王敏

摘 要：新工科教育形式下數(shù)據(jù)分析與大數(shù)據(jù)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)中存在形式單一、技術(shù)單一以及工程導(dǎo)師不足的問題，因此，提出了基于“SPOC+企業(yè)+校內(nèi)”的三級專業(yè)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)課程的培養(yǎng)模式。由校外導(dǎo)師、校內(nèi)導(dǎo)師和SPOC共同構(gòu)建特色實(shí)踐方向，共建培養(yǎng)方案，實(shí)現(xiàn)三級培養(yǎng)和三級評價機(jī)制，完成工程緊缺型專業(yè)前沿應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。系統(tǒng)地給出基于興趣的面向大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求的人才培養(yǎng)實(shí)踐教改方案。

關(guān)鍵詞：新工科;SPOC;大數(shù)據(jù);應(yīng)用型人才;實(shí)踐教學(xué)模式

中圖分類號：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-7836（2019）06-0037-03

引言

“新工科”提出工程教育要摒棄舊領(lǐng)域、吸入新領(lǐng)域的實(shí)踐教學(xué)體系，打破傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式的邊界，探索大學(xué)、企業(yè)、社會深度融合的教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)[1]。結(jié)合當(dāng)前國際上備受關(guān)注的、涉及多學(xué)科高度交叉、知識高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域的需求，以及學(xué)校培養(yǎng)方案和學(xué)生興趣三方面的研究，確定了項目驅(qū)動的模式下生成多方位、訂單式的聯(lián)合教學(xué)方法。

教育部已將數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)確定為新的本科專業(yè)，越來越多的高校正在積極地籌備開設(shè)該專業(yè)，規(guī)劃所需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、專業(yè)教師和培養(yǎng)特色，制定不僅懂理論而且具有相當(dāng)實(shí)踐動手能力的學(xué)生培養(yǎng)方案，以適應(yīng)社會對大數(shù)據(jù)分析人才的需求。除此之外，計算機(jī)科學(xué)技術(shù)、電子類、信息管理類等現(xiàn)有專業(yè)也在逐步調(diào)整原有的教學(xué)計劃和教學(xué)內(nèi)容，增加一些必要的大數(shù)據(jù)相關(guān)課程，讓學(xué)生能了解大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，增強(qiáng)就業(yè)的競爭力。

本課題以“SPOC+企業(yè)培訓(xùn)+校內(nèi)”三方合作為基礎(chǔ)，以應(yīng)用型軟件人才培養(yǎng)為目標(biāo)，搭建并實(shí)施數(shù)據(jù)分析和大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)課程的人才培養(yǎng)教學(xué)體系[2]。SPOC教學(xué)、學(xué)校導(dǎo)師、企業(yè)培訓(xùn)導(dǎo)師的三方位一體化共同協(xié)作的實(shí)踐教學(xué)方法，是適應(yīng)新工科應(yīng)用型的新型人才培養(yǎng)模式的大膽創(chuàng)新，有利于優(yōu)化傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)體系，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和自學(xué)能力。通過在校內(nèi)搭建的企業(yè)化培訓(xùn)環(huán)境、模擬企業(yè)化的開發(fā)氛圍和管理流程，由企業(yè)職業(yè)講師和校內(nèi)專業(yè)教師共同引導(dǎo)項目實(shí)踐，督導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐過程，SPOC[3]教學(xué)為補(bǔ)充的實(shí)踐教學(xué)模式，形成一個有機(jī)的、協(xié)調(diào)的培養(yǎng)和管理體系。創(chuàng)新校、企和“互聯(lián)網(wǎng)+”的三方合作人才培養(yǎng)模式，可有效提高學(xué)生的實(shí)踐能力與前沿知識學(xué)習(xí)能力，從而實(shí)現(xiàn)卓越應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

1 確定“三足鼎立”的實(shí)踐方案

基于大數(shù)據(jù)處理、云計算基礎(chǔ)和軟件開發(fā)架構(gòu)三個方面的相關(guān)原理和技術(shù)的項目實(shí)踐課程，以學(xué)校、培訓(xùn)企業(yè)和SPOC三方合作為基礎(chǔ)，制定互補(bǔ)的聯(lián)合培養(yǎng)方案。

學(xué)校培養(yǎng)：面向校企合作的校企導(dǎo)師聯(lián)合培養(yǎng)方案中，學(xué)校仍然是培養(yǎng)的中流砥柱，因此，需要校內(nèi)導(dǎo)師具有一定的工程經(jīng)驗(yàn)和工程背景。校內(nèi)導(dǎo)師從專任教師中選拔，導(dǎo)師具有較高的政治素質(zhì)和高度的責(zé)任心，具有扎實(shí)的專業(yè)知識和合理的知識結(jié)構(gòu)。校內(nèi)導(dǎo)師應(yīng)充分理解本專業(yè)的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法以及專業(yè)的發(fā)展方向，保證專業(yè)認(rèn)知與專業(yè)實(shí)踐的統(tǒng)一。由于大數(shù)據(jù)方向的基礎(chǔ)知識非常廣泛，參加不同的項目，學(xué)生對專業(yè)的理解和感悟不同，校內(nèi)導(dǎo)師在實(shí)際指導(dǎo)過程中應(yīng)該做到以下三點(diǎn)。（1）在項目實(shí)踐過程中，定期開展項目組間討論，共享專業(yè)理解，深化專業(yè)認(rèn)知;（2）校內(nèi)導(dǎo)師親自參加到創(chuàng)新實(shí)踐項目中，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生積極地完成實(shí)踐項目;（3）建立有效的評測機(jī)制，對多方向多項目之間進(jìn)行有效的評價，確定評價等級和評價指標(biāo)。

培訓(xùn)企業(yè)：采用“訂單式”合作培養(yǎng)模式，學(xué)校根據(jù)市場應(yīng)用型人才的需求，與培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、企業(yè)協(xié)商聯(lián)合制定相應(yīng)的人才培養(yǎng)方案，對具有一定專業(yè)素質(zhì)的畢業(yè)生，通過3周左右的集中實(shí)踐實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，使其快速成長為前沿緊缺型應(yīng)用人才，是對學(xué)校培訓(xùn)的一個關(guān)鍵補(bǔ)充。

SPOC倡導(dǎo)混合式教學(xué)[4]，是對MOOC的繼承、完善與超越，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)MOOC資源與課堂面對面教學(xué)優(yōu)勢的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對教學(xué)流程的重構(gòu)與創(chuàng)新。在剖析伯克分?！败浖こ獭盨POC的發(fā)展脈絡(luò)與關(guān)鍵做法的基礎(chǔ)上，基于SPOC+校企合作[5]創(chuàng)建良好的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地和全面特色的培養(yǎng)方案，實(shí)現(xiàn)SPOC在數(shù)據(jù)分析和大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用，改變該專業(yè)實(shí)踐課程技術(shù)單調(diào)的現(xiàn)狀和教學(xué)跟不上技術(shù)更新的問題。

數(shù)據(jù)分析和大數(shù)據(jù)專業(yè)采用“3+1”教學(xué)模式，學(xué)校和培訓(xùn)企業(yè)合作共建實(shí)踐教學(xué)基地[6]，校外導(dǎo)師和校內(nèi)導(dǎo)師互補(bǔ)，設(shè)置不同方向的技術(shù)導(dǎo)師，進(jìn)行分流式、顧客式實(shí)踐教學(xué)。該模式是在校企合作的方式上的一個大膽改進(jìn)，傳統(tǒng)的校企合作方式的“雙導(dǎo)師制”，在國內(nèi)許多應(yīng)用型本科院校取得了成效，但由于對校外企業(yè)培訓(xùn)的依賴性較高，容易導(dǎo)致校內(nèi)教學(xué)質(zhì)量下滑。因此，以校內(nèi)導(dǎo)師為核心，可以兼顧不同方向的不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生培養(yǎng)的需求，符合學(xué)生分流培養(yǎng)、興趣培養(yǎng)和小班培養(yǎng)的需求，達(dá)到擴(kuò)大學(xué)生就業(yè)范圍和提高就業(yè)率的目的。

2 設(shè)計“2+1”的專業(yè)培養(yǎng)模式

以大三學(xué)生的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)課程為例，以校內(nèi)、校外雙導(dǎo)師+SPOC的2+1為基礎(chǔ)，根據(jù)學(xué)生的技能水平和專業(yè)基礎(chǔ)，分為3個梯度，從專業(yè)基礎(chǔ)知識、專業(yè)方向知識到自學(xué)能力要求的高低來設(shè)定，實(shí)訓(xùn)分為三個方向：數(shù)據(jù)處理方向、分布式編程方向和軟件開發(fā)架構(gòu)方向，對學(xué)生進(jìn)行多方向多方位的培養(yǎng)，有利于分散就業(yè)，提高就業(yè)率。“2+1”的專業(yè)培養(yǎng)模式如圖1所示。

2.1 SPOC自主學(xué)習(xí)+校內(nèi)外雙導(dǎo)師制

該方向適應(yīng)于學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生。第一周由校內(nèi)導(dǎo)師講解相關(guān)基礎(chǔ)知識，通過SPOC掌握其他相關(guān)知識點(diǎn)，為引入項目做準(zhǔn)備，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行為期2周的項目牽引式實(shí)踐課程教學(xué)。校外導(dǎo)師制定基于PYTHON[7]的UPLOOKING超級爬蟲培養(yǎng)方案。

2.2 SPOC自主學(xué)習(xí)+校內(nèi)導(dǎo)師制

該方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)方向課程有一定的要求。以基于SSM的開源框架課程作為實(shí)踐基礎(chǔ)，通過實(shí)踐項目，讓學(xué)生實(shí)際體驗(yàn)和感悟相關(guān)的知識體系，強(qiáng)調(diào)知識的實(shí)際應(yīng)用性和活學(xué)活用，而不必過多地要求知識點(diǎn)的全面性。具體方法包括：

（1）原理與項目相結(jié)合

以CDIO工程教育理念[8]為教學(xué)指導(dǎo)思想，采用“原理→框架→應(yīng)用”的教學(xué)模式，在實(shí)踐課程中深入探討這些基本原理的具體實(shí)現(xiàn)流程，以實(shí)際的工程應(yīng)用來體會這種架構(gòu)在項目應(yīng)用中能夠帶來的好處。要在深入理解各種架構(gòu)的原理之后研讀架構(gòu)的核心代碼，通過核心代碼反過來再領(lǐng)會軟件開發(fā)架構(gòu)的設(shè)計思想。

（2）翻轉(zhuǎn)式項目開發(fā)

軟件開發(fā)框架的種類繁多，但是基本的原理是不變的、穩(wěn)定的。采用課堂翻轉(zhuǎn)的方式，通過提出任務(wù)，完成任務(wù)，分析問題，解決問題的方式，能夠激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生變被動“聽課”為主動思考和主動學(xué)習(xí)，使得學(xué)生具有快速掌握新型框架的能力。

（3）實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐的目的就是要學(xué)以致用。在本課程中以SPRING、SPRINGMVC、MYBATIS軟件開發(fā)架構(gòu)為例，采用實(shí)踐教學(xué)的形式，深入分析基本的架構(gòu)原理，透徹理解架構(gòu)在項目開發(fā)中的作用和地位，掌握基于SSM[9]開發(fā)架構(gòu)的項目工程實(shí)踐。

2.3 SPOC自主學(xué)習(xí)+校外導(dǎo)師制

該專業(yè)方向的課程是基礎(chǔ)薄弱、專業(yè)基礎(chǔ)課程有一定掌握的學(xué)生比較好的選擇。以應(yīng)用需求為背景講解分布式編程的思想和應(yīng)用方法。分布式編程是云計算和大數(shù)據(jù)存儲與處理的基礎(chǔ)，分布式是通過應(yīng)用設(shè)計，將任務(wù)進(jìn)行分解。云計算是通過類似網(wǎng)格的東西，由系統(tǒng)自動進(jìn)行資源組合。分布式是一個很具體的概念，云是一個更上層、更抽象、更玄乎的概念，若沒有分布式，云就無從談起。

教學(xué)實(shí)施計劃分為三周的集中式開發(fā)。第一周學(xué)習(xí)BIO基礎(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)通信，掌握J(rèn)avaBIO基本編程，能夠獨(dú)立完成對各種文件的讀寫操作、掌握網(wǎng)絡(luò)編程;第二周學(xué)習(xí)NIO和Netty，掌握同步非阻塞IO的基本原理和編程模型，完成基于命令行的聊天通信實(shí)戰(zhàn)案例;第三周完成基于Netty的聊天室項目（包括私聊和群聊），首先進(jìn)行基于NIO的框架Netty的基本架構(gòu)原理、Netty的編程模型、編碼和解碼過程的知識點(diǎn)預(yù)習(xí)，其次通過聊天室項目實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)的運(yùn)用，并添加自定義數(shù)據(jù)包操作，實(shí)現(xiàn)基于GUI的聊天室開發(fā)。

2.4 測評和成績

為了保證工程實(shí)踐教學(xué)體系的有效運(yùn)行，建立一套三級評價機(jī)制，對實(shí)踐教學(xué)過程進(jìn)行評價，包括對學(xué)生個體的能力評價以及對實(shí)踐效果的綜合評價。通過對CDIO 內(nèi)容的分析，具體應(yīng)用到實(shí)踐項目開發(fā)中，實(shí)踐成效的評估模型中應(yīng)包括對學(xué)生能力中的基本個人能力、人際能力、過程與系統(tǒng)的構(gòu)建能力、創(chuàng)新能力等幾個方面的評價。而這些關(guān)鍵能力的具體量化工作分為以下3級評價：第一，校外導(dǎo)師評價：校外導(dǎo)師從工作量、功能點(diǎn)、創(chuàng)新性及獨(dú)立解決給定問題的能力四個方面給出成績。第二是校內(nèi)導(dǎo)師評價：除了校外導(dǎo)師評價的4個方面之外，還給出課堂考勤及設(shè)計文檔。第三是項目組長評價：組長是最直接的項目管理者，在整個開發(fā)過程中，從每個成員方案的先進(jìn)性，設(shè)計的規(guī)范性、參與小組開發(fā)的活躍度創(chuàng)、新意識與創(chuàng)新能力上給出評價，并進(jìn)行分?jǐn)?shù)量化。最后在三級評分的基礎(chǔ)之上做加權(quán)求和，給出實(shí)踐教學(xué)的總成績。評價機(jī)制如圖2所示。

3 實(shí)施過程

實(shí)踐任務(wù)分為數(shù)據(jù)分析、分布式開發(fā)和軟件開發(fā)架構(gòu)三個方向。任務(wù)分組進(jìn)行，根據(jù)題目的規(guī)模，每組3—5人，以團(tuán)隊的形式，模擬在企業(yè)和社會環(huán)境中實(shí)際軟件產(chǎn)品或系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)施與運(yùn)行過程，體驗(yàn)軟件工程的整個實(shí)踐過程，使學(xué)生切實(shí)理解從理論到實(shí)現(xiàn)的綜合過程以及決定成敗的一些細(xì)部要求和規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求。

在實(shí)踐的教學(xué)環(huán)節(jié)中主要是由學(xué)生自己動手操作，一人一臺電腦，按照小組的劃分，坐在一個連續(xù)的位置，方便小組成員之間的溝通和交流。對于項目，先由指導(dǎo)教師明確項目需求，然后根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，可以帶著大家做一部分，手把手地教學(xué)生，例如：一邊敲代碼一邊講解;對于項目的核心模塊，可以先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，與學(xué)生一起討論，然后再讓學(xué)生分組實(shí)踐，讓每個學(xué)生都能夠獨(dú)立地完成項目模塊。

實(shí)施過程嚴(yán)格按照軟件生命周期進(jìn)行。根據(jù)學(xué)生能力水平和教學(xué)進(jìn)程安排，制定合理的SPOC+校企合作實(shí)踐教學(xué)方案。具體步驟包括：（1）在校內(nèi)搭建教學(xué)所需的軟件環(huán)境和硬件平臺;（2）根據(jù)學(xué)生的不同能力等級和專業(yè)方向;（3）實(shí)施實(shí)踐項目內(nèi)容劃分。

以整個實(shí)踐過程中的關(guān)鍵活動表現(xiàn)為依據(jù)，根據(jù)這些關(guān)鍵活動的表現(xiàn)，建立實(shí)踐成效評估模型，對學(xué)生的項目開發(fā)成果進(jìn)行評估，來完成校外導(dǎo)師、校內(nèi)導(dǎo)師、組長的三級評價過程。

結(jié)束語

新工程教育強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，以卓越工程師為目標(biāo)，強(qiáng)化互聯(lián)網(wǎng)+與產(chǎn)教的結(jié)合，通過引入國際先進(jìn)的工程教育理念，開展靈活有效的校企合作，培養(yǎng)大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿緊缺應(yīng)用型人才，提高學(xué)生在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型過程中的就業(yè)率和理想達(dá)成度。從學(xué)生反饋來看，課程改革符合學(xué)生的需求，符合德國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)提倡的“應(yīng)用技術(shù)大學(xué)將自己的畢業(yè)生培養(yǎng)得更加接近顧客”的導(dǎo)向，符合數(shù)據(jù)分析和大數(shù)據(jù)專業(yè)的專業(yè)特色，增強(qiáng)了學(xué)生做出項目，走向社會的信心。

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