劉芳 許可 雷鳴

【摘要】隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，社會對數(shù)據(jù)人才的需求不斷擴(kuò)大.本文針對信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)傳統(tǒng)教學(xué)模式滯后的問題，以就業(yè)為導(dǎo)向，面向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用構(gòu)建時(shí)代性、立體化的課程群體系.運(yùn)用多元化教學(xué)手段，智能優(yōu)化課程群教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用能力，以適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代市場對數(shù)據(jù)人才的要求.

【關(guān)鍵詞】信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè);數(shù)據(jù)分析;課程群優(yōu)化;教學(xué)改革

【基金項(xiàng)目】遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2018）;沈陽理工大學(xué)本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目SLGJG2019041/SLGJG2019080.

一、引 言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)科學(xué)的高速發(fā)展，當(dāng)今社會已進(jìn)入容納“海量數(shù)據(jù)”的大數(shù)據(jù)時(shí)代.2015年10月，黨的十八屆五中全會正式提出“實(shí)施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，推進(jìn)數(shù)據(jù)資源開放共享”.這表明中國已將大數(shù)據(jù)視作戰(zhàn)略資源并上升為國家戰(zhàn)略.據(jù)中國商業(yè)聯(lián)合會數(shù)據(jù)分析專業(yè)委員會統(tǒng)計(jì)，2020年中國基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)分析人才缺口達(dá)到1400萬.為滿足社會對大數(shù)據(jù)專業(yè)領(lǐng)域人才的巨大需求，亟須在有基礎(chǔ)的高校和專業(yè)建立數(shù)據(jù)科學(xué)與數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)的課程體系，為數(shù)據(jù)研究和運(yùn)用提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析與處理的專業(yè)人才[1-2].研究大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)據(jù)分析人才培養(yǎng)模式，將人才培養(yǎng)與國家戰(zhàn)略需求相統(tǒng)一，發(fā)揮數(shù)學(xué)學(xué)科特色，培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才意義重大.

數(shù)據(jù)分析與處理的相關(guān)崗位所需具備的技能一般包括計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化等方面.從我校信息與計(jì)算科學(xué)的課程設(shè)置情況看，這四個(gè)方面均有涉及，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)在培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析與處理人才方面具有專業(yè)優(yōu)勢.在此優(yōu)勢下進(jìn)行以培養(yǎng)數(shù)據(jù)能力為導(dǎo)向的數(shù)據(jù)分析與處理課程群的整體優(yōu)化和教學(xué)內(nèi)容改革與實(shí)踐勢在必行[3-4].

二、教學(xué)模式中存在的問題

近年來，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)在數(shù)據(jù)分析與處理課程群教學(xué)模式中的改革取得了很大的成績，但仍存在一些問題，具體表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：1）課程設(shè)置不先進(jìn)，學(xué)生所學(xué)的知識與社會需求不符，與國家戰(zhàn)略不同步，學(xué)生的數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)與實(shí)踐能力不足;2）課程系統(tǒng)性不強(qiáng)，課程之間缺少相關(guān)內(nèi)容的融合與連接;3）課程內(nèi)容的設(shè)置只考慮了知識的傳授，缺少思想引領(lǐng)教育，育人教育機(jī)制不完善;4）數(shù)據(jù)分析與處理相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)以課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)為主，應(yīng)用性不強(qiáng)，學(xué)生只停留在基礎(chǔ)算法的簡單實(shí)現(xiàn)層面，綜合處理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、運(yùn)用數(shù)據(jù)的能力欠缺.

三、課程群整體優(yōu)化與教學(xué)改革

針對信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)在數(shù)據(jù)分析課程群的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式中存在的問題，課程群教師團(tuán)隊(duì)采用四種切實(shí)可行的方法，提高信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)數(shù)據(jù)分析與處理課程群的教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的數(shù)據(jù)分析實(shí)踐能力.具體的課程群優(yōu)化與改革方式如下：

（1）以就業(yè)為導(dǎo)向，面向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，優(yōu)化課程群體系

分析市場需求，面向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，配置具有時(shí)代性和先進(jìn)性的立體化課程群體系[5].

1）構(gòu)建時(shí)代性課程群體系

圍繞數(shù)據(jù)處理與分析科學(xué)的核心觀念和方法，夯實(shí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，設(shè)置主干課程，形成核心課程群，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重組和整合，更新教學(xué)內(nèi)容，引進(jìn)《大數(shù)據(jù)算法》《數(shù)據(jù)挖掘》《人工智能》《機(jī)器學(xué)習(xí)》《創(chuàng)新思維訓(xùn)練與實(shí)踐》等數(shù)據(jù)處理熱點(diǎn)課程，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析行業(yè)領(lǐng)域的知識樹，構(gòu)建包含25門理論課程、14門實(shí)踐課程的新時(shí)代數(shù)據(jù)分析與處理課程群，全方位培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析與處理的綜合能力.

2）實(shí)現(xiàn)交叉教學(xué)，構(gòu)建立體化課程群體系

以課程群培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，優(yōu)化更新課程內(nèi)容，打破課程內(nèi)容、課程資源的歸屬性與壁壘，將不同的課程內(nèi)容進(jìn)行融通與銜接，刪除課程重復(fù)內(nèi)容，增補(bǔ)課程間的空白，對教學(xué)資源進(jìn)行共享配置，形成完整的系統(tǒng)，從人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)到教學(xué)與實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)體現(xiàn)交叉特色，在理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知遷移，使學(xué)生更好地理解一門課程與其他課程以及整個(gè)課程群的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，從而達(dá)到整體大于部分之和的學(xué)習(xí)效益，提高課程群的建設(shè)水平，實(shí)現(xiàn)課程群建設(shè)的規(guī)模效應(yīng)，激發(fā)學(xué)生綜合、立體的數(shù)據(jù)分析和處理能力，培養(yǎng)復(fù)合型數(shù)據(jù)人才.

（2）運(yùn)用多元化教學(xué)手段，智能優(yōu)化課程群教學(xué)[6-7]

1）搭建課程教學(xué)輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和算法的可視化

開發(fā)課程教學(xué)輔助系統(tǒng)，借助教學(xué)輔助系統(tǒng)，在《數(shù)值分析》《數(shù)據(jù)分析》《算法設(shè)計(jì)與分析》等培養(yǎng)數(shù)據(jù)能力的課程講授中，讓學(xué)生體會數(shù)據(jù)分析、數(shù)值計(jì)算和算法設(shè)計(jì)的過程和結(jié)果，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和算法的可視化.在軟件演示及調(diào)試過程中，學(xué)生能夠切身體會到如何將理論轉(zhuǎn)化為應(yīng)用，提高了學(xué)生動手實(shí)踐的欲望和熱情.

2）開發(fā)課程App，創(chuàng)建電子書包，實(shí)現(xiàn)移動教學(xué)

開發(fā)基于《數(shù)據(jù)分析》《數(shù)值分析》《算法設(shè)計(jì)與分析》等課程的App，學(xué)生能夠隨時(shí)隨地在線學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，瀏覽課程視頻，進(jìn)行課程測試、在線討論，實(shí)現(xiàn)課程的“可視化”與“可攜帶”，滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)要求，為教師和學(xué)生提供一種不受時(shí)間和空間約束的交互式教學(xué)平臺，實(shí)現(xiàn)課內(nèi)課外全流程教學(xué).

3）開發(fā)、整合課程資源，開展線上線下混合式教學(xué)

收集網(wǎng)絡(luò)資源和數(shù)字化資源，提煉精品特色，更新教學(xué)理念，整合線上優(yōu)質(zhì)的教育資源和線下 “面對面”的教學(xué)互動優(yōu)勢，開展線上線下混合式教學(xué).依托資源共享的新時(shí)代教育平臺，通過設(shè)計(jì)SPOC課程、精選國家精品MOOC和跨校修學(xué)分等多種授課模式，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)知識資源和個(gè)性化、多維度的教學(xué)模式，開拓學(xué)生的知識視野，實(shí)現(xiàn)師生與名校、名師“零距離”，提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果.課程團(tuán)隊(duì)已建立《運(yùn)籌學(xué)》《計(jì)算方法》《復(fù)變函數(shù)與積分變換》等SPOC課程，《數(shù)值分析》《C語言程序設(shè)計(jì)》等國家精品MOOC，并在2020年春季，依托超星學(xué)習(xí)通平臺，以《人工智能》課程為試點(diǎn)，與遼寧工業(yè)大學(xué)合作，開展跨校修學(xué)分授課模式研究.

4）采用校企合作的授課模式，將“案例”和“項(xiàng)目”引入課堂

從企業(yè)需求出發(fā)設(shè)置課程講授內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)與選取教學(xué)案例，建立案例庫，采用在校教師與企業(yè)工程師聯(lián)合授課模式，引入企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目，使學(xué)生在對“案例”和“項(xiàng)目”的研究討論中，增強(qiáng)動手能力和實(shí)踐應(yīng)用能力.

（3）構(gòu)建課程思政育人機(jī)制，實(shí)現(xiàn)育人育才相統(tǒng)一

以國家政策方針為指引，以社會需求為導(dǎo)向，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)設(shè)置等方面挖掘課程思政元素，精選課程案例，在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)比對、模型設(shè)計(jì)、算法驗(yàn)證、案例分析過程中樹立學(xué)生正確的思想導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)知識傳授與思想引領(lǐng)相統(tǒng)一，提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)及綜合素質(zhì)，使學(xué)生成長為“講政治，懂技術(shù)”的高素質(zhì)人才.

（4）加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析與處理的“實(shí)戰(zhàn)演練”，將課堂延伸到課外

鼓勵(lì)和組織學(xué)生積極參加與課程相關(guān)的競賽與活動，如“高教社杯”全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽、“挑戰(zhàn)杯”遼寧省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等.促進(jìn)學(xué)生以組建團(tuán)隊(duì)的形式做具體的項(xiàng)目，如大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和參與教師的科研項(xiàng)目.學(xué)生在一次次的“實(shí)戰(zhàn)演練”中，能夠體驗(yàn) “獲取問題—分析問題—求解問題—驗(yàn)證結(jié)果—應(yīng)用推廣”的全流程.“實(shí)戰(zhàn)演練”既提高了學(xué)生綜合數(shù)學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，又鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)溝通、協(xié)作能力，使學(xué)生成長為具有高素質(zhì)、高能力的數(shù)據(jù)分析人才.

四、總結(jié)

通過對培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析與處理能力的課程群的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、育人機(jī)制、實(shí)踐平臺等方面進(jìn)行改革，提升了課程群體系設(shè)置的先進(jìn)性、系統(tǒng)性、應(yīng)用性，深化了課程思政教育，促進(jìn)了人才培養(yǎng)模式與國家策略和社會需求的同向同步.在兩年的教學(xué)改革實(shí)踐期內(nèi)，教學(xué)改革成果和資源已推廣到沈陽工業(yè)大學(xué)和沈陽理工大學(xué)多個(gè)專業(yè)，師生滿意度較高.畢業(yè)生反饋認(rèn)為學(xué)習(xí)新知識的意識和能力、數(shù)學(xué)思維能力、團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新意識、靈活多樣的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練是他們簡歷上一道亮麗的風(fēng)景線，是工作崗位高起點(diǎn)的基石.

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