新工科背景下数据科学与大数据技术专业人才培养模式研究

郭改文, 陈丹敏, 蔡 艳

(河南财政金融学院 计算机与人工智能学院,河南 郑州 450046)

0 引言

新一代信息技术的发展推动大数据相关产业发展,大数据技术被广泛应用到统计分析、软件分析与测试、图形图像处理、智能安防、智慧城市、移动终端开发等领域,催生了数据科学与大数据技术新工科专业。如何做好数据科学与大数据技术专业建设,为社会及行业培养优秀的大数据专业人才,是目前数据科学与大数据技术专业建设亟待解决的问题。朝乐门等[1]通过系统调研世界一流大学数据科学专业的建设现状,分析了现阶段我国数据科学教育中存在的曲解现象及对策建议;孙开伟等[2]结合重庆邮电大学的建设经验,提出新工科背景下数据科学与大数据技术专业实践教学新思路;贾蓓[3]从学科融合的角度对数据科学与大数据技术专业的人才培养提出了思考;徐军等[4]从师资队伍建设、课程体系建设、实习基地建设等方面进行探讨和研究;冯可可等[5]研究了大数据视域下翻转课堂的教学实践;潘保国等[6]探讨地方高校数据科学与大数据技术专业课程设置。本文从专业建设的几个维度分析现状、分享经验,努力探索新工科建设的新思路,为地方应用型本科院校的数据科学与大数据技术专业建设提供参考。

1 专业建设存在的问题

1.1 大数据专业培养体系尚未健全,教学资源匮乏

目前人才培养体系有几方面不足:一是师资力量不足。大数据专业作为新兴的交叉学科,对教师有很高的要求,需要具备多种能力、多层次、多元化的师资队伍。二是缺少优质权威教材。目前国内的数据科学与大数据专业处于起步阶段,当前完全符合高校开展教学任务的专业书籍较少。三是实训课程缺少工业级真实行业案例。大数据专业的实践性较强,对实践平台具有较高的专业要求,不仅要提供开发环境,还需要有真实数据和案例供学生分析与操作。

1.2 市场人才缺口大,人才培养与业界需求脱节

在未来3～5年大数据人才缺口高达150万～300万人,同时对大数据人才的要求也不断提高,需要高校选择符合社会需要的人才培养措施。高校的人才培养目标之一就是为企业输送应用实践能力强的人才,大数据专业更要注重实践和实际操作能力。而所有实践都是在理论基础上的学习与扩展,所以学生要在掌握理论知识的同时,积极掌握当今企业需要的技能,缩短人才培养周期,减少学校课程、知识体系与企业需求之间的差距。

1.3 大数据人才集中涌现,存在与行业发展的融合问题

教育部和各高校认识到大数据人才缺口,截至2020年3月,共计520余所高校获批大数据新专业。未来5～10年,大数据人才集中涌现,如何实现大数据人才培养的错位发展与特色培养,促进大数据人才有效反哺行业和企业发展,是新专业建设面临的又一关键问题。

2 数据科学与大数据技术专业人才培养模式

河南财政金融学院数据科学与大数据技术专业在人才培养过程中,结合学校地方性、应用型、财经类的特点和人才市场需求,不断优化人才培养方案,优化后的2023—2026级人才培养方案的培养目标、课程体系如下。

2.1 人才培养目标

数据科学与大数据技术专业旨在培养德智体美劳全面发展,适应经济建设与社会发展的需要,培养具备良好的人文素养、艺术素养和科学素养的新青年,要求学生能够系统掌握计算科学和数据科学有关基础理论、知识、技能和方法,应具备熟练使用计算机软件解决大数据问题的能力。培育立足河南,面向全国,能够在金融、财税、会计、电商、物流等行业,熟练运用大数据思维从事数据的采集、预处理、存储、分析、挖掘、可视化、融合、安全工作,以及从事大数据系统开发与维护的高素质应用型人才。

2.2 课程体系

在数据科学与大数据技术专业课程体系的制定过程中,优化数据科学与大数据技术专业的人才培养方案,搭建学生知识、能力和素养的新框架,促进财经和计算机学科的交叉融合,突出我校“一体两翼”办学特色,培养高素质的交叉复合型大数据专业人才。数据科学与大数据技术专业课程体系与学校推行的“四融三通”人才培养模式一致(“四融”即通识教育、创新创业教育、专业教育和特色教育深度融合,“三通”即大类培养、专业培养和个性化培养有机贯通),为学生个性化发展和自主选择提供更多机会。

3 加强专业建设实践探索

3.1 坚持立德树人根本任务

全面贯彻全国教育大会精神和新时代全国高等学校本科教育工作会议精神,以“三全育人”理念为根本要求,深入落实立德树人根本任务,参照工程教育专业认证标准,以OBE(outcome based education)理念为指导,在优化师资力量的基础上,结合新时代学生特点,尝试探索新的教学模式。

3.2 深化专业综合改革

3.2.1 以人为本,定期优化培养方案

依据计算机类教学质量国家标准和河南财政金融学院的财经办学特色,适应金融、财税领域对大数据人才的需求情况,坚持校企合作协同育人,定期调整人才培养方案,优化财经类大数据课程设置和教学计划。为适应新工科、新文科建设理念,以培养既具备良好财经素养,又熟练掌握金融大数据的高素质、复合型人才,全面优化了2019版人才培养方案。构建具有财经特色的多学科交叉融合的专业课程体系:融合专业课程、特色课程和实践创新课程于一体;夯实数据科学与大数据技术专业的学科基础课和专业核心课程;注重学科交叉、融合,加大通识类课程比重;突出金融大数据创新应用的财经特色培养;强化课程设计、技能训练类课程等实践创新课程;增设差别培养课程群,培养学生的综合应用能力和工程实践能力,引领学生就业方向。

3.2.2 组建创新教学团队

组建跨学科专业、校企的创新教学团队,整合校内计算机与人工智能学院、软件学院、统计与数学学院、会计学院、财政税务学院、金融学院、工商管理学院的优良师资,借助知名企业的管理和工程技术人员的实践经验,采用在线、定制多种方式,开展师资培训。现已完成大数据专业师资的4轮培训,缓解了大数据专业师资匮乏的现状。编写具有财经特色的大数据专业课程教材、实验实训案例、试题库,录制微课,建设移动终端学习平台,丰富了课程资源库。

3.3 加强师资队伍和基层教学组织建设

3.3.1 建设多维度教研结合教学团队

以河南财政金融学院首批重点学科“计算机应用技术”为依托,构建一支由校内专业教师、省内知名教授、企业技术专家组成的教研结合的高水平教学团队。全体教师组建金融大数据、财税大数据两个教学科研团队。通过完善校内外师资联合教学模式,提升教师教研与工程实践能力。

3.3.2 健全多层次教学能力培训体系

在基层教学组织保障体系下,将所有教师纳入由骨干教师领衔的“课程组”,并动态开展在线开放课程、双语课程、校企共建课程、思政课程等特色课程,在教学实践中构建并完善全链条式“六层次教师教学培训体系”(入职培训→青年教师导师制→首开课培训→青年教师讲课比赛→骨干教师培训→教学名师培训),提升教师教学能力。

3.3.3 建立奖励与约束并举的评价制度

结合《河南财政金融学院教学质量考评办法》,引导教师参与教学改革、教材建设、学生创新实践指导等活动,成果产出与职称晋升、绩效考核挂钩,在新教师引进、职称评审中引入教学事故“一票否决”制。

3.4 构建多元化、递进式的产教融合实践教学模式

3.4.1 构建科学的实践教学课程体系

数据科学与大数据技术专业的实践教学课程包括课程实验、期末实训、毕业实习、创新性实践活动4个部分。

1)课程实验:实践性较强的课程安排相应的实训,理论教学与实践教学相结合,边学边做,充分掌握相应的技术应用技能;

2)期末实训:对实践性要求较高的专业课程安排集中实训,每个学期都会安排2周时间进行集中实训;

3)毕业实习:学生需要参加4周的毕业实习;

4)创新性实践活动:学生入校有专业认识实习,在校期间每年组织学生参加全国及省内各类技能大赛,能够有效提高学生的软件应用技能和数据分析能力,提升其综合素质和专业素养。

3.4.2 建构多元高效的实践教学模式

学院依据专业特点实施产教融合,构建了实践教学课程体系、校内外实践教学基地相结合的多元化阶段递进式教学模式[7],使人才的培养由浅入深,逐渐提升学生的工程实践能力和创新能力。

学院已建成云计算开发实验室、大数据开发实验室、网络工程实验室、网络安全实验室、计算机组成原理实验室、综合布线实验室、物联网工程实验室和大数据实验平台等8个专业实验室,为开展课堂实践教学、开放性实验实训教学以及学生开展创新创业提供场所。学院围绕人才培养目标,与校外知名企业建立校企协同育人融合机制,打造复合共享的实验、实训、实习平台,满足了培养新时代复合应用型人才的需求;建立了8个校外实习基地,使师生更多接触社会、了解企业,不仅提升学生职业素质,培育动手能力和创新精神,而且使专业教师能够获取专业实践的机会,提高专业教师应用技能。另外,基地可以通过实习课程选拔优秀人才留在企业工作,满足企业日益增长的人才需求,达到“共建共赢”的目的。

3.4.3 增强学生实际动手和科研能力

除见习、实习外,把计算机应用技能训练、科研立项、学科竞赛、创新团队建设等纳入实践课程群,通过过程规范、学分置换等方式开拓学生实践锻炼渠道。

3.4.4 以“项目+竞赛”模式引领创新实践能力培养

结合本科生导师制,学生4年不间断参加导师的科研项目,通过导师指导、引领学生参加全国的 “互联网+”“挑战杯”、大学生程序设计、大数据创新应用等学科竞赛和产学研结合的科研项目等形式,提升了大数据专业人才的创新实践能力。

3.5 加强专业教学质量保障体系建设

为了保障专业教学质量,学院积极构建专业教学质量保障体系,形成了完善的教学管理制度、齐备规范的教学档案和严格的教学监控体系,教学质量不断提升,主要举措如图1所示。

图1 加强专业教学质量保障体系建设的举措

3.5.1 构建了全员参与、全程监控、全面评价教学质量保障体系

由校-院-专业三级管理人员、全体教师和学生共同构成教学质量监控体系。设置新学期检查、教学大纲与日历检查、听课全覆盖、期中教学检查、考场巡查、考核方式和内容审查、期末评教、考核资料归档与检查、毕业设计检查等9个固定监控点,实现教学过程全程监控。内部开展以“学生为中心”的培养目标与毕业要求达成度评价,外部开展毕业跟踪、用人单位反馈、企业访谈、第三方教学质量调查,形成“校内校外互动”的教学质量评估与反馈机制。

3.5.2 建立健全并严格落实教学管理规章制度

制定培养目标、毕业要求修订制度,培养方案修订制度,课程体系设置和评价制度、教学大纲的制定和审定制度、课程教学过程监督检查制度、校院两级教学督导制度、学生评教与教师评学制度、教学工作情况定期通报制度等教学管理制度并严格落实,形成 “计划-运行-控制-反馈-改进”的质量管理闭环。