新工科背景下大數據專業課程建設的探索

高永彬 楊孜茁 方志軍

摘要：在大數據技術與應用如火如荼的背景下，數據科學與大數據技術專業在國內多所高校迅速建立，本專業相關課程的教學建設，也成為了高等院校相關專業研究的熱點。本文探討了數據科學與大數據技術及相關專業中，作為基礎平臺課程的《數據科學與分析》課程的建設思考，包括建設背景、課程建設的目標、課程建設的具體內容和建設手段等，旨在為數據科學與大數據專業的課程建設做有益的探索。

關鍵詞：數據科學與大數據技術;數據科學與分析;課程建設

1課程建設的背景

大數據技術即將帶來一場顛覆性的革命，它將推動社會生產取得全面進步，助推政府、金融、醫療、教育、零售、制造業、能源和交通等行業產生根本性的變革。高校數據科學與大數據技術專業就是在這樣的背景下設立的，本專業旨在培養社會急需的具備大數據處理及分析能力的高級復合型人才。具體包括：掌握計算機科學、大數據科學與信息技術的基本理論、方法和技能，受到系統的科學研究訓練，具備一定的大數據科學研究能力與數據工程實施的基本能力，掌握大數據工程項目的規劃、應用、管理及決策方法，具有大數據工程項目設計、研發和實施能力的復合型、應用型卓越人才。通過本專業的學習，使學生掌握計算機理論、數據科學理論以及大數據處理技術，從大數據應用的三個主要層面（即數據管理、系統開發、海量數據分析與挖掘）培養學生系統地掌握大數據應用中的各種典型問題的解決辦法，提升學生解決實際問題的能力，使學生具有將領域知識與計算機技術和大數據技術融合、創新的能力，能夠從事大數據研究和開發應用的高層次人才。《數據科學與分析》是數據科學與大數據技術專業的基礎必修課程，該課程將全面闡釋數據科學的基本理論、大數據的相關概念、主要技術和應用現狀，使學生對大數據的相關技術、應用和產業鏈有一個總體的比較清晰的認識。

2教學內容目標

《數據科學與分析》課程建設主要圍繞數據科學與大數據技術專業本科教學的總體目標和實施要求而展開。根據大數據技術的發展狀況和社會需求，探討數據科學與大數據專業的最佳教學方案和具體實現措施。

《數據科學與分析》課程定位于數據科學與大數據技術專業的導論課程，教學目的是使學生全面了解大數據的概念和應用現狀，對大數據的相關技術、應用和產業鏈有一個總體的比較清晰的認識。

通過本課程的教學，學生應該了解和掌握的知識點包括：大數據與云計算，大數據處理，數據統計與分析，大數據安全，數據可視化，大數據與社交，大數據應用等。

課程建設的總體目標歸納如下：

1）進一步確定本課程在專業培養和課程體系中的地位;

2）在已出版教材的基礎上，進一步完善本課程的理論教學和實驗教學內容;

3）建立和完善課程的實踐教學平臺，撰寫完備的實驗指導書;

4）建立和發布本課程的教學網站;

5）發表與本課程建設相關的研究論文;

6）完善全套的課程教學資料和課件;

7）為新版教材的修訂準備必要的教學資料。

3課程建設內容

3.1教學隊伍建設

課程教學的實施過程中，教師是關鍵所在，教師要有較強的專業素養和教學能力，具備敬業奉獻、言傳身教的師德師風，在向學生傳授知識的同時培養學生的政治素養和專業能力。

師資隊伍建設也是保證教學目標完好實施的重要因素，也是學科發展的必要保證。《數據科學與分析》課程是一門相對較新的課程，通過本課程建設的進行，我們將進一步完善教師隊伍梯隊的培養，以確保該類課程的教學質量、跟蹤本學科發展的最新動態。

3.2教學內容建設

作為高校數據科學與大數據技術本科生的第一門專業基礎課，本課程建設必須符合專業培養目標、設計完整的理論教學體系、配套基本的技能實訓平臺、融合數據科學與大數據技術的最新發展。所以，本課程建設的理論體系計劃從數據科學概論、大數據的基本概念、大數據的產生、大數據的存儲、大數據的獲取、大數據的處理、大數據的分析、大數據的可視化、大數據的應用、大數據的安全等十個方面展開和深入。

3.3教學條件建設

數據科學與大數據技術是較新的科技領域，為了使學生能夠既能學習最新的科技知識和成果，又能在專業基礎和素養上得到提高，學習材料方面采用先進教材，并結合課程思政，使本課程的教學達到理論與實踐、基礎與提高、專業與思政的有機結合。

本課程建設還將配套一個網絡教學討論系統，該系統采用Web技術，發布課堂教學網上視頻和網上論壇，為教師和學生建立一個網絡教學交流平臺。

本課程建設將結合企業的真實需求和應用案例，擁有豐富的視頻大數據、醫院大數據、工業大數據、文本大數據。同時運用最新的容器與K8s技術，搭建一套大數據教學實訓平臺，通過該平臺為大數據相關課程虛擬各種實驗操作環境，共享大數據分析所用的數據集內容，讓學生進行各種數據挖掘算法的演示與開發，真實體驗數據科學在實際環境中的應用。

3.4教學方法與教學手段建設

一、教學方法建設內容：

（1）討論式教學：通過對核心問題的討論，加深學生對問題的理解，增強學生的主動學習能力和對問題的判斷能力;

（2）學生分組式教學：由學生自由組合，根據事先選擇的教學專題和輔助參考資料到講臺上講解對該專題的理解并回答其他同學的提問。這種教學方法能充分調動學生的參與性和創造性思維，培養學生的表達能力和自信心。

（3）發現問題式教學：每一次上課前推薦學生閱讀下次課的參考資料，課上讓學生自己提出問題，教師回答，通過學生提問，教師回答問題的方式，有針對性的解決學生的知識問題，有側重的組織教學。

二、教學手段建設內容

教學手段遵循現代化多媒體教學技術為主，傳統的黑板式教學為輔等多種形式相結合的原則。利用課程網站、線上課程等方式，實現包括教案、教學大綱、講義、知識點、實踐操作指導等教學資源的即時訪問、下載等等。另外，建立公共郵箱與同學交流、互動，及時收集和解答同學們學習過程中存在的疑問，實現網上的課程討論、學習。

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作者簡介：高永彬，1988年11月28日，男，漢，江西省吉安市，博士，副教授，人工智能與大數據，上海工程技術大學。65E71114-E2A4-42E9-96FB-4A0F5E09D398