王元卓，于建業(yè)

1. 中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所，北京 100190；2. 北京物資學(xué)院信息學(xué)院，北京 101149

1 引言

這是大數(shù)據(jù)的時代。從公司戰(zhàn)略到產(chǎn)業(yè)生態(tài)，從學(xué)術(shù)研究到生產(chǎn)實踐，從城鎮(zhèn)管理到國家治理，都將發(fā)生本質(zhì)的變換，大數(shù)據(jù)將成為時代變革的力量。然而，這也是大數(shù)據(jù)人才短缺的時代。大數(shù)據(jù)市場發(fā)展迅猛，大數(shù)據(jù)人才供給嚴(yán)重不足。根據(jù)Boss直聘的數(shù)據(jù)顯示①Boss直聘《2018求職旺季人才趨勢報告》，在人才最為緊缺的前十個職位中，大數(shù)據(jù)、人工智能、算法類崗位占據(jù)了半壁江山，以大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新興技術(shù)崗位的薪資，無論是薪資基數(shù)、漲幅，還是發(fā)展空間，均高于其他崗位。

我國是人才大國，但能掌握和應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的創(chuàng)新人才仍是稀缺資源，培養(yǎng)大數(shù)據(jù)人才成為緊迫的問題。近3年來，開設(shè)“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”專業(yè)的高校數(shù)量猛增，已累計達到283所。雖然大數(shù)據(jù)人才的培養(yǎng)已開始起步，但是大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)模式與體系尚未達成共識。其原因在于大數(shù)據(jù)是一個跨學(xué)科、領(lǐng)域交叉、與行業(yè)應(yīng)用緊密結(jié)合的復(fù)合型專業(yè)，涉及的知識往往來自于計算機、統(tǒng)計、行業(yè)領(lǐng)域等。如何有效地融合跨學(xué)科、交叉領(lǐng)域的知識，培養(yǎng)具備數(shù)據(jù)思維和計算思維的大數(shù)據(jù)人才，是當(dāng)前高校大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)面臨的問題。

與此同時，為主動應(yīng)對新一輪的科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動等一系列國家戰(zhàn)略，2017年2月以來，教育部組織了多次新工科研討會，先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”“北京指南”等指導(dǎo)性文件，指出了新工科建設(shè)的5個“新”，即工程教育的“新理念”、學(xué)科專業(yè)“新結(jié)構(gòu)”、人才培養(yǎng)“新模式”“新質(zhì)量”和“新體系”。隨后，有學(xué)者對新工科的內(nèi)涵進行了解讀和探討[1-3]?！皬?fù)旦共識”指出新工科建設(shè)和發(fā)展以新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)為背景，一方面主動設(shè)置和發(fā)展新興工科專業(yè)，另一方面推動現(xiàn)有工科專業(yè)的改革創(chuàng)新。數(shù)據(jù)作為一種新興戰(zhàn)略資源，運用數(shù)據(jù)科學(xué)理論和大數(shù)據(jù)技術(shù)，將形成數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)探礦、數(shù)據(jù)化學(xué)、數(shù)據(jù)材料、數(shù)據(jù)制藥等一系列戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)。同時大數(shù)據(jù)也滲透到金融、醫(yī)療、制造、流通等工業(yè)領(lǐng)域，提升傳統(tǒng)行業(yè)的價值，促進傳統(tǒng)行業(yè)的升級。大數(shù)據(jù)作為新工科專業(yè)的重要方面，相對于傳統(tǒng)的工科人才，未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟需要的是實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。因此，在國家推動新工科建設(shè)的背景下，大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)與發(fā)展正當(dāng)其時。

2 新工科背景下的大數(shù)據(jù)教學(xué)體系建設(shè)

在面向新工科的大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)中，應(yīng)遵循以學(xué)生為中心、成果為導(dǎo)向、持續(xù)改進的國際工程教育專業(yè)認(rèn)證理念——以成果為導(dǎo)向的教學(xué)模式（outcame based education，OBE）[4]，提升大數(shù)據(jù)人才的培養(yǎng)水平。教育體系應(yīng)注重數(shù)據(jù)思維和計算思維的培養(yǎng)，課程設(shè)置與行業(yè)應(yīng)用緊密結(jié)合，專業(yè)課程注重實踐能力的培養(yǎng)，而數(shù)據(jù)則成為實踐的基礎(chǔ)。

2.1 大數(shù)據(jù)人才素質(zhì)與能力要求

大數(shù)據(jù)專業(yè)是一門涉及數(shù)據(jù)科學(xué)、計算機科學(xué)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、行業(yè)應(yīng)用等多領(lǐng)域的復(fù)合型交叉學(xué)科，培養(yǎng)的人才也是兼具行業(yè)應(yīng)用專業(yè)知識和大數(shù)據(jù)技術(shù)的復(fù)合型人才。因此，在確定大數(shù)據(jù)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)時，需確立大數(shù)據(jù)專業(yè)人才的基本素質(zhì)和能力要求。

大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)基本目標(biāo)如圖1所示，主要包括以下方面。

圖1 大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)基本目標(biāo)

（1）多學(xué)科交叉融合的基礎(chǔ)素質(zhì)

大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)涉及數(shù)據(jù)科學(xué)、計算機和行業(yè)應(yīng)用等多學(xué)科領(lǐng)域知識，在基礎(chǔ)素質(zhì)培養(yǎng)方面需要注重多學(xué)科交叉融合的素質(zhì)培養(yǎng)，包括通識教育、語言能力、法律道德、計算機倫理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)等。

（2）復(fù)合型專業(yè)能力

大數(shù)據(jù)人才兼具數(shù)據(jù)科學(xué)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和行業(yè)應(yīng)用等多專業(yè)知識，具備復(fù)合型專業(yè)能力，包括行業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)理論、數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)理論、行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)技術(shù)、學(xué)習(xí)方法等。

（3）計算思維與數(shù)據(jù)思維

除了具有多學(xué)科交叉融合的基礎(chǔ)素質(zhì)和復(fù)合型專業(yè)能力外，大數(shù)據(jù)人才還需要培養(yǎng)計算思維和數(shù)據(jù)思維，具備建模能力、求解能力、數(shù)據(jù)分析能力等。

（4）工程實踐能力

大數(shù)據(jù)技術(shù)是與行業(yè)應(yīng)用緊密結(jié)合的實踐性很強的技術(shù)，大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)中也需要工程實踐能力的培養(yǎng)，包括案例教學(xué)、實習(xí)實訓(xùn)等。

2.2 打造大數(shù)據(jù)課程體系

為了達到大數(shù)據(jù)人才所需的素質(zhì)和能力培養(yǎng)要求，必須打造大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)的核心知識體系。大數(shù)據(jù)人才的知識體系主要由3個方面構(gòu)成，包括基礎(chǔ)理論與方法、大數(shù)據(jù)計算技術(shù)、行業(yè)領(lǐng)域知識[5]。盡管不同高校的大數(shù)據(jù)專業(yè)特色和面向的行業(yè)領(lǐng)域有所不同，大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵和外延也在不斷拓展，但是大數(shù)據(jù)專業(yè)的核心知識體系（即基礎(chǔ)理論與方法、大數(shù)據(jù)計算技術(shù)）是共通的，包括大數(shù)據(jù)管理、大數(shù)據(jù)處理、大數(shù)據(jù)分析等。在大數(shù)據(jù)核心知識體系的基礎(chǔ)上，結(jié)合高校自身的行業(yè)領(lǐng)域優(yōu)勢和特色，重組并優(yōu)化涵蓋行業(yè)知識的專業(yè)課程體系，使課程體系一貫化、教學(xué)內(nèi)容融合化，包含面向低年級的通識教育與專業(yè)基礎(chǔ)教育、面向高年級的工程驅(qū)動的計算思維與應(yīng)用驅(qū)動的工程能力培養(yǎng)。同時，數(shù)據(jù)思維的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)貫穿大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)的全過程。大數(shù)據(jù)課程體系設(shè)置思路如圖2所示。

圖2 大數(shù)據(jù)課程體系設(shè)置思路

為了實現(xiàn)大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系的一貫化和融合化，需要對多學(xué)科交叉知識進行融合，對傳統(tǒng)計算機、數(shù)學(xué)、信息管理等專業(yè)的核心課程進行梳理，并與高校自身特色行業(yè)應(yīng)用課程融合，涉及大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)理論、計算機技術(shù)、智能計算方法和行業(yè)應(yīng)用4個方面。根據(jù)以上思路，大數(shù)據(jù)課程體系設(shè)置如圖3所示。

圖3 大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系設(shè)置

大數(shù)據(jù)專業(yè)課程分為三大類：專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課和專業(yè)選修課。專業(yè)基礎(chǔ)課涉及傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程、統(tǒng)計基礎(chǔ)課程和計算機專業(yè)基礎(chǔ)課程，需要對這些課程進行整合，以適應(yīng)大數(shù)據(jù)專業(yè)的基礎(chǔ)知識需求。專業(yè)核心課則涉及大數(shù)據(jù)及行業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)核心知識，可分為大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、核心技術(shù)、分析基礎(chǔ)以及大數(shù)據(jù)分析等大數(shù)據(jù)專業(yè)核心知識。專業(yè)選修課側(cè)重大數(shù)據(jù)技術(shù)實踐和行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，從大數(shù)據(jù)平臺技術(shù)、智能計算方法、大數(shù)據(jù)行業(yè)應(yīng)用3個方面，突出計算思維和數(shù)據(jù)思維的專業(yè)知識應(yīng)用和實踐能力教學(xué)。

2.3 建設(shè)大數(shù)據(jù)專業(yè)系列教材

當(dāng)前我國高校的大數(shù)據(jù)教學(xué)尚處在摸索階段，尤其缺乏成熟的、系統(tǒng)性和規(guī)范性的大數(shù)據(jù)教學(xué)體系和教材。在此背景下，中國計算機學(xué)會（CCF）大數(shù)據(jù)專家委員會成立了大數(shù)據(jù)系列教材叢書編委會，由梅宏院士牽頭組織業(yè)內(nèi)資深專家，著手編著系列化、規(guī)范化的大數(shù)據(jù)教材，并在2018中國計算機大會（CNCC2018）上首先發(fā)布。

大數(shù)據(jù)系列教材叢書由中國計算機學(xué)會大數(shù)據(jù)專家委員會組織編寫，采用“1+3+X”的體系，即以1本《大數(shù)據(jù)導(dǎo)論》為基礎(chǔ)，設(shè)置《大數(shù)據(jù)管理》《大數(shù)據(jù)處理》和《大數(shù)據(jù)分析》3本關(guān)鍵技術(shù)教材以及針對行業(yè)領(lǐng)域的X本應(yīng)用教材。

（1）1本基礎(chǔ)導(dǎo)論教材

《大數(shù)據(jù)導(dǎo)論》介紹什么是大數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)的感知與獲取、大數(shù)據(jù)的存儲與管理、大數(shù)據(jù)的計算架構(gòu)、大數(shù)據(jù)分析計算平臺、大數(shù)據(jù)治理、大數(shù)據(jù)安全與隱私、大數(shù)據(jù)行業(yè)應(yīng)用等。

（2）3本專業(yè)關(guān)鍵技術(shù)教材

● 《大數(shù)據(jù)管理》從數(shù)據(jù)模型與語言、大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)兩大方面介紹大數(shù)據(jù)的管理。

● 《大數(shù)據(jù)處理》從基礎(chǔ)技術(shù)篇到計算篇，再到進階篇，由淺入深地介紹大數(shù)據(jù)處理框架和技術(shù)。

● 《大數(shù)據(jù)分析》從大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)知識、理論基礎(chǔ)、相關(guān)算法、典型應(yīng)用等層面詳細(xì)進行闡述。

（3）X本行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用教材

行業(yè)應(yīng)用層面瞄準(zhǔn)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)界大數(shù)據(jù)應(yīng)用較為廣泛的領(lǐng)域，組織編寫面向行業(yè)領(lǐng)域的X本應(yīng)用教材?！癤”系列教材既可面向工程實踐教學(xué)，又可面向職業(yè)培訓(xùn)，并且將隨著產(chǎn)業(yè)界大數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展進行更新。

2.4 構(gòu)建突出計算思維和數(shù)據(jù)思維的實踐創(chuàng)新教學(xué)體系

大數(shù)據(jù)專業(yè)應(yīng)以應(yīng)用驅(qū)動和面向行業(yè)領(lǐng)域的職業(yè)導(dǎo)向為抓手，在基礎(chǔ)教育和跨專業(yè)融合的基礎(chǔ)上，構(gòu)建以計算思維和數(shù)據(jù)思維為專業(yè)能力的實踐創(chuàng)新教育體系，培養(yǎng)面向行業(yè)應(yīng)用的大數(shù)據(jù)人才。在構(gòu)建實踐創(chuàng)新教育體系時，重點突出計算思維和數(shù)據(jù)思維的專業(yè)能力，通過關(guān)鍵技術(shù)、實驗教學(xué)、實施案例、實習(xí)實訓(xùn)等具有實踐創(chuàng)新的教育教學(xué)，培養(yǎng)大數(shù)據(jù)人才的工程能力。大數(shù)據(jù)技術(shù)具有很強的工程實踐性，大數(shù)據(jù)實踐教育實施的基本條件包括數(shù)據(jù)條件、師資條件、計算條件等[5]。這些大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)條件，對于一般的高校而言通常難以實現(xiàn)，需要政產(chǎn)教緊密結(jié)合，依托高校所在地的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，政府給予政策與資金支持，建設(shè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新基地，面向行業(yè)領(lǐng)域提供真實場景、真實數(shù)據(jù)、計算資源、企業(yè)導(dǎo)師等。

在構(gòu)建實踐創(chuàng)新教學(xué)體系過程中，要將大數(shù)據(jù)專業(yè)教師和學(xué)生“走出去”與企業(yè)技術(shù)導(dǎo)師“走進來”兩種模式結(jié)合：

● 學(xué)生通過在學(xué)校實訓(xùn)或到企業(yè)實習(xí)等機會進行鍛煉，提升學(xué)生的實踐動手能力，未來更加契合企業(yè)的實際需求，同時幫助企業(yè)完成智力引進；

● 高校聘請企業(yè)技術(shù)專家到校開展實訓(xùn)、技術(shù)指導(dǎo)、講學(xué)等，使學(xué)生能夠開拓專業(yè)視野；

● 高校在引入企業(yè)導(dǎo)師的同時，對大數(shù)據(jù)專業(yè)教師進行“雙師型”培訓(xùn)，使高校教師了解大數(shù)據(jù)在行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀等，并與基礎(chǔ)課程教學(xué)相融合。

3 政產(chǎn)教融合的大數(shù)據(jù)教育創(chuàng)新探索

國內(nèi)高校在大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展上持續(xù)探索[5-9]。在大數(shù)據(jù)實踐教學(xué)中，需要計算資源、數(shù)據(jù)資源等條件。這些條件需要大量資金、政策、真實數(shù)據(jù)的投入，對于高校而言，通常難以實現(xiàn)，需要政府提供政策、資金，企業(yè)提供真實場景、數(shù)據(jù)資源等，政、產(chǎn)、教資源融合才能實現(xiàn)以學(xué)生為中心、成果為導(dǎo)向的教育理念。目前國內(nèi)一些地方政府、企業(yè)、高校已經(jīng)開始政、產(chǎn)、教融合的探索與實踐。

● 產(chǎn)教融合的大數(shù)據(jù)教育創(chuàng)新機制。教育部學(xué)校規(guī)劃建設(shè)發(fā)展中心于2016年5月正式啟動數(shù)據(jù)中國“百校工程”項目，提出構(gòu)建“五位一體”大數(shù)據(jù)創(chuàng)新生態(tài)體系，旨在通過2～3年的努力，在全國范圍內(nèi)遴選百所高校，部署集人才培養(yǎng)、資源開發(fā)、科研支撐、行業(yè)應(yīng)用及社會服務(wù)于一體的“大數(shù)據(jù)應(yīng)用創(chuàng)新中心”，與項目院校共同設(shè)立“大數(shù)據(jù)學(xué)院”，促進大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)、有關(guān)高校和科研機構(gòu)的深度融合發(fā)展，打造大數(shù)據(jù)發(fā)展的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，助力大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)、科技進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。同時百校聯(lián)網(wǎng)形成“大數(shù)據(jù)應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”，構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新大數(shù)據(jù)超級平臺。百校聯(lián)網(wǎng)超級大數(shù)據(jù)平臺具有100 PB數(shù)據(jù)規(guī)模，50萬通用核和100萬流處理核計算能力，約有600名學(xué)術(shù)帶頭人和5 000名科研人員以及一批科研團隊。通過校企共建大數(shù)據(jù)學(xué)院，計劃培養(yǎng)10萬～20萬名大數(shù)據(jù)工程師，成為我國大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要支撐和服務(wù)力量。

● 政產(chǎn)教融合的大數(shù)據(jù)試驗場用以提供大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)的數(shù)據(jù)條件和計算條件[5]?！按髷?shù)據(jù)試驗場”是面向大數(shù)據(jù)問題設(shè)計的大數(shù)據(jù)技術(shù)研發(fā)和試驗驗證環(huán)境，擁有大規(guī)模數(shù)據(jù)容量及管理分析能力的重大基礎(chǔ)設(shè)施，服務(wù)于大數(shù)據(jù)研究開發(fā)和人才培養(yǎng)、基于大數(shù)據(jù)的科技與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新等。上海市已將大數(shù)據(jù)試驗場寫入大數(shù)據(jù)相關(guān)規(guī)劃，并推進相關(guān)建設(shè)。2016年12月，由復(fù)旦大學(xué)和上海交通大學(xué)共同牽頭，29家高等院校、研究所、企事業(yè)單位在上海聯(lián)合成立了全國首個大數(shù)據(jù)試驗場聯(lián)盟，共同打造大數(shù)據(jù)試驗場產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

● 產(chǎn)教融合的阿里云大學(xué)高校實訓(xùn)項目。將阿里云的云上計算實驗資源、行業(yè)實戰(zhàn)經(jīng)驗與課程體系、高校理論知識融合，通過短期集中強化訓(xùn)練，幫助學(xué)生深入理解專業(yè)知識的應(yīng)用場景和應(yīng)用技巧。該實訓(xùn)項目由阿里云認(rèn)證的企業(yè)導(dǎo)師負(fù)責(zé)實訓(xùn)教學(xué)，實現(xiàn)真實案例、真實場景、真實檢驗，并在重慶大學(xué)和貴州理工學(xué)院成功實施。

4 對大數(shù)據(jù)專業(yè)教育教學(xué)體系建設(shè)的思考

大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，大數(shù)據(jù)專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展也剛剛起步。大數(shù)據(jù)自身的特點使得大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)需要產(chǎn)業(yè)界、政府、高校多方合作，共同努力。除了大數(shù)據(jù)教育教學(xué)體系建設(shè)，還應(yīng)當(dāng)在如下方面加快建設(shè)步伐。

（1）加強政產(chǎn)教融合的大數(shù)據(jù)教育生態(tài)體系建設(shè)

當(dāng)前國內(nèi)大數(shù)據(jù)教育方興未艾，吸引了產(chǎn)業(yè)界、政府和高校的關(guān)注，但是大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)尚在探索，大數(shù)據(jù)教育的生態(tài)尚不完善。大數(shù)據(jù)教育生態(tài)體系的構(gòu)建需要政、產(chǎn)、教等多方緊密合作，共同推進，包括大數(shù)據(jù)教材體系的建設(shè)、大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)、產(chǎn)教融合的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新學(xué)院建設(shè)、政產(chǎn)教融合的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新基地建設(shè)以及以人才質(zhì)量為核心的人才評價體系建設(shè)。

（2）建設(shè)政產(chǎn)教融合的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新基地

作為大數(shù)據(jù)教育生態(tài)的重要一環(huán)，大數(shù)據(jù)創(chuàng)新基地建設(shè)需要高校、企業(yè)、政府多方合作，高校投入師資與科研力量，政府投入政策與資金支持，企業(yè)投入定制化實訓(xùn)課程、數(shù)據(jù)與平臺，探索政產(chǎn)教融合的共同培養(yǎng)大數(shù)據(jù)人才的新模式，幫助高校推進高水平師資隊伍建設(shè)、培養(yǎng)戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)的專業(yè)集群、提升服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟能力；幫助地方培育大數(shù)據(jù)經(jīng)濟智庫，促進本地人才與科研成果轉(zhuǎn)化；幫助企業(yè)提供大數(shù)據(jù)生態(tài)與大數(shù)據(jù)人才。

（3）加強大數(shù)據(jù)師資培訓(xùn)

當(dāng)前大數(shù)據(jù)師資力量相當(dāng)缺乏，而師資是關(guān)系到大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵之一。大數(shù)據(jù)師資建設(shè)需要優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)和師資隊伍，加強大數(shù)據(jù)師資培訓(xùn)力度，鼓勵教師到企業(yè)掛職等，了解企業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求，熟悉大數(shù)據(jù)工程實踐，增加師資隊伍中“雙師型”教師比例等。