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        基于大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用課程的教學(xué)實踐與改革探索

        2023-05-30 20:00:51許文杰陳園李娟
        科技風(fēng) 2023年10期
        關(guān)鍵詞:改革探索教學(xué)實踐大數(shù)據(jù)

        許文杰 陳園 李娟

        關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù);教學(xué)實踐;大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用;改革探索

        1課程教育現(xiàn)狀及存在的問題

        1.1部分學(xué)生基礎(chǔ)薄弱

        大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用是一門新興的交叉學(xué)科課程,該課程偏理論、綜合性強。先修課程有概率論、編程語言(C語言、Java)、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)、Lmux的操作系統(tǒng)等,同時該課程內(nèi)容涉及廣泛,除了編程的相關(guān)知識,還涉及數(shù)學(xué)、通信方面的知識,需要學(xué)生具有一定專業(yè)背景。但有些學(xué)生因為基礎(chǔ)學(xué)科知識薄弱,上課不能跟上,特別是實驗課會有無從下手的尷尬,久之會產(chǎn)生明顯的挫敗感。特別是有學(xué)生認(rèn)為自己不想從事大數(shù)據(jù)相關(guān)工作,對該課程的學(xué)習(xí)動力不足。同時由于教學(xué)內(nèi)容太過于偏理論和實際工程結(jié)合不夠密切,導(dǎo)致學(xué)生有“為什么學(xué)”“如何掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容”和“實際工作中如何運用”等困惑,導(dǎo)致學(xué)習(xí)沒有動力。

        環(huán)境搭建上機實驗、課程設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)中編碼部分如果讓學(xué)生自己完成,往往會讓學(xué)生有無從下手的困惑,因此只能以“填空”的方式讓學(xué)生來補齊編碼。該種實驗方式雖然能讓學(xué)生完成實驗任務(wù),但其實沒有獨立編程能力,即沒有綜合能力,無法適用未來的工作需求。因此,提高學(xué)生編程能力,增強學(xué)生動手編程的能力,也是目前大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用學(xué)習(xí)過程中亟待解決的問題。

        1.2教學(xué)硬件設(shè)施不完善

        大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用實驗課程需要安裝大量軟件及集群環(huán)境,對所需的軟硬件資源配置條件較高,需要學(xué)校投入大量的資金和場地,雖然高校都很想完善這一部分,但由于各種原因,導(dǎo)致學(xué)?;A(chǔ)設(shè)施的落后。誠然,學(xué)校都配備有計算機教室和多媒體教室,能保證每人都有計算機,但是其網(wǎng)絡(luò)差、電腦配置低并且系統(tǒng)處理能力弱,有時啟動環(huán)境都需要十幾分鐘,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)熱情減退。

        1.3教學(xué)模式及教學(xué)方法單一

        在大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用教學(xué)的過程中,沿襲的是傳統(tǒng)教學(xué)方式,即先給學(xué)生講解理論知識再進行操作演示,然后在下次課堂實驗中讓學(xué)生上機進行動手操作。教師在講解知識時總是運用同一種方法,并不能讓全部的學(xué)生都適應(yīng)這種教學(xué)方式,導(dǎo)致一些學(xué)生會跟不上老師的進度,同時又有一些學(xué)生覺得課程太過簡單枯燥、太過乏味,影響教學(xué)效率。其理論講解加驗證性實驗的教學(xué)形式太過單一,要么是老師在上面講,學(xué)生在下面聽,或者是學(xué)生做實驗,有問題老師才會進行指導(dǎo),難以產(chǎn)生有效溝通和互動,會出現(xiàn)比如學(xué)生聽得懂所講的內(nèi)容,但真正實驗時卻無從下手,由于課堂實操時間非常短,學(xué)生難以進行充足的練習(xí),甚至有些學(xué)生只是為了應(yīng)付教師的作業(yè)卻不認(rèn)真練習(xí),從而不能真正掌握知識點,也不能靈活運用。因為環(huán)境和時間限制,教師不能按照工作時需要的相關(guān)實踐知識進行教授,導(dǎo)致學(xué)生掌握的有關(guān)理論知識難以適應(yīng)實際工作的需要。

        鑒于目前大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用課程的教學(xué)及大數(shù)據(jù)目前的發(fā)展現(xiàn)狀,同時結(jié)合社會和實際工作的需要,為了能更好地培養(yǎng)大數(shù)據(jù)需要的開發(fā)和運維等方面的人才,關(guān)于大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用課程的教學(xué)改革勢在必行。

        2教學(xué)實踐及改革探索

        2.1教學(xué)目標(biāo)優(yōu)化改革

        2.1.1愛國思想及保密意識融入思政建設(shè)

        在上課時,教師應(yīng)將中華傳統(tǒng)文化精髓、愛國思想融入到課堂中,增加學(xué)生的民族自豪感,如果總是老生常談地講大道理,學(xué)生不僅不會聽,還會產(chǎn)生反感情緒。在課程中以“潤物細(xì)無聲”的方式加入愛國教育,愛國行為并不是要做轟轟烈烈的事情,小事情也是愛國的體現(xiàn)。在學(xué)科教學(xué)中恰當(dāng)、適量地運用思政元素,在緊要處起到畫龍點睛的作用,才能達(dá)到理想的效果。

        對于數(shù)據(jù)本身保密的安全意識。如今社會“得數(shù)據(jù)者得天下”,特別是對于大數(shù)據(jù)工作者,從數(shù)據(jù)中可以提取非常多有用的信息。結(jié)合實例告訴學(xué)生工作后如何保守公司數(shù)據(jù)秘密,提高學(xué)生警惕性,防范公司數(shù)據(jù)被盜取的事件發(fā)生。

        2.1.2優(yōu)化教學(xué)目標(biāo),提高人才培養(yǎng)質(zhì)量

        人才培養(yǎng)方案修訂的目標(biāo)“以人為本,教育創(chuàng)新,特色辦學(xué),和諧進展”是學(xué)校辦學(xué)的最終目標(biāo)。課程教學(xué)不只是簡單的知識傳授,更多的是對能力和思維的訓(xùn)練。課程不一定要很難,有部分學(xué)生的基礎(chǔ)不牢固,太難會讓學(xué)生失去興趣。難度設(shè)置應(yīng)該是在了解學(xué)生整體基礎(chǔ)之上,讓大部分學(xué)生跳一跳能夠得著的難度,因此老師要認(rèn)真花時間、花精力、花情感備課講課。

        通過對本門課程的學(xué)習(xí),必須要掌握大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)技能。課程教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)從事大數(shù)據(jù)開發(fā)、大數(shù)據(jù)運維領(lǐng)域的有專業(yè)素養(yǎng)的高級人才,主要從以下幾個方面進行教學(xué)目標(biāo)的優(yōu)化。

        (1)理解大數(shù)據(jù)基本概念,闡述大數(shù)據(jù)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系,能夠根據(jù)不同的目標(biāo)需求來選擇搭建合適的軟件架構(gòu)大數(shù)據(jù)平臺,這和以前沒有的科目有關(guān)聯(lián),但是又不盡相同。很多同學(xué)會反饋,比如說hive這章在數(shù)據(jù)倉庫hive中學(xué)過,為什么又要學(xué)一遍。看起來是重復(fù),其實不然,大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用重點在于講解hive軟件的原理,而數(shù)據(jù)倉庫hive課程更偏向于實踐及應(yīng)用,并且大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用更多的對是大數(shù)據(jù)的生態(tài)系統(tǒng)中各個平臺的介紹。

        (2)熟悉大數(shù)據(jù)平臺基本原理及使用,包括大數(shù)據(jù)處理架構(gòu)Hadoop、分布式文件系統(tǒng)HDFS、分布式數(shù)據(jù)庫HBase、NoSQL數(shù)據(jù)庫、云數(shù)據(jù)庫、分布式并行編程模型MapReduce、數(shù)據(jù)倉庫Hive、基于內(nèi)存的大數(shù)據(jù)處理架構(gòu)Spark、流計算框架Flink、大數(shù)據(jù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。

        (3)利用大數(shù)據(jù)專業(yè)知識處理實際工作中數(shù)據(jù)運用的能力,為畢業(yè)論文的設(shè)計及工作打下堅實的基礎(chǔ)。所有的改革及修訂的目標(biāo)都是培養(yǎng)學(xué)生在大數(shù)據(jù)平臺分析問題、解決問題的能力,為以后從事大數(shù)據(jù)開發(fā)及大數(shù)據(jù)運維打下基礎(chǔ)。

        2.2混合教學(xué)方式來保證教學(xué)效果

        2.2.1開展線上線下混合式教學(xué)授課

        線上線下混合式教學(xué)方式可以完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容,同時學(xué)生通過翻轉(zhuǎn)教學(xué)、MOOC等全新的學(xué)習(xí)模式或方法可以彌補線下教學(xué)的弊端。對于線下未聽懂的問題或者有疑惑的知識點,學(xué)生可以通過反復(fù)觀看學(xué)習(xí)視頻來查缺補漏。課前,對學(xué)生的基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣和疑惑點進行調(diào)研;課中,觀察學(xué)生狀態(tài),并針對此及時調(diào)整上課的內(nèi)容,同時通過國外訪學(xué)、相關(guān)課程培訓(xùn)、相關(guān)課程講座、公司調(diào)研等多條途徑來提高教師的專業(yè)能力素質(zhì),使課堂內(nèi)容更加多樣化,方式更加靈活化;課后,布置作業(yè),及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)的實際情況并通過作業(yè)發(fā)現(xiàn)學(xué)生新問題。由于課堂上時間有限,無法解決每個同學(xué)的問題,在課后對已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的問題進行單獨解決,并鼓勵學(xué)生私下聯(lián)系老師,以這種不占上課時間的方式解決問題。

        2.2.2開展學(xué)習(xí)社交化分析作為檢驗在線學(xué)習(xí)效果的因素之一

        興趣是最好的老師,在上課時找到學(xué)生的興趣點,在上課時進行引導(dǎo),這樣會獲得事半功倍的效果。當(dāng)學(xué)生對老師所講知識點感興趣時,內(nèi)在的求知渴望欲便會被激發(fā),同時,通過讓學(xué)生討論問題的方式,使學(xué)生自己提出問題,并想辦法解決問題。在學(xué)生有畏難情緒時鼓勵學(xué)生積極討論,發(fā)表個人觀點。

        2.3多種課程考核方式并舉

        2.3.1利用學(xué)習(xí)通等進行在線測評

        在課堂上,每次用幾分鐘的時間完成在線測試,這樣老師可以隨時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)及知識點掌握程度,從而有意識地推進學(xué)生學(xué)習(xí)的進展,同時也可以根據(jù)學(xué)生們的掌握情況,隨時調(diào)整上課的節(jié)奏及難度。

        2.3.2有針對性地設(shè)計多種考核辦法

        教師可以根據(jù)不同學(xué)生的接受和實踐能力,設(shè)計出不同的考核辦法。對學(xué)習(xí)情況好、動手能力強的學(xué)生,老師可以鼓勵學(xué)生參加競賽類項目,拓展這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)視野;對于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生則是鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí),提高其興趣,由被迫學(xué)習(xí)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)。

        2.4教師終身學(xué)習(xí)制

        在課程教學(xué)過程中,教師需要不斷更新自身的知識體系。學(xué)校會不斷更新培養(yǎng)目標(biāo),課程目標(biāo)也會隨著時代的變化而不斷更新,由重理論向理論和實踐并重轉(zhuǎn)變。教師應(yīng)精簡理論部分,精心設(shè)計實踐部分,同時實踐部分盡量與工作中實際項目相結(jié)合,爭取讓課程內(nèi)容充實且有必要。要做到以上目標(biāo),需要教師充分理解和掌握本課程的專業(yè)要求。當(dāng)然教師有足夠的專業(yè)知識是一方面,教學(xué)的方式方法的學(xué)習(xí)與選取也是另一個重要方面,可以學(xué)習(xí)MOOC上教師的上課方法,也可以通過聽課的方式學(xué)習(xí)其他老師的上課方式等。綜上所述,老師要不斷學(xué)習(xí),使自己具有淵博的專業(yè)知識和豐富多樣的教學(xué)手段,從而引導(dǎo)和促進學(xué)生學(xué)習(xí)。

        大數(shù)據(jù)類知識有其獨特的時效性,現(xiàn)在的社會是知識、信息爆炸的時代,教師要能跟上時代的步伐。2004年,谷歌發(fā)表論文闡述了MapReduce分布式編程思想;2008年,hadoop正式流行起來;然后產(chǎn)生Hive、Pig、Mahout、Hbase、Spark,共同形成了Hadoop生態(tài)系統(tǒng)。尤其是計算機領(lǐng)域,雖然大數(shù)據(jù)興起才十幾年,但是系統(tǒng)平臺卻是日新月異,要想讓學(xué)生掌握最全的知識、最新的軟件,就需要教師及時更新自己的知識體系。

        結(jié)語

        本文從教學(xué)目標(biāo)優(yōu)化、教學(xué)方法、課程考核、教師終身學(xué)習(xí)制等方面進行教學(xué)改革,根據(jù)教學(xué)改革目標(biāo)優(yōu)化教學(xué)并融入思政教育;利用多種混合教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高授課效率;多種考核方式并舉,并能幫助學(xué)生解決就業(yè)問題;同時教師也要終身學(xué)習(xí),不斷更新自己知識體系。綜上所述,就是要通過以上多種教學(xué)方式培養(yǎng)出大數(shù)據(jù)方向綜合性高素質(zhì)人才。

        作者簡介:許文杰(1988— ),女,漢族,湖北宜昌人,碩士,研究方向:計算機軟件工程;陳園(1983— ),女,漢族,湖北武漢人,碩士,高級工程師,研究方向:數(shù)據(jù)分析、計算機應(yīng)用技術(shù);李娟(1977— ),女,漢族,江蘇淮安人,博士,教授,研究方向:計算機應(yīng)用技術(shù)。

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