證工作在全國推進(jìn)。以O(shè)BE理念推動工程教育改革，提高工程人才培養(yǎng)質(zhì)量成為國內(nèi)地方工科院校廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)[2]。近年來OBE被廣泛應(yīng)用到高校工程教育類人才培養(yǎng)、教育教學(xué)改革及專業(yè)建設(shè)方面[3]。總體而言，目前利用OBE理念指導(dǎo)人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)已經(jīng)逐漸得到廣泛認(rèn)可[4]。在課程的設(shè)計方面，基于OBE模式課程計劃“反向設(shè)計”，即每節(jié)課、每個知識點(diǎn)對于實現(xiàn)預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出的貢獻(xiàn)程度應(yīng)是明確的。在能力培養(yǎng)方面，OBE模式下更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合實踐能力的培養(yǎng)。在學(xué)習(xí)評價方面，OBE模式更加強(qiáng)調(diào)的是堅持以人為本的課程學(xué)習(xí)評價，優(yōu)化評價方法和健全評價機(jī)制。

3 大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程特點(diǎn)及現(xiàn)狀

大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程主要講授大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)知識及相關(guān)技術(shù)。課程內(nèi)容繁雜，除了理論基礎(chǔ)知識之外，還有需要實踐操作環(huán)節(jié)。高校大數(shù)據(jù)方向的人才培養(yǎng)，就是通過課程學(xué)習(xí)、實驗操作，綜合實踐訓(xùn)練來實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析師的培養(yǎng)，為企業(yè)與社會提供專業(yè)的數(shù)據(jù)分析師。為實現(xiàn)這一目的，就需要根據(jù)企業(yè)及社會需求，通過合理設(shè)置課程，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握大數(shù)據(jù)專業(yè)知識，具備大數(shù)據(jù)平臺管理能力和軟件開發(fā)能力，實踐能力強(qiáng)，能夠從事工程設(shè)計實施、高級管理維護(hù)、開發(fā)、云平臺組建及管理以及大數(shù)據(jù)存儲、計算及分析處理能力[5]。

但是現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)方式及考核方式存在以下兩個問題。

1）單一考核方式難以真實反映學(xué)生能力

傳統(tǒng)的成績考核方式是用一張試卷來評價學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果。這種過于單一考核方式，很難真實反映學(xué)生的能力。同時，由于只在期末進(jìn)行考核，所以使得學(xué)生不注重學(xué)習(xí)過程，不注重實際操作能力的培養(yǎng)。而OBE以學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果為目標(biāo)導(dǎo)向，以多元化的方式進(jìn)行學(xué)生成績評定的標(biāo)準(zhǔn)，以企業(yè)和行業(yè)的要求為目標(biāo)，考查學(xué)生對知識點(diǎn)的理解、運(yùn)用能力，并能運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題，增加學(xué)生的競爭力。通過分組組建團(tuán)隊，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊合作精神，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

2）同一層次教學(xué)學(xué)生區(qū)分度不高

大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程主要教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)掌握大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)原理，學(xué)會使用大數(shù)據(jù)平臺的主要軟件。因此在授課過程中通過設(shè)計多個實例，使學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握大數(shù)據(jù)的相關(guān)軟件。根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中“漸近性”特點(diǎn)，在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)中以O(shè)BE模式為指導(dǎo)，將實驗教學(xué)分解為3個層次，針對不同的層次制訂相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。第一個層次：基礎(chǔ)實驗部分，主要針對基礎(chǔ)知識，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。第二個層次，驗證性實驗部分，使學(xué)生掌握在Hadoop平臺上的相關(guān)軟件的安裝及使用。第三個層次，設(shè)計性實驗部分，通過分組實驗，完成必做和部分選做實驗，根據(jù)實驗完成情況給出相應(yīng)的評價。

4 以O(shè)BE為導(dǎo)向的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程構(gòu)建

以O(shè)BE模式“自頂向下，反向設(shè)計” 建立持續(xù)改進(jìn)的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程內(nèi)容體系完成大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程體系的建設(shè)。阿查亞（Acharya）提出的實施OBE的四個步驟：定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出（Defining）—實現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出（Realizing）—評價學(xué)習(xí)產(chǎn)出（Assessing）—使用學(xué)習(xí)產(chǎn)出（Using）。根據(jù)其提出的四個步驟，基于OBE模式的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程建設(shè)的實施可以用以下模型來表示。該模型包括：定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出——實現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出（反向設(shè)計、生成課程學(xué)習(xí)資源）——評價學(xué)習(xí)產(chǎn)出——使用學(xué)習(xí)產(chǎn)出四個環(huán)節(jié)。

4.1 定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出

OBE是 “以產(chǎn)出為本的教育”。大數(shù)據(jù)方向旨在于以行業(yè)需求為目標(biāo)，培養(yǎng)社會需要的大數(shù)據(jù)人才。大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程作為基礎(chǔ)核心課程，其教學(xué)內(nèi)容包括大數(shù)據(jù)基本概念、大數(shù)據(jù)處理架構(gòu)、大數(shù)據(jù)軟件安裝與配置方法，數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)采集和導(dǎo)入、Spark、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化等相關(guān)的技術(shù)。通過大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)概念，掌握大數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)存儲等相關(guān)技術(shù)，并且能夠應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。根據(jù)這一要求，需要明確學(xué)生應(yīng)在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)中掌握哪些相關(guān)的專業(yè)知識及技能，并將這些需要掌握的專業(yè)理論知識及技能作為大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)出。

4.2 實現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出

根據(jù)定義的學(xué)習(xí)產(chǎn)出，對課程內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)手段及教學(xué)評價進(jìn)行反向設(shè)計，確定其內(nèi)容及方法。1）課程內(nèi)容完全按照學(xué)習(xí)產(chǎn)出進(jìn)行設(shè)計，即大數(shù)據(jù)分析人才需要掌握哪些大數(shù)據(jù)相關(guān)的技術(shù)知識，那么課程內(nèi)容就重點(diǎn)講解哪些知識。2）以培養(yǎng)社會需要的大數(shù)據(jù)人才為學(xué)習(xí)產(chǎn)出，不僅要求學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)相關(guān)的理論知識，還需要學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)平臺的搭建，相關(guān)軟件的安裝及使用，數(shù)據(jù)分析的方法，因此需要設(shè)計使用多種教學(xué)手段，以理論教學(xué)傳授大數(shù)據(jù)專業(yè)知識;以實驗教學(xué)訓(xùn)練學(xué)生的大數(shù)據(jù)平臺搭建，大數(shù)據(jù)軟件的使用，掌握大數(shù)據(jù)相關(guān)的編程方法及數(shù)據(jù)存儲、訪問、采集、處理和分析的方法及技術(shù);以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為依托，使學(xué)生通過線上自主學(xué)習(xí)掌握更多的大數(shù)據(jù)技術(shù)，解決學(xué)習(xí)過程中的重點(diǎn)及難點(diǎn)，同時有利于學(xué)生進(jìn)行分層次學(xué)習(xí);以分組實踐的方式，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所掌握的大數(shù)據(jù)相關(guān)知識及技能進(jìn)行綜合訓(xùn)練。3）豐富的教學(xué)資源為教學(xué)提供了輔助。學(xué)生需要的多樣性和大數(shù)據(jù)技術(shù)的復(fù)雜性使傳統(tǒng)單一的教學(xué)資源已經(jīng)不能滿足人才培養(yǎng)的需要。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提供視頻資源、在線試題以及課題討論可以幫助學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)的專業(yè)知識及技能，并在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行自我檢測和評價;大數(shù)據(jù)實驗平臺、案例教程可以提高學(xué)生應(yīng)用大數(shù)據(jù)軟件的能力和數(shù)據(jù)處理能力。4）多元評價體系。傳統(tǒng)單一的評價體系在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中導(dǎo)致學(xué)生只重視理論知識的掌握，學(xué)生的實際操作能力得不到有效地提供。多元評價系統(tǒng)，使學(xué)生在學(xué)好理論知識的同時，還需要有較強(qiáng)的動手實踐能力。這也是對大數(shù)據(jù)從業(yè)人員的要求，即不僅需要完備的理論知識，還需要有較強(qiáng)的應(yīng)用各種大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的能力。多元評價體系包括課堂討論、試題考核、實驗考核、線上測試（圖1線上測試）和分組實踐考核。包含了線上學(xué)習(xí)（圖2線上學(xué)習(xí)統(tǒng)計）的多種考核方式促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，以實現(xiàn)大數(shù)據(jù)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)出。

4.3 評價學(xué)習(xí)產(chǎn)出

通過建立的評價體系進(jìn)行多方式的學(xué)習(xí)產(chǎn)出評價。針對大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程的評價學(xué)習(xí)產(chǎn)出可以分為以下幾個部分。1）以課堂討論及作業(yè)的形式評價學(xué)生對大數(shù)據(jù)理論知識的掌握。大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程中，理論知識是基礎(chǔ)，因此，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)完大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程后能否掌握其理論內(nèi)容是課程教學(xué)需要重點(diǎn)考慮的問題。課堂討論與作業(yè)相結(jié)合，既可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時也可以解決單一評價方式造成的評價存在偏差的問題。作業(yè)評價可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中系統(tǒng)掌握理論知識，課堂討論可以使教師及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，并有針對性地改進(jìn)。兩者結(jié)合可以促進(jìn)學(xué)生更好地掌握理論知識。2）以試題考核的形式評價學(xué)生對大數(shù)據(jù)相關(guān)知識的整體掌握情況。在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程考核中，試題考核占整個大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程的百分之五十。通過試題考核，可以客觀全面地評價學(xué)生對大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程知識掌握的整體情況。并可根據(jù)反饋情況對大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)進(jìn)行調(diào)整，以利于學(xué)生更好地掌握理論內(nèi)容，為將來學(xué)生就業(yè)打好基礎(chǔ)。3）以實驗考核的形式評價學(xué)生運(yùn)用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)的實驗操作能力。在考核過程中，引入了實驗考核形式，即通過對相應(yīng)的大數(shù)據(jù)技術(shù)設(shè)置實驗考核項目，按照學(xué)生實驗完成程度對學(xué)生實際操作能力給出客觀評價。實驗考核的設(shè)置更加有利于調(diào)動學(xué)生的動手能力及學(xué)習(xí)積極性，通過實驗考核為學(xué)生從事大數(shù)據(jù)分析等相關(guān)工作提供了更好的訓(xùn)練，從而使學(xué)生為來的就業(yè)打好基礎(chǔ)。4）以線上學(xué)習(xí)考核的形式評價不同層次學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)知識及技能情況。課堂學(xué)習(xí)、課程作業(yè)以及實驗訓(xùn)練只能滿足大部分同學(xué)的學(xué)習(xí)需求。因此通過線上學(xué)習(xí)，將所學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行分層次分類別的區(qū)分后，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)需求進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)，可以補(bǔ)足課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的不足，進(jìn)而使學(xué)生更好地掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的同學(xué)可以學(xué)習(xí)更多的內(nèi)容，而學(xué)習(xí)能力弱的同學(xué)也可以通過線上學(xué)習(xí)基本掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎(chǔ)知識，并能夠在能力范圍內(nèi)有所提高。4）以分組實踐的形式評價學(xué)生運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的綜合能力。大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)是一門結(jié)合性很強(qiáng)的課程，一個學(xué)生要想全面熟練地掌握全部內(nèi)容是一件很困難的事，所以可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況及興趣愛好分成不同的組，組內(nèi)學(xué)生協(xié)同合作，互相促進(jìn)。同時通過分組可以使學(xué)生以團(tuán)隊的形式開展學(xué)習(xí)和參加各種比賽，以便為今后的就業(yè)打好基礎(chǔ)。

4.4 使用學(xué)習(xí)產(chǎn)出

使用學(xué)習(xí)產(chǎn)出即將學(xué)習(xí)產(chǎn)出應(yīng)用于學(xué)生的學(xué)習(xí)、工作中，并檢驗學(xué)習(xí)產(chǎn)出。一門課程一項技術(shù)學(xué)生是否能夠很好地掌握，是需要進(jìn)行實踐檢驗的。通過課程學(xué)習(xí)、綜合實踐、學(xué)科競賽、科學(xué)研究以及升學(xué)考試中使用大數(shù)據(jù)課程所學(xué)理論知識、專業(yè)技能達(dá)到檢驗學(xué)習(xí)產(chǎn)出的目的，進(jìn)一步檢驗課程內(nèi)容是否合理、教學(xué)手段是否有效、教學(xué)資源是否適用、評價體系是否有效。不同方式的檢驗可以有針對性地檢驗出教學(xué)過程中存在的問題，發(fā)現(xiàn)問題解決問題，以便在今后的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程中采用更好的教學(xué)手段和更加合理的考核形式，最終達(dá)到大數(shù)據(jù)本科學(xué)生培養(yǎng)的目的，更好地掌握大數(shù)據(jù)技能，為今后的就業(yè)提供保障。

5 結(jié)論

基于OBE模式的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程構(gòu)建，改變了以往教學(xué)教程中注重理論，輕視實驗的情況，通過大數(shù)據(jù)原理與實驗相結(jié)合的教學(xué)考核模式，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，提高學(xué)生動手操作能力，同時促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步掌握相關(guān)的理論知識。以基于OBE模式的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程構(gòu)建剛剛起步，未來還有很長一段時間進(jìn)行完善和改進(jìn)，針對這門課程的教學(xué)方法及手段的改進(jìn)，如何更加有效的使得學(xué)生通過這門課程學(xué)習(xí)掌握相關(guān)的大數(shù)據(jù)技術(shù)，是未來需要研究的內(nèi)容。相信通過不斷的努力，基于OBE 的課程模式會廣泛出現(xiàn)，將課程改革推進(jìn)一個新的時代，以培養(yǎng)出國家建設(shè)的優(yōu)秀接班人。

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