大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型人才培養(yǎng)

引 言

《2017 中國(guó)大數(shù)據(jù)發(fā)展報(bào)告》顯示，我國(guó)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(dāng)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(yīng)用，考慮到潛在企業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)技能型人才的需求，國(guó)內(nèi)多所高職院校已開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用及相關(guān)專(zhuān)業(yè)。但大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)資源和實(shí)驗(yàn)條件目前相對(duì)缺乏，如何培養(yǎng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)技能型人才已成為高職院校探討的新熱點(diǎn)。

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

深入貫徹實(shí)施國(guó)家大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略，堅(jiān)持以市場(chǎng)為主導(dǎo)，從 2016 年開(kāi)始國(guó)內(nèi)共有 32 所高校開(kāi)設(shè)了數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)，顯示出國(guó)家對(duì)培養(yǎng)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)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(dòng)技能型人才培養(yǎng)方案與課程體系設(shè)置對(duì)大力推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式具有十分重要的意義。

1.1 培養(yǎng)思路與目標(biāo)

確立不同學(xué)歷層次的人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)研發(fā)類(lèi)人才；培養(yǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)類(lèi)人才；培養(yǎng)大數(shù)據(jù)分析類(lèi)人才。以培養(yǎng)具有大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用的生產(chǎn)、服務(wù)、管理創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)技能型高素質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才為目標(biāo)，培養(yǎng)本專(zhuān)業(yè)學(xué)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(kù)技術(shù)、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)。培養(yǎng)學(xué)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(yīng)用實(shí)踐能力。從大數(shù)據(jù)技術(shù)理論知識(shí)學(xué)習(xí)到實(shí)踐應(yīng)用，使學(xué)生具有一定的大數(shù)據(jù)服務(wù)綜合應(yīng)用能力，培養(yǎng)一大批應(yīng)用大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)技能型高素質(zhì)人才。

1.2 培養(yǎng)方案

從Java 語(yǔ)言編程、Hadoop、Spark、Storm 到MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)、多維大數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)挖掘方法學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)；掌握關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基本原理 ；掌握數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法與 R 語(yǔ)言編程；掌握海量數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘基礎(chǔ)理論與專(zhuān)業(yè)知識(shí)，能進(jìn)行相關(guān)大數(shù)據(jù)的分析與處理 ；掌握大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)的搭建。

1.3 構(gòu)建大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

實(shí)驗(yàn)課程要求包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)態(tài)度和表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，根據(jù)上述五個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)定。每 24學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課程計(jì) 2 學(xué)分，最小學(xué)分單位為 0.5 學(xué)分。

實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置。大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的目的在于增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力訓(xùn)練，分為四個(gè)層次，分別為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘展示、算法實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)技術(shù)綜合應(yīng)用等方面的訓(xùn)練，共有 10 個(gè)模塊，100 多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容見(jiàn)表 1 所列。

2 大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具體項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)及案例

進(jìn)行多角度、多層面、多方位的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)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(xiàng)目設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)挖掘和處理算法，運(yùn)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(gè)模型，在所有的變量中建立起某種關(guān)系。通過(guò)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(fù)雜信息。實(shí)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(chǔ)架構(gòu)、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)和分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化。項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)流程見(jiàn)表 2 所列。

項(xiàng)目實(shí)踐使學(xué)生了解關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的知識(shí) 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(yīng)用、 時(shí)間序列數(shù)據(jù)查詢(xún)、分析和挖掘等工作流程。 

3 構(gòu)建全方位立體培訓(xùn)體系積極推進(jìn)大數(shù)據(jù)高技能人才隊(duì)伍 的建設(shè)

由于大數(shù)據(jù)涵蓋內(nèi)容廣泛，因此需要如下三類(lèi)關(guān)鍵人才 隊(duì)伍建設(shè) ： 

（1）實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的技術(shù)支持人才，他們具有很強(qiáng)的編程 能力，尤其表現(xiàn)在搭建數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理以及處理的平臺(tái)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(yīng)用類(lèi)人才，以適應(yīng)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(fù)合型人才，不僅要具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知 識(shí)，更需要有充足的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。唯有如此，我們通過(guò)典型的 算法展示、算法實(shí)現(xiàn)結(jié)合數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用場(chǎng)景與案例對(duì)學(xué)生 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析方面的綜合訓(xùn)練，從而實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)由理 論到應(yīng)用、涵蓋原理驗(yàn)證、綜合應(yīng)用及全方位實(shí)驗(yàn)的體系。 因此，學(xué)校應(yīng)根據(jù)不同類(lèi)型的人才特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)代企業(yè)對(duì)大 數(shù)據(jù)人才的需求，以就業(yè)為導(dǎo)向，開(kāi)展全方位立體式（專(zhuān)業(yè)拓 展模塊——技能考證模塊——集中實(shí)踐模塊）大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)實(shí) 踐教學(xué)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(shí)，還要開(kāi)展職業(yè)技能考證培訓(xùn)，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(yùn)維工程師等。

 4 教學(xué)手段與措施 

注意學(xué)科群均衡發(fā)展，將課程設(shè)置模塊化、系統(tǒng)化，提 高教學(xué)手段。圍繞“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型”辦學(xué)戰(zhàn)略，樹(shù)立創(chuàng)新教育理 念，把握教學(xué)過(guò)程中理論和實(shí)踐的結(jié)構(gòu)比例，并注重“實(shí)踐能 力質(zhì)量”的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)模式，積極引進(jìn)企業(yè)優(yōu)勢(shì)資源，開(kāi)展校 企共建教學(xué)實(shí)踐基地，把實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)從第一課堂延伸到第 二課堂、延伸到企業(yè)，為培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力創(chuàng)造實(shí)踐環(huán)境， 從而推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展。 

提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的關(guān)鍵在于優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在實(shí)踐教 學(xué)手段方面，應(yīng)以項(xiàng)目為載體，采用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)——綜合性 實(shí)驗(yàn)——?jiǎng)?chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐教學(xué)模式，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè) 的特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以大數(shù)據(jù) Hadoop 實(shí)訓(xùn)為例。 實(shí)現(xiàn) Hadoop 底層分布式文件系統(tǒng)原理、操作和應(yīng)用的 開(kāi)發(fā)。運(yùn)用 Hadoop 集群開(kāi)發(fā)工具搭建 和開(kāi)發(fā)一個(gè)企業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，包括架構(gòu) 設(shè)計(jì)、環(huán)境搭建、分布式并行計(jì)算框架、 集群交互、分析處理數(shù)據(jù)、優(yōu)劣分析和 取舍、運(yùn)用 Spark 技術(shù)在實(shí)際項(xiàng)目中實(shí) 現(xiàn)各種類(lèi)型的業(yè)務(wù)需求，讓學(xué)生真正做到融會(huì)貫通、舉一反三， 更好地掌握大數(shù)據(jù)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。 

從大數(shù)據(jù)中提取擁有較高價(jià)值的挖掘技術(shù)的實(shí)驗(yàn)，通過(guò) Hadoop 離線數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)從數(shù)據(jù)采集、入庫(kù)、分析及報(bào)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(chǔ)管理、 數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)、ETL、業(yè)務(wù)模型統(tǒng)計(jì)分析等。 

5 結(jié) 語(yǔ)

本文闡述了大數(shù)據(jù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型人才 培養(yǎng)方案，具體對(duì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、 實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)方面進(jìn)行綜述。為學(xué)校如何開(kāi)展好大數(shù)據(jù)應(yīng)用 專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考。實(shí)踐證明，此舉大大提升了大數(shù)據(jù) 應(yīng)用專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)能力，可滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)科技創(chuàng)新人才的需求。