張領先　尹政清

摘要 基于CNKI數(shù)據(jù)庫和VOSviewer文獻計量分析工具，分析了我國高校大數(shù)據(jù)專業(yè)建設現(xiàn)狀和研究熱點，并結合中國農業(yè)大學信息與電氣工程學院大數(shù)據(jù)專業(yè)建設案例，進一步探究了大數(shù)據(jù)專業(yè)建設、大數(shù)據(jù)課程設置、大數(shù)據(jù)教學模式及大數(shù)據(jù)實踐教育等熱點主題，最后根據(jù)文獻分析結果提出了大數(shù)據(jù)專業(yè)建設的相關啟示與建議。研究成果可為我國大數(shù)據(jù)工程技術人才培養(yǎng)和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支持。

關鍵詞 大數(shù)據(jù);專業(yè)建設;課程設置;教學模式;實踐教育

中圖分類號：G640 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）06–0132–04

1 問題提出

自第三次工業(yè)革命以來，以大數(shù)據(jù)技術為代表的信息化浪潮正在對經(jīng)濟、政治、文化、社會和生態(tài)文明等領域產(chǎn)生深刻影響，并為各行各業(yè)提供轉型升級和智能化解決方案，對支撐服務創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略、賦能高質量發(fā)展、構建現(xiàn)代化經(jīng)濟體系具有重要意義。隨著信息處理技術和計算機硬件設備的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為當前信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展焦點和信息技術研究的前沿課題。

大數(shù)據(jù)（Big Data）是指數(shù)據(jù)量大到無法利用主流數(shù)據(jù)處理工具，在合理時間內完成獲取、匯聚、分析以及處理等工作，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值挖掘的資訊[1]。自2014年“大數(shù)據(jù)”首次被寫入政府工作報告，到國務院于2015年印發(fā)的《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》，再到工業(yè)和信息化部于2017年發(fā)布的《大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》，大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已上升至我國戰(zhàn)略部署的高度[2-3]。而發(fā)展大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略關鍵在人才，因此如何結合大數(shù)據(jù)時代背景需求開展大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)工作，成為當前我國高校大數(shù)據(jù)專業(yè)建設亟待解決的問題。

作為現(xiàn)代高等農業(yè)教育的發(fā)源地，中國農業(yè)大學建設形成了優(yōu)勢互補、特色鮮明的農業(yè)科學和信息與計算機科學學科群。學校下設的信息與電氣工程學院（以下簡稱信電學院）致力于利用信息技術手段解決農業(yè)現(xiàn)代化、信息化發(fā)展問題，積極開展?jié)M足農業(yè)大數(shù)據(jù)前瞻性需求的研究。通過文獻計量方法，研究我國大數(shù)據(jù)專業(yè)高等教育的發(fā)展現(xiàn)狀，并以中國農業(yè)大學信電學院數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術專業(yè)為例，探索大數(shù)據(jù)相關專業(yè)建設方案、課程設置、教學模式及實踐教育，為我國農業(yè)高校大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)提供參考。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)源

文獻數(shù)據(jù)來自中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫，CNKI數(shù)據(jù)庫是獲取國內科學研究與相關文獻的重要數(shù)據(jù)庫，已被廣泛應用于探究各種專業(yè)課程體系建設的文獻計量分析中[4-6]。使用CNKI數(shù)據(jù)庫的專業(yè)檢索功能，通過“高校大數(shù)據(jù)專業(yè)”“大數(shù)據(jù)教育教學”“大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)”等關鍵詞進行文獻檢索，文獻發(fā)表時間跨度設置為2013年1月1日至2020年7月7日。然后，利用EndNote X9軟件對檢索得到的文獻進行數(shù)據(jù)清洗，最終獲得文獻303篇。

2.2 分析工具

借助CNKI數(shù)據(jù)庫的“計量可視化分析”功能初步統(tǒng)計分析文獻檢索結果，利用VOSviewer軟件進行文獻關聯(lián)及熱點趨勢分析。VOSviewer是荷蘭萊頓大學CWTS研究機構研究人員開發(fā)的文獻數(shù)據(jù)挖掘和可視化工具，已被廣泛應用于文獻計量分析和文獻信息挖掘與可視化分析[7]。利用VOSviewer 1.6.11軟件對文獻進行關鍵詞共現(xiàn)分析和聚類關鍵詞的時間特征分析。

3 高校大數(shù)據(jù)專業(yè)建設現(xiàn)狀分析及啟示

3.1 文獻的時間特征分析

2013—2019年我國高校大數(shù)據(jù)專業(yè)建設研究文獻的發(fā)表數(shù)量如圖1所示。從圖中可以看出，2013—2015年間與大數(shù)據(jù)專業(yè)建設相關文獻數(shù)量較少，這一時期大多數(shù)高校對大數(shù)據(jù)專業(yè)建設處于探索階段。自2015年以來，相關研究呈現(xiàn)快速增長趨勢，說明大數(shù)據(jù)專業(yè)建設已逐漸成為學者關注的熱點。

3.2 關鍵詞聚類分析

2013—2019年我國高校大數(shù)據(jù)專業(yè)建設研究文獻的關鍵詞共現(xiàn)圖譜如圖2所示。從共現(xiàn)頻次的統(tǒng)計結果來看，在排名前十的關鍵詞中“大數(shù)據(jù)”出現(xiàn)了159次、“人才培養(yǎng)”43次、“數(shù)據(jù)科學”29次、“課程體系”29次、“新工科”24次、“大數(shù)據(jù)專業(yè)”18次、“校企合作”17次、“專業(yè)建設”15次、“教學改革”15次、“云計算”11次。所有關鍵詞最終形成5個聚類，根據(jù)關鍵詞組成情況將各簇聚類主題分別設置為研究主題、專業(yè)建設、課程設置、教學模式和實踐教育，各聚類主題及其關鍵詞組成如圖2。

3.2.1 研究主題 大數(shù)據(jù)專業(yè)是近年來計算機學科領域的新興分支，大數(shù)據(jù)人才需求量日益上升。因此，如何培養(yǎng)一批具備扎實理論功底和較強工程實踐能力的大數(shù)據(jù)專業(yè)人才已成為當前高等教育研究者的研究課題（表1）。目前，大多數(shù)學者對大數(shù)據(jù)專業(yè)建設探究的主要內容包含大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)、大數(shù)據(jù)課程體系建設以及大數(shù)據(jù)學科建設等，研究主題以高職、高專和大學院校為主。

3.2.2 大數(shù)據(jù)專業(yè)建設 數(shù)據(jù)科學（Data Science）是繼大數(shù)據(jù)、云計算等概念后興起的計算機分支分科，結合了數(shù)學、管理學、統(tǒng)計學、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘、機器學習和數(shù)據(jù)可視化等諸多學科領域的理論和技術[11]。數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術兩門學科關聯(lián)密切，自教育部2016年開設“數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術”本科專業(yè)到2019年為止，我國共有477所院校獲批開設該專業(yè)，年平均增速高達614%。2018年，中國農業(yè)大學信電學院正式開設數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術專業(yè)。

在統(tǒng)籌大數(shù)據(jù)專業(yè)與其他計算機學科協(xié)調發(fā)展時，顧永安[12]提出了“專業(yè)集群”的方案，該方案是對應某一產(chǎn)業(yè)鏈的職業(yè)崗位或崗位群需求，按照“依核建群”“以鏈成群”的建設模式設置的專業(yè)方案，與主干學科關聯(lián)度高的核心專業(yè)、學科基礎、工程對象與應用領域有內在關聯(lián)的專業(yè)充分融合。河北民族師范學院按照該方案建立了大數(shù)據(jù)專業(yè)集群，核心專業(yè)是數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術，支撐專業(yè)是計算機科學與技術、軟件工程應用和統(tǒng)計學，延伸專業(yè)是數(shù)學與應用數(shù)學[13]。

3.2.3 大數(shù)據(jù)課程設置 理論教學有助于學生從基本概念開始全面了解大數(shù)據(jù)科學和技術體系，有利于培養(yǎng)學生的大數(shù)據(jù)工程實踐能力。從文獻來看，目前討論熱度較高的大數(shù)據(jù)專業(yè)課程包括Hadoop、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、數(shù)據(jù)挖掘和農業(yè)大數(shù)據(jù)等。一方面，大數(shù)據(jù)課程的培養(yǎng)目的包括培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)采集、處理、管理能力，以及引導學生形成大數(shù)據(jù)思維和大數(shù)據(jù)工程倫理意識等;另一方面，不同高校還將大數(shù)據(jù)專業(yè)課程與優(yōu)勢學科相結合，開設了農業(yè)大數(shù)據(jù)、健康大數(shù)據(jù)、行為大數(shù)據(jù)、電子商務大數(shù)據(jù)等極具特色的大數(shù)據(jù)專業(yè)課程。

中國農業(yè)大學信電學院開設的數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術專業(yè)課程包括學科大類與專業(yè)基礎課程、專業(yè)核心課程、專業(yè)選修課程三大類，具體課程設置如表2所示。其中，學科大類、專業(yè)基礎課程與專業(yè)核心課程為必修課程，主要涉及計算機科學理論、數(shù)學、統(tǒng)計及與農業(yè)領域結合的基礎知識，共設置40學分，其中學科大類與專業(yè)基礎課程修讀學期分散設置于1～3學期，專業(yè)核心課程相對安排2～4學期。專業(yè)選修課程引導學生根據(jù)個人興趣或學業(yè)指導教師安排的科研項目展開研討，學分要求不少于8學分，修讀學期跨度為2～4學期。

3.2.4 大數(shù)據(jù)教學模式 作為國際工程教育改革的最新成果，CDIO工程教育模式近年來已在我國大數(shù)據(jù)專業(yè)教學實踐中得到了廣泛應用。CDIO從產(chǎn)業(yè)鏈的全生命周期視角出發(fā)，注重培養(yǎng)學生工程構思、設計、實現(xiàn)和運作的能力。針對CDIO的大數(shù)據(jù)專業(yè)教學，羅福強等[14]提出了以就業(yè)需求為導向，以能力為本，按多階段、深層次、分角色的項目化大數(shù)據(jù)教學模式，即根據(jù)市場需求調研、系統(tǒng)設計、程序開發(fā)、管理、運維、售后支持等大數(shù)據(jù)崗位需求，分別開展大數(shù)據(jù)專業(yè)教學活動;曹耀欽等[15]提出了面向崗位需求的大數(shù)據(jù)教學模式，即在調查研究大數(shù)據(jù)崗位需求的基礎上，制訂適應不同就業(yè)需求的大數(shù)據(jù)教學方案，由學生自主選取感興趣的學習和實踐課程。

近年來，隨著在線教學模式的興起，大數(shù)據(jù)教學方式也朝著在線化方向發(fā)展。其中，“翻轉課堂”“云班課”“MOOC”“SPOC”等教學概念已被廣泛應用于高校大數(shù)據(jù)教學實踐中，一些高校還建立了大數(shù)據(jù)教學平臺[16-20]。中國農業(yè)大學信電學院通過構建“雨虹學網(wǎng)”在線教育平臺，探索出既教授基礎技術原理和應用方法，又將農業(yè)實際應用場景融入理論教學的大數(shù)據(jù)教學方案。

3.2.5 大數(shù)據(jù)實踐教育 作為應用型專業(yè)，大數(shù)據(jù)專業(yè)在人才培養(yǎng)上應當同時兼顧理論教學和工程實踐教學兩個方面。近年來，“2+1”校企合作、“專業(yè)共建”“產(chǎn)教融合”“協(xié)同育人”等產(chǎn)學合作培養(yǎng)模式已成為高校培養(yǎng)應用型大數(shù)據(jù)人才職業(yè)能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的成功方案[21-24]。一些高校還建立了大數(shù)據(jù)實驗平臺，結合特色行業(yè)背景引導學生開展大數(shù)據(jù)實踐活動。中國農業(yè)大學信電學院開展的大數(shù)據(jù)實踐教育主要包括創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)通識課程、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和社會實踐兩個環(huán)節(jié)。

（1）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)通識課程。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)通識課程主要包括科研訓練系列講座、科學前沿技術講座、創(chuàng)業(yè)講座和體悟活動以及學術研討會?？蒲杏柧毾盗兄v座主要包括信息搜集整理和查閱文獻、論文寫作和申請專利培訓以及學生交流匯報;科學前沿技術講座邀請國外學者針對前沿技術進行講座;創(chuàng)業(yè)講座和體悟活動課程邀請企業(yè)家做報告，進行創(chuàng)業(yè)模擬體驗。

（2）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和社會實踐。學院鼓勵學生通過立項申報學校本科生科研訓練計劃和學院創(chuàng)新基金項目、參加學科競賽獲獎以及社會實踐等方式獲得創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學[25]。此外，從大二開始，實行導師負責制，圍繞一個研究主題，各環(huán)節(jié)貫通，開展深入研究，鼓勵學生以創(chuàng)新性成果為內容發(fā)表論文、申請發(fā)明專利和計算機軟件著作權等。實施過程管理，按照學院的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)管理條例，由導師和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)評估小組結合學生最終產(chǎn)出成果進行成績評定。

4 結論與建議

4.1 主要研究結論

通過研究文獻的計量分析，探究了高校大數(shù)據(jù)專業(yè)建設的現(xiàn)狀和研究熱點趨勢，主要結論如下：

（1）大數(shù)據(jù)專業(yè)建設成為高校教育研究者關注的熱點課題，研究主題包括大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)、大數(shù)據(jù)課程體系建設、大數(shù)據(jù)學科建設。

（2）在“新工科”戰(zhàn)略背景下，數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術專業(yè)在全國各高校的開設數(shù)量呈現(xiàn)快速增長趨勢。大數(shù)據(jù)專業(yè)與統(tǒng)計學、數(shù)學、計算機應用技術及計算機軟件與理論等理學或工學專業(yè)之間存在密切的交叉關聯(lián)。

（3）大數(shù)據(jù)專業(yè)熱點課程包括Hadoop、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、數(shù)據(jù)挖掘和農業(yè)大數(shù)據(jù)等，各高校正在積極探索將大數(shù)據(jù)課程建設與優(yōu)勢特色專業(yè)相結合，形成獨具特色、專門性強的大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系。

（4）大數(shù)據(jù)專業(yè)教學強調應用導向，CDIO工程教學模式和課程群教學模式已被廣泛應用于高校大數(shù)據(jù)專業(yè)教學實踐中，即根據(jù)不同大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)崗位的需求，多階段、分層次地開展大數(shù)據(jù)教學獲得。此外，隨著信息技術的發(fā)展，高校大數(shù)據(jù)教學正積極融入線上教學概念模式。

（5）實踐教育是大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié)，產(chǎn)學研結合是目前行之有效的大數(shù)據(jù)工程實踐人才培養(yǎng)模式，具體形式包括大數(shù)據(jù)實驗平臺建設、大數(shù)據(jù)主題社會實踐活動、校企合作聯(lián)合培養(yǎng)及大數(shù)據(jù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等。

4.2 建議

在大數(shù)據(jù)專業(yè)建設方面，應當提升“數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術”專業(yè)的開設率，可以按照“專業(yè)集群”的模式設計大數(shù)據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案;在大數(shù)據(jù)課程設置方面，應當充分發(fā)揮學科優(yōu)勢，按梯度分別設置大數(shù)據(jù)專業(yè)基礎通識課程、專業(yè)核心必修課程及兼具拓展性和特色性的專業(yè)選修課程;在大數(shù)據(jù)教學模式方面，應當以就業(yè)需求為導向，將崗位需求貫穿于大數(shù)據(jù)教學的全過程，并積極探索線上線下相結合的大數(shù)據(jù)教學方式;在大數(shù)據(jù)實踐教育方面，應當提升工程實踐教育在日常教學中的比重，通過建設大數(shù)據(jù)實驗平臺、開展大數(shù)據(jù)主題社會實踐活動、強化校企合作聯(lián)合培養(yǎng)及鼓勵大數(shù)據(jù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等形式讓學生接觸到真實的大數(shù)據(jù)，進一步提升學生解決大數(shù)據(jù)行業(yè)實際問題的能力。

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責任編輯：黃艷飛

Abstract CNKI database and VOSviewer bibliometric analysis tools are employed to analyze the current situation and research hotspots of big data specialty construction in colleges and universities in China; Then the situation of big data specialty construction in College of Information and Electrical Engineering of China Agricultural University is taken as an example to further explore big data specialty construction， big data curriculum setting， big data teaching mode， and big data practice education; finally， according to the results of literature analysis， the relevant enlightenment and suggestions on the construction of big data specialty are put forward. The research can provide educating guidance for the cultivation of big data engineering talents as well as the sound development of big data industry of China.

Key words Big data; Specialty constru-ction; Curriculum setting; Teaching mode; Practical education