新工科背景下數據科學與大數據技術專業人才培養模式研究

郭改文, 陳丹敏, 蔡 艷

(河南財政金融學院 計算機與人工智能學院,河南 鄭州 450046)

0 引言

新一代信息技術的發展推動大數據相關產業發展,大數據技術被廣泛應用到統計分析、軟件分析與測試、圖形圖像處理、智能安防、智慧城市、移動終端開發等領域,催生了數據科學與大數據技術新工科專業。如何做好數據科學與大數據技術專業建設,為社會及行業培養優秀的大數據專業人才,是目前數據科學與大數據技術專業建設亟待解決的問題。朝樂門等[1]通過系統調研世界一流大學數據科學專業的建設現狀,分析了現階段我國數據科學教育中存在的曲解現象及對策建議;孫開偉等[2]結合重慶郵電大學的建設經驗,提出新工科背景下數據科學與大數據技術專業實踐教學新思路;賈蓓[3]從學科融合的角度對數據科學與大數據技術專業的人才培養提出了思考;徐軍等[4]從師資隊伍建設、課程體系建設、實習基地建設等方面進行探討和研究;馮可可等[5]研究了大數據視域下翻轉課堂的教學實踐;潘保國等[6]探討地方高校數據科學與大數據技術專業課程設置。本文從專業建設的幾個維度分析現狀、分享經驗,努力探索新工科建設的新思路,為地方應用型本科院校的數據科學與大數據技術專業建設提供參考。

1 專業建設存在的問題

1.1 大數據專業培養體系尚未健全,教學資源匱乏

目前人才培養體系有幾方面不足:一是師資力量不足。大數據專業作為新興的交叉學科,對教師有很高的要求,需要具備多種能力、多層次、多元化的師資隊伍。二是缺少優質權威教材。目前國內的數據科學與大數據專業處于起步階段,當前完全符合高校開展教學任務的專業書籍較少。三是實訓課程缺少工業級真實行業案例。大數據專業的實踐性較強,對實踐平臺具有較高的專業要求,不僅要提供開發環境,還需要有真實數據和案例供學生分析與操作。

1.2 市場人才缺口大,人才培養與業界需求脫節

在未來3～5年大數據人才缺口高達150萬～300萬人,同時對大數據人才的要求也不斷提高,需要高校選擇符合社會需要的人才培養措施。高校的人才培養目標之一就是為企業輸送應用實踐能力強的人才,大數據專業更要注重實踐和實際操作能力。而所有實踐都是在理論基礎上的學習與擴展,所以學生要在掌握理論知識的同時,積極掌握當今企業需要的技能,縮短人才培養周期,減少學校課程、知識體系與企業需求之間的差距。

1.3 大數據人才集中涌現,存在與行業發展的融合問題

教育部和各高校認識到大數據人才缺口,截至2020年3月,共計520余所高校獲批大數據新專業。未來5～10年,大數據人才集中涌現,如何實現大數據人才培養的錯位發展與特色培養,促進大數據人才有效反哺行業和企業發展,是新專業建設面臨的又一關鍵問題。

2 數據科學與大數據技術專業人才培養模式

河南財政金融學院數據科學與大數據技術專業在人才培養過程中,結合學校地方性、應用型、財經類的特點和人才市場需求,不斷優化人才培養方案,優化后的2023—2026級人才培養方案的培養目標、課程體系如下。

2.1 人才培養目標

數據科學與大數據技術專業旨在培養德智體美勞全面發展,適應經濟建設與社會發展的需要,培養具備良好的人文素養、藝術素養和科學素養的新青年,要求學生能夠系統掌握計算科學和數據科學有關基礎理論、知識、技能和方法,應具備熟練使用計算機軟件解決大數據問題的能力。培育立足河南,面向全國,能夠在金融、財稅、會計、電商、物流等行業,熟練運用大數據思維從事數據的采集、預處理、存儲、分析、挖掘、可視化、融合、安全工作,以及從事大數據系統開發與維護的高素質應用型人才。

2.2 課程體系

在數據科學與大數據技術專業課程體系的制定過程中,優化數據科學與大數據技術專業的人才培養方案,搭建學生知識、能力和素養的新框架,促進財經和計算機學科的交叉融合,突出我?！耙惑w兩翼”辦學特色,培養高素質的交叉復合型大數據專業人才。數據科學與大數據技術專業課程體系與學校推行的“四融三通”人才培養模式一致(“四融”即通識教育、創新創業教育、專業教育和特色教育深度融合,“三通”即大類培養、專業培養和個性化培養有機貫通),為學生個性化發展和自主選擇提供更多機會。

3 加強專業建設實踐探索

3.1 堅持立德樹人根本任務

全面貫徹全國教育大會精神和新時代全國高等學校本科教育工作會議精神,以“三全育人”理念為根本要求,深入落實立德樹人根本任務,參照工程教育專業認證標準,以OBE(outcome based education)理念為指導,在優化師資力量的基礎上,結合新時代學生特點,嘗試探索新的教學模式。

3.2 深化專業綜合改革

3.2.1 以人為本,定期優化培養方案

依據計算機類教學質量國家標準和河南財政金融學院的財經辦學特色,適應金融、財稅領域對大數據人才的需求情況,堅持校企合作協同育人,定期調整人才培養方案,優化財經類大數據課程設置和教學計劃。為適應新工科、新文科建設理念,以培養既具備良好財經素養,又熟練掌握金融大數據的高素質、復合型人才,全面優化了2019版人才培養方案。構建具有財經特色的多學科交叉融合的專業課程體系:融合專業課程、特色課程和實踐創新課程于一體;夯實數據科學與大數據技術專業的學科基礎課和專業核心課程;注重學科交叉、融合,加大通識類課程比重;突出金融大數據創新應用的財經特色培養;強化課程設計、技能訓練類課程等實踐創新課程;增設差別培養課程群,培養學生的綜合應用能力和工程實踐能力,引領學生就業方向。

3.2.2 組建創新教學團隊

組建跨學科專業、校企的創新教學團隊,整合校內計算機與人工智能學院、軟件學院、統計與數學學院、會計學院、財政稅務學院、金融學院、工商管理學院的優良師資,借助知名企業的管理和工程技術人員的實踐經驗,采用在線、定制多種方式,開展師資培訓?，F已完成大數據專業師資的4輪培訓,緩解了大數據專業師資匱乏的現狀。編寫具有財經特色的大數據專業課程教材、實驗實訓案例、試題庫,錄制微課,建設移動終端學習平臺,豐富了課程資源庫。

3.3 加強師資隊伍和基層教學組織建設

3.3.1 建設多維度教研結合教學團隊

以河南財政金融學院首批重點學科“計算機應用技術”為依托,構建一支由校內專業教師、省內知名教授、企業技術專家組成的教研結合的高水平教學團隊。全體教師組建金融大數據、財稅大數據兩個教學科研團隊。通過完善校內外師資聯合教學模式,提升教師教研與工程實踐能力。

3.3.2 健全多層次教學能力培訓體系

在基層教學組織保障體系下,將所有教師納入由骨干教師領銜的“課程組”,并動態開展在線開放課程、雙語課程、校企共建課程、思政課程等特色課程,在教學實踐中構建并完善全鏈條式“六層次教師教學培訓體系”(入職培訓→青年教師導師制→首開課培訓→青年教師講課比賽→骨干教師培訓→教學名師培訓),提升教師教學能力。

3.3.3 建立獎勵與約束并舉的評價制度

結合《河南財政金融學院教學質量考評辦法》,引導教師參與教學改革、教材建設、學生創新實踐指導等活動,成果產出與職稱晉升、績效考核掛鉤,在新教師引進、職稱評審中引入教學事故“一票否決”制。

3.4 構建多元化、遞進式的產教融合實踐教學模式

3.4.1 構建科學的實踐教學課程體系

數據科學與大數據技術專業的實踐教學課程包括課程實驗、期末實訓、畢業實習、創新性實踐活動4個部分。

1)課程實驗:實踐性較強的課程安排相應的實訓,理論教學與實踐教學相結合,邊學邊做,充分掌握相應的技術應用技能;

2)期末實訓:對實踐性要求較高的專業課程安排集中實訓,每個學期都會安排2周時間進行集中實訓;

3)畢業實習:學生需要參加4周的畢業實習;

4)創新性實踐活動:學生入校有專業認識實習,在校期間每年組織學生參加全國及省內各類技能大賽,能夠有效提高學生的軟件應用技能和數據分析能力,提升其綜合素質和專業素養。

3.4.2 建構多元高效的實踐教學模式

學院依據專業特點實施產教融合,構建了實踐教學課程體系、校內外實踐教學基地相結合的多元化階段遞進式教學模式[7],使人才的培養由淺入深,逐漸提升學生的工程實踐能力和創新能力。

學院已建成云計算開發實驗室、大數據開發實驗室、網絡工程實驗室、網絡安全實驗室、計算機組成原理實驗室、綜合布線實驗室、物聯網工程實驗室和大數據實驗平臺等8個專業實驗室,為開展課堂實踐教學、開放性實驗實訓教學以及學生開展創新創業提供場所。學院圍繞人才培養目標,與校外知名企業建立校企協同育人融合機制,打造復合共享的實驗、實訓、實習平臺,滿足了培養新時代復合應用型人才的需求;建立了8個校外實習基地,使師生更多接觸社會、了解企業,不僅提升學生職業素質,培育動手能力和創新精神,而且使專業教師能夠獲取專業實踐的機會,提高專業教師應用技能。另外,基地可以通過實習課程選拔優秀人才留在企業工作,滿足企業日益增長的人才需求,達到“共建共贏”的目的。

3.4.3 增強學生實際動手和科研能力

除見習、實習外,把計算機應用技能訓練、科研立項、學科競賽、創新團隊建設等納入實踐課程群,通過過程規范、學分置換等方式開拓學生實踐鍛煉渠道。

3.4.4 以“項目+競賽”模式引領創新實踐能力培養

結合本科生導師制,學生4年不間斷參加導師的科研項目,通過導師指導、引領學生參加全國的 “互聯網+”“挑戰杯”、大學生程序設計、大數據創新應用等學科競賽和產學研結合的科研項目等形式,提升了大數據專業人才的創新實踐能力。

3.5 加強專業教學質量保障體系建設

為了保障專業教學質量,學院積極構建專業教學質量保障體系,形成了完善的教學管理制度、齊備規范的教學檔案和嚴格的教學監控體系,教學質量不斷提升,主要舉措如圖1所示。

圖1 加強專業教學質量保障體系建設的舉措

3.5.1 構建了全員參與、全程監控、全面評價教學質量保障體系

由校-院-專業三級管理人員、全體教師和學生共同構成教學質量監控體系。設置新學期檢查、教學大綱與日歷檢查、聽課全覆蓋、期中教學檢查、考場巡查、考核方式和內容審查、期末評教、考核資料歸檔與檢查、畢業設計檢查等9個固定監控點,實現教學過程全程監控。內部開展以“學生為中心”的培養目標與畢業要求達成度評價,外部開展畢業跟蹤、用人單位反饋、企業訪談、第三方教學質量調查,形成“校內校外互動”的教學質量評估與反饋機制。

3.5.2 建立健全并嚴格落實教學管理規章制度

制定培養目標、畢業要求修訂制度,培養方案修訂制度,課程體系設置和評價制度、教學大綱的制定和審定制度、課程教學過程監督檢查制度、校院兩級教學督導制度、學生評教與教師評學制度、教學工作情況定期通報制度等教學管理制度并嚴格落實,形成 “計劃-運行-控制-反饋-改進”的質量管理閉環。