高校大數據課程教學案例庫的建設與探索

張晗宇 劉月峰 張曉琳 張繼凱

（內蒙古科技大學 內蒙古包頭 014010）

在大數據相關課程開展的過程中，所面臨的一個重要課題就是如何向學生傳授理論知識的同時，又能夠培養其創新精神與實踐能力。對此，各高校開展了形式多樣的教學改革與探索[1-2]。其中，缺乏實戰場景與相關素材是我們在實踐教學中的重要挑戰。這使得我們的實踐能力培養往往只能停留在一些基礎實踐的階段。為了能夠進一步提升實踐教學質量，使學生能夠通過課程實現高層次的實踐能力提升，我們就需要創新實踐教學方式，豐富實踐教學內容[3-4]。

案例教學是一種基于實際生產案例，教師指導學生通過完成案例中的實踐問題來完成研究學習的教學模式。基于該模式可以有效地增強學生獨立思考，以及解決問題的能力，幫助學生更好地掌握基礎理論，理解學習重點。該教學法適合于開發分析、綜合及評估等方面的課程教學，是大數據相關課程教學改革的趨勢[5]。在本文中，作者將以我專業開展大數據課程教學案例庫的建設為例展開探討，并提出一些教學改革的意見和見解。

一、現狀分析與基于OBE理念教學改革實施的必要性

1.高校大數據課程問題分析

在政府以及社會的大力推動下，大數據相關課程建設在我國已取得了豐碩的成果，一些教學名師、精品教材。一流課程的不斷涌現，為各高校開展相關課程，提供了重要的參考學習依據。然而，在教學實踐當中，仍存在著許多需要結合專業課程實際開展情況去不斷完善改革的問題點。這些問題點在實踐教學中表現得尤為突出。以我專業為例，我們在開展大數據相關課程中所面臨的問題主要體現在了兩個方面。①實踐能力培養主要停留在基礎階段與生產實際貼合度不強；②學生難以將理論知識有效地融合到實踐過程當中。產生這樣問題的一個重要原因就是我們在實踐教學設計中缺乏了有效的素材支撐，難以為我們的實踐教學提供有效的內容保障。建設大數據教學案例庫，可以為我們的大數據課程提供一個強大且有效的素材平臺，從基礎上保障了我們專業相關課程的教學質量。

2.基于OBE理念的教學改革

基于OBE理念的人才培養是一種以成果為導向的，重視過程教育的人才培養方式，近些年受到了國內外各高校的重視[6-7]。在OBE理念中，強調了我們在教學設計中如何為學生制定清晰的課程目標，以及如何在教學的各階段中，保證學生能夠獲得與之相對應的學習成果。也就是說，在基于OBE理念的教學當中，我們要明確兩個問題：①讓學生取得什么樣的學習成果；②如何有效地幫助學生取得學習成果。這就對我們課程的教學形式以及考核方式提出了新的需求。

在我專業開展的大數據相關課程當中，其主要課程目標的共通性在于保證學生能夠掌握大數據必備的基礎理論知識與實踐能力。為了實現這樣的教學目標，基于OBE理念的教學設計也是必不可少的，首先，我們需要在課程的進行過程中實時地把控每個學生的知識掌握情況，進行合理的教學以及實踐方式調整。只有這樣，我們才能保證教學的有效性。同時，大數據類課程的共通特點在于理論知識與實踐能力是相輔相成的，這就要求我們在教學過程中能夠把理論授課的相關知識點融入實踐過程當中，實現對學生大數據相關技術的綜合性培養。由此，建立大數據教學案例庫是對OBE理念教學的具體實現，也為大數據相關課程的進一步發展奠定了堅實的基礎[8]。

二、大數據教學案例庫建設

在本節作者將針對所提出的大數據教學案例庫從建設目標、案例設計選用原則、案例庫內容概覽三個方面進行具體闡述。

1.建設目標

首先從建設目標來看，大數據相關課程涉及內容廣泛，包含了多種理論與實踐知識，在人才培養中，我們需要同時兼顧到學生理論水平與實踐能力，對我們的課程設計有著較高要求。大數據教學案例庫的建設能夠為學生提供了豐富的學習資源，也為教師提供了教學質量的保證。案例庫的建設要能夠貼合實際，能夠包含實企業生產應用場景以及技術，其設計范圍需廣泛，能夠支撐專業開展各方面各類型的課程。

2.案例設計選用原則

基于以上建設目標，我們需要為案例的選取構建清晰明確的設計與選用原則。其主要包含以下兩個方面：①案例的選取應盡可能地貼合企業實際生產，能夠全面地反映出企業在實際開發工作中所遇到的各種問題。為此，我們會將企業中的一些綜合開發型案例根據其涉及的步驟與技術進行拆分，將大的案例分解為小的案例，讓學生能夠深刻理解并掌握大數據所涉及的各知識層面。另一方面，我們會通過引入一系列的綜合性案例，使得學生們能夠建立起對大數據知識體系框架的綜合性認識。②案例要盡可能體現企業實際生產中的現場意識。培養學生實踐能力的重點，不僅僅在于學習技術，更加要強化學生的工程意識，讓學生理解開發技術的選取原因，得失利弊，形成獨立思考的能力。

3.案例庫內容概覽

立足于以上案例選取流程，一方面，我們將選取的各案例有效地融合到大數據相關的處理技術當中，如數據獲取、數據抽取/清洗、數據存儲、數據處理等。這使得每個案例都具備了自己的主題，方便了學生以及教師的選取。另一方面，各案例都是以實際工程項目為載體，目標明確，能夠讓學生真正地從一個大數據開發者的角度在工程實踐中得到技術方面的進步。依托于此案例庫，可以幫助學生快速地構建自己的知識體系，提升大數據相關的理論與實踐能力。以下為案例庫摘要（表1）：

表1 建設大數據案例庫概覽

三、基于大數據教學案例庫的教學實施成果分析

通過建設大數據教學案例庫，使我們的課堂教學得到了重要的轉變與提升。這些進步點主要表現在以下幾個方面。

1.從知識課堂向能力課堂轉變

首先，大數據教學案例庫的應用，使我們的課堂教學不斷改革提升，不斷實現從知識課堂向能力課堂的邁進，使我們在課程設計。考核模式等各方面開展了多種變革與嘗試。

例如，在我專業開展的涉及大數據技術原理與應用的相關課程中，除了課堂理論的講解與基礎的實驗和練習，我們引入了案例“Hadoop大數據系統搭建與運維實訓”，讓學生能夠充分掌握Hadoop框架在企業中的常規配置和開發模式，具備獨立完成大數據平臺安裝與配置的能力和業務功能開發能力。同時，我們積極鼓勵學生通過文獻查閱、報告撰寫、技術研討的方法，來解決Hadoop框架及其生態組件在實際應用過程發生的問題，并以團隊協作的形式得出解決方案，加以運用。

2.從重學輕思向學思結合轉變

在傳統課堂中，我們面臨的一個重要問題就是忽略了對學生思考能力的培養。學而思則優，知識是思考與執行過程的產物，只有還原知識產生的過程，才能讓學生對知識進行充分的理解和運用，才能使學生享受學習和探索的樂趣。在基于大數據教學案例的教學中，我們格外強調充分引導學生自主思考，讓學生能夠全面地理解大數據技術的選擇與應用方法。

例如，在我專業涉及分布式數據庫等相關內容的課程中，我們引入了案例“基于微博輿情分析系統”。在課堂中，我們通過對大數據中常用的四種存儲模式，即文檔存儲、鍵值存儲、列式存儲、圖存儲，再加上傳統關系型數據庫的行式存儲的分析對比，讓學生從整體上理解存儲模式。在實踐過程中，學生通過數據采集、數據傳輸、數據緩存、數據存儲等一套完整的案例開發，充分理解各種數據庫的優缺點，以及在開發各階段中數據庫的選擇與使用，從而匯總出各種存儲模式對應的數據庫應用場景。

3.從重教輕學向教主于學轉變

教師是學生學習知識的指引者而非主導者，培養學生的重點在于教會學生如何去學習，使學生產生學習知識的興趣。在基于大數據案例庫的教學實踐中，我們會積極引導學生討論通過合作完成實驗內容。學生通過小組學習形成了自主學習獨立解決問題的能力同時也鍛煉了技術溝通能力。學生通過課程的學習對大數據技術產生了興趣，并能夠在課程以外的實踐中充分利用大數據相關技術。在大數據案例庫引入到我們的課程之后，通過課程的學習，學生具備了一定獨立完成項目的基礎能力與技術。學生們積極地運用課程中的案例與技術參加了各類校內外相關的技術比賽，并取得了很好的成果。

結語

本文所提出的大數據教學案例庫的建設是結合我專業實際教學實踐，通過教師、學生、企業多方參與研討實施的教學改革舉措，為包括我專業在內的大數據相關課程的教學發展提供了參考和經驗。接下來，我專業還將在大數據案例教學的發展中不斷總結經驗，形成更加完整多樣的案例庫，為大數據課程提供有力保障。