戴宏亮， 戴宏明

摘? 要： 在新工科背景下，探索理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)的建設(shè)，提出理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)借鑒新工科、工程教育認證、CDIO模式等理念。從修訂特色人才培養(yǎng)方案、打造過硬教學(xué)團隊、構(gòu)建面向國際化課程體系、融合“產(chǎn)、學(xué)、研、用”四層次實踐教學(xué)平臺、營造多元學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境等方面，探討了理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的路徑和策略。

關(guān)鍵詞： 新工科; 理學(xué); 大數(shù)據(jù); 工程教育; 專業(yè)建設(shè)

中圖分類號：G642? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2022）01-86-04

Exploration and practice of the construction of science big data

specialty in the context of New Engineering

Dai Hongliang1， Dai Hongming2

（1. School of Economics and Statistics， Guangzhou University， Guangzhou， Guangsong 510006， China;

2. School of Information and Automation， Guangdong Polytechnic of Science and Trade）

Abstract： In the context of New Engineering， the construction of science big data specialty is explored， and it is proposed that the construction of science big data specialty learn from the concepts of New Engineering， Engineering Education Accreditation， CDIO mode and so on. The paths and strategies for the construction of science big data specialty and the training of applied talents are discussed on revising the characteristic talent training plan， building an excellent teaching team， building an international curriculum system， building a practical teaching platform with "production， learning， research and application" four levels fusion， and creating a diversified student innovation and entrepreneurship environment etc.

Key words： New Engineering; science; big data; engineering education; specialty construction

0 引言

隨著國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略和人工智能戰(zhàn)略的實施，各種新興產(chǎn)業(yè)如同雨后春筍破土而出。面對大數(shù)據(jù)的爆炸式增長和新興產(chǎn)業(yè)的廣泛需求，大數(shù)據(jù)人才出現(xiàn)巨大缺口。自從2015年教育系統(tǒng)批準三所本科院校開始承辦數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)（簡稱“大數(shù)據(jù)專業(yè)”），至今已有超過600所本科院校獲批大數(shù)據(jù)專業(yè)。在這600多所院校承辦的大數(shù)據(jù)專業(yè)中，其中有將近三分之一的院校由數(shù)學(xué)學(xué)院或者統(tǒng)計學(xué)院承辦，授予的學(xué)位為“理學(xué)”學(xué)位。在新工科背景下，如何進行理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)呢？這是很多理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)非常困惑的問題。筆者作為本校大數(shù)據(jù)專業(yè)負責(zé)人，從2017年本校申報大數(shù)據(jù)專業(yè)開始，開始了大數(shù)據(jù)專業(yè)艱辛富有挑戰(zhàn)的探索！目前，本校大數(shù)據(jù)專業(yè)高考錄取分數(shù)位居學(xué)校前列，學(xué)校每學(xué)期期待轉(zhuǎn)入本專業(yè)學(xué)生人數(shù)位居學(xué)校前列，遠超數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等同類理科專業(yè)，大數(shù)據(jù)專業(yè)已經(jīng)成為本校最受學(xué)生歡迎的本科專業(yè)之一。

本文立足本校大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)實踐，探討理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)的建設(shè)路徑與舉措。

1 理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)理念

理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)雖然授予“理學(xué)”學(xué)位，但是專業(yè)構(gòu)成來看，該專業(yè)由數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、計算機三個一級學(xué)科交叉形成，具備理論與技術(shù)兩方面的要求。因此，理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)不能遵循傳統(tǒng)理學(xué)專業(yè)的建設(shè)思路，其專業(yè)建設(shè)必須要有新的理念。

1.1 借鑒新工科理念

新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的時代浪潮奔騰而至，中國大地正如火如荼地掀起高等教育“質(zhì)量革命”的浪潮。新工科[1-2]建設(shè)主要面向所有授予“工學(xué)”學(xué)位的專業(yè)，也就是工科專業(yè)。而理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)同樣可以借鑒新工科理念。首先，理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)本身就是大數(shù)據(jù)專業(yè)，屬于新興新工科專業(yè)的范疇，不能因為授予“理學(xué)”學(xué)位就變成了傳統(tǒng)的理學(xué)專業(yè)。其次，從理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)課程內(nèi)容看，其課程由數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、計算機科學(xué)三者交叉形成。為了體現(xiàn)“理學(xué)”的理論要求，課程設(shè)置數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)內(nèi)容可以多一些，要求可以高一些。比如工學(xué)的高等數(shù)學(xué)應(yīng)該換成數(shù)學(xué)分析;線性代數(shù)應(yīng)該換成“高等代數(shù)”;概率統(tǒng)計應(yīng)該分成兩門課程概率論和數(shù)理統(tǒng)計等。但是本專業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)的內(nèi)容不可或缺。大數(shù)據(jù)技術(shù)方面主要由計算機相關(guān)課程構(gòu)成，必須學(xué)會技術(shù)然后動手解決問題。因此，理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)本質(zhì)上具備“工學(xué)”相關(guān)屬性，借鑒新工科相關(guān)理念也是在情理之中。最后，通過借鑒新工科理念，達到以社會需求為導(dǎo)向設(shè)計培養(yǎng)目標(biāo)，以學(xué)習(xí)實效為核心設(shè)置教學(xué)內(nèi)容;全面落實“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進”的先進理念，持續(xù)提升本專業(yè)人才培養(yǎng)水平;以多主體共享協(xié)同育人機制，推進產(chǎn)教融合、校企合作的機制創(chuàng)新，深化產(chǎn)學(xué)研合作辦學(xué)、合作育人、合作就業(yè)、合作發(fā)展。

1.2 借鑒工程教育認證

理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)一般不會參加國際工程教育認證。但是，作為理工交叉、特別強調(diào)動手的應(yīng)用型專業(yè)，主動借鑒工程教育認證標(biāo)準對專業(yè)建設(shè)還是大有裨益。可以參考工程教育認證通用標(biāo)準的所有七條大的標(biāo)準，爭取專業(yè)建設(shè)能夠達到這七條大的標(biāo)準中所有小的標(biāo)準。借鑒工程教育認證對于理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)具有顯著意義。第一，2016年6月，我國正式成為《華盛頓協(xié)議》第18個締約國，這意味著我國工程教育認證體系與發(fā)達國家工程教育認證體系實現(xiàn)了國際實質(zhì)等效。因此，借鑒工程教育認證理念，乃至下一步爭取通過工程教育認證，對于培養(yǎng)學(xué)生的國際化認同特別重要。第二，工程教育認證通過系統(tǒng)性、整體性與綜合性建設(shè)與改革，建立適應(yīng)與引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的可持續(xù)人才培養(yǎng)體系。理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)借鑒工程教育認證理念，不僅是完成工程教育認證的程序，而且是落實工程教育“學(xué)生中心”、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進三個基本理念，實現(xiàn)理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)培養(yǎng)模式改進的重要舉措。

1.3 借鑒CDIO理念

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO模式是融合構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作于一體的工程教育理念，理論與實踐訓(xùn)練有機結(jié)合，學(xué)生全程參與，致力于“做中學(xué)”和“基于項目的教學(xué)”[3-4]，著力培養(yǎng)學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力。理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)借鑒CDIO理念可以構(gòu)建基于CDIO理念的理學(xué)大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)方案、課程教學(xué)體系、實踐實訓(xùn)體系等，促進學(xué)生在理論和實踐方面的全面發(fā)展，同時培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決實際問題的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

2 理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)路徑

要建設(shè)一個好的專業(yè)，不僅需要好的理念，而且需要踏踏實實的行動。根據(jù)筆者多年的專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗，我們要建設(shè)好理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)，必須從以下五個方面扎實努力行動。

2.1 修訂特色理學(xué)大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)方案

專業(yè)人才培養(yǎng)方案對于專業(yè)建設(shè)就像憲法對于國家建設(shè)一樣重要。因此，打造新工科[5-6]背景下能夠?qū)有屡d產(chǎn)業(yè)需求，并且能持續(xù)改進的理學(xué)人才培養(yǎng)方案，對于理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)至關(guān)重要。

首先，理學(xué)人才培養(yǎng)方案必須對接產(chǎn)業(yè)需求。在大數(shù)據(jù)人工智能時代，大數(shù)據(jù)人才將成為社會長期的需求。但是須考慮，社會到底需要數(shù)據(jù)科學(xué)家，還是數(shù)據(jù)分析工程師和數(shù)據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用工程師;理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)到底應(yīng)該培養(yǎng)什么樣的人才呢。這兩個方面必須結(jié)合考慮，才能修訂有特色的理學(xué)大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)方案。我們應(yīng)該積極參加大數(shù)據(jù)企業(yè)、機構(gòu)主辦的相關(guān)會議，去一些大數(shù)據(jù)企業(yè)、機構(gòu)調(diào)研，了解產(chǎn)業(yè)需求;有計劃、有步驟、有尺度地推動企業(yè)定制式的人才培養(yǎng)機制形成，在校企緊密合作中實現(xiàn)人才培養(yǎng)與市場需求的無縫接軌;邀請大數(shù)據(jù)企業(yè)、機構(gòu)負責(zé)人、技術(shù)負責(zé)人等到學(xué)校開辦形式多樣的講座，在修改人才培養(yǎng)方案時，邀請學(xué)界專家和產(chǎn)業(yè)界專家來指導(dǎo)。

其次，理學(xué)人才培養(yǎng)方案必須緊跟國際前沿發(fā)展。當(dāng)今世界一體化已經(jīng)成為趨勢，科技沒有國界，積極走出去引進國外先進科技成果助力自身發(fā)展。我們可以從多種途徑學(xué)習(xí)國際國內(nèi)一流高校大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)方案設(shè)置，借鑒其優(yōu)點，用于改進人才培養(yǎng)方案設(shè)置。明確課程目標(biāo)、設(shè)置課程、建立課程體系、組織和選擇支持課程目標(biāo)實現(xiàn)的課程內(nèi)容需要根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)標(biāo)準的要求進行。確定的質(zhì)量評價方式要能夠有效衡量專業(yè)培養(yǎng)標(biāo)準實現(xiàn)情況。

最后，我們需要保持對人才培養(yǎng)方案持續(xù)改進的理念，堅持每年一小改，四年一大改。

當(dāng)今大數(shù)據(jù)人工智能時代，高新科技日新月異，社會對人才的需求也是不斷變化。因此，我們必須保持對時代的敬畏，同時堅持培養(yǎng)人才與社會同步的良好理念，持續(xù)改進人才培養(yǎng)方案。

2.2 打造過硬理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)團隊

高水平師資隊伍是高標(biāo)準人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要保證。大數(shù)據(jù)專業(yè)由數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)和計算機科學(xué)三個一級學(xué)科交叉形成，對師資帶來巨大的挑戰(zhàn)。怎樣才能應(yīng)對這個挑戰(zhàn)呢？我們做了一些嘗試和探索，取得不錯的效果。①首先建立學(xué)科負責(zé)人、專業(yè)負責(zé)人、骨干教師、青年教師培訓(xùn)、交流和深造的常規(guī)機制，做到每學(xué)期至少召開一次專業(yè)建設(shè)會議。②整合和優(yōu)化現(xiàn)有教師隊伍。將統(tǒng)計系現(xiàn)有年青教師更多的引入到大數(shù)據(jù)專業(yè)教師隊伍，每位教師負責(zé)2-3門專業(yè)核心課程，在每門課程上課前一個學(xué)期進行試講。同時，聯(lián)系相關(guān)機構(gòu)或者自行參加外面機構(gòu)組織的培訓(xùn)和交流，提升教學(xué)團隊的業(yè)務(wù)水平。③繼續(xù)改善和優(yōu)化師資結(jié)構(gòu)，引進本專業(yè)建設(shè)急需的人才，包括機器學(xué)習(xí)與大數(shù)據(jù)分析相關(guān)專業(yè)人才。④圍繞學(xué)科和專業(yè)建設(shè)，每年設(shè)立1-2個主題，聘請2-4名國內(nèi)有影響的專家，來我校舉辦學(xué)術(shù)講座，開拓師生的學(xué)術(shù)視野。⑤引導(dǎo)團隊教師進行思想觀念方面的革命。逐步轉(zhuǎn)變專業(yè)教師以教為中心的觀念，樹立“以學(xué)生為主體、以教師為引導(dǎo)”的現(xiàn)代教育理念，一切為了學(xué)生的發(fā)展，為了學(xué)生未來能夠更好服務(wù)社會。要以產(chǎn)出為導(dǎo)向，改變原來課程導(dǎo)向的做法。同時，以能力為中心改進教學(xué)方法。

2.3 構(gòu)建面向國際化的課程教學(xué)體系

大數(shù)據(jù)專業(yè)屬于對接新興產(chǎn)業(yè)專業(yè)，同時，肩負實現(xiàn)國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的重要責(zé)任。大數(shù)據(jù)技術(shù)知識更新日新月異，產(chǎn)業(yè)需求也在不斷改變，因此，構(gòu)建面向國際化的課程體系至關(guān)重要。①充分了解國內(nèi)外大數(shù)據(jù)技術(shù)人才培養(yǎng)的動態(tài)，及時調(diào)整課程體系的內(nèi)容，始終保持課程體系的先進性和實用性。②設(shè)計與專業(yè)特色培養(yǎng)相適應(yīng)的課程、教學(xué)內(nèi)容、實踐項目，形成方向鮮明、結(jié)構(gòu)合理的課程群。建設(shè)與專業(yè)特色培養(yǎng)相適應(yīng)的課程教學(xué)資源。③與校外大數(shù)據(jù)企業(yè)、機構(gòu)共建專業(yè)教學(xué)資源庫。④在課程教材資源開發(fā)時，大力推行基于項目的參與式學(xué)習(xí)、基于案例的討論式學(xué)習(xí)和基于問題的探究式學(xué)習(xí)等研究性學(xué)習(xí)方法。⑤充分運用各種在線教育資源，將混合式教學(xué)等教學(xué)方式與研究性學(xué)習(xí)相結(jié)合，最大限度地發(fā)揮課內(nèi)課外、線上線下的教學(xué)資源效果。⑥適當(dāng)?shù)臅r候可以考慮組織教師自己編寫與產(chǎn)業(yè)接軌的教材，并積極引進國際、國內(nèi)最新、與產(chǎn)業(yè)接軌的教材進行課堂教學(xué)。

2.4 融合產(chǎn)學(xué)研用四層次創(chuàng)新人才實踐教學(xué)平臺

要培養(yǎng)合格的對接新興產(chǎn)業(yè)的高級人才，必須創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺。我們提出融合“產(chǎn)學(xué)研用”四層次創(chuàng)新人才實踐教學(xué)平臺?！爱a(chǎn)學(xué)研用”合作教育是指充分利用學(xué)校與企業(yè)、科研單位等多種不同教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自優(yōu)勢，把以課堂傳授知識為主的學(xué)校教育與直接獲取實際經(jīng)驗、實踐能力為主的生產(chǎn)、科研實踐有機結(jié)合的教育形式。①以共建師資、共建平臺、共建專業(yè)教學(xué)資源、共建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地為主要內(nèi)容，構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新的校企全面戰(zhàn)略合作體系，達成合作共贏。②建設(shè)創(chuàng)新型集“學(xué)、研、訓(xùn)、產(chǎn)”四位一體的具有國內(nèi)一流水平的人才培養(yǎng)模式。共建在線云教育平臺和綜合實訓(xùn)管理平臺。發(fā)揮產(chǎn)學(xué)融合創(chuàng)新作用，與學(xué)校共建校內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地。③建立多樣化、層次性的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。改革實踐教學(xué)的方法和途徑，強化工程實踐能力培養(yǎng)。建立包含實驗指導(dǎo)書、實驗報告、成果案例等內(nèi)容的成套實驗教學(xué)資源。建立學(xué)生到企業(yè)或?qū)嵺`教學(xué)基地實習(xí)的有效機制。由企業(yè)自帶項目來學(xué)校，全真模擬企業(yè)生產(chǎn)的過程和形式，進行畢業(yè)設(shè)計訓(xùn)練。④注重校企合作教學(xué)與國內(nèi)外知名企業(yè)和大學(xué)進行合作，外聘教師進行課程講授、專題培訓(xùn)和前沿講座。將企業(yè)引入教學(xué)，協(xié)同進行課程實驗和實訓(xùn)。

2.5 營造多元協(xié)作學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練環(huán)境

為把我國建設(shè)成為世界科技強國，必須盡早培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)觀念，同時給學(xué)生提供多元協(xié)作的教育生態(tài)環(huán)境。為了營造多元寫作學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練環(huán)境，可以從以下途徑著手。

①以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育為抓手，改革課程體系。優(yōu)化通識課設(shè)置，面向全體學(xué)生開設(shè)研究方法、學(xué)科前沿、創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)、就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)等方面的普惠性課程;將專業(yè)課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育有機融合，結(jié)合國家級、省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)品牌賽事，為大多數(shù)學(xué)生開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類綜合課程;結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐，為少數(shù)有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)潛質(zhì)和能力的學(xué)生開設(shè)實務(wù)類、指導(dǎo)類課程;將學(xué)生創(chuàng)新成果折算成課程學(xué)分，鼓勵學(xué)生積極參加創(chuàng)新活動。②加快創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育優(yōu)質(zhì)課程信息化建設(shè)，自建、引進一批在線開放課程，建設(shè)內(nèi)外結(jié)合、線上線下、依次遞進、有機銜接、科學(xué)合理的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程體系。③加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教材建設(shè)，組織高水平教師、企業(yè)界精英、政府職能部門相關(guān)專業(yè)人員、杰出校友編寫具有特色的教材和案例庫。④改善創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實踐條件，支持建設(shè)校內(nèi)創(chuàng)新實驗室、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練中心，支持建設(shè)校內(nèi)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地。⑤明確教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育責(zé)任，構(gòu)建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育績效評價體系，增加實驗、實習(xí)、實訓(xùn)教師在職稱晉升中的比例，將提高教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的意識和能力作為崗前培訓(xùn)、課程輪訓(xùn)、骨干研修的重要內(nèi)容。以培養(yǎng)教學(xué)團隊為牽引，引導(dǎo)專任教師積極開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理論研究與教學(xué)實踐，產(chǎn)出一批示范性成果。建立創(chuàng)業(yè)就業(yè)導(dǎo)向的人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整機制。⑥設(shè)置合理的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)分，建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)分積累與轉(zhuǎn)換制度;將學(xué)生開展創(chuàng)新實驗、發(fā)表論文、獲得專利、科技制作等情況折算為學(xué)分，鼓勵學(xué)生參與課題研究、項目實驗等創(chuàng)新活動;放寬學(xué)生修業(yè)年限，允許調(diào)整學(xué)業(yè)進程、保留學(xué)籍休學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。

3 結(jié)束語

本文基于本校大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)實踐，探討了在國家建設(shè)一流本科專業(yè)和新工科建設(shè)的背景下，理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)的建設(shè)問題。我們可以借鑒新工科、工程教育認證、CDIO等理念來革新傳統(tǒng)理學(xué)專業(yè)建設(shè)理念，使得理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)具備較好的理論基礎(chǔ)。同時，我們需要從人才培養(yǎng)方案制定、教學(xué)團隊建設(shè)、課程體系建設(shè)、實踐平臺建設(shè)、學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等多方面出謀劃策、久久為功。最后，我們希望本文的探討可以為理學(xué)大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)拋磚引玉。

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