融合課程思政的大數據技術專業綜合實踐教學探索

牟晉娟　寧方美　趙春燕

［摘? ? ? ? ? ?要］? 為推動大數據技術的發展，高等職業教育需要培養大量大數據相關領域的高素質、高技能的創新人才。大數據技術專業課程教學活動中，積極推進課程思政教學改革，采用教師引導、任務滲透、體驗探索、總結反思等方法將社會主義核心價值觀、社會責任感、科學思維和創新思維融入教學過程中，實現思政教育的隱性融入，提升學生的思政素養。

［關? ? 鍵? ?詞］? 大數據技術；課程思政；教學改革

［中圖分類號］? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文獻標志碼］? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文章編號］? 2096-0603（2023）14-0０42-04

一、引言

伴隨互聯網技術的發展和人類文明的發展需求，全球范圍內，研究發展大數據技術、運用大數據推動經濟發展、完善社會治理、提升政府服務和監管能力正成為趨勢[1]。為實現中華民族偉大復興，黨中央決定實施國家大數據戰略。目前我們處于生產大數據、使用大數據的時代，為推動大數據技術未來的發展，高等職業教育需要培養大量大數據相關領域的高素質、高技能的創新人才。

黨的十八大以來，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議等重要專題會議上，多次強調高校要“使各類課程與思想政治理論課同向同行”[2-3] ，把立德樹人融入教育各環節，全員、全程、全方位育人。 2020年5月，教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》也指出： “全面推進高校課程思政建設，發揮好每門課程的育人作用。”[4]

課程思政建設的總目標是立足于培養什么人、如何培養人、為誰培養人等根本問題。當前全國高校已經打開全員、全程、全方位育人的新格局，正在全面深入推進課程思政的建設，培養擔當中華民族復興大任的新時代接班人。

二、大數據技術專業課程思政要素

立德樹人的成效一直是檢驗高等教育工作的根本標準，在大數據技術專業課程教學活動中，不僅要提高學生專業技術水平，更要把社會主義核心價值觀、社會責任感、科學思維和創新思維融入其中。

大數據技術專業課程教學要注重學生科學思維能力訓練、專業技能訓練和數據科學倫理的思想教育，培養學生勇于探索、勇于創新、精益求精的“工匠精神”，激發學生投身科技事業報國的愛國主義情懷。此外，特別注重強化大數據安全與法律法規的教育，培養學生實事求是和一絲不茍的態度[5]。

三、基于課程思政的“大數據應用開發項目”教學設計

（一）課程基本信息

大數據應用開發項目是我校工學院2020級大數據技術專業的必修課，共150學時，課程屬性為專業綜合實踐。先修課程涵蓋本專業大部分專業基礎課和專業核心課，主要有Web前端開發項目、程序設計高級、Hadoop大數據平臺、大數據應用開發實戰項目（Spark分布式計算框架）。

（二）課程目標

1.能力目標

掌握大數據開發和生產環境配置，常見組件安裝和使用（Spark/數據庫/服務器等）；能夠熟練使用Scala編程語言實現業務功能；能夠熟練使用Spark核心技術提供的API（Spark ML/Streaming），完成對應業務功能；能夠熟練把業務數據存儲到MongoDB數據庫并能從數據庫中按條件抓取業務數據；掌握離線推薦算法和實時推薦算法設計，以及使用Scala語言對算法進行實現；能夠使用HTML/CSS/VUE/Spring MVC完成一個簡單的電商推薦Web網站；能夠進行Web網站的遠程部署；能夠使用Maven進行項目的開發與基本管理；能夠使用Flume，Kafka，Spark等相關技術完成實時推薦系統的聯調。

2.思政育人目標

在實踐過程中融入團結合作、不怕困難、勇于探索、勇于創新、精益求精的“工匠精神”，培養學生科學嚴謹、永攀高峰的精神，培養學生自主學習、自我管理的能力。

（三）課程內容

本課程以電商推薦系統的設計與開發為任務目標，涉及技術主要有SparkSQL，SparkStreaming，Spark-MLib，Flume，Kafka，ZooKeeper，Redis，MongoDB等組件，課程內容如圖1所示。

（四）課程思政融入路徑

著眼“立德樹人”的根本任務，基于成果導向理念，以社會主義核心價值觀為主線，結合項目內容特點與崗位職業素養要求，系統設計課程思政內容，如表 1 所示。采用教師引導、任務滲透、體驗探索、總結反思等方法融入教學過程中，實現思政教育的隱性融入，提升學生的思政素養。

（五）教學實施展示

教學實施展示選取課程中的“任務5：推薦系統項目開發”，主要完成電商推薦系統的設計、開發與聯合調試。

1.教學目標

（1）知識目標

理解推薦系統的功能需求；掌握SparkSQL讀寫MongoDB數據庫的方法；掌握Tomcat日志文件中設置數據埋點的方法；學會使用Spark Mlib，Spark SQL技術實現實時推薦算法；學會使用Java編寫Kafka消息的生產和消費；掌握Flume采集Web網站日志的配置方法。

（2）能力目標

能夠根據項目開發需求，完成項目功能模塊設計；能夠完成Web網站遠程部署；能夠完成基于協同過濾的推薦算法的開發；能夠完成實時推薦系統的聯調。

（3）思政育人目標

通過推薦系統項目的設計、開發與調試，培養學生團隊合作、生產安全、合作共贏、換位思考的意識，同時培養學生創新精神、工匠精神和勇攀高峰的精神。

2.課程思政

（1）設計理念

實時推薦系統功能模塊多，模塊間數據流向復雜，開發有一定的難度，因此采用團隊合作的方式來實施。在整個項目的設計、開發、調試過程中采用以學生為主、教師為輔的教學策略。主要目的是培養學生的綜合運用能力、團隊合作能力、創新能力、自主學習能力、深度思考能力、推理思辨能力、舉一反三能力等。

（2）思政育人主題與結合點

①通過分組討論的形式進行實時推薦系統設計，能夠培養學生主動思考、主動探索、主動學習、主動解決問題的能力。

②通過參與分組開發，學生能夠親身體驗團隊合作的重要性，并能提升學生的團隊合作能力。代碼的開發與調試能夠培養學生不怕困難、精益求精的工匠精神。

③實時推薦系統聯調，增強學生“大我集體主義”“愛國主義”“科教興國”的意識，懂得協作互助的重要性。

3.教學過程

（1）實時推薦系統設計

①教學要點概述

項目以推薦系統建設領域知名的經過修改過的中文亞馬遜電商數據集作為依托，以某電商網站真實業務數據為基礎，包含了離線推薦與實時推薦體系，綜合利用了協同過濾算法以及基于內容的推薦方法來提供混合推薦。完成從前端應用、后臺服務、算法設計實現、平臺部署等多方位的閉環的業務實現，項目總體架構如圖2。

了解了項目開發需求及總體架構后，思考本項目包含哪些功能模塊，模塊之間的數據流向是怎樣的。學生通過分組討論進行實時推薦系統功能模塊及模塊間數據流向的設計。

②設計意圖

實時推薦系統功能模塊多，模塊間數據流向聯系緊密且復雜，通過分組討論，學生能夠主動思考、主動探索、主動學習、主動解決問題，完成實時推薦系統的功能模塊及模塊間的數據流向的設計和展示。這種以學生為主的教學方法能夠幫助學生樹立強大的自信心，增強學生的學習熱情，同時也培養了學生面對困難無所畏懼的進取精神，只要堅持并運用科學依據一定會找到解決問題的方法。

（2）分組開發

①教學要點概述

實時推薦系統設計完成后，模擬公司項目開發與管理，進入分組開發階段，每組由隊長和成員組成，人數為4～7人，組內按照功能模塊進行分工，隊長負責系統總體架構、技術支持、進度安排、工作安排、總體協調和管理工作，隊員負責完成各自的模塊開發和調試。

②設計意圖

團結互助是中華民族的傳統美德，無論是個人的成功還是集體的獲勝都離不開團結，一個國家、一個民族只有團結起來才能強大。實時推薦系統開發涉及的技術體系多，代碼量大，功能模塊多、綜合性強。學生通過參與分組開發，能夠親身體驗團隊合作的重要性，同時提升學生的團隊合作能力。通過代碼的開發與調試培養學生不怕困難、精益求精的工匠精神。

（3）實時推薦系統聯調

①教學要點概述

實時推薦系統聯調是指實時推薦系統開發完成后，在Spark分布式計算平臺上進行的實時推薦功能的調試。引導學生掌握聯調過程和方法，包括實時推薦模塊的工作原理是什么，實時推薦功能的數據流向是怎樣的，SparkStreaming，Flume，Kafka，ZooKeeper等組件是如何協同工作的，如何采集業務系統產生的用戶行為日志，Maven項目如何打包，等。學生以實時推薦模塊的工作原理、數據流向、聯合調試為線索，正確闡述并理解實時推薦功能的運行是通過不同組件的協同工作完成的。

②設計意圖

學生通過實時推薦系統聯調的學習，不僅掌握了實時推薦系統的工作原理及調試方法，更重要的是增強了學生“大我集體主義”“愛國主義”“科教興國”的意識，懂得了協作互助的重要性，正如實時推薦系統的運行需要多種組件的參與并協同工作一樣，我們偉大祖國的建設事業也需要人人參與，齊心協力才能實現我們的強國夢。

4.思政教學效果

（1）價值塑造成效

通過分組討論實時推薦系統設計，學生能夠主動思考、主動探索、主動學習、主動解決問題，完成了實時推薦系統的功能模塊及模塊間的數據流向的設計和展示，幫助學生樹立強大的自信心，增強學生的學習熱情。學生通過參與分組開發，能夠親身體驗團隊合作的重要性，同時提升學生的團隊合作能力。通過代碼的開發與調試培養學生不怕困難、精益求精的工匠精神。最后學生通過實時推薦系統聯調的學習，不僅掌握了實時推薦系統的工作原理及調試方法，更重要的是增強了學生“大我集體主義”“愛國主義”“科教興國”的意識，懂得了協作互助的重要性。班級中有許多學生對推薦系統開發產生了濃厚的興趣，嘗試到了成功的喜悅，找到了專業歸屬感，經常在課上和課下主動與教師交流未來職業發展定位。科學技術是第一生產力也讓學生們滿懷愛國情懷和身負專業使命感。

（2）知識傳授成效

從整體上看70%的同學在本次項目設計開發中收獲了許多知識和技能：如Web網站的遠程部署方法、Kafka消息生產與消費機制、Flume日志采集配置方法、如何開發日志埋點程序、基于協同過濾的實時推薦算法實現等。全班共分10組，完成率達90%，其中有3組同學的項目全部完成，效果最好，成功實現了商品的實時推薦，并將推薦結果展示到了前端頁面上。

（3）能力培養成效

本任務內容是任務1～任務4的核心知識和技術的綜合運用，尤其是最后的實時推薦系統的聯調所運用的技術層層遞進、環環相扣。全體學生以小組的形式參與項目的設計與開發，最終實現了實時推薦功能。在以學生為主體的自主學習與開發中，培養了學生辯證分析問題、科學地解決問題和準確歸納總結的能力，更重要的是拓展了學生的知識面、技能面。

5.反思與改進

（1）思政元素反思

挖掘思政元素并與課程內容進行有效結合是課程思政教學的關鍵。思政資源一定要能被學生認同才能引起學生的共鳴，才能在潤物無聲中達到理想信念確立和價值的引領。本任務所挖掘的思政資源還不夠豐富，還需要進一步提煉和挖掘。

（2）教學方法反思

本任務教學方法以小組為單位，以學生的自主探討和實踐為主。在這個過程中教師的引導和技術支持是很重要的，不能完全放手交給學生，教師要全程參與，對每個小組在每個階段的完成情況以及遇到的困難要詳細了解，并給予針對性的有效指導和評價。

（3）學生能力培養反思

教學的目的不僅僅是傳授知識和技能，更重要的是學生能力的培養。如學生的團隊合作能力、創新能力、自主學習能力、深度思考能力、推理思辨能力、舉一反三能力等，這些能力并不是通過幾次課就能提高，它是一個長期的過程。因此，教學團隊應根據學情，圍繞教法和學法對學生能力培養的影響開展研究，不斷完善教學設計，創新教學方法，探索各種形式的教學策略。

四、結語

身為師者，堅持立德樹人，積極推進課程思政教學改革，是我們的責任和使命，通過深入挖掘專業課中的思政素材，對學生的思想意識、行為舉止產生積極影響[6]，為社會培養更多高素質、高技能人才。

參考文獻：

［1］梅宏.大數據：發展現狀與未來趨勢［ＥＢ/OL］.http：//www.npc.gov.cn/npc/c30834/201910/653fc63003104

12f841c90972528be67.shtml.

［2］新華社.中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議［N］.人民日報，2020-11-04（1）.

［3］新華社.習近平在全國高校思想政治工作會議強調：把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創我國高等教育事業發展新局面［N］.人民日報，2016-12-09（1）.

［4］教育部.教育部關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知［Z］.2020-05-28.

［5］李大舟，高健.課程思政融入數據科學與大數據技術專業實踐教學探索［J］.中國教育信息化，2021（20）：93-96.

［6］霍世平，趙怡.課程思政優秀教學案例精選［M］.北京：中共中央黨校出版社，2022-03.

編輯 王亞青