魏 濤, 張鴻彥

(河南工程學(xué)院 軟件學(xué)院, 河南 鄭州 451191)

工程教育認(rèn)證制度是國際通行的保障工程教育質(zhì)量的制度,也是實現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的有效途徑[1]。我國工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、過程控制、課程體系、師資隊伍、支撐條件等都做了明確的定義[2]。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)是以計算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、數(shù)學(xué)等為理論基礎(chǔ),以數(shù)據(jù)處理、分析、挖掘為主要研究內(nèi)容,緊密面向行業(yè)應(yīng)用的綜合性新興學(xué)科,其技術(shù)體系復(fù)雜且發(fā)展迅速,導(dǎo)致該專業(yè)建設(shè)在課程體系、師資團(tuán)隊、教學(xué)模式等諸多方面都存在一些亟需解決的現(xiàn)實問題[3]。

河南工程學(xué)院軟件學(xué)院是河南省首批特色化示范性軟件學(xué)院之一,數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)為我校與阿里云計算有限公司、慧科教育科技集團(tuán)有限公司校企共建專業(yè)。對標(biāo)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求,自2021年起在課程體系設(shè)置、師資團(tuán)隊建設(shè)、學(xué)生綜合能力培養(yǎng)、校企合作實踐等方面開展了大量研究、改革與實踐。本文主要從人才培養(yǎng)方案、師資隊伍建設(shè)、學(xué)科競賽、教學(xué)模式、校企合作等方面,探索“產(chǎn)教融合,校企合作,協(xié)同育人”的產(chǎn)學(xué)研用一體化育人模式,以達(dá)到培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)與技能扎實、具有較強(qiáng)工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

1 人才培養(yǎng)方案修訂

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)體系中,其培養(yǎng)目標(biāo)普遍過于寬泛,課程體系與計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)存在大量簡單疊加[4]。此外,數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)許多核心課程通常開設(shè)在培養(yǎng)方案中較為靠后的學(xué)期,而學(xué)生在三年級下學(xué)期基本處于備戰(zhàn)考研狀態(tài),許多學(xué)生無心于專業(yè)課程學(xué)習(xí),導(dǎo)致大數(shù)據(jù)專業(yè)特色難以凸顯,人才培養(yǎng)與社會需求嚴(yán)重脫節(jié)。大數(shù)據(jù)行業(yè)領(lǐng)域可分為大數(shù)據(jù)研發(fā)、大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)產(chǎn)品規(guī)劃、大數(shù)據(jù)測試、大數(shù)據(jù)運(yùn)維、技術(shù)支持和項目管理等7大工作崗位,其中大數(shù)據(jù)研發(fā)是主要工作崗位。根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求和行業(yè)發(fā)展,以適應(yīng)地方產(chǎn)業(yè)、行業(yè)的發(fā)展為目標(biāo),對培養(yǎng)方案進(jìn)行了修訂。

1.1 確定技術(shù)方向課程

(1)計算機(jī)基本理論和方法:程序設(shè)計基礎(chǔ)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計與分析、數(shù)據(jù)庫原理、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、計算機(jī)組成原理。

(2)大數(shù)據(jù)分析方法和技術(shù):Python與數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、Linux操作系統(tǒng)、開源大數(shù)據(jù)核心技術(shù)、大數(shù)據(jù)實時計算、機(jī)器學(xué)習(xí)、商業(yè)數(shù)據(jù)可視化、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫與商業(yè)智能。

(3)應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù):Java開發(fā)技術(shù)、Web前端技術(shù)、Web框架技術(shù)、軟件工程。

(4)面向行業(yè)軟件開發(fā):網(wǎng)站經(jīng)營分析與決策、電商產(chǎn)品分析與應(yīng)用、商業(yè)決策與預(yù)算制定。

1.2 重構(gòu)課程體系

按照“內(nèi)外需求→培養(yǎng)目標(biāo)→畢業(yè)要求→課程體系”的反向邏輯關(guān)系重構(gòu)培養(yǎng)方案和課程體系。調(diào)整部分大數(shù)據(jù)專業(yè)核心課的開課學(xué)期,使學(xué)生更早接觸大數(shù)據(jù)專業(yè)課程,突出人才培養(yǎng)的專業(yè)特色,大數(shù)據(jù)專業(yè)核心課程調(diào)整情況如表1所示。新增、變更5門理論教學(xué)和2門實踐教學(xué)課程,服務(wù)學(xué)校新文科專業(yè)集群建設(shè),新增、變更課程情況如表2所示。

表1 核心課程調(diào)整情況Tab.1 Adjustment of core courses

表2 新增、變更課程情況Tab.2 New or changed courses

2 師資隊伍建設(shè)

根據(jù)專業(yè)建設(shè)的實際需要,以培養(yǎng)和引進(jìn)相結(jié)合為原則,確保教師隊伍年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷和職稱結(jié)構(gòu)以及整體結(jié)構(gòu)合理。通過方向組和課程群布局促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊建設(shè),成立大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)、數(shù)據(jù)處理和大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)集成方向組,每個方向組對應(yīng)課程群進(jìn)行教學(xué)設(shè)計、研討和改革。加大在編教師的培養(yǎng)力度,積極引進(jìn)優(yōu)秀博士,充實科研團(tuán)隊和學(xué)科團(tuán)隊建設(shè),進(jìn)而達(dá)到以科研促教學(xué)的目的。同時聘任兄弟院校、著名學(xué)者為河南工程學(xué)院軟件學(xué)院兼職教授,聘請具備3年以上軟件開發(fā)經(jīng)驗的企業(yè)講師集中授課,要求學(xué)院教師跟班聽課,以達(dá)到師資培養(yǎng)儲備和教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督雙重效用。積極開展對外交流,將高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)的國際化作為提高學(xué)院創(chuàng)新能力和國際影響力的重要戰(zhàn)略舉措,竭力為學(xué)術(shù)帶頭人和青年學(xué)術(shù)骨干創(chuàng)造有利條件,到國內(nèi)外高水平大學(xué)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和開展合作研究。

3 學(xué)科競賽管理

學(xué)科競賽是深化專業(yè)教學(xué)改革,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的有力抓手。河南工程學(xué)院軟件學(xué)院強(qiáng)化學(xué)科競賽,嚴(yán)格其管理,推進(jìn)質(zhì)量建設(shè)。程序設(shè)計競賽教師團(tuán)隊以C語言程序設(shè)計課程為切入點,將理論教學(xué)與課堂討論相結(jié)合,實踐教學(xué)與在線評測相結(jié)合,在線教學(xué)與課程平臺(精品課程在線平臺、超星學(xué)習(xí)平臺)相結(jié)合,設(shè)計了一套基于問題求解、緊扣競賽考研、強(qiáng)化教學(xué)交互,能有效促進(jìn)學(xué)生程序設(shè)計綜合應(yīng)用能力提高的教學(xué)組織模式。學(xué)院從學(xué)生大一開始,鼓勵全體同學(xué)參加學(xué)科競賽,以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促技。教師在課堂授課過程中緊密結(jié)合學(xué)科競賽,做到相互融合、相互促進(jìn)。搭建OJ(Online Judge)平臺,以供學(xué)生能夠隨時、隨地進(jìn)行在線編程實踐練習(xí),從而在實踐中培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能和綜合素質(zhì),推動實驗實踐教學(xué)的發(fā)展,提高學(xué)生的創(chuàng)新及實踐能力。同時依托學(xué)科競賽推進(jìn)學(xué)生專業(yè)社團(tuán)建設(shè),形成競賽社團(tuán)、科研社團(tuán)、項目社團(tuán)的三級學(xué)生專業(yè)社團(tuán)體制。

4 教學(xué)模式改革

傳統(tǒng)的教學(xué)模式通常以“教室、教師、教材”為中心,以理論灌輸為主要教學(xué)形式,許多學(xué)生能夠理解基本概念與知識,但在實際的專業(yè)開發(fā)應(yīng)用時卻無從下手,普遍存在難以將理論知識與實踐應(yīng)用有機(jī)結(jié)合的情形,嚴(yán)重阻礙了學(xué)生對專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力[5]。

教學(xué)模式改革強(qiáng)調(diào)從舊的“教室、教師、教材”中心向新的“學(xué)生、學(xué)習(xí)、成效”中心轉(zhuǎn)變,以項目驅(qū)動教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生主動參與、自主探究、動手實踐,將課堂主動權(quán)交給學(xué)生,將知識課堂轉(zhuǎn)為能力課堂,真正做到以學(xué)生為主體,以學(xué)習(xí)成效為中心。同時加強(qiáng)實踐教學(xué)體系建設(shè),提高學(xué)生工程實踐能力,在原有實踐教學(xué)體系基礎(chǔ)上,全面改革實踐教學(xué)的形式和內(nèi)容,形成 “課內(nèi)實驗/案例分析-課程設(shè)計-專項綜合實訓(xùn)與實習(xí)-畢業(yè)設(shè)計” 四位一體工程實踐教學(xué)體系,具體包括程序設(shè)計能力、專業(yè)實踐能力、軟硬件平臺應(yīng)用能力、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)項目開發(fā)能力。如圖1所示。

圖1 改革后的實踐教學(xué)體系Fig.1 The reformed practical teaching system

通過項目式教學(xué),把學(xué)習(xí)的知識點活動化處理,形成在一定時間節(jié)點壓力下的團(tuán)隊任務(wù),通過專業(yè)課題上的小項目讓學(xué)生體會原理并進(jìn)行深度反思,實現(xiàn)理論課與實踐課之間的有效過度和銜接。做到虛實結(jié)合,提升課程的高階性和創(chuàng)新性,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,使學(xué)生真正理解并吸收課堂中所學(xué)到的知識。提升學(xué)生動手能力、解決復(fù)雜問題的綜合能力與計算思維能力,從而實現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

5 校企合作協(xié)同育人

加強(qiáng)校企深度融合,積累真實行業(yè)應(yīng)用案例,將對應(yīng)的數(shù)據(jù)脫敏后保留有研究分析價值的數(shù)據(jù),清洗掉涉及隱私的字段,滿足學(xué)生使用大數(shù)據(jù)技術(shù)從中挖掘出模式與知識。通過從項目整體需求分析、技術(shù)選型、架構(gòu)設(shè)計、環(huán)境搭建到大數(shù)據(jù)抓取、存儲、處理、分析及可視化等大數(shù)據(jù)項目開發(fā)流程的詳細(xì)分解教學(xué),以典型的實際行業(yè)應(yīng)用,讓學(xué)生了解行業(yè)實際需求、掌握實際開發(fā)技術(shù),畢業(yè)后快速與企業(yè)接軌。

實踐性較強(qiáng)的課程如開源大數(shù)據(jù)核心技術(shù)、數(shù)據(jù)采集等課程,以及課程設(shè)計類課程由慧科公司承擔(dān),河南工程學(xué)院軟件學(xué)院派教師全程參與并嚴(yán)格控制教學(xué)質(zhì)量。遴選大數(shù)據(jù)工程學(xué)院軟件學(xué)院行業(yè)知名企業(yè)進(jìn)駐學(xué)校,學(xué)生以員工身份參與企業(yè)實際項目的開發(fā),服從企業(yè)管理,遵守企業(yè)的各項規(guī)章制度。努力打造IT企業(yè)人才池,以真實企業(yè)環(huán)境全程培養(yǎng)大數(shù)據(jù)專業(yè)技術(shù)人才。

6 結(jié)語

河南工程學(xué)院軟件學(xué)院始終堅持以教學(xué)為中心,把“育人為本、質(zhì)量立院、特色辦學(xué)”的辦學(xué)理念貫穿到教書育人的各環(huán)節(jié)。通過以上教學(xué)改革,人才培養(yǎng)方案與大數(shù)據(jù)行業(yè)對應(yīng)用型人才需求的契合度顯著提升,大數(shù)據(jù)專業(yè)相關(guān)課程設(shè)置與學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)訴求的契合度顯著提升,軟件學(xué)院將繼續(xù)探索以寬口徑、厚基礎(chǔ)、重實踐為內(nèi)涵的專業(yè)教育,成長成才為核心的素質(zhì)教育和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新為導(dǎo)向的就業(yè)教育相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。