宮繼兵 宋艷青 高小霞 金順福

MBDP充分利用分布式大數(shù)據(jù)挖掘分析平臺創(chuàng)新專業(yè)碩士研究生實踐能力培養(yǎng)模式，該模式有助于培養(yǎng)出更符合社會和企業(yè)實際需求并具有較高實踐能力的計算機學科專業(yè)碩士研究生。

1 MBDP構建

MBDP的目標是培養(yǎng)具有程序設計能力、算法分析能力、組織管理能力等綜合實踐能力的高素質計算機學科專業(yè)碩士研究生人才。本文擬從理論分析層面、MBDP方案設計層面和指標評估等方面進行介紹。

1.1 影響實踐能力因素分析

本文從多角度分析得出，影響計算機學科專業(yè)碩士研究生實踐能力的關鍵因素如下。

1） 實踐動機。實踐動機是指由實踐目標或實踐對象所引導、激發(fā)、維持的個體活動的內在心理過程。實踐動機主要來源于以下幾個方面：（1）“興趣”是最重要的實踐動機，可通過多樣化課堂教學，利用多形式、多途徑教學手段培養(yǎng)計算機學科專業(yè)碩士研究生對計算機專業(yè)的興趣，以興趣為驅動，調動學生學習的積極主動性;（2）以“為社會服務”為責任的實踐動機，學校應培養(yǎng)學生的社會責任感、使命感，進一步加強對專業(yè)碩士研究生的人生觀、世界觀、價值觀的正面引導，開展周期性評估、教育、反思活動，從而培養(yǎng)學生形成高度的社會責任感，促使學生學習扎實的專業(yè)技能，提高實踐能力;（3）以“高薪就業(yè)”為目標的實踐動機，學校應加強對專業(yè)碩士研究生的職業(yè)引導，幫助專業(yè)碩士研究生樹立就業(yè)憂患意識，使學生更主動地提高自己的實踐能力，以在市場就業(yè)競爭中取得更大優(yōu)勢。

2） 一般實踐能力。一般實踐能力指個體在實踐中的基本生理和心理機能，它不指向解決具體問題，但卻影響個體解決問題的效果;它構成個體實踐能力的生理和心理基礎，雖不涉及專業(yè)知識，但是只有保證學生的生理和心理健康，才能進行實踐活動;一般實踐能力是提高其專業(yè)實踐能力的基礎。

3） 專項實踐能力。專項實踐能力指個體在解決問題中表現(xiàn)出來的專項技能。計算機學科專業(yè)碩士研究生需具備獨自解決計算機工程問題的能力，專項實踐能力可以通過后天的專項訓練獲得。所以，為提高計算機學科專業(yè)碩士研究生的實踐能力，需要對其進行特殊的專項訓練。MBDP模式可以鍛煉學生對機器學習算法的理解（數(shù)學公式推導）、大數(shù)據(jù)處理分析等能力。同時，幫助計算機學科專業(yè)碩士研究生了解領域的先進技術（分布式技術）。通過分布式平臺，學生可以提高編程調試能力、團隊協(xié)作能力等專項實踐能力。

4） 情境實踐能力。情境實踐能力是指在真實的情境中，實踐者根據(jù)自身能力和具體情境條件的相互關系，恰當?shù)貨Q定行動路線并付諸實現(xiàn)的能力要素。具體問題具體分析，不斷地提高計算機學科專業(yè)碩士研究生獨自解決問題的能力?？刹扇「鶕?jù)實際問題，適當設置綜合課程設計，對具體問題具體分析，并進行設計與實現(xiàn)的措施。

通過本文對上述4種關鍵因素的細化分析可知，實踐動機是提高實踐能力的重要動力，一般實踐能力是具備實踐能力的基礎，專項實踐能力是實踐所必需的專業(yè)技能，而實踐的目標是提高情景實踐能力，這4個因素互相影響，層次關系依次遞增。

1.2 OBE導向的實踐能力培養(yǎng)教學設計

基于學習產(chǎn)出的教育模式（outcomes-based education，OBE）分為4個部分：定義學習產(chǎn)出、實現(xiàn)學習產(chǎn)出、評估學習產(chǎn)出和使用學習產(chǎn)出[ 4，5 ]。其目標是對學生畢業(yè)時應達到的能力及其水平有清楚的規(guī)定，然后設計合適的教育方式來保證學生達到預期目標。為達到計算機學科專業(yè)碩士研究生實踐能力要求，本文創(chuàng)造性的運用OBE教學理念，如圖1所示，從理論分析層面、支撐平臺層面和評估指標層面進行了分析。

1） 影響實踐能力的關鍵因素主要包括：實踐動機、一般實踐能力、專項實踐能力和情境實踐能力。

2） 機器學習算法技術：機器學習算法是計算機學科專業(yè)碩士研究生基本理論基礎，它利用大數(shù)據(jù)進行分析，以解決社會上急劇增長的智能性和交互性用戶需求。很多機器學習算法都具有社會實用價值，例如，多維線性回歸算法、貝葉斯分類、K均值（K-means）聚類、基于隨機游走模型的網(wǎng)絡結構預測、概率因子圖模型、支持向量機 （support vector machine）等。

3） 大數(shù)據(jù)分布式技術：大數(shù)據(jù)分布式技術不僅能夠滿足社會對互聯(lián)網(wǎng)時代下大數(shù)據(jù)應用處理的需求，而且也有助于提高計算機學科專業(yè)碩士研究生動手能力、編程能力和熟練使用新技術的能力。以OBE理念為導向，支撐平臺中擬提供基于“Hadoop+HBase”和“Hadoop+MongoDB”兩種大數(shù)據(jù)支撐環(huán)境;分布式技術和大數(shù)據(jù)挖掘技術是計算機實踐的核心技術之一，是未來計算機專業(yè)發(fā)展的方向，同時也符合社會和企業(yè)對人才的需要。

4） 實踐能力評估指標體系制定：通過總結分析面向用戶的實踐績效考核指標，結合教學討論形成有效的計算機學科專業(yè)碩士實踐能力評估指標體系。

1.3 實踐能力培養(yǎng)教學實施

以社會生產(chǎn)和就業(yè)需求為導向，圍繞以上研究內容，本文提出的MBDP模式實施方案如圖2所示。

1） 理論分析。包括兩個方面，一方面是影響實踐能力關鍵因素分析，通過研討分析確定影響實踐能力的個人主觀因素及環(huán)境客觀因素，并通過先驗知識和理論研究確定實踐能力所包含因素;另一方面是實踐能力及相互作用分析。

2） 支撐平臺。平臺使用了數(shù)據(jù)采集和融合技術、大數(shù)據(jù)檢索技術、自然語言檢索技術和分布式處理技術，利用數(shù)據(jù)挖掘算法，旨在知識發(fā)現(xiàn)。該平臺是為學生提供實際編程、調試、評估和優(yōu)化的平臺系統(tǒng)。具體而言：學生可以登錄該平臺并使用其中的數(shù)據(jù)資源;該平臺提供編程和可以運行算法的環(huán)境;學生在平臺上利用機器學習算法進行實驗，最后學生可以通過平臺對自己的實踐表現(xiàn)進行評分;該平臺可提供算法分析及設計的在線理論知識點以及經(jīng)典算法指導幫助。

3） 指標評價。制定實踐能力評價指標體系，通過總結分析面向用戶的實踐綜合測試考核指標，結合教學討論形成實踐能力評估指標體系表（包括態(tài)度指標、積極主動性指標、任務完成評分指標、學習能力指標、效率指標和動手能力指標、職業(yè)導向指標等），然后通過向學生解讀和實施評估指標得到反饋，從而優(yōu)化評估指標。

4） 課程體系設置。經(jīng)過研究分析課程體系設置和已有的教學經(jīng)驗，將機器學習、大數(shù)據(jù)技術和分布式處理技術等實踐課程作為專業(yè)碩士研究生學習課程，在課程設置方面增設教學實踐環(huán)節(jié)，并增加教學課時;通過實踐環(huán)節(jié)針對性地提高學生編程實踐水平、實際操作和解決問題能力。有效的課程配置和合理的教學流程是成功實施本實踐能力培養(yǎng)方案的必要條件，方案實施過程中要注意和解決兩個關鍵問題：（1）針對計算機學科專業(yè)碩士研究生不同基礎和能力，個性化制定實施方案（對不同的學生制定不同的實施流程），而不是采用“一刀切”的方式，“一刀切”會導致有些基礎差的學生跟不上學習節(jié)奏，有些學生基礎扎實而又必須完成已經(jīng)很熟悉的任務，從而影響實踐能力培養(yǎng)效果;（2）評估指標也要因人而異，因任務而異，依照“客觀公正，個性實施”的原則，既能兼顧學生的不同情況，又可以最大化提升學生的實踐能力。

1.4 實踐能力培養(yǎng)教學評價

針對MBDP實踐教學方案，實踐能力評價可從校內實踐和校外實踐兩個方面評估。校內實踐可以培養(yǎng)計算機學科專業(yè)碩士研究生的基本動手能力、獨自思考能力、設計能力以及團隊協(xié)作的能力。校外實習，可以提升學生的責任心，積累經(jīng)驗。同時，企業(yè)的真實需求可以加速計算機專業(yè)學生實踐能力的提升。在企業(yè)實習，對于每一項實際任務，客戶滿意度可以作為計算機學科專業(yè)碩士研究生實踐能力的評估指標。

可雇傭能力是一種與職業(yè)相關的綜合能力，它具有適應性和靈活性。針對專業(yè)碩士，可雇傭能力是指高校專業(yè)碩士研究生應具備的、在多大程度上能通過招聘和試用環(huán)節(jié)，從事有價值工作的能力，并且這個能力應該具備普遍性。專業(yè)碩士研究生畢業(yè)之后面臨就業(yè)問題，畢業(yè)目標決定評估指標，研究生培養(yǎng)是否合格、其實踐能力是否得到社會認可、是否滿足社會需求，在很大程度上都由可雇傭能力來評估，所以把可雇傭能力量化為計算機學科專業(yè)碩士研究生實踐能力評估指標的一部分。

2 計算機學科專業(yè)碩士實踐能力培養(yǎng)教學模式的實施案例

支撐平臺是本案例的核心內容之一，也是本案例實施的保障和基礎，搭建支撐平臺是一項任務繁重、技術含量高的工作。以標簽話題新聞內容檢索及中文話題分析服務平臺系統(tǒng)PaiS（analysis system for information propagation and user influence based on topic in social networks）為例構建MBDP計算機學科專業(yè)碩士研究生實踐能力培養(yǎng)方案。該系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)分布式處理架構，以自然語言處理、機器學習為核心技術，進行數(shù)據(jù)挖掘分析，針對標簽新聞話題，提供標簽新聞數(shù)據(jù)實時采集、語義檢索和分析服務，并提供標簽新聞事件自動發(fā)現(xiàn)等智能信息服務，構建標簽新聞大數(shù)據(jù)話題挖掘分析引擎。PaiS的研究內容如圖3所示，PaiS的總體架構如圖4所示。

3 結束語

針對計算機學科專業(yè)碩士研究生實踐能力有待加強的現(xiàn)狀，本文提出MBDP計算機學科專業(yè)碩士研究生實踐能力的培養(yǎng)方法，創(chuàng)新性地將分布式大數(shù)據(jù)挖掘技術以及機器學習等算法融入到MBDP平臺，培養(yǎng)計算機學科專業(yè)碩士研究生的實踐能力，讓學生掌握最新的計算機領域技術。本文從3個不同方面，系統(tǒng)地將理論分析、教學設計、平臺支撐、評估指標形成一套詳細完整的計算機學科專業(yè)碩士研究生實踐能力培養(yǎng)方案。本方案以OBE導向為目標，旨在培養(yǎng)具有程序設計能力、算法分析能力并能夠解決實際工程應用的實踐能力的計算機學科專業(yè)碩士研究生。本方案主要針對計算機學科專業(yè)碩士研究生進行實踐能力培養(yǎng)，但同時又具有通用性，方案通用性模式設計：首先，理論分析影響實踐能力的因素，然后針對具體的學科知識，并依據(jù)OBE理念，進行相應的教學內容設計、課程設置、能力培養(yǎng)方式設定，最后依據(jù)培養(yǎng)過程，制定實踐能力評估指標，從而系統(tǒng)地培養(yǎng)學生實踐能力。通過具體化培養(yǎng)方案，老師可以教授學生領域先進技術，學?？梢耘囵B(yǎng)滿足社會需求的人才，學生可以掌握社會需要的知識技能，緩解了學生就業(yè)難和企業(yè)無人用的矛盾局面。

參考文獻

[ 1 ] 劉婷，王應密，吳嘉欣.研究型大學全日制工程碩士實踐課程開發(fā)探析[ J ].高等工程教育研究，2016（ 1）：154-157.

[ 2 ] 楊現(xiàn)民，駱嬌嬌，劉雅馨，等.數(shù)據(jù)驅動教學：大數(shù)據(jù)時代教學范式的新走向[ J ].電化教育研究，2017（ 12）：13-20.

[ 3 ] 陳勁，呂文晶.人工智能與新工科人才培養(yǎng)：重大轉向[ J ].高等工程教育研究，2017（ 6）：6-7.

[ 4 ] 顧佩華，胡文龍，林鵬.基于“學習產(chǎn)出”（OBE）的工程教育模式[ J ].高等工程教育研究，2014（ 1）：27-37.

[ 5 ] 鄭大鋒，陳礪，王秀軍.OBE工程教育理念與化工專業(yè)實踐教學體系研究[ J ].實驗技術與管理，2017（ 5）：154-157.

Construction of practical ability training mode of professional master in computer science

Gong Ji-bing1，2，3，Song Yan-qing1，Gao Xiao-xia1，Jin Shun-fu1

（1. School of Information Science and Engineering，Yanshan University，Qinhuangdao，Hebei 066000，China; 2. The Key Lab for Computer Virtual Technology and System Integration， Yanshan University，Qinhuangdao，Hebei 066000，China; 3. Key Laboratory of Software Engineering，Yanshan University，Qinhuangdao，Hebei 066044， China）

Abstract From the view of the computer， this study analyzes the key factors affecting the ability of practice. Guided by the concept of OBE， a practical training mode for computer science professional master's degree was constructed， which is a platform based on machine learning， big data and distributed technology， shortly （MBDP）. MBDP takes the data as the technology and takes the algorithm as the core， combining the distributed data mining technology， cultivating practical ability of the master degree graduate student of computer. Research shows MBDP integrating reality and theory effectively improve the practical ability of master degree graduate student in computer science.

Keywords professional graduate training; computer professional; practical ability; OBE-oriented.