高校大數(shù)據(jù)課程教學(xué)案例庫的建設(shè)與探索

張晗宇 劉月峰 張曉琳 張繼凱

（內(nèi)蒙古科技大學(xué) 內(nèi)蒙古包頭 014010）

在大數(shù)據(jù)相關(guān)課程開展的過程中，所面臨的一個(gè)重要課題就是如何向?qū)W生傳授理論知識(shí)的同時(shí)，又能夠培養(yǎng)其創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。對(duì)此，各高校開展了形式多樣的教學(xué)改革與探索[1-2]。其中，缺乏實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)景與相關(guān)素材是我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)中的重要挑戰(zhàn)。這使得我們的實(shí)踐能力培養(yǎng)往往只能停留在一些基礎(chǔ)實(shí)踐的階段。為了能夠進(jìn)一步提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生能夠通過課程實(shí)現(xiàn)高層次的實(shí)踐能力提升，我們就需要?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方式，豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容[3-4]。

案例教學(xué)是一種基于實(shí)際生產(chǎn)案例，教師指導(dǎo)學(xué)生通過完成案例中的實(shí)踐問題來完成研究學(xué)習(xí)的教學(xué)模式?；谠撃Ｊ娇梢杂行У卦鰪?qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考，以及解決問題的能力，幫助學(xué)生更好地掌握基礎(chǔ)理論，理解學(xué)習(xí)重點(diǎn)。該教學(xué)法適合于開發(fā)分析、綜合及評(píng)估等方面的課程教學(xué)，是大數(shù)據(jù)相關(guān)課程教學(xué)改革的趨勢(shì)[5]。在本文中，作者將以我專業(yè)開展大數(shù)據(jù)課程教學(xué)案例庫的建設(shè)為例展開探討，并提出一些教學(xué)改革的意見和見解。

一、現(xiàn)狀分析與基于OBE理念教學(xué)改革實(shí)施的必要性

1.高校大數(shù)據(jù)課程問題分析

在政府以及社會(huì)的大力推動(dòng)下，大數(shù)據(jù)相關(guān)課程建設(shè)在我國已取得了豐碩的成果，一些教學(xué)名師、精品教材。一流課程的不斷涌現(xiàn)，為各高校開展相關(guān)課程，提供了重要的參考學(xué)習(xí)依據(jù)。然而，在教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，仍存在著許多需要結(jié)合專業(yè)課程實(shí)際開展情況去不斷完善改革的問題點(diǎn)。這些問題點(diǎn)在實(shí)踐教學(xué)中表現(xiàn)得尤為突出。以我專業(yè)為例，我們?cè)陂_展大數(shù)據(jù)相關(guān)課程中所面臨的問題主要體現(xiàn)在了兩個(gè)方面。①實(shí)踐能力培養(yǎng)主要停留在基礎(chǔ)階段與生產(chǎn)實(shí)際貼合度不強(qiáng)；②學(xué)生難以將理論知識(shí)有效地融合到實(shí)踐過程當(dāng)中。產(chǎn)生這樣問題的一個(gè)重要原因就是我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)中缺乏了有效的素材支撐，難以為我們的實(shí)踐教學(xué)提供有效的內(nèi)容保障。建設(shè)大數(shù)據(jù)教學(xué)案例庫，可以為我們的大數(shù)據(jù)課程提供一個(gè)強(qiáng)大且有效的素材平臺(tái)，從基礎(chǔ)上保障了我們專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)質(zhì)量。

2.基于OBE理念的教學(xué)改革

基于OBE理念的人才培養(yǎng)是一種以成果為導(dǎo)向的，重視過程教育的人才培養(yǎng)方式，近些年受到了國內(nèi)外各高校的重視[6-7]。在OBE理念中，強(qiáng)調(diào)了我們?cè)诮虒W(xué)設(shè)計(jì)中如何為學(xué)生制定清晰的課程目標(biāo)，以及如何在教學(xué)的各階段中，保證學(xué)生能夠獲得與之相對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)成果。也就是說，在基于OBE理念的教學(xué)當(dāng)中，我們要明確兩個(gè)問題：①讓學(xué)生取得什么樣的學(xué)習(xí)成果；②如何有效地幫助學(xué)生取得學(xué)習(xí)成果。這就對(duì)我們課程的教學(xué)形式以及考核方式提出了新的需求。

在我專業(yè)開展的大數(shù)據(jù)相關(guān)課程當(dāng)中，其主要課程目標(biāo)的共通性在于保證學(xué)生能夠掌握大數(shù)據(jù)必備的基礎(chǔ)理論知識(shí)與實(shí)踐能力。為了實(shí)現(xiàn)這樣的教學(xué)目標(biāo)，基于OBE理念的教學(xué)設(shè)計(jì)也是必不可少的，首先，我們需要在課程的進(jìn)行過程中實(shí)時(shí)地把控每個(gè)學(xué)生的知識(shí)掌握情況，進(jìn)行合理的教學(xué)以及實(shí)踐方式調(diào)整。只有這樣，我們才能保證教學(xué)的有效性。同時(shí)，大數(shù)據(jù)類課程的共通特點(diǎn)在于理論知識(shí)與實(shí)踐能力是相輔相成的，這就要求我們?cè)诮虒W(xué)過程中能夠把理論授課的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)融入實(shí)踐過程當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)的綜合性培養(yǎng)。由此，建立大數(shù)據(jù)教學(xué)案例庫是對(duì)OBE理念教學(xué)的具體實(shí)現(xiàn)，也為大數(shù)據(jù)相關(guān)課程的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[8]。

二、大數(shù)據(jù)教學(xué)案例庫建設(shè)

在本節(jié)作者將針對(duì)所提出的大數(shù)據(jù)教學(xué)案例庫從建設(shè)目標(biāo)、案例設(shè)計(jì)選用原則、案例庫內(nèi)容概覽三個(gè)方面進(jìn)行具體闡述。

1.建設(shè)目標(biāo)

首先從建設(shè)目標(biāo)來看，大數(shù)據(jù)相關(guān)課程涉及內(nèi)容廣泛，包含了多種理論與實(shí)踐知識(shí)，在人才培養(yǎng)中，我們需要同時(shí)兼顧到學(xué)生理論水平與實(shí)踐能力，對(duì)我們的課程設(shè)計(jì)有著較高要求。大數(shù)據(jù)教學(xué)案例庫的建設(shè)能夠?yàn)閷W(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，也為教師提供了教學(xué)質(zhì)量的保證。案例庫的建設(shè)要能夠貼合實(shí)際，能夠包含實(shí)企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用場(chǎng)景以及技術(shù)，其設(shè)計(jì)范圍需廣泛，能夠支撐專業(yè)開展各方面各類型的課程。

2.案例設(shè)計(jì)選用原則

基于以上建設(shè)目標(biāo)，我們需要為案例的選取構(gòu)建清晰明確的設(shè)計(jì)與選用原則。其主要包含以下兩個(gè)方面：①案例的選取應(yīng)盡可能地貼合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)，能夠全面地反映出企業(yè)在實(shí)際開發(fā)工作中所遇到的各種問題。為此，我們會(huì)將企業(yè)中的一些綜合開發(fā)型案例根據(jù)其涉及的步驟與技術(shù)進(jìn)行拆分，將大的案例分解為小的案例，讓學(xué)生能夠深刻理解并掌握大數(shù)據(jù)所涉及的各知識(shí)層面。另一方面，我們會(huì)通過引入一系列的綜合性案例，使得學(xué)生們能夠建立起對(duì)大數(shù)據(jù)知識(shí)體系框架的綜合性認(rèn)識(shí)。②案例要盡可能體現(xiàn)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的現(xiàn)場(chǎng)意識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重點(diǎn)，不僅僅在于學(xué)習(xí)技術(shù)，更加要強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)，讓學(xué)生理解開發(fā)技術(shù)的選取原因，得失利弊，形成獨(dú)立思考的能力。

3.案例庫內(nèi)容概覽

立足于以上案例選取流程，一方面，我們將選取的各案例有效地融合到大數(shù)據(jù)相關(guān)的處理技術(shù)當(dāng)中，如數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)抽取/清洗、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理等。這使得每個(gè)案例都具備了自己的主題，方便了學(xué)生以及教師的選取。另一方面，各案例都是以實(shí)際工程項(xiàng)目為載體，目標(biāo)明確，能夠讓學(xué)生真正地從一個(gè)大數(shù)據(jù)開發(fā)者的角度在工程實(shí)踐中得到技術(shù)方面的進(jìn)步。依托于此案例庫，可以幫助學(xué)生快速地構(gòu)建自己的知識(shí)體系，提升大數(shù)據(jù)相關(guān)的理論與實(shí)踐能力。以下為案例庫摘要（表1）：

表1 建設(shè)大數(shù)據(jù)案例庫概覽

三、基于大數(shù)據(jù)教學(xué)案例庫的教學(xué)實(shí)施成果分析

通過建設(shè)大數(shù)據(jù)教學(xué)案例庫，使我們的課堂教學(xué)得到了重要的轉(zhuǎn)變與提升。這些進(jìn)步點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.從知識(shí)課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變

首先，大數(shù)據(jù)教學(xué)案例庫的應(yīng)用，使我們的課堂教學(xué)不斷改革提升，不斷實(shí)現(xiàn)從知識(shí)課堂向能力課堂的邁進(jìn)，使我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)?？己四Ｊ降雀鞣矫骈_展了多種變革與嘗試。

例如，在我專業(yè)開展的涉及大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用的相關(guān)課程中，除了課堂理論的講解與基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)和練習(xí)，我們引入了案例“Hadoop大數(shù)據(jù)系統(tǒng)搭建與運(yùn)維實(shí)訓(xùn)”，讓學(xué)生能夠充分掌握Hadoop框架在企業(yè)中的常規(guī)配置和開發(fā)模式，具備獨(dú)立完成大數(shù)據(jù)平臺(tái)安裝與配置的能力和業(yè)務(wù)功能開發(fā)能力。同時(shí)，我們積極鼓勵(lì)學(xué)生通過文獻(xiàn)查閱、報(bào)告撰寫、技術(shù)研討的方法，來解決Hadoop框架及其生態(tài)組件在實(shí)際應(yīng)用過程發(fā)生的問題，并以團(tuán)隊(duì)協(xié)作的形式得出解決方案，加以運(yùn)用。

2.從重學(xué)輕思向?qū)W思結(jié)合轉(zhuǎn)變

在傳統(tǒng)課堂中，我們面臨的一個(gè)重要問題就是忽略了對(duì)學(xué)生思考能力的培養(yǎng)。學(xué)而思則優(yōu)，知識(shí)是思考與執(zhí)行過程的產(chǎn)物，只有還原知識(shí)產(chǎn)生的過程，才能讓學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行充分的理解和運(yùn)用，才能使學(xué)生享受學(xué)習(xí)和探索的樂趣。在基于大數(shù)據(jù)教學(xué)案例的教學(xué)中，我們格外強(qiáng)調(diào)充分引導(dǎo)學(xué)生自主思考，讓學(xué)生能夠全面地理解大數(shù)據(jù)技術(shù)的選擇與應(yīng)用方法。

例如，在我專業(yè)涉及分布式數(shù)據(jù)庫等相關(guān)內(nèi)容的課程中，我們引入了案例“基于微博輿情分析系統(tǒng)”。在課堂中，我們通過對(duì)大數(shù)據(jù)中常用的四種存儲(chǔ)模式，即文檔存儲(chǔ)、鍵值存儲(chǔ)、列式存儲(chǔ)、圖存儲(chǔ)，再加上傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的行式存儲(chǔ)的分析對(duì)比，讓學(xué)生從整體上理解存儲(chǔ)模式。在實(shí)踐過程中，學(xué)生通過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等一套完整的案例開發(fā)，充分理解各種數(shù)據(jù)庫的優(yōu)缺點(diǎn)，以及在開發(fā)各階段中數(shù)據(jù)庫的選擇與使用，從而匯總出各種存儲(chǔ)模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用場(chǎng)景。

3.從重教輕學(xué)向教主于學(xué)轉(zhuǎn)變

教師是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的指引者而非主導(dǎo)者，培養(yǎng)學(xué)生的重點(diǎn)在于教會(huì)學(xué)生如何去學(xué)習(xí)，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣。在基于大數(shù)據(jù)案例庫的教學(xué)實(shí)踐中，我們會(huì)積極引導(dǎo)學(xué)生討論通過合作完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生通過小組學(xué)習(xí)形成了自主學(xué)習(xí)獨(dú)立解決問題的能力同時(shí)也鍛煉了技術(shù)溝通能力。學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)產(chǎn)生了興趣，并能夠在課程以外的實(shí)踐中充分利用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)。在大數(shù)據(jù)案例庫引入到我們的課程之后，通過課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了一定獨(dú)立完成項(xiàng)目的基礎(chǔ)能力與技術(shù)。學(xué)生們積極地運(yùn)用課程中的案例與技術(shù)參加了各類校內(nèi)外相關(guān)的技術(shù)比賽，并取得了很好的成果。

結(jié)語

本文所提出的大數(shù)據(jù)教學(xué)案例庫的建設(shè)是結(jié)合我專業(yè)實(shí)際教學(xué)實(shí)踐，通過教師、學(xué)生、企業(yè)多方參與研討實(shí)施的教學(xué)改革舉措，為包括我專業(yè)在內(nèi)的大數(shù)據(jù)相關(guān)課程的教學(xué)發(fā)展提供了參考和經(jīng)驗(yàn)。接下來，我專業(yè)還將在大數(shù)據(jù)案例教學(xué)的發(fā)展中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，形成更加完整多樣的案例庫，為大數(shù)據(jù)課程提供有力保障。