王威娜，馬 俊

(吉林化工學(xué)院 理學(xué)院，吉林 吉林 132022)

“大數(shù)據(jù)”概念從計(jì)算領(lǐng)域開端并迅速發(fā)展，成為學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和政府共同關(guān)注的熱點(diǎn)，其蘊(yùn)含的巨大應(yīng)用價(jià)值和潛力已被廣泛認(rèn)知：提供人類認(rèn)知復(fù)雜系統(tǒng)的新思維和新手段，成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型增長的新引擎，為政府提升治理能力提供新途徑，更是提升國家綜合能力和保障國家安全的新利器[1-2]。黨的十九大提出實(shí)施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，加快建設(shè)數(shù)字中國，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、企業(yè)“上云用云”使得大數(shù)據(jù)人才成為市場(chǎng)中最急缺的人才[3-4]。而目前對(duì)大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)的數(shù)量與實(shí)際需求相距甚遠(yuǎn)，導(dǎo)致大數(shù)據(jù)人才缺口持續(xù)增大。為了應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)人才的緊缺態(tài)勢(shì)，國家加快設(shè)立和擴(kuò)大數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)等大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)的相關(guān)專業(yè)。截至2021年，教育部正式批準(zhǔn)6批次共計(jì)693所高校設(shè)立數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)，其中化工類特色高校包括：中國石油大學(xué)、北京化工大學(xué)、北京石油化工學(xué)院、西南石油大學(xué)、中國石油大學(xué)(華東)、西安石油大學(xué)、東北石油大學(xué)、沈陽化工大學(xué)、吉林化工學(xué)院、廣東石油化工學(xué)院、西南石油大學(xué)、西安石油大學(xué)[5]?；ば袠I(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展對(duì)提高國民經(jīng)濟(jì)和人民生活水平都起著重要作用。推動(dòng)數(shù)字化發(fā)展是化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵，因此在化工特色高校培養(yǎng)兼具大數(shù)據(jù)和化工能力的專業(yè)人才迫在眉睫。在此背景下，本文以大數(shù)據(jù)及化工產(chǎn)業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)人才需求為導(dǎo)向，探討化工類特色高校數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式。

一、化工類特色高校數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)建設(shè)的必要性

我國是化工產(chǎn)品的產(chǎn)銷大國，化工企業(yè)在運(yùn)營期間產(chǎn)生和積聚了大量化工數(shù)據(jù)，形成化工產(chǎn)業(yè)研究的“數(shù)據(jù)金礦”。如何通過大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，“以數(shù)為擎”撬動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，達(dá)成化工企業(yè)控制和管理能力的提升，使其邁進(jìn)“數(shù)智化”的3.0時(shí)代，從而實(shí)現(xiàn)“數(shù)智化工”，這是化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，也是強(qiáng)大化工產(chǎn)業(yè)的必經(jīng)之路。

(一) “數(shù)智化工”需要開展化工大數(shù)據(jù)分析

數(shù)智化是化工企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的強(qiáng)大推動(dòng)力，利用數(shù)據(jù)分析的手段解決工藝過程、生產(chǎn)過程和設(shè)備效率等生產(chǎn)問題，同時(shí)利用數(shù)字化技術(shù)優(yōu)化企業(yè)成本，改變管理模式，實(shí)現(xiàn)精益化管理。數(shù)智化工是化工行業(yè)的發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)化工行業(yè)的智能工程作業(yè)、智慧安全生產(chǎn)、智能精益管理等。化工大數(shù)據(jù)涉及裝置運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、商業(yè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等，面對(duì)如此豐富的數(shù)據(jù)資源，迫切需要專業(yè)人員利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析和挖掘化工行業(yè)各指標(biāo)信息，為實(shí)現(xiàn)數(shù)智化工提供可能，這使得化工行業(yè)大數(shù)據(jù)人才缺口巨大。

(二) 化工科學(xué)研究對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)人才需求巨大

化工科學(xué)研究涉及化學(xué)工程、材料科學(xué)、人工智能、自動(dòng)化等眾多專業(yè)相關(guān)知識(shí)，與各專業(yè)緊密相關(guān)又相互促進(jìn)，使得化工相關(guān)學(xué)科研究在眾多大數(shù)據(jù)相關(guān)方向表現(xiàn)出較強(qiáng)的人才需求：化工新產(chǎn)品研究及工藝優(yōu)化中大數(shù)據(jù)分析、平滑且動(dòng)態(tài)優(yōu)化的制造過程中大數(shù)據(jù)分析與參數(shù)優(yōu)化、基于性能指標(biāo)大數(shù)據(jù)的異常診斷與消除、企業(yè)效益指標(biāo)大數(shù)據(jù)分析、市場(chǎng)營銷大數(shù)據(jù)分析等，多方向需求使得在化工研究方面也面對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)人才短缺的問題。

2020年新冠疫情的突然到來展現(xiàn)了市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)由于不可抗因素導(dǎo)致的可變性，數(shù)智化燈塔為各行各業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)指明方向，尤其對(duì)于化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)智化能有效提升企業(yè)對(duì)抗風(fēng)險(xiǎn)的“韌性”和“包容性”。綜上所述，化工類特色高校按產(chǎn)業(yè)需求建設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)勢(shì)在必行。

二、化工類特色高校數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的現(xiàn)狀

(一) 專業(yè)背景

在化工類特色高校建設(shè)大數(shù)據(jù)相關(guān)學(xué)科與專業(yè)，對(duì)培養(yǎng)同時(shí)支持大數(shù)據(jù)行業(yè)和數(shù)智化工行業(yè)發(fā)展的復(fù)合型人才具有重要作用。大數(shù)據(jù)是數(shù)字化工的資源基礎(chǔ)(如圖1)，為在化工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程優(yōu)化、設(shè)備運(yùn)維改善、下游需求匹配、生產(chǎn)自動(dòng)化程度提高等效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)化工過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、存儲(chǔ)、處理、分析與應(yīng)用尤為重要?；ゎ惛咝Ｒ曰は嚓P(guān)學(xué)科為特色和優(yōu)勢(shì)，增設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)本科專業(yè)能更有效地培養(yǎng)具有化工應(yīng)用專業(yè)特色的大數(shù)據(jù)專門人才。

圖1 大數(shù)據(jù)是智能化工的資源基礎(chǔ)

(二) 培養(yǎng)定位

人才培養(yǎng)定位是人才培養(yǎng)模式的核心問題，對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)定位歷經(jīng)了幾年的探索與實(shí)踐已基本形成和穩(wěn)定，為全面滿足人才需求培養(yǎng)定位主要分為主專業(yè)和雙學(xué)位專業(yè)兩個(gè)方向[7-8]，如表1所示。但是目前化工類高校的培養(yǎng)定位與其他高校的定位相似，沒有充分發(fā)揮化工特色和化工院校的專業(yè)特長，使得化工院校培養(yǎng)的大數(shù)據(jù)人才在化工相關(guān)工作方面不具備特有的競(jìng)爭力和優(yōu)勢(shì)。

表1 化工類高校大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)定位

(三) 師資隊(duì)伍

師資隊(duì)伍相對(duì)薄弱，目前數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的專業(yè)教師多來自計(jì)算機(jī)的相關(guān)專業(yè)，對(duì)大數(shù)據(jù)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)以及行業(yè)發(fā)展了解甚少，導(dǎo)致教學(xué)片面化、孤立化，不利于實(shí)現(xiàn)知識(shí)系統(tǒng)化、理論與實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)模式。因此，建設(shè)具有高素質(zhì)理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的師資隊(duì)伍是當(dāng)前數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)亟待解決的問題。

(四) 實(shí)踐平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是培養(yǎng)大數(shù)據(jù)專業(yè)人才的必要基礎(chǔ)，工程素養(yǎng)在實(shí)踐平臺(tái)上得到鞏固和強(qiáng)化。作為傳統(tǒng)的化工類院校與一些知名的化工企業(yè)均有合作，具有獨(dú)特的實(shí)踐資源?；ゎ惛咝?shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，以自身軟硬件條件為基礎(chǔ)，融入化工專業(yè)和企業(yè)的資源力量，共建數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)踐平臺(tái)。通過解決源于企業(yè)真實(shí)行業(yè)應(yīng)用的實(shí)踐案例，有利于讓學(xué)生了解行業(yè)現(xiàn)狀，使其具有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和解決實(shí)際問題的技術(shù)能力，為日后與企業(yè)接軌奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)。但平臺(tái)建設(shè)處于初步嘗試階段，需要在實(shí)踐中不斷完善。

三、構(gòu)建化工類特色高校數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)人才培養(yǎng)模式

以新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革為背景，以服務(wù)國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展為目標(biāo)，面向智能化工和社會(huì)發(fā)展需求，提出“厘清內(nèi)涵、逐層推進(jìn)、優(yōu)化師資、賦能應(yīng)用、監(jiān)控質(zhì)量”的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)策略，從明確專業(yè)定位、完善課程體系、優(yōu)化師資隊(duì)伍、加強(qiáng)實(shí)踐平臺(tái)、構(gòu)建評(píng)價(jià)體系方面進(jìn)行大數(shù)據(jù)專業(yè)的專業(yè)建設(shè)。針對(duì)大數(shù)據(jù)和化工行業(yè)的人才需求，以大數(shù)據(jù)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主線，化工類高校的專業(yè)背景為特色，夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，強(qiáng)化工程應(yīng)用實(shí)踐，提升創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新實(shí)踐能力，培養(yǎng)從事大數(shù)據(jù)挖掘、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、綜合應(yīng)用的滿足新時(shí)代需求的“卓越人才”，從而為大數(shù)據(jù)及化工相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展助力。

(一) 厘清內(nèi)涵：確立專業(yè)培養(yǎng)定位

專業(yè)培養(yǎng)定位的宏觀內(nèi)涵要與學(xué)校辦學(xué)定位階段目標(biāo)一致，符合國家、區(qū)域發(fā)展的需求和行業(yè)、企業(yè)發(fā)展的需求。同時(shí)，要明確培養(yǎng)定位的微觀內(nèi)涵，即內(nèi)外需求、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系之間的制約關(guān)系，如圖2所示。

圖2 專業(yè)培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)邏輯

化工類高校的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)定位為面向國家智能化工對(duì)大數(shù)據(jù)研究與應(yīng)用的需求，培養(yǎng)具有扎實(shí)的大數(shù)據(jù)理論和專業(yè)知識(shí)、良好的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)、較強(qiáng)的工程實(shí)踐與協(xié)作能力，具備計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)和技能，具有利用大數(shù)據(jù)思維分析智能化工中復(fù)雜工程問題、解決問題、自主學(xué)習(xí)以及創(chuàng)新能力，適應(yīng)國家發(fā)展需求的復(fù)合型應(yīng)用人才[9-10]。

(二) 逐層推進(jìn)：設(shè)計(jì)層次推進(jìn)的課程體系

在厘清內(nèi)涵基礎(chǔ)上，構(gòu)建逐層推進(jìn)的課程群體系。從“數(shù)學(xué)類課程、傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)學(xué)科課程、數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)課程”3個(gè)方面分析，分為“基礎(chǔ)課程、核心課程、拓展課程”3個(gè)層次，在“數(shù)學(xué)原理、程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、專業(yè)外延、化工交叉”5個(gè)維度梳理出重要課程，形成三層次重要課程群體系，如圖3所示。

圖3 三層次重要課程群體系

“基礎(chǔ)課程”奠定數(shù)學(xué)和計(jì)算思維基礎(chǔ)，以此引導(dǎo)程序設(shè)計(jì)的邏輯和能力，夯實(shí)大數(shù)據(jù)專業(yè)的基礎(chǔ)能力；“核心課程”建立大數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理基礎(chǔ)，培養(yǎng)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新素質(zhì)以及在專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)能力；“拓展課程”提升大數(shù)據(jù)實(shí)踐能力以及解決化工領(lǐng)域相關(guān)問題的能力，使其具備過硬的創(chuàng)新和研發(fā)能力。

(三) 優(yōu)化師資：構(gòu)建“培-引-融”機(jī)制

教師是大數(shù)據(jù)技術(shù)潛在的挖掘者和捍衛(wèi)者，專業(yè)的師資隊(duì)伍是促進(jìn)大數(shù)據(jù)教育長遠(yuǎn)發(fā)展的重要人力保障資源。針對(duì)目前大數(shù)據(jù)師資隊(duì)伍存在的問題，構(gòu)建大數(shù)據(jù)師資隊(duì)伍建設(shè)的“培-引-融”機(jī)制，優(yōu)化師資隊(duì)伍。“培”，有針對(duì)性地對(duì)教師進(jìn)行專業(yè)理論和技能的培訓(xùn)，提高其專業(yè)理論水平和項(xiàng)目實(shí)踐能力，制定多元化與個(gè)性化相結(jié)合的培訓(xùn)計(jì)劃，從而有效促進(jìn)教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的提升?！耙?，引進(jìn)企業(yè)中的優(yōu)秀技術(shù)人才，提升實(shí)踐教學(xué)水平，同時(shí)也促進(jìn)企業(yè)技術(shù)人才專業(yè)理論水平的提高，在合作過程中相輔相成?！叭凇?，凝聚大數(shù)據(jù)專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)、化工專業(yè)、管理專業(yè)的教學(xué)、科研、管理教師資源，組建多專業(yè)、多技術(shù)的虛擬專業(yè)技術(shù)協(xié)同教學(xué)平臺(tái)，實(shí)行專任、實(shí)驗(yàn)、外聘教師的融合與協(xié)同的課程建設(shè)。

(四) 賦能應(yīng)用：加強(qiáng)實(shí)踐體系建設(shè)

加大優(yōu)質(zhì)實(shí)踐平臺(tái)的建設(shè)，提升學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，使其與“大數(shù)據(jù)+X”應(yīng)用進(jìn)行對(duì)接，為數(shù)智化工相關(guān)行業(yè)助力。堅(jiān)持“政府資助、企業(yè)參與、科研支撐”原則，分別打造專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)、行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)、個(gè)性創(chuàng)新平臺(tái)，加強(qiáng)實(shí)踐體系建設(shè)。在“政府資助”方面，爭取中央或省級(jí)財(cái)政專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，在原有大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，結(jié)合“華為云”“青軟實(shí)訓(xùn)”等平臺(tái)完善大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐基地的建設(shè)，保障專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，開設(shè)大數(shù)據(jù)處理和分析相關(guān)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，使得學(xué)生在打好基礎(chǔ)的條件下提高實(shí)戰(zhàn)能力和經(jīng)驗(yàn)。在“企業(yè)參與”方面，結(jié)合化工類高校特色優(yōu)勢(shì)，與國內(nèi)外化工企業(yè)建立合作關(guān)系，在化工相關(guān)專業(yè)技術(shù)支持的基礎(chǔ)上，共建先進(jìn)的大數(shù)據(jù)軟硬件平臺(tái)，為開展化工行業(yè)特色實(shí)驗(yàn)提供條件。在“科研支撐”方面，利用科研項(xiàng)目資源，打造針對(duì)具體研究方向和實(shí)踐需求的個(gè)性化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)科研資源向教學(xué)資源、科研成果向教學(xué)成果的多通道轉(zhuǎn)變，搭建特色的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。

(五) 監(jiān)控質(zhì)量：構(gòu)建人才培養(yǎng)評(píng)價(jià)體系

為保障人才培養(yǎng)質(zhì)量，以“工程認(rèn)證”為主線貫穿整個(gè)評(píng)價(jià)周期，評(píng)價(jià)體系如圖4所示，針對(duì)評(píng)價(jià)管理、評(píng)價(jià)體系、質(zhì)量保障的具體措施如下：

圖4 人才培養(yǎng)評(píng)價(jià)體系

1.評(píng)價(jià)管理

從“自我學(xué)習(xí)”“分析思辨”“創(chuàng)新應(yīng)用”3個(gè)角度構(gòu)建評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以此為前提對(duì)教學(xué)、學(xué)習(xí)、實(shí)踐的全過程實(shí)施動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)和管理，針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)狀態(tài)分析存在的問題和預(yù)估未來的狀況進(jìn)一步修正和完善評(píng)價(jià)體系。

2.評(píng)價(jià)體系

評(píng)價(jià)體系從多角度全方位出發(fā)，從理論到實(shí)踐、從內(nèi)在素養(yǎng)到外在應(yīng)用能力、從實(shí)戰(zhàn)到創(chuàng)新，全方面評(píng)價(jià)人才培養(yǎng)的狀態(tài)和質(zhì)量。

3.質(zhì)量保障

針對(duì)智能化工企業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)人才的需求，以“工程專業(yè)認(rèn)證”為引領(lǐng)構(gòu)建人才質(zhì)量認(rèn)證體系，展現(xiàn)人才培養(yǎng)結(jié)果。

四、結(jié) 語

化工類特色高校的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)對(duì)促進(jìn)信息化發(fā)展和數(shù)智化工轉(zhuǎn)型都起著重要作用。本文首先論證了化工類特色高校數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)建設(shè)的必要性，并從“專業(yè)背景”“培養(yǎng)定位”“師資隊(duì)伍”“實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”4個(gè)方面分析了化工類高校數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)技術(shù)專業(yè)的現(xiàn)狀，提出“厘清內(nèi)涵”“逐層推進(jìn)”“優(yōu)化師資”“賦能應(yīng)用”“監(jiān)控質(zhì)量”的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)策略。該培養(yǎng)策略針對(duì)化工類高校的大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)，在培養(yǎng)過程中將大數(shù)據(jù)與化工領(lǐng)域知識(shí)融合，使學(xué)生具備雙領(lǐng)域的研究和實(shí)踐能力，提升其在大數(shù)據(jù)和化工行業(yè)雙方面的創(chuàng)新力和競(jìng)爭力。