張建波，傅開心，王子健

摘? 要： 許多高校在本科數(shù)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中加入了大數(shù)據(jù)相關(guān)的課程，如何將數(shù)學(xué)與大數(shù)據(jù)有效地融合以培養(yǎng)高質(zhì)量復(fù)合型人才是其面臨的一個(gè)重要問題。文章探討了在本科數(shù)學(xué)專業(yè)培養(yǎng)過程中融入大數(shù)據(jù)課程的必要性，從師資隊(duì)伍和教學(xué)資源兩方面研究了大數(shù)據(jù)課程建設(shè)過程中面臨的主要問題及解決途徑。

關(guān)鍵詞： 大數(shù)據(jù); 本科數(shù)學(xué)專業(yè); 人才培養(yǎng); 課程思政

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2022）01-79-03

Research on the talent training model for mathematics majored

undergraduate in the context of big data

Zhang Jianbo， Fu Kaixin， Wang Zijian

（School of Mathematics and Statistics， Northeastern University at Qinhuangdao， Qinhuangdao， Hebei 066004， China）

Abstract： Many colleges and universities have added big data related courses to the undergraduate mathematics talents training. How to effectively integrate mathematics and big data to cultivate high-quality compound talents is an important problem they face. This paper discusses the necessity of integrating big data courses into the undergraduate mathematics talents training， and discusses the main problems and solutions on teacher team and teaching resources in the construction of big data course.

Key words： big date; undergraduate mathematics specialty; talent training; the ideological and political education in courses

0 引言

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，全球數(shù)據(jù)呈爆炸式增長(zhǎng)，以大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的信息技術(shù)發(fā)展迅速，已成為新一代產(chǎn)業(yè)革命的核心驅(qū)動(dòng)力。我國近年來十分重視大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展。2015年，國務(wù)院頒布《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》[1]，大數(shù)據(jù)正式上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略。2016年，由工信部印發(fā)的《大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》[2]掀起了大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)建設(shè)的浪潮。

2018年，教育部印發(fā)了《<高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃>的通知》[3]，并指出高校處于科技第一生產(chǎn)力、人才第一資源、創(chuàng)新第一動(dòng)力的結(jié)合點(diǎn)，在人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展等方面具有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);高校要進(jìn)一步強(qiáng)化基礎(chǔ)研究、學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)方面的優(yōu)勢(shì)，要不斷地推動(dòng)人工智能與市場(chǎng)需求深度融合，從而引領(lǐng)我國人工智能領(lǐng)域科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)和技術(shù)應(yīng)用示范，帶動(dòng)我國人工智能總體實(shí)力的提升。

在這樣的背景下，高校作為人才培養(yǎng)的基地，如何緊跟時(shí)代的步伐、培養(yǎng)社會(huì)所需的人才是廣大教育工作者需要思考的問題。

眾所周知，大數(shù)據(jù)、人工智能是離不開數(shù)學(xué)的。從上個(gè)世紀(jì)中期開始，在數(shù)學(xué)與信息科學(xué)的相互影響、相互促進(jìn)下，人類快速進(jìn)入信息社會(huì)。數(shù)學(xué)的形式化演算所體現(xiàn)的辯證統(tǒng)一特征為信息科學(xué)提供了強(qiáng)大的理論支撐，促使信息技術(shù)在本世紀(jì)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，比如大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算等。面對(duì)這些新興技術(shù)的發(fā)展，高校不僅要繼續(xù)培養(yǎng)以基礎(chǔ)研究為主的數(shù)學(xué)專門人才，還應(yīng)結(jié)合新領(lǐng)域、新需求，培養(yǎng)具有深厚數(shù)學(xué)背景的交叉復(fù)合型創(chuàng)新人才。本文以東北大學(xué)秦皇島分校數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院近幾年在本科人才培養(yǎng)方面的改革為基礎(chǔ)，介紹以大數(shù)據(jù)為應(yīng)用背景的復(fù)合型人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建。

1 大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵及人才需求現(xiàn)狀

百度百科對(duì)大數(shù)據(jù)的解釋[4]是指無法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。這說明“大數(shù)據(jù)”不僅是指大量數(shù)據(jù)的聚集，更是指一種新興的技術(shù)。其中的數(shù)據(jù)可以是結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的：結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是指可以統(tǒng)一結(jié)構(gòu)表示的信息，如數(shù)字、符號(hào)等數(shù)據(jù);非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)具有格式多樣性的特點(diǎn)，在實(shí)際中也更為常見，如文檔、圖片、聲音、視頻等信息。大數(shù)據(jù)具有4V的特點(diǎn)，即數(shù)據(jù)容量規(guī)模大、類型多樣、價(jià)值大、要求處理速度快。

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，業(yè)界對(duì)數(shù)據(jù)中心的需求越發(fā)升高，《2020中國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》[5]顯示，2019年中國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)5397億元，同比增長(zhǎng)23.1%，預(yù)計(jì)到2022年將突破萬億元。今年，美林?jǐn)?shù)據(jù)[6]發(fā)布了《大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)人才需求現(xiàn)狀分析》，指出2020年中國大數(shù)據(jù)行業(yè)的人才需求規(guī)模達(dá)到了210萬，2025年前大數(shù)據(jù)人才需求仍將保持30%-40%的增速，需求總量在2000萬人左右，其中對(duì)本科人才的需求約占總需求量的65.45%，數(shù)理類人才的需求占總需求量的29.34%，因此在本科數(shù)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)過程中融入大數(shù)據(jù)相關(guān)課程具有重要意義。

2 大數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)學(xué)類本科人才培養(yǎng)模式的影響

2021年2月，人力資源社會(huì)保障部與工業(yè)和信息化部聯(lián)合制定了《大數(shù)據(jù)工程技術(shù)人員國家職業(yè)技術(shù)技能標(biāo)準(zhǔn)》[7]，該《標(biāo)準(zhǔn)》明確指出“大數(shù)據(jù)工程技術(shù)人員”是指從事大數(shù)據(jù)采集、清洗、分析、治理、挖掘等技術(shù)研究，并加以利用、管理、維護(hù)和服務(wù)的工程技術(shù)人員。為適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，數(shù)學(xué)類本科人才培養(yǎng)應(yīng)以大數(shù)據(jù)技術(shù)為應(yīng)用背景，充分發(fā)揮數(shù)學(xué)在大數(shù)據(jù)工程中的應(yīng)用。

為此，我校數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院自2017年從多視角、多方位的培養(yǎng)方式出發(fā)，借鑒其他學(xué)科人才培養(yǎng)的途徑與經(jīng)驗(yàn)，研究適合數(shù)學(xué)專業(yè)的多元化培養(yǎng)體系，著力提高數(shù)學(xué)專業(yè)復(fù)合型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

首先，建立了基于“導(dǎo)師制”與“興趣班”相結(jié)合的復(fù)合型人才培養(yǎng)模式。隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大，本科生質(zhì)量有所下滑，許多高校本科生教育實(shí)行的班主任制或輔導(dǎo)員制無法很好地適應(yīng)實(shí)際需要。因此，在本科生教育中全面推行導(dǎo)師制是非常必要的。數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院在研究大量文獻(xiàn)和調(diào)研的基礎(chǔ)上，制定了適合我院本科生的“導(dǎo)師制”機(jī)制。主要包括：提高本科生對(duì)導(dǎo)師制的認(rèn)識(shí)，明確本科生導(dǎo)師的定位和職責(zé)，建立與“導(dǎo)師制”相配套的管理制度和激勵(lì)措施等。同時(shí)，在大三和大四階段開展多種“興趣班”，學(xué)生可以根據(jù)自己的發(fā)展方向，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下選擇適合自己的“興趣班”。目前，已成功開設(shè)兩屆大數(shù)據(jù)興趣班，學(xué)生報(bào)名踴躍，效果較好。同時(shí)，興趣班的授課也為教師業(yè)務(wù)能力的提高打下了基礎(chǔ)。

其次，優(yōu)化本科培養(yǎng)方案，在現(xiàn)有課程體系中增設(shè)大數(shù)據(jù)處理相關(guān)課程。興趣班的成功開設(shè)為學(xué)院積累了一定的大數(shù)據(jù)課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。因此，在遵循教育部《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》的前提下，對(duì)現(xiàn)有培養(yǎng)方案進(jìn)行研究，進(jìn)一步提煉專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)核心課程，以“知識(shí)復(fù)合”、“能力復(fù)合”和“思維復(fù)合”為基本指導(dǎo)思想，增設(shè)專業(yè)互選課程和適應(yīng)社會(huì)需求的新課程，構(gòu)建適合本科數(shù)學(xué)相關(guān)專業(yè)的復(fù)合型人才培養(yǎng)方案，如增設(shè)了Python語言、大數(shù)據(jù)概論、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)等課程。

在此基礎(chǔ)上，學(xué)院在2019年成功申報(bào)并獲批“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”本科專業(yè)，首屆招生70人。從目前看，生源質(zhì)量在全校排名第二，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性較高。

3 大數(shù)據(jù)背景下數(shù)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的策略

“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”本科專業(yè)的獲批進(jìn)一步為基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)學(xué)專業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)提供了支撐，結(jié)合“課程互選、學(xué)分互認(rèn)”制度，學(xué)生可以在學(xué)好本專業(yè)必修課的基礎(chǔ)上選修其他專業(yè)的課程，從而將“興趣班”課程變成了專業(yè)選修課。但是，復(fù)合型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵在教育資源，因此數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院將從如下方面進(jìn)行改進(jìn)，以進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

⑴ 加強(qiáng)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和教學(xué)水平

目前，全國許多高校面臨師資緊張，教學(xué)資源不充足的情況，新引進(jìn)的教師大都是博士畢業(yè)，他們多數(shù)偏重理論研究，而承擔(dān)與社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)的課題較少。特別對(duì)于大數(shù)據(jù)這種知識(shí)更新較快的學(xué)科，只依靠自己的師資往往難以培養(yǎng)符合社會(huì)需求的人才。

為此，我院組建了基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和信息科學(xué)等多個(gè)導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，完成學(xué)生的課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和交叉課程實(shí)訓(xùn)等教學(xué)環(huán)節(jié)。對(duì)于業(yè)務(wù)能力不足的教師提出具體要求，通過參加各類培訓(xùn)等方式爭(zhēng)取在1-2年內(nèi)融入到指定的導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)中。

⑵ 拓展教學(xué)渠道，引入校外資源

大數(shù)據(jù)的相關(guān)課程要求學(xué)生具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力，這需要學(xué)院有相應(yīng)的硬件設(shè)備和專業(yè)的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，以及日常維護(hù)和管理的專業(yè)老師。而我院數(shù)學(xué)學(xué)科和統(tǒng)計(jì)學(xué)科所需要的設(shè)備遠(yuǎn)不能滿足這樣的要求，再加上實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目也不夠豐富。為此，我院在調(diào)研其他高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的基礎(chǔ)上積極籌劃并啟動(dòng)了大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目，同時(shí)，在學(xué)校的大力支持下我院與其他工科學(xué)院簽訂了資源共享協(xié)議。

為了解決項(xiàng)目案例缺失的問題，我院以“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”專業(yè)為依托引進(jìn)校外資源，特別是把一些企業(yè)里用到的項(xiàng)目案例引入到課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中。目前，我院已與東軟睿道、東軟集團(tuán)、中軟國際等企業(yè)簽訂實(shí)訓(xùn)合同，積極引進(jìn)醫(yī)療、電商、金融等領(lǐng)域中的案例，并通過這些案例強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)技能，訓(xùn)練其在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

⑶ 加強(qiáng)課程思政建設(shè)，提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

課程思政是實(shí)現(xiàn)高校立德樹人根本目標(biāo)的關(guān)鍵一環(huán)，是實(shí)現(xiàn)全員全程全方位“三全育人”的重要抓手。在全國各高校抓緊建設(shè)課程思政項(xiàng)目的關(guān)鍵時(shí)刻，學(xué)院非常重視大數(shù)據(jù)背景下的課程思政項(xiàng)目建設(shè)，提出了新專業(yè)所有課程都要體現(xiàn)思政和創(chuàng)新。這里的思政，筆者認(rèn)為，是指高校在教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行馬克思主義思想政治理論教育的總稱。大數(shù)據(jù)是離不開數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和算法設(shè)計(jì)，因此我們可以在存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)選擇和算法設(shè)計(jì)上深入挖掘與馬克思主義自然觀和自然科學(xué)觀相關(guān)的思政元素，并通過這些思政內(nèi)容進(jìn)一步解釋我國目前的一些基本政策。而創(chuàng)新主要體現(xiàn)在將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到數(shù)據(jù)的處理中，要求教師在授課過程中深入挖掘數(shù)學(xué)應(yīng)用的案例，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

目前，我院已有兩門大數(shù)據(jù)課程成功申報(bào)并獲批校級(jí)課程思政建設(shè)，挖掘思政元素20余個(gè)。并且，教師團(tuán)隊(duì)還通過以點(diǎn)帶面、全方位融入的方式將思政元素融入數(shù)學(xué)類課程教學(xué)過程中。同時(shí)，為了體現(xiàn)智育與德育的相互融入和相互促進(jìn)，教師團(tuán)隊(duì)將思政案例與情感教學(xué)相結(jié)合，體現(xiàn)知識(shí)傳授、科學(xué)精神和愛國情懷，以達(dá)到知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)具有社會(huì)責(zé)任感、專業(yè)知識(shí)扎實(shí)和創(chuàng)新精神的專業(yè)人才。

4 結(jié)束語

大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為國家發(fā)展規(guī)劃中的重要部分，大數(shù)據(jù)技術(shù)作為當(dāng)下我國新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)升級(jí)關(guān)鍵時(shí)期的有力工具，正在與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合。在這樣的背景下，我國各領(lǐng)域?qū)Υ髷?shù)據(jù)人才的需求也越來越多。作為傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)專業(yè)，為了培養(yǎng)具有深厚數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、以大數(shù)據(jù)應(yīng)用為背景的復(fù)合型人才，本文首先從社會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)人才的需求角度出發(fā)，介紹了在數(shù)學(xué)本科專業(yè)培養(yǎng)過程中融入大數(shù)據(jù)課程的必要性;然后結(jié)合東北大學(xué)秦皇島分校數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院的實(shí)際情況介紹了大數(shù)據(jù)課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其他高校和相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)具有一定的借鑒意義。

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