新工科背景下大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)及人才培養(yǎng)模式探索

李守曉

（天津農(nóng)學(xué)院 計算機與信息工程學(xué)院，天津 300384）

0 引 言

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)（大數(shù)據(jù)專業(yè)）是2016年高校設(shè)立的本科專業(yè)，課程涵蓋了大數(shù)據(jù)的全部核心技術(shù)，目的是培養(yǎng)具備大數(shù)據(jù)處理及分析能力的專業(yè)人才。隨后，全國越來越多的高校設(shè)立了大數(shù)據(jù)專業(yè)。自2017年以來，教育部大力推進新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”和“天大行動”。新工科建設(shè)具有多學(xué)科交融、多主體參與和涉及面較廣等特點。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)積累了大量數(shù)據(jù)資源。為滿足大數(shù)據(jù)特性的要求，社會迫切需要具有較強工程實踐能力的大數(shù)據(jù)人才。這符合新工科背景下對大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)的要求。所以，農(nóng)業(yè)院校應(yīng)與涉農(nóng)企業(yè)深入合作，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)思想和農(nóng)業(yè)特點探索適應(yīng)時代背景的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。

1 大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)的問題

經(jīng)過數(shù)年發(fā)展，目前國內(nèi)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)領(lǐng)域依然存在很多問題，例如：

（1）大數(shù)據(jù)專業(yè)為多學(xué)科融合，教學(xué)難度較大。大數(shù)據(jù)專業(yè)人才不僅要掌握相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識，如軟件編程、數(shù)學(xué)理論等，還要掌握大數(shù)據(jù)存儲、挖掘和分析等知識。

（2）大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)不完善。國內(nèi)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)剛起步，沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)課程體系。

（3）缺乏大數(shù)據(jù)專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)境。大數(shù)據(jù)分析需要各種云計算平臺的支持。但在現(xiàn)階段，大多數(shù)大數(shù)據(jù)專業(yè)的教學(xué)缺乏適當(dāng)?shù)挠布O(shè)備和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺的支持。

2 專業(yè)建設(shè)方面的探索

2.1 與農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)企業(yè)合作完善教學(xué)體系、搭建優(yōu)質(zhì)實踐平臺

根據(jù)農(nóng)業(yè)院校特點，以實踐能力為核心，實現(xiàn)理論教學(xué)與實踐教學(xué)的深度融合。依靠農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)相關(guān)公司的技術(shù)實踐和學(xué)校的理論研究，實現(xiàn)從理論到實踐的統(tǒng)一。堅持以企業(yè)需求為重點，以學(xué)生培養(yǎng)為導(dǎo)向。依托企業(yè)和學(xué)校的公共資源建立大數(shù)據(jù)分析農(nóng)業(yè)特色實踐平臺。通過共同舉辦競賽等方式與國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)企業(yè)建立合作關(guān)系，開發(fā)具有農(nóng)業(yè)特色的大數(shù)據(jù)分析實踐平臺。在專業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)中，為學(xué)生開設(shè)與大數(shù)據(jù)工程問題相關(guān)的實驗。同時，我們可借助學(xué)?？蒲许椖抠Y源建設(shè)大數(shù)據(jù)分析的個性化創(chuàng)新實踐平臺。大數(shù)據(jù)教學(xué)實踐平臺由教師講解安裝教程，然后學(xué)生動手安裝。實驗教學(xué)中教師可以要求學(xué)生利用平臺自己動手搭建大數(shù)據(jù)環(huán)境，結(jié)合基礎(chǔ)課所學(xué)知識分析實例，提高學(xué)生的理論結(jié)合實踐能力。

2.2 依據(jù)學(xué)校自身條件構(gòu)建課程體系

學(xué)校應(yīng)該根據(jù)師資、教學(xué)資源、學(xué)生特點制訂符合自身條件的課程體系。課程設(shè)置可以包括：專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課、專業(yè)課、專業(yè)課限選課和專業(yè)任選課。大數(shù)據(jù)專業(yè)可以制訂兩套針對不同側(cè)重點的課程體系：基于技術(shù)路線的課程體系和基于數(shù)據(jù)路線的課程體系?；诩夹g(shù)路線的課程體系是以Java、MySQL為主的路線，主要學(xué)習(xí)內(nèi)容包括Java程序設(shè)計、Java Web應(yīng)用程序開發(fā)、分布式存儲、數(shù)據(jù)倉庫、Spark等，適合編程能力強的學(xué)生；基于數(shù)據(jù)路線的課程體系是指以Python、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為主的數(shù)據(jù)科學(xué)路線，主要學(xué)習(xí)內(nèi)容為Python數(shù)據(jù)分析、Python程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化算法、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘算法、深度學(xué)習(xí)、Python網(wǎng)絡(luò)爬蟲等，適合數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好的學(xué)生。

2.3 探索線上線下教師與學(xué)生互動的混合式教學(xué)模式

探討“在線視頻、傳統(tǒng)課堂、雨課堂”相結(jié)合的混合教學(xué)模式，進行相應(yīng)的大數(shù)據(jù)專業(yè)教學(xué)方式改革，以提高教學(xué)質(zhì)量，更好地將知識傳授給學(xué)生。如《數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)》以實際的工程問題為線索，將教師做的微課引入課堂，學(xué)生通過雨課堂線上自主學(xué)習(xí)，教師在線下采用研討的方式解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的難點和疑點。

3 大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索

大數(shù)據(jù)專業(yè)作為新興專業(yè)，欲構(gòu)建“三個要素、二個協(xié)同育人、二個培養(yǎng)載體”大數(shù)據(jù)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

（1）基于“三個要素”的教學(xué)培養(yǎng)模式

基礎(chǔ)要素：大一、大二開展軟件語言類課程、數(shù)學(xué)統(tǒng)計課程、數(shù)據(jù)軟件平臺的教學(xué)，打好大數(shù)據(jù)專業(yè)基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)平臺要素：通過引進大數(shù)據(jù)平臺，開設(shè)大數(shù)據(jù)平臺部署與測試相關(guān)的課程。實踐要素：通過與大數(shù)據(jù)企業(yè)合作，學(xué)生在大四階段參與到大數(shù)據(jù)相關(guān)企業(yè)的實習(xí)中去。

（2）“二個協(xié)同育人”的多元化人才培養(yǎng)模式

“二個協(xié)同育人”包括校內(nèi)多專業(yè)協(xié)同育人和課內(nèi)課外協(xié)同育人。由于大數(shù)據(jù)專業(yè)是新興專業(yè)，需充分利用校內(nèi)教學(xué)資源。學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，積累了諸多農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)經(jīng)驗。軟件工程專業(yè)教師具有多年的軟件編程相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗。校內(nèi)聯(lián)合軟件工程專業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)和大數(shù)據(jù)專業(yè)的教師協(xié)同培養(yǎng)學(xué)生。軟件工程專業(yè)的教師提供計算機語言相關(guān)教學(xué)、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教師提供物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)相關(guān)知識教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的大數(shù)據(jù)專業(yè)技能。大數(shù)據(jù)專業(yè)教師提供大數(shù)據(jù)算法教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的大數(shù)據(jù)專業(yè)知識。

與校外農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)企業(yè)合作建立校外實踐基地，可以供大四學(xué)生開展畢業(yè)設(shè)計活動。通過與企業(yè)合作共建實踐課程，由企業(yè)技術(shù)人員為學(xué)生講解部分大數(shù)據(jù)專業(yè)的實踐課程。學(xué)生可以接觸到企業(yè)實際工程項目，提高實踐能力。鼓勵教師吸納學(xué)生課下參與科研項目，通過解決實際問題提高學(xué)生的動手能力。

（3）“二個培養(yǎng)載體”全面提高學(xué)生創(chuàng)新能力

為提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，利用學(xué)校內(nèi)外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練基地構(gòu)建二個創(chuàng)新能力培養(yǎng)載體。

大數(shù)據(jù)學(xué)科競賽。大數(shù)據(jù)相關(guān)競賽可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力。引導(dǎo)學(xué)生參加國家省市各類大數(shù)據(jù)競賽（如：全國大學(xué)生大數(shù)據(jù)技能競賽、全國計算機應(yīng)用能力與信息素養(yǎng)大賽—大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用賽等）。通過參加比賽可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、提高學(xué)生的大數(shù)據(jù)分析能力。大數(shù)據(jù)專業(yè)教師可以根據(jù)自己的特長指導(dǎo)學(xué)生組建相應(yīng)競賽團隊。教師可以采用課賽結(jié)合的方式教學(xué)。如，針對數(shù)據(jù)庫原理，學(xué)生通過解決競賽問題開展理論課的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生理論與實踐的融合能力，有效推動個性化學(xué)習(xí)的開展。

大數(shù)據(jù)專業(yè)導(dǎo)師制。新生入學(xué)后，幾名學(xué)生配備一名大數(shù)據(jù)專業(yè)教師作為學(xué)業(yè)導(dǎo)師。學(xué)業(yè)導(dǎo)師從學(xué)生入學(xué)開始直到畢業(yè)對學(xué)生進行全過程指導(dǎo)。學(xué)業(yè)導(dǎo)師以科研項目、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目等開展訓(xùn)練。

4 結(jié) 語

在新工科背景下，通過結(jié)合農(nóng)業(yè)高校的培養(yǎng)方式和特點，探索大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)及人才培養(yǎng)的新模式，建立高校與涉農(nóng)企業(yè)合作的新模式，培養(yǎng)大學(xué)生擁有較強的大數(shù)據(jù)分析能力，有助于為社會培養(yǎng)更多具備農(nóng)業(yè)背景的大數(shù)據(jù)專業(yè)人才。