基于OBE的大數(shù)據(jù)課程教學(xué)改革探索

李曉丹 張晴 劉云翔 原鑫鑫

摘要：隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)人才的迫切需求，高校對(duì)大數(shù)據(jù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量格外重要。基于OBE的教育理念，從產(chǎn)業(yè)需求作為出發(fā)點(diǎn)，最終可以培養(yǎng)出滿足產(chǎn)業(yè)需求的專業(yè)人才。文章以應(yīng)用型本科院校的大數(shù)據(jù)課程為例，分析了當(dāng)前課程教學(xué)現(xiàn)狀，探討了一種基于OBE的大數(shù)據(jù)課程教學(xué)改革思路，分別從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、學(xué)生考核三方面進(jìn)行探索，旨在提高大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：OBE;大數(shù)據(jù)課程;教學(xué)方法;學(xué)生考核;應(yīng)用型本科

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）14-0114-02

大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，給我們的生活帶來了更多的便利，然而與此同時(shí)，大數(shù)據(jù)作為一個(gè)新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，目前我們國家的大數(shù)據(jù)人才還是非常稀缺，社會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)人才的需求也格外迫切。2016年，首批有三所高校獲批了數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)，2018年之后獲批大數(shù)據(jù)專業(yè)的高校猛增到了248所[1]，并且，還有更多的高校在積極申報(bào)大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的職業(yè)崗位會(huì)呈爆發(fā)式增長，而高校的人才培養(yǎng)，更需要結(jié)合產(chǎn)業(yè)需求為社會(huì)輸送更多合格的大數(shù)據(jù)技術(shù)人才。

1 OBE教育理念

基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式（Outcome-Based Education，簡稱OBE）又稱之為成果導(dǎo)向教育、需求導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育、能力導(dǎo)向教育，是一種以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的全新教學(xué)模式[2]。最早由美國學(xué)者斯派蒂（Spandy W.D）對(duì)此模式進(jìn)行了深入的研究，后風(fēng)靡歐美，成為時(shí)下高校教育的主流思想[3]。該教育模式以產(chǎn)業(yè)需求為出發(fā)點(diǎn)[4]，設(shè)置人才培養(yǎng)目標(biāo)，確定學(xué)生畢業(yè)要求，建立人才培養(yǎng)課程體系，課程體系需要囊括知識(shí)、能力、素養(yǎng)三方面的培養(yǎng)，最終服務(wù)于產(chǎn)業(yè)需求，形成一個(gè)設(shè)計(jì)與實(shí)施的閉環(huán)反饋系統(tǒng)。基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式采取反向設(shè)計(jì)，正向?qū)嵤_保產(chǎn)業(yè)需求既是起點(diǎn)也是終點(diǎn)，能力結(jié)構(gòu)貼合實(shí)際，最大程度上保證教育目標(biāo)和結(jié)果的一致性[3]。

本文從當(dāng)前應(yīng)用型本科院校大數(shù)據(jù)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析出發(fā)，探索一種基于OBE先進(jìn)教育理念的教學(xué)改革的思路。

2 大數(shù)據(jù)課程教學(xué)現(xiàn)狀

雖然大數(shù)據(jù)相關(guān)課程隨著大數(shù)據(jù)的熱度，已經(jīng)在各大高校的相關(guān)專業(yè)中如雨后春筍般開設(shè)起來，通過調(diào)研和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，很多應(yīng)用型本科院校卻普遍存在著以下問題：

（1）師資力量不足，實(shí)踐技能欠缺

大數(shù)據(jù)是一個(gè)新興技術(shù)，最早由各大互聯(lián)網(wǎng)公司引領(lǐng)其迅猛發(fā)展，而高校的應(yīng)對(duì)相對(duì)延遲，相對(duì)來說是比較被動(dòng)地進(jìn)行課程和專業(yè)改革，因此，學(xué)校現(xiàn)有的師資顯然不具備充足的師資力量。同時(shí)，除了少數(shù)和企業(yè)密切合作、具有敏銳前沿技術(shù)嗅覺的少數(shù)教師外，大部分教師專注于基礎(chǔ)技能、理論知識(shí)的傳播，而對(duì)嶄新的大數(shù)據(jù)技術(shù)及其實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)較為缺乏。

（2）課程難度系數(shù)大，學(xué)生動(dòng)力不足

大數(shù)據(jù)相關(guān)課程都具有一定的難度。如“大數(shù)據(jù)技術(shù)及應(yīng)用”課程，內(nèi)容包含Linux操作系統(tǒng)、分布式集群、分布式存儲(chǔ)、分布式計(jì)算、協(xié)同服務(wù)等一系列底層基礎(chǔ)知識(shí)，需要學(xué)生靜下心來學(xué)習(xí)、操作和編寫代碼，學(xué)生可能會(huì)覺得枯燥無趣而不愿學(xué)習(xí)。而“數(shù)據(jù)分析與挖掘”課程，教學(xué)內(nèi)容與微積分、線性代數(shù)、概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、凸優(yōu)化、信息論、偏微分方程等數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)理論緊密相關(guān)，同時(shí)數(shù)據(jù)挖掘算法的實(shí)現(xiàn)需要學(xué)生具備一定的編程能力[5]。學(xué)好課程不僅要求學(xué)生具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，還要求較強(qiáng)的編程與邏輯思維能力，因此學(xué)生會(huì)覺得內(nèi)容艱澀、復(fù)雜、難懂，易生畏難和厭學(xué)情緒，造成學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。

（3）傳統(tǒng)授課模式，影響教學(xué)效果

不同于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)課程，通過理論講解、系統(tǒng)展示，學(xué)生基本便可理解和掌握，大數(shù)據(jù)課程，是一門理論與實(shí)踐性很強(qiáng)的一門學(xué)科，需要有理論的講解，但如何讓晦澀難懂的理論知識(shí)講得學(xué)生愿意去聽、能夠聽懂、如何實(shí)操，僅僅依賴傳統(tǒng)的教師講授的單一方式，容易導(dǎo)致學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的能力和探索精神，從而使學(xué)生失去學(xué)習(xí)動(dòng)力和創(chuàng)新精神。另外，當(dāng)前豐富的各種線上資源，也逐漸可以成為教師的一種輔助手段，如何充分利用好線上資源，與教師的線下課程有機(jī)結(jié)合，也需要教師們認(rèn)真思考和研究實(shí)踐，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

（4）課程案例脫離實(shí)際，無法吸引學(xué)生

大數(shù)據(jù)涉及的數(shù)據(jù)量更大，計(jì)算更復(fù)雜，一個(gè)簡單的小數(shù)據(jù)集往往不能體現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的實(shí)際情況，學(xué)生也會(huì)覺得案例簡單沒有體現(xiàn)課程價(jià)值。而一般教師僅依靠自身力量畢竟有限，這時(shí)，只有通過和企業(yè)加強(qiáng)合作，將企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目案例拿來，作為課程案例，然后將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分解，一步一步帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的講解以及實(shí)踐操作，學(xué)生更加感興趣，也更能貼合企業(yè)實(shí)際需求，從而達(dá)到更好地人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

3 基于OBE的教學(xué)改革

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，基于OBE的教育模式現(xiàn)在已經(jīng)非常符合社會(huì)發(fā)展對(duì)于人才培養(yǎng)的需求了。以下以應(yīng)用型本科院校“大數(shù)據(jù)技術(shù)及應(yīng)用”課程為例，逐漸實(shí)施基于OBE的教育模式，探索在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方式、學(xué)生考核等方面的教學(xué)改革。

3.1 “三位一體”教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)——知識(shí)：使學(xué)生理解大數(shù)據(jù)概念與關(guān)鍵技術(shù)，掌握Hadoop分布式架構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)、HDFS分布式存儲(chǔ)原理、MapReduce分布式計(jì)算原理、Hive數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)分析原理與方法、HBase NoSQL數(shù)據(jù)庫原理、Spark基于內(nèi)存計(jì)算的原理等基礎(chǔ)知識(shí)，理解基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)機(jī)器學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)的技術(shù)原理。

教學(xué)目標(biāo)——能力：使學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)分析的基本步驟、實(shí)現(xiàn)方法，并能基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)的能力。使學(xué)生具備良好的實(shí)踐動(dòng)手能力和解決問題的能力，為今后的工程實(shí)踐打下良好基礎(chǔ)。

教學(xué)目標(biāo)——素養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度、專業(yè)責(zé)任感和職業(yè)道德，具有主動(dòng)學(xué)習(xí)、應(yīng)用創(chuàng)新的能力，理解大數(shù)據(jù)對(duì)社會(huì)、安全、法律以及文化的影響，能夠承擔(dān)相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任。

3.2教學(xué)方式多樣化

考慮到課程難度系數(shù)大、課程案例易脫離實(shí)際的現(xiàn)實(shí)問題，我們加強(qiáng)與企業(yè)合作，一方面，從企業(yè)篩選合適的項(xiàng)目案例，作為課程案例，將課程案例按照知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分解，授課過程中以案例為驅(qū)動(dòng)，注重理論講解與學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐;另一方面，引進(jìn)企業(yè)師資，培訓(xùn)和支持教師團(tuán)隊(duì)。具體方式有：

（1）以項(xiàng)目案例為驅(qū)動(dòng)，分解知識(shí)點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生尋求技術(shù)解決方案;

（2）采用校企聯(lián)合授課方式，發(fā)揮企業(yè)教師的實(shí)踐優(yōu)勢(shì)和學(xué)校教師的理論優(yōu)勢(shì);

（3）校企共建實(shí)驗(yàn)室，搭建實(shí)踐教學(xué)和學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為實(shí)踐動(dòng)手提供環(huán)境支持;

（4）指導(dǎo)學(xué)生參加大數(shù)據(jù)各類競賽比賽活動(dòng)，檢驗(yàn)實(shí)際動(dòng)手能力和知識(shí)運(yùn)用能力。

3.3多層次學(xué)生考核方案

由于大數(shù)據(jù)課程技術(shù)性較強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的考核采用傳統(tǒng)的紙質(zhì)考試方式不能很好地體現(xiàn)學(xué)生的真實(shí)水平。因此，課程的考核可采用多層次多種方式加權(quán)的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。

總評(píng)成績分為平時(shí)成績和期末成績，比例各占50%。注重學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，平時(shí)成績考核多樣化，主要有：考勤、單元測(cè)驗(yàn)、階段測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作、比賽競賽。而期末成績側(cè)重于學(xué)生對(duì)整門課程的掌握情況以及拓展學(xué)習(xí)的情況，期末考試采用開卷考試形式。

4 結(jié)束語

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，大數(shù)據(jù)人才需求愈顯稀缺，越來越多的高校開設(shè)了大數(shù)據(jù)相關(guān)課程，本文從應(yīng)用型本科院校建設(shè)大數(shù)據(jù)課程的角度出發(fā)，分析了當(dāng)前大數(shù)據(jù)課程教學(xué)中存在的問題，探索了一種基于先進(jìn)的OBE教育理念的教學(xué)改革思路，分別從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、學(xué)生考核方法三方面進(jìn)行了初步探索，并在實(shí)際教學(xué)過程中通過學(xué)生反饋不斷嘗試、不斷改進(jìn)，努力為社會(huì)培養(yǎng)符合產(chǎn)業(yè)需求的專業(yè)技術(shù)人才。

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收稿日期：2021-06-08

基金項(xiàng)目：2019年校重點(diǎn)課程項(xiàng)目，第六批上海市屬高校應(yīng)用型本科試點(diǎn)專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目;2020年上海市高校重點(diǎn)課程;2020年上海市本科重點(diǎn)教學(xué)改革項(xiàng)目。

作者簡介：李曉丹（1980—），女，河南省襄城縣人，講師，博士，主要研究方向：大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用;張晴，副教授，博士;劉云翔，教授，博士;原鑫鑫，講師，在讀博士。