大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)實驗教學與創(chuàng)新驅(qū)動型人才培養(yǎng)

引 言

《2017 中國大數(shù)據(jù)發(fā)展報告》顯示，我國大數(shù)據(jù)發(fā)展總體處于起步階段，資本和產(chǎn)業(yè)是當前地方大數(shù)據(jù)發(fā)展的突出短板，人才短缺。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的創(chuàng)新與應用，考慮到潛在企業(yè)對大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動技能型人才的需求，國內(nèi)多所高職院校已開設大數(shù)據(jù)技術(shù)與應用及相關(guān)專業(yè)。但大數(shù)據(jù)專業(yè)的教學資源和實驗條件目前相對缺乏，如何培養(yǎng)應用大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動技能型人才已成為高職院校探討的新熱點。

1 大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動技能型人才培養(yǎng)方案與課程體系設置

深入貫徹實施國家大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，堅持以市場為主導，從 2016 年開始國內(nèi)共有 32 所高校開設了數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)，顯示出國家對培養(yǎng)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動技能型高素質(zhì)人才的高度重視。為此，我們提出的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動技能型人才培養(yǎng)方案與課程體系設置對大力推動大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動教學模式具有十分重要的意義。

1.1 培養(yǎng)思路與目標

確立不同學歷層次的人才培養(yǎng)目標，培養(yǎng)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)研發(fā)類人才；培養(yǎng)大數(shù)據(jù)應用開發(fā)類人才；培養(yǎng)大數(shù)據(jù)分析類人才。以培養(yǎng)具有大數(shù)據(jù)分析與應用的生產(chǎn)、服務、管理創(chuàng)新驅(qū)動技能型高素質(zhì)專門人才為目標，培養(yǎng)本專業(yè)學生熟練掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)原理、分布式文件系統(tǒng)、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)、海量數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面知識。培養(yǎng)學生的大數(shù)據(jù)分析與處理、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)研發(fā)、大數(shù)據(jù)應用實踐能力。從大數(shù)據(jù)技術(shù)理論知識學習到實踐應用，使學生具有一定的大數(shù)據(jù)服務綜合應用能力，培養(yǎng)一大批應用大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動技能型高素質(zhì)人才。

1.2 培養(yǎng)方案

從Java 語言編程、Hadoop、Spark、Storm 到MySQL 數(shù)據(jù)庫、多維大數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)挖掘方法學習，培養(yǎng)學生掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)知識；掌握關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本原理 ；掌握數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法與 R 語言編程；掌握海量數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘基礎理論與專業(yè)知識，能進行相關(guān)大數(shù)據(jù)的分析與處理 ；掌握大數(shù)據(jù)應用平臺的搭建。

1.3 構(gòu)建大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學體系

實驗課程要求包括實驗預習、實驗操作、實驗記錄、實驗態(tài)度和表現(xiàn)、實驗報告等，根據(jù)上述五個方面進行綜合評定。每 24學時實驗課程計 2 學分，最小學分單位為 0.5 學分。

實驗課程設置。大數(shù)據(jù)專業(yè)實驗教學體系的目的在于增強學生的實踐能力訓練，分為四個層次，分別為實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘展示、算法實現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)技術(shù)綜合應用等方面的訓練，共有 10 個模塊，100 多個實驗項目。大數(shù)據(jù)專業(yè)實訓內(nèi)容見表 1 所列。

2 大數(shù)據(jù)實驗教學具體項目實訓及案例

進行多角度、多層面、多方位的項目實訓，讓學生掌握大數(shù)據(jù)收集、大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)展現(xiàn)等基本內(nèi)容和原理，特別是大數(shù)據(jù)分析工具及大數(shù)據(jù)分析方法等關(guān)鍵技術(shù)。

根據(jù)項目設計開發(fā)數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)挖掘和處理算法，運用直接數(shù)據(jù)挖掘和間接數(shù)據(jù)挖掘分析，利用可用的數(shù)據(jù)建立一個模型，在所有的變量中建立起某種關(guān)系。通過數(shù)據(jù)探索和模型的輸出分析，利用圖形化工具，一目了然地揭示數(shù)據(jù)間的復雜信息。實施步驟為數(shù)據(jù)抓取、數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)重構(gòu)、基礎架構(gòu)、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計和分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化。項目實訓流程見表 2 所列。

項目實踐使學生了解關(guān)系數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫的知識 以及分布式文件系統(tǒng)技術(shù)，全面掌握物聯(lián)網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)應用、 時間序列數(shù)據(jù)查詢、分析和挖掘等工作流程。 

3 構(gòu)建全方位立體培訓體系積極推進大數(shù)據(jù)高技能人才隊伍 的建設

由于大數(shù)據(jù)涵蓋內(nèi)容廣泛，因此需要如下三類關(guān)鍵人才 隊伍建設 ： 

（1）實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的技術(shù)支持人才，他們具有很強的編程 能力，尤其表現(xiàn)在搭建數(shù)據(jù)存儲、管理以及處理的平臺方面； 

（2）精通處理大數(shù)據(jù)分析的人才； 

（3）大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用類人才，以適應高校培養(yǎng)高素質(zhì) 人才的需要。 

大數(shù)據(jù)技術(shù)需要復合型人才，不僅要具備扎實的基礎知 識，更需要有充足的實踐經(jīng)驗。唯有如此，我們通過典型的 算法展示、算法實現(xiàn)結(jié)合數(shù)據(jù)分析的應用場景與案例對學生 進行數(shù)據(jù)分析方面的綜合訓練，從而實現(xiàn)專業(yè)實驗教學由理 論到應用、涵蓋原理驗證、綜合應用及全方位實驗的體系。 因此，學校應根據(jù)不同類型的人才特點，結(jié)合現(xiàn)代企業(yè)對大 數(shù)據(jù)人才的需求，以就業(yè)為導向，開展全方位立體式（專業(yè)拓 展模塊——技能考證模塊——集中實踐模塊）大數(shù)據(jù)專業(yè)實 踐教學體系，培養(yǎng)理論與技能并重的大數(shù)據(jù)高素質(zhì)人才。與此 同時，還要開展職業(yè)技能考證培訓，如數(shù)據(jù)挖掘工程師、數(shù) 據(jù)分析工程師、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)運維工程師等。

 4 教學手段與措施 

注意學科群均衡發(fā)展，將課程設置模塊化、系統(tǒng)化，提 高教學手段。圍繞“創(chuàng)新驅(qū)動型”辦學戰(zhàn)略，樹立創(chuàng)新教育理 念，把握教學過程中理論和實踐的結(jié)構(gòu)比例，并注重“實踐能 力質(zhì)量”的創(chuàng)新驅(qū)動模式，積極引進企業(yè)優(yōu)勢資源，開展校 企共建教學實踐基地，把實踐教學活動從第一課堂延伸到第 二課堂、延伸到企業(yè)，為培養(yǎng)學生技術(shù)應用能力創(chuàng)造實踐環(huán)境， 從而推動大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的發(fā)展。 

提高實驗教學效果的關(guān)鍵在于優(yōu)化實驗教學，在實踐教 學手段方面，應以項目為載體，采用驗證性實驗——綜合性 實驗——創(chuàng)新性實驗的實踐教學模式，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè) 的特點進行實驗教學，以大數(shù)據(jù) Hadoop 實訓為例。 實現(xiàn) Hadoop 底層分布式文件系統(tǒng)原理、操作和應用的 開發(fā)。運用 Hadoop 集群開發(fā)工具搭建 和開發(fā)一個企業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，包括架構(gòu) 設計、環(huán)境搭建、分布式并行計算框架、 集群交互、分析處理數(shù)據(jù)、優(yōu)劣分析和 取舍、運用 Spark 技術(shù)在實際項目中實 現(xiàn)各種類型的業(yè)務需求，讓學生真正做到融會貫通、舉一反三， 更好地掌握大數(shù)據(jù)項目的開發(fā)。 

從大數(shù)據(jù)中提取擁有較高價值的挖掘技術(shù)的實驗，通過 Hadoop 離線數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)從數(shù)據(jù)采集、入庫、分析及報表展 現(xiàn)研究數(shù)據(jù)挖掘，包括需求分析、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲管理、 數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)倉庫設計、ETL、業(yè)務模型統(tǒng)計分析等。 

5 結(jié) 語

本文闡述了大數(shù)據(jù)應用專業(yè)實驗教學與創(chuàng)新驅(qū)動型人才 培養(yǎng)方案，具體對大數(shù)據(jù)應用專業(yè)實驗課程設置、教學內(nèi)容、 實訓平臺建設方面進行綜述。為學校如何開展好大數(shù)據(jù)應用 專業(yè)實驗教學提供參考。實踐證明，此舉大大提升了大數(shù)據(jù) 應用專業(yè)人才培養(yǎng)能力，可滿足社會對科技創(chuàng)新人才的需求。