面向大數(shù)據(jù)工程能力培養(yǎng)的課程體系建設與實踐
———重慶郵電大學信息技術領域創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式探索
日前,我校在重慶市第五屆高等教育教學成果獎評選中成績喜人,共有12項成果獲獎,在市屬高校位列第一。為更好展現(xiàn)近五年來學校在教育教學改革和高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)工作中取得的重大進展,本報特開設專欄,全面展示學校近年來在面向行業(yè)和產(chǎn)業(yè)重大需求,以多元化能力和多模態(tài)教學協(xié)同培養(yǎng)ICT創(chuàng)新型工程人才、構建協(xié)同創(chuàng)新的微電子人才培養(yǎng)體系、基于供給側結構性改革的藝術類專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革以及面向大數(shù)據(jù)工程能力培養(yǎng)的課程群體系探索與建設實踐等方面取得的教育教學改革成果,以饗讀者。
隨著信息技術的迅猛發(fā)展,特別是2008年大數(shù)據(jù)概念提出至今,國民經(jīng)濟建設和產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展對信息人才的大數(shù)據(jù)工程實踐、大數(shù)據(jù)智能計算等創(chuàng)新能力提出了迫切需求。秉承學校的教育育人理念,重慶郵電大學計算機學院“計算機軟件”國家級教學團隊通過近十年的探索實踐,認為實現(xiàn)高等教育的內(nèi)涵式發(fā)展,提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量,依靠的是教學改革,而深化教學改革,應該解決的本質(zhì)問題是合理設置和建設核心的課程體系。團隊在ACM/IEEE的計算機課程體系規(guī)范基礎上,深入剖析大數(shù)據(jù)工程能力內(nèi)涵,重點圍繞程序設計開發(fā)和數(shù)據(jù)分析處理兩條主線,為計算機科學與技術、智能科學與技術及信息通信技術相關專業(yè)制定了三層次大數(shù)據(jù)課程體系,并在核心課程建設、教學團隊建設、實驗平臺建設、專業(yè)方向建設等方面開展一系列積極探索。
構建適應大數(shù)據(jù)工程能力培養(yǎng)的核心課程體系信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對大數(shù)據(jù)工程能力培養(yǎng)不斷提出新要求。在專業(yè)培養(yǎng)方案修訂中,團隊緊緊圍繞程序設計開發(fā)和數(shù)據(jù)分析處理這兩條能力培養(yǎng)主線,以《數(shù)據(jù)庫原理》課程為核心,從專業(yè)基礎、專業(yè)核心、專業(yè)方向三個層次中挖掘出關節(jié)點課程,形成與大數(shù)據(jù)工程能力相適應的三層次關節(jié)點課程體系。專業(yè)基礎關節(jié)點課程包括《計算機科學導論》和《程序設計語言》,有助于引導學生建立計算思維和程序設計基礎;專業(yè)核心關節(jié)點課程包括《數(shù)據(jù)庫原理》《數(shù)據(jù)結構與算法》等,幫助學生奠定系統(tǒng)平臺管理基礎,具備數(shù)據(jù)管理應用開發(fā)能力;專業(yè)方向關節(jié)點課程包括《大數(shù)據(jù)分析與處理》《數(shù)據(jù)挖掘》等,提升了學生的大數(shù)據(jù)工程實踐能力。與此同時,還面向全校學生開設了《計算智能前沿》《大數(shù)據(jù)分析與處理》等前沿微課和交叉通識課程。
課程體系建設推動了本科生和研究生優(yōu)質(zhì)課程建設,并促進了大數(shù)據(jù)智能計算學科方向的發(fā)展。目前,三層次大數(shù)據(jù)課程體系中已經(jīng)建成國家級雙語教學示范課程和教育部來華留學英語授課品牌課程《數(shù)據(jù)庫原理》、重慶市雙語示范課程《數(shù)據(jù)結構》、重慶市精品資源共享課程《計算機網(wǎng)絡》、面向全國范圍的在線慕課《大數(shù)據(jù)分析與處理》以及重慶市研究生優(yōu)質(zhì)課程《人工智能原理》等國家級、省部級精品課程。
探索具備大數(shù)據(jù)工程能力的教學團隊培養(yǎng)模式大數(shù)據(jù)技術的推陳出新對教師隊伍提出了高要求。團隊采取國內(nèi)外訪學、企業(yè)掛職、專家講學、優(yōu)秀師資引進等多項舉措,不斷提升團隊教學水平和國際化程度,優(yōu)化團隊結構。特別是依托計算機科學與技術重點學科和大數(shù)據(jù)重慶市協(xié)同創(chuàng)新中心等科研平臺,結合科學研究與行業(yè)應用,不斷促進科研與教學相互融合,使科研成果向教學資源轉化,從而逐步形成一支適應大數(shù)據(jù)工程能力培養(yǎng)的優(yōu)秀教學團隊。在立足于本學科領域研究的同時,團隊還開展了與國內(nèi)其他高校優(yōu)勢學科專業(yè)的合作,共同承擔了工業(yè)大數(shù)據(jù)、生態(tài)大數(shù)據(jù)、醫(yī)療大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡安全大數(shù)據(jù)等國家重點科研項目,在提升教師科研水平的同時,也有助于團隊教師收獲更多的交叉學科知識。
團隊本著植根于重慶,輻射并服務西南建設的目的,多次舉辦了與知名大數(shù)據(jù)專家互動的論壇,不僅使本校師生受益,而且還吸引了西南地區(qū)許多高校師生以及企業(yè)人員廣泛參與,平均每場論壇參與人數(shù)超過300人。得益于這種以科研提升帶動教學團隊發(fā)展的建設模式,最終形成了以長江學者為帶頭人,14人次入選萬人計劃、百千萬人才工程國家級人選、巴渝學者、重慶市杰青和重慶市教學名師等人才計劃的優(yōu)秀教學團隊。
建設利于大數(shù)據(jù)工程能力實踐訓練的實驗平臺專業(yè)實驗平臺是工程實踐能力培養(yǎng)的重要支撐。為夯實課程體系建設效果,團隊進一步發(fā)揮學科優(yōu)勢,爭取中央專項等財政資金,建成了全面支撐大數(shù)據(jù)工程能力訓練的專業(yè)實驗平臺。同時,通過與甲骨文、中興通訊、奇虎360等企業(yè)合作,獲得豐富的軟硬件設備、工程案例和數(shù)據(jù)資源,共同建設了數(shù)據(jù)庫實驗平臺、云計算實驗平臺和大數(shù)據(jù)智能分析實驗平臺,支撐了具有行業(yè)特色的學生創(chuàng)新實驗項目的開展。這一系列實驗平臺面向全校師生開放共享,不僅為理工類專業(yè)學生課程學習的大數(shù)據(jù)工程基礎訓練、創(chuàng)新實驗提供了支持,而且還為互聯(lián)網(wǎng)+、華為杯、ACM競賽、藍橋杯、數(shù)據(jù)可視化等高水平學科競賽提供了創(chuàng)新訓練環(huán)境,每年3000多學生受益。
近五年來,學生獲得了包括互聯(lián)網(wǎng)+銀獎、ACM程序設計大賽亞洲區(qū)金獎、計算機學會A類會議IJCAI-17口碑商家客流量預測競賽第一名、2016阿里天池大數(shù)據(jù)o2o優(yōu)惠券使用預測競賽第三名等國家級、市級獎勵400余項。優(yōu)質(zhì)完善的實驗平臺還為360信息安全大賽重慶賽區(qū)、重慶市數(shù)據(jù)庫應用程序設計大賽、校級智能終端應用設計大賽等多項競賽的舉辦提供了有力支持。
探索圍繞大數(shù)據(jù)工程能力培養(yǎng)的多元教學模式實踐是檢驗真理的唯一標準,只有通過實驗,才能最終知道哪種教學方式最適合自己。近十年來,團隊一直本著求同存異的思想,鼓勵教師為適應以行業(yè)應用為驅(qū)動的大數(shù)據(jù)工程能力培養(yǎng)要求,開展多元化的教學模式改革。從2005年團隊在重慶郵電大學計算機學院試點組織“數(shù)據(jù)庫應用程序設計競賽”開始,嘗試在教學過程中引入競賽機制,不斷探索“課賽結合”的教學模式。2006年該模式開始向全校推廣,隨后推廣至重慶市。2014年該競賽被評為重慶市計算機學會的精品賽事,不僅覆蓋了重慶市內(nèi)各高校,還吸引了包括西南交大在內(nèi)的市外多所高校參與。以此為基礎,團隊教師不斷創(chuàng)新實踐,還實施“課堂教學-課程設計-科技作品”的一攬子教學模式,將實踐項目貫穿到課堂。學生自主選題,帶著設計任務邊學習邊實踐,由最后的作品展示環(huán)節(jié)檢驗學習效果。
隨著科學技術的日新月異,學習環(huán)境已經(jīng)不再僅限于課堂,團隊借鑒MOOC9教學模式,不僅引入優(yōu)質(zhì)慕課資源,而且還自制了《大數(shù)據(jù)分析與處理》微視頻課程,采用翻轉課堂、SPOC等混合式教學手段,開展了線上線下聯(lián)動的教學模式改革。團隊的《大數(shù)據(jù)分析與處理》慕課在為本校師生服務的同時,也為西南地區(qū)的《大數(shù)據(jù)分析與處理》學科通識課程做出了貢獻。
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