魏 萃，張泉靈，薄翠梅

（南京工業(yè)大學(xué) 江蘇 南京 211816）

大數(shù)據(jù)時(shí)代給社會(huì)生活帶來了巨大變革，如智慧政府、智慧城市、智能家居、智能健康監(jiān)測、智能出行、智慧醫(yī)療、智慧養(yǎng)老等，都離不開大數(shù)據(jù)技術(shù)的支撐。各行各業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、銷售產(chǎn)生的數(shù)據(jù)隨著海量積累而產(chǎn)生質(zhì)變，帶來產(chǎn)業(yè)的革新。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)的作用愈發(fā)重要，通過大數(shù)據(jù)分析，我們可以更好地了解市場需求，預(yù)測未來發(fā)展趨勢，做出更明智的決策，提高生產(chǎn)效率和服務(wù)質(zhì)量。面對數(shù)字化引發(fā)的新一輪工業(yè)革命，為保持我國先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)先地位和技術(shù)競爭優(yōu)勢，國家出臺(tái)了數(shù)字化發(fā)展戰(zhàn)略，搶占數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展先機(jī)，以數(shù)字技術(shù)促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，數(shù)實(shí)融合推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)從制造大國到制造強(qiáng)國、中國制造到中國智造的創(chuàng)新轉(zhuǎn)變。

大數(shù)據(jù)顛覆了我們以往固有的認(rèn)知模式和思維方式，引發(fā)了生產(chǎn)生活方式和商業(yè)模式的深刻變革，將我們帶入了人、機(jī)、物融合的萬物智能互聯(lián)時(shí)代。數(shù)字化帶來的產(chǎn)業(yè)變革對工科教育提出了新要求，迫切需要具有數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)思維方式和知識(shí)結(jié)構(gòu)的新興工科人才。為培養(yǎng)滿足未來產(chǎn)業(yè)需求的高層次工科人才，我國高校推行新工科建設(shè)。新工科相比傳統(tǒng)工科在教育理念、專業(yè)設(shè)置、知識(shí)結(jié)構(gòu)和人才培養(yǎng)模式方面提出了新的要求。面對產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，如何建立前瞻性的人才培養(yǎng)體系，面向未來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問題的工程實(shí)踐能力，成為當(dāng)前我國新工科建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。

1 大數(shù)據(jù)時(shí)代新工科人才需求

在科技飛速發(fā)展的大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)的規(guī)模及數(shù)據(jù)的運(yùn)用能力一定程度上反映了一個(gè)國家的數(shù)字競爭力。面對日益激烈的國際競爭，要在瞬息萬變的大數(shù)據(jù)時(shí)代勇立潮頭，支撐我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展，必須加快培養(yǎng)新工科人才。新工科以應(yīng)用為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉，更加注重人工智能和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的融合創(chuàng)新，如同當(dāng)前熱門的自動(dòng)駕駛技術(shù)，從實(shí)現(xiàn)步驟上可以分為信息采集、感知識(shí)別、行動(dòng)決策、設(shè)備控制四個(gè)階段，涉及計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)控制等多個(gè)領(lǐng)域。新工科涵蓋大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能科學(xué)與技術(shù)等相關(guān)工科專業(yè)，將智能制造、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、機(jī)器人等技術(shù)用于傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)改造，以培養(yǎng)未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要的實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。新工科注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力而非傳統(tǒng)的知識(shí)掌握能力，這就要求高校培養(yǎng)出的人才既要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，更需要有開放思維、工程思維和跨界思維，以應(yīng)對未來的挑戰(zhàn)。

為此各高校不但陸續(xù)設(shè)立新工科專業(yè)，而且不斷打破原有學(xué)科的邊界，重構(gòu)知識(shí)體系。一方面，加大校企合作力度。讓行業(yè)企業(yè)專家參與新工科人才培養(yǎng)方案的制定、課程開發(fā)與教材編寫，與企業(yè)共建校企合作實(shí)驗(yàn)室，以便更契合市場對人才的實(shí)際需求；另一方面，創(chuàng)新課堂模式。采用問題導(dǎo)向式教學(xué)，將教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備搬至課堂，讓學(xué)生在課堂上結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證性或探究性實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)系統(tǒng)的各項(xiàng)真實(shí)指標(biāo)進(jìn)行互評互比，以此來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的自主探索和實(shí)踐操作能力，以適應(yīng)快速變化的未來世界。

2 大數(shù)據(jù)時(shí)代新工科人才培養(yǎng)存在的問題

大數(shù)據(jù)所帶來的思維方式和教學(xué)模式的改變，使得高校在新工科人才培養(yǎng)方面更加注重通過學(xué)科交叉和綜合實(shí)踐等環(huán)節(jié)來提升學(xué)生的數(shù)字思維、創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，學(xué)者前期已經(jīng)進(jìn)行了一些探索，但仍然存在一些問題，具體表現(xiàn)為：

2.1 教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相脫節(jié)

數(shù)據(jù)反映了企業(yè)的經(jīng)營狀況，記錄著企業(yè)用戶的使用情況以及產(chǎn)業(yè)鏈上各個(gè)參與者的狀況。作為一種新型生產(chǎn)工具，大數(shù)據(jù)需要與行業(yè)結(jié)合才能真正產(chǎn)生價(jià)值。這就要求大數(shù)據(jù)時(shí)代的新工科人才要一專多能，既要有工程實(shí)踐能力，運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際工程問題，又要有自主創(chuàng)新能力，引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展。大數(shù)據(jù)時(shí)代新工科教學(xué)改革并不是技術(shù)和教學(xué)的簡單疊加，要真正發(fā)揮大數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)作用，必須結(jié)合大數(shù)據(jù)時(shí)代特點(diǎn)和應(yīng)用案例設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式。由于高校教師大多缺少大數(shù)據(jù)相關(guān)的工程實(shí)踐項(xiàng)目經(jīng)歷，對行業(yè)痛點(diǎn)和企業(yè)需求了解不夠深入，因此難以深入理解大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用場景和解決方案，導(dǎo)致在教學(xué)過程中生搬硬套，紙上談兵，教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相脫節(jié)。

2.2 學(xué)科交叉不夠深入

大數(shù)據(jù)時(shí)代面臨的復(fù)雜工程問題通常難以用單一學(xué)科或單一的專業(yè)技術(shù)加以解決，常常需要打破學(xué)科壁壘，進(jìn)行學(xué)科交叉。學(xué)科交叉涉及多個(gè)學(xué)科、多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)和技能之間的交叉和融合，對高校教師跨學(xué)科的知識(shí)積累和能力素質(zhì)具有較高要求，而長期過窄的專業(yè)訓(xùn)練和科學(xué)研究導(dǎo)致高校教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)往往較為單一。此外，由于不同學(xué)科之間的課程體系和研究方法存在較大差異，實(shí)際課程教學(xué)中教師只是將不同學(xué)科的課程內(nèi)容進(jìn)行簡單疊加，學(xué)科交叉往往不夠深入。這導(dǎo)致培養(yǎng)出的工科學(xué)生難以將不同學(xué)科的知識(shí)融會(huì)貫通，更難以從多學(xué)科的角度分析問題，用多學(xué)科的思維方式解決問題，缺少跨學(xué)科思維能力和運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決復(fù)雜工程問題的能力，無法滿足大數(shù)據(jù)時(shí)代對高素質(zhì)人才的要求。

2.3 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不足

實(shí)踐教學(xué)是新工科人才培養(yǎng)中必不可少的一部分。與傳統(tǒng)課堂教師的授課方式不同，實(shí)踐教學(xué)具有一定的開放性、實(shí)踐性和自主性，可以讓學(xué)生親自動(dòng)手參與其中，通過摸索、試錯(cuò)和調(diào)整來建立一套自己的思維框架，提升綜合創(chuàng)新能力。然而實(shí)際中受場地、經(jīng)費(fèi)、時(shí)間等因素的限制，一些高校的新工科人才培養(yǎng)課程體系中理論課程所占課時(shí)相對較多，實(shí)踐教學(xué)課時(shí)較少，導(dǎo)致學(xué)生缺少動(dòng)手操作或參與實(shí)際工程項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。這樣一來，培養(yǎng)出的學(xué)生不僅難以深層次理解和扎實(shí)掌握所學(xué)的理論知識(shí)并將其活學(xué)活用，而且動(dòng)手能力和分析解決實(shí)際問題的能力也沒有得到充分的鍛煉，導(dǎo)致工程實(shí)踐能力不足。

3 大數(shù)據(jù)時(shí)代新工科人才培養(yǎng)改革舉措

3.1 優(yōu)化課程內(nèi)容設(shè)置

面對大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)對人才的實(shí)際需求，高校需要根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)及時(shí)調(diào)整優(yōu)化課程內(nèi)容設(shè)置，將大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的前沿技術(shù)與數(shù)字化解決方案及企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)踐案例等創(chuàng)新應(yīng)用成果融入課程教學(xué)過程。教師在課堂上不再僅僅依賴教材，而是以教材為依據(jù)，結(jié)合華為數(shù)字化解決方案以及智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧城市等典型實(shí)踐案例，從技術(shù)概念、場景應(yīng)用、項(xiàng)目實(shí)施等角度進(jìn)行分析，幫助學(xué)生建立數(shù)字化解決方案底層框架鐵三角：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、服務(wù)專業(yè)化和價(jià)值最大化。通過實(shí)際案例分析，將大數(shù)據(jù)技術(shù)與專業(yè)課程知識(shí)進(jìn)行交叉融合，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科知識(shí)交叉，幫助學(xué)生及時(shí)掌握前沿技術(shù)、緊跟時(shí)代步伐，拓寬了學(xué)生的思維和眼界，啟發(fā)學(xué)生積極探索大數(shù)據(jù)技術(shù)的新應(yīng)用場景。同時(shí)，營造了良好的課堂氛圍，發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，全方位提升學(xué)生的能力，培養(yǎng)其成為復(fù)合型高素質(zhì)人才。

3.2 引入企業(yè)導(dǎo)師制度

大數(shù)據(jù)時(shí)代技術(shù)日新月異，而最先進(jìn)的技術(shù)通常最先應(yīng)用在企業(yè)當(dāng)中，高校科研成果和企業(yè)實(shí)際需求有一定程度的脫節(jié)，供給側(cè)與需求側(cè)存在供需錯(cuò)位。因此，高校在課程設(shè)計(jì)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，可以聘請行業(yè)內(nèi)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的一線工程技術(shù)人員擔(dān)任企業(yè)導(dǎo)師，對學(xué)生進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)。從企業(yè)的真實(shí)需求出發(fā)，提煉科學(xué)問題，作為學(xué)生培養(yǎng)課題，將人才培養(yǎng)與企業(yè)項(xiàng)目研發(fā)協(xié)同起來，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于具體項(xiàng)目，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。企業(yè)導(dǎo)師作為知識(shí)淵博、經(jīng)驗(yàn)豐富的行業(yè)專家，可以從項(xiàng)目落地的角度為學(xué)生提供專業(yè)指導(dǎo)和建議，幫助學(xué)生更好地掌握專業(yè)知識(shí)和技能，為學(xué)生提供職業(yè)規(guī)劃的相關(guān)指導(dǎo)，幫助學(xué)生樹立人生目標(biāo)和報(bào)國志向，并提前規(guī)劃好相應(yīng)的發(fā)展路徑。企業(yè)導(dǎo)師的引入不僅可以幫助學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)融入實(shí)際場景，還可以加深學(xué)生對理論知識(shí)的理解，為復(fù)合型新工科人才培養(yǎng)做出積極貢獻(xiàn)。

3.3 研發(fā)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

為了體現(xiàn)大數(shù)據(jù)時(shí)代的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)的教學(xué)目的，高校開展新工科人才培養(yǎng)過程中可以投入經(jīng)費(fèi)研發(fā)配套的大數(shù)據(jù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如大數(shù)據(jù)智能分析與決策系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等來支撐課程教學(xué)，也可以利用這些系統(tǒng)定期組織大數(shù)據(jù)相關(guān)技能比賽，實(shí)現(xiàn)以賽促學(xué)。大數(shù)據(jù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以云平臺(tái)架構(gòu)為基礎(chǔ)，為學(xué)生提供了從大數(shù)據(jù)平臺(tái)搭建到數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析和應(yīng)用等相關(guān)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)操作，有效支撐了大數(shù)據(jù)時(shí)代新工科人才培養(yǎng)過程中大數(shù)據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的開展。結(jié)合專業(yè)理論學(xué)習(xí)，在大數(shù)據(jù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上同步開展數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)決策等數(shù)據(jù)應(yīng)用相關(guān)的大數(shù)據(jù)核心處理技術(shù)的實(shí)驗(yàn)操作，通過設(shè)計(jì)合理的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的大數(shù)據(jù)思維以及利用大數(shù)據(jù)分析處理工具和機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)解決復(fù)雜實(shí)際問題的能力，實(shí)現(xiàn)了理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作的虛實(shí)結(jié)合，最終達(dá)到脫虛入實(shí)。學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實(shí)際動(dòng)手能力得到鍛煉和提升，為未來長遠(yuǎn)發(fā)展打牢基礎(chǔ)，同時(shí)也為社會(huì)培養(yǎng)了理論基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力一流的復(fù)合型新工科卓越人才。

4 結(jié)語

綜上所述，大數(shù)據(jù)時(shí)代的新工科人才培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)面向多學(xué)科交叉的實(shí)際需求，結(jié)合校內(nèi)教學(xué)實(shí)際情況和學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)水平，以任務(wù)需求為導(dǎo)向，以工程應(yīng)用為目的，以信息技術(shù)教學(xué)為方向，有針對性地進(jìn)行教學(xué)改革。此外，建立校企聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制，以實(shí)踐活動(dòng)帶動(dòng)教學(xué)，并以實(shí)際案例來組織課程內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容由理論知識(shí)向?qū)嶋H應(yīng)用過渡，逐步提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實(shí)際動(dòng)手能力。同時(shí)研發(fā)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際技能與專業(yè)知識(shí)的訓(xùn)練，促進(jìn)課堂與產(chǎn)業(yè)的緊密結(jié)合，切實(shí)提升新工科學(xué)生的數(shù)字思維、創(chuàng)新思維、工程化思維和跨學(xué)科思維，培養(yǎng)出符合大數(shù)據(jù)時(shí)代要求的具有創(chuàng)新思維能力、工程實(shí)踐能力和跨學(xué)科能力的綜合型新工科人才。