新工科背景下大数据专业课程建设的探索

高永彬 杨孜茁 方志军

摘要：在大数据技术与应用如火如荼的背景下，数据科学与大数据技术专业在国内多所高校迅速建立，本专业相关课程的教学建设，也成为了高等院校相关专业研究的热点。本文探讨了数据科学与大数据技术及相关专业中，作为基础平台课程的《数据科学与分析》课程的建设思考，包括建设背景、课程建设的目标、课程建设的具体内容和建设手段等，旨在为数据科学与大数据专业的课程建设做有益的探索。

关键词：数据科学与大数据技术;数据科学与分析;课程建设

1课程建设的背景

大数据技术即将带来一场颠覆性的革命，它将推动社会生产取得全面进步，助推政府、金融、医疗、教育、零售、制造业、能源和交通等行业产生根本性的变革。高校数据科学与大数据技术专业就是在这样的背景下设立的，本专业旨在培养社会急需的具备大数据处理及分析能力的高级复合型人才。具体包括：掌握计算机科学、大数据科学与信息技术的基本理论、方法和技能，受到系统的科学研究训练，具备一定的大数据科学研究能力与数据工程实施的基本能力，掌握大数据工程项目的规划、应用、管理及决策方法，具有大数据工程项目设计、研发和实施能力的复合型、应用型卓越人才。通过本专业的学习，使学生掌握计算机理论、数据科学理论以及大数据处理技术，从大数据应用的三个主要层面（即数据管理、系统开发、海量数据分析与挖掘）培养学生系统地掌握大数据应用中的各种典型问题的解决办法，提升学生解决实际问题的能力，使学生具有将领域知识与计算机技术和大数据技术融合、创新的能力，能够从事大数据研究和开发应用的高层次人才。《数据科学与分析》是数据科学与大数据技术专业的基础必修课程，该课程将全面阐释数据科学的基本理论、大数据的相关概念、主要技术和应用现状，使学生对大数据的相关技术、应用和产业链有一个总体的比较清晰的认识。

2教学内容目标

《数据科学与分析》课程建设主要围绕数据科学与大数据技术专业本科教学的总体目标和实施要求而展开。根据大数据技术的发展状况和社会需求，探讨数据科学与大数据专业的最佳教学方案和具体实现措施。

《数据科学与分析》课程定位于数据科学与大数据技术专业的导论课程，教学目的是使学生全面了解大数据的概念和应用现状，对大数据的相关技术、应用和产业链有一个总体的比较清晰的认识。

通过本课程的教学，学生应该了解和掌握的知识点包括：大数据与云计算，大数据处理，数据统计与分析，大数据安全，数据可视化，大数据与社交，大数据应用等。

课程建设的总体目标归纳如下：

1）进一步确定本课程在专业培养和课程体系中的地位;

2）在已出版教材的基础上，进一步完善本课程的理论教学和实验教学内容;

3）建立和完善课程的实践教学平台，撰写完备的实验指导书;

4）建立和发布本课程的教学网站;

5）发表与本课程建设相关的研究论文;

6）完善全套的课程教学资料和课件;

7）为新版教材的修订准备必要的教学资料。

3课程建设内容

3.1教学队伍建设

课程教学的实施过程中，教师是关键所在，教师要有较强的专业素养和教学能力，具备敬业奉献、言传身教的师德师风，在向学生传授知识的同时培养学生的政治素养和专业能力。

师资队伍建设也是保证教学目标完好实施的重要因素，也是学科发展的必要保证。《数据科学与分析》课程是一门相对较新的课程，通过本课程建设的进行，我们将进一步完善教师队伍梯队的培养，以确保该类课程的教学质量、跟踪本学科发展的最新动态。

3.2教学内容建设

作为高校数据科学与大数据技术本科生的第一门专业基础课，本课程建设必须符合专业培养目标、设计完整的理论教学体系、配套基本的技能实训平台、融合数据科学与大数据技术的最新发展。所以，本课程建设的理论体系计划从数据科学概论、大数据的基本概念、大数据的产生、大数据的存储、大数据的获取、大数据的处理、大数据的分析、大数据的可视化、大数据的应用、大数据的安全等十个方面展开和深入。

3.3教学条件建设

数据科学与大数据技术是较新的科技领域，为了使学生能够既能学习最新的科技知识和成果，又能在专业基础和素养上得到提高，学习材料方面采用先进教材，并结合课程思政，使本课程的教学达到理论与实践、基础与提高、专业与思政的有机结合。

本课程建设还将配套一个网络教学讨论系统，该系统采用Web技术，发布课堂教学网上视频和网上论坛，为教师和学生建立一个网络教学交流平台。

本课程建设将结合企业的真实需求和应用案例，拥有丰富的视频大数据、医院大数据、工业大数据、文本大数据。同时运用最新的容器与K8s技术，搭建一套大数据教学实训平台，通过该平台为大数据相关课程虚拟各种实验操作环境，共享大数据分析所用的数据集内容，让学生进行各种数据挖掘算法的演示与开发，真实体验数据科学在实际环境中的应用。

3.4教学方法与教学手段建设

一、教学方法建设内容：

（1）讨论式教学：通过对核心问题的讨论，加深学生对问题的理解，增强学生的主动学习能力和对问题的判断能力;

（2）学生分组式教学：由学生自由组合，根据事先选择的教學专题和辅助参考资料到讲台上讲解对该专题的理解并回答其他同学的提问。这种教学方法能充分调动学生的参与性和创造性思维，培养学生的表达能力和自信心。

（3）发现问题式教学：每一次上课前推荐学生阅读下次课的参考资料，课上让学生自己提出问题，教师回答，通过学生提问，教师回答问题的方式，有针对性的解决学生的知识问题，有侧重的组织教学。

二、教学手段建设内容

教学手段遵循现代化多媒体教学技术为主，传统的黑板式教学为辅等多种形式相结合的原则。利用课程网站、线上课程等方式，实现包括教案、教学大纲、讲义、知识点、实践操作指导等教学资源的即时访问、下载等等。另外，建立公共邮箱与同学交流、互动，及时收集和解答同学们学习过程中存在的疑问，实现网上的课程讨论、学习。

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作者简介：高永彬，1988年11月28日，男，汉，江西省吉安市，博士，副教授，人工智能与大数据，上海工程技术大学。65E71114-E2A4-42E9-96FB-4A0F5E09D398