計算機本科教育中大數據處理技術的實踐教學體系設計

摘要：數字經濟時代對大數據處理人才的迫切需求推動計算機本科教育急需構建完整的實踐教學體系?；诨A技能訓練模塊、專業技術實踐模塊及綜合應用創新模塊的三層遞進式結構設計實踐教學內容，重點培養學生在數據結構算法實現、分布式計算框架應用、機器學習模型開發等方面的技術能力。將校企協同貫穿實踐教學全過程，通過企業項目驅動機制培養學生的工程實踐能力，實踐教學體系的運行引入多維度考核標準，整合高校優質師資與企業技術資源，構建起理論學習與工程實踐深度融合的人才培養新模式。經過教學實踐驗證，學生在大數據處理技術應用與創新實踐能力方面得到顯著提升。

關鍵詞：計算機本科教育；大數據處理；實踐教學體系；校企協同；項目驅動

中圖分類號：G642" " " 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）18-0119-03

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

0 引言

數字經濟時代推動大數據技術深度融入各行各業，催生對大數據處理人才的巨大需求，計算機本科教育必須加強實踐教學環節建設。當前計算機本科教育中大數據處理技術的實踐教學面臨教學內容體系碎片化、教學過程脫離產業實際及考核評價方式單一等問題，制約了計算機專業人才培養質量的提升。基于產教融合理念，從價值導向、結構設計及運行保障三個維度出發設計大數據處理技術實踐教學體系，對提升學生實踐創新能力具有重要意義，將為推動計算機本科教育改革創新提供理論依據與實踐參考。

1 大數據處理技術實踐教學體系的價值導向

數字經濟時代正在重塑計算機本科教育的實踐教學方向，各行業對大數據技術的深度應用推動高等教育急需在人才培養過程中強化實踐教學環節。面對數字經濟發展趨勢，計算機本科教育需要構建系統化的實踐技能培養鏈條，整合數據采集處理技術、分析挖掘方法以及可視化呈現工具。大數據處理技術實踐教學體系立足產業發展需求，重點培養學生掌握分布式存儲架構技術、數據挖掘算法開發能力以及機器學習模型應用水平。研究表明，項目驅動模式能夠有效提升學生的工程實踐思維，深化技術原理理解并增強創新應用能力，該體系的價值導向聚焦于大數據處理關鍵技術領域，在云計算平臺支撐下探索分布式計算技術的實踐教學模式，引導學生系統掌握海量數據處理方法。通過在技術基礎、實踐創新及應用轉化等層面的系統化教學設計，實現人才培養目標與產業發展需求的深度對接，構建以價值導向為核心、技術應用為基礎及創新能力為引領的實踐教學體系，從而全面提升計算機專業學生的大數據處理技術水平。

2 大數據處理技術實踐教學體系的結構設計

數字經濟時代對大數據技術人才的專業素養提出新要求，推動實踐教學體系從單一技能培養向系統化能力構建轉變。實踐教學體系結構設計聚焦工程應用能力培養，注重技術深度應用以及創新思維開發。通過系統化設計建立基礎能力培養與專業技術應用，綜合創新提升為一體的遞進式教學架構，實現學生技術能力全面發展。

2.1 多層級實踐教學模塊的構建

實踐教學模塊構建基于基礎技能訓練、專業技術實踐與綜合應用創新三個層次的遞進式結構開展?；A技能訓練模塊著重培養學生掌握數據結構實現技術，通過算法設計訓練提升編程基礎能力，并加深對核心數據結構原理的理解。專業技術實踐模塊重點開展分布式計算框架應用實踐，引導學生系統學習Hadoop生態系統核心組件技術，掌握深度學習框架使用方法，并強化數據預處理技術實現能力。綜合應用創新模塊將真實數據處理場景引入課程設計，學生通過搭建分布式存儲系統與實現數據處理計算框架、開發數據分析可視化平臺等項目實踐提升解決復雜問題的能力。實踐教學過程注重培養學生工程實踐思維，強化對數據采集、存儲、處理、分析與可視化全流程技術的掌握，確保學生深入理解大數據處理關鍵技術。實踐教學模塊設計重視學生在項目實踐中的主動探索，通過設置不同難度等級的任務推動學生逐步提升技術應用水平，引導學生將專業理論知識應用于實際問題解決中，培養學生的技術創新意識與工程實踐能力。在實踐教學模塊實施過程中，采用線上線下混合教學模式，建立數據處理實驗平臺以支持學生遠程訪問計算資源，配置專門的項目管理系統跟蹤記錄學生實踐過程，構建微服務架構案例庫展示經典項目實現方案，通過每周技術研討會形式推動學生交流分享實踐經驗，營造積極向上的技術創新氛圍。

2.2 實踐教學過程的迭代優化

實踐教學過程采用項目任務驅動模式開展教學活動，將大數據處理技術應用能力培養貫穿始終。教學內容設計精選金融數據分析平臺開發、用戶行為智能推薦系統構建、社交網絡輿情監測系統等典型項目作為實踐案例，將分布式計算技術、數據挖掘方法以及機器學習模型等核心技術融入實踐任務中。在實踐任務設置上劃分基礎訓練、提高訓練和拓展訓練三個層次，基礎訓練重點培養學生掌握分布式計算框架的基本應用能力，提高訓練著重鍛煉學生運用深度學習框架解決數據分析問題的能力，拓展訓練引導學生探索新技術、新方法解決復雜數據處理問題。教學評價體系中，過程性評價重點考查學生的問題分析能力、系統設計水平以及代碼編寫規范性，結果性評價則著重考核項目實現完整度、技術創新性以及系統可擴展性。實踐教學內容通過組織行業專家研討會、開展企業實訓項目、參與技術研發合作等方式保持與產業發展同步更新，實現教學過程的精準指導與持續改進。近期實踐課程新增區塊鏈技術應用開發專題，引入智能合約設計實例培養學生掌握Web 3.0技術應用能力，開設數據安全隱私保護主題項目引導學生關注數據治理規范，通過定期更新教學案例確保培養方向緊跟行業技術發展趨勢。

2.3 校企聯動的實踐教學機制

如圖1所示，大數據處理技術實踐教學體系構建了一個自上而下的產教融合培養鏈條，該體系的首層為多層級實踐教學模塊，包含基礎技能訓練、專業技術實踐與綜合應用創新三個遞進層次，其中基礎技能訓練聚焦于編程基礎與數據結構實現，專業技術實踐著重于分布式框架應用開發，綜合應用創新則側重大數據處理系統設計。第二層為實踐教學過程的迭代優化，通過項目任務驅動與分階次實踐任務以及動態評價機制實現教學過程的持續改進。項目任務基于企業真實場景設計，通過循序漸進的難度設置培養學生的工程實踐能力。校企聯動的實踐教學機制作為第三層核心支撐，通過建立校企合作平臺、聯合實訓基地以及企業參與評價三個關鍵環節，將產業資源深度融入教學過程。校企合作平臺負責統籌項目資源與技術指導，實訓基地提供實踐環境與硬件支持，企業評價確保培養質量符合行業標準。目前已與多家互聯網企業建立穩定合作關系，通過產教深度融合實現人才培養目標，校企雙方定期開展技術交流研討，持續優化實踐教學內容，形成了校企資源共享及互利共贏的人才培養生態。該體系通過多層遞進的結構設計，有效實現了人才培養與產業需求的深度對接，為大數據處理技術人才培養提供了完整的實踐教學保障。

3 大數據處理技術實踐教學體系的運行保障

大數據處理技術發展日新月異，實踐教學體系運行需建立動態響應機制。實踐教學保障體系著重打造專業化師資隊伍，構建智能化教學平臺，形成科學的質量評價機制。通過建立靈活高效的運行機制，確保教學體系持續適應產業技術發展需求，實現人才培養目標。

3.1 實踐教學師資團隊的組織架構

實踐教學師資團隊構建采用多元化人才結構設計，以高學歷專職教師作為教學科研主導力量。學校通過持續引進博士學位人才充實教師隊伍核心力量，建立專業技術帶頭人培養機制，專職教師團隊配備專門的實驗技術人員以維護實踐教學環境，確保實驗實訓設施穩定運行。團隊建設注重從業界引入資深工程師擔任兼職教師，將行業實踐經驗轉化為教學內容。學校定期選派教師參與企業實踐項目，組織技術培訓提升教學團隊專業水平，支持教師參與行業技術認證以深化專業素養。實踐教學團隊鼓勵教師開展課程建設研究，圍繞實踐教學模式創新開展深入探索，師資隊伍建設著重強化分布式計算架構設計、數據挖掘算法開發及機器學習模型應用等關鍵技術領域的人才儲備，形成梯隊合理的專業結構布局。通過建立教師企業實踐制度，推動專業教師深入產業一線，掌握技術發展動態，提高教學針對性，打造理論扎實、實踐經驗豐富的高水平師資團隊。近期已選派多名教師赴頭部互聯網企業進行為期三個月的技術實踐輪訓，實現教師工程能力顯著提升。

3.2 實踐教學資源的集成建設

實踐教學資源建設立足于大數據處理關鍵技術應用需求，構建了完整的實踐教學支撐環境?；A設施配置強大的服務器集群系統，部署Hadoop分布式計算框架支持海量數據處理任務，配備多塊高性能GPU服務器以支持深度學習模型訓練。實驗室空間規劃設置數據采集預處理實驗區，搭建分布式計算訓練平臺，建立數據可視化展示中心。軟件環境部署涵蓋數據處理全流程的主流技術框架，包括數據預處理工具鏈、分布式計算組件庫以及機器學習算法包。項目案例庫采用模塊化組織方式構建，精選金融數據分析平臺、電商推薦系統及智慧城市監測等典型應用場景，完整記錄系統需求分析及架構設計方案、核心代碼實現以及測試用例規范。教學資源庫設計開放共享機制，支持學生遠程訪問計算資源，提供在線技術文檔指導。實踐教學平臺采用動態更新機制，根據產業發展趨勢持續優化軟硬件配置，定期更新技術框架版本，確保教學環境始終保持先進性。最新引入基于Docker容器技術的云原生實驗環境，為學生提供標準化開發測試平臺。

3.3 實踐教學質量的評估反饋

實踐教學質量評估體系構建采用過程監控與效果評價相結合的方式。系統建立了涵蓋知識掌握程度、技術應用能力、工程實踐水平以及創新思維表現的多維度考核指標。過程監控環節重點關注項目開發文檔規范性、代碼質量達標情況以及系統功能實現完整度。教學效果評價采用項目答辯匯報、技術分析報告撰寫以及系統功能測試等綜合考核方式，邀請行業專家全程參與評估工作。質量評估系統開發了完整的數據分析功能，通過多維度分析發現教學過程中存在的問題，為持續改進提供數據支撐。教學評價機制建立了學生線上反饋平臺、教師教研活動記錄以及企業評審會議等多元化反饋渠道，每月組織項目研討會交流教學經驗，每學期開展綜合能力評估考核。校企合作單位深度參與人才培養質量評價，采用雙元制評價模式對學生工程實踐能力進行專業評估。通過定期收集整理各方反饋意見持續優化教學內容與方法，近期引入基于區塊鏈技術的教學過程記錄系統，實現教學質量評估全過程可追溯。

4 結束語

數字經濟時代對大數據處理技術人才的需求推動計算機本科教育深化實踐教學改革?；诨A技能訓練模塊夯實理論基礎，依托專業技術實踐模塊提升核心能力，通過綜合應用創新模塊強化工程實踐水平，形成了一套完整的實踐教學體系。校企深度協同機制為學生提供真實項目環境，分層遞進的模塊設計激發學習主動性，項目驅動教學培養工程問題解決能力。未來將深入探索元宇宙環境下的沉浸式教學模式，完善智能化實踐平臺建設，構建產教融合的創新人才培養生態，為數字經濟發展培養高素質技術人才。

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【通聯編輯：謝媛媛】