張建洋 李娟 劉泉

摘? 要： 新工科建設(shè)是當(dāng)前高等工科教育改革的抓手之一，學(xué)科交叉融合又是新工科建設(shè)的核心要素。區(qū)域高校的數(shù)據(jù)科學(xué)新工科建設(shè)，應(yīng)在正視自身現(xiàn)有的資源受限的前提下，通過構(gòu)建跨學(xué)科的教學(xué)研究團(tuán)隊(duì)、發(fā)揮相關(guān)學(xué)科集群的聯(lián)動(dòng)優(yōu)勢(shì)、個(gè)性化定制培養(yǎng)等措施，適時(shí)地跟進(jìn)新工科建設(shè)潮流，推動(dòng)數(shù)據(jù)科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展。文章針對(duì)當(dāng)前區(qū)域高校新工科建設(shè)中的問題和不足，提出具備一定普適性的新工科建設(shè)思路和方法，為當(dāng)前數(shù)據(jù)科學(xué)新工科建設(shè)做出有益探索。

關(guān)鍵詞： 新工科; 學(xué)科交叉融合; 區(qū)域高校; 個(gè)性化培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2021）04-104-03

Abstract： The construction of New Engineering is one of the key points focused on in the current higher engineering education reform， and the interdisciplinary integration is the core element of the construction of New Engineering. Facing their own existing resource constraints， the regional colleges should adopt measures such as building interdisciplinary teaching and research teams， taking advantage of the linkage advantages of relevant subject clusters， and personalized customization training， follow up in a timely manner the trend of New Engineering construction to promote the development of data science and other disciplines. In view of the current problems and shortcomings in the construction of New Engineering disciplines in regional universities， this paper proposes the ideas and methods with certain universality for New Engineering construction， in order to make useful explorations for the current construction of data science specialty conformed to New Engineering Education.

Key words： New Engineering; interdisciplinary integration; regional university; personalized training

0 引言

當(dāng)前，作為我國(guó)工科學(xué)科教育變革重要途徑的新工科建設(shè)，在頂層設(shè)計(jì)逐步完善后，進(jìn)入了發(fā)展快車道[1]。以國(guó)內(nèi)知名高校為代表的一大批高校，著眼于新工科建設(shè)的核心需求，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，挖掘?qū)W科建設(shè)內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)了工科教育改革的重大突破。新工科的建設(shè)，依賴于對(duì)學(xué)科的深度挖掘，以及融合當(dāng)前科技思想，協(xié)同創(chuàng)新，多元融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)“舊有”學(xué)科的再創(chuàng)新，以及新興學(xué)科的持續(xù)突破發(fā)展。作為新興學(xué)科之一，數(shù)據(jù)科學(xué)在新工科建設(shè)中得到了更多的關(guān)注[2-4]。

數(shù)據(jù)科學(xué)是一門綜合了多領(lǐng)域、多學(xué)科且以探索數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、獲取、存儲(chǔ)以及可視化等的科學(xué)，是以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)增值和提高數(shù)據(jù)決策價(jià)值為核心目的。數(shù)據(jù)科學(xué)的正式產(chǎn)生時(shí)間較短，卻得到了迅猛的發(fā)展，國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)了一大批設(shè)置數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)科的高校[5; 6]。在新工科建設(shè)中，數(shù)據(jù)科學(xué)的地位尤為特殊，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：數(shù)據(jù)科學(xué)本就是新興學(xué)科，正處于形成和發(fā)展的上升通道中;數(shù)據(jù)科學(xué)綜合了統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等相關(guān)學(xué)科和技術(shù)，對(duì)其他學(xué)科的依賴性較強(qiáng)，自身交叉度較高，在教學(xué)實(shí)踐中再次融合其他學(xué)科的難度較大。數(shù)據(jù)學(xué)科的建設(shè)，也存在著一定程度的不足，如現(xiàn)有學(xué)科邊界模糊，理論與實(shí)踐存在偏差，學(xué)科核心理念更新遲緩的現(xiàn)象凸顯等。開展學(xué)科交叉融合，豐富學(xué)科的時(shí)代內(nèi)涵，借此提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，具有迫切的現(xiàn)實(shí)需求和實(shí)踐意義[7-8]。

1 數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)科專業(yè)現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)科建設(shè)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)開設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)的一大批高校積極開展新工科建設(shè)，積極探索新時(shí)代背景下工科發(fā)展的新規(guī)律。在數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)建設(shè)方面，大部分高校通常以計(jì)算機(jī)學(xué)院、自動(dòng)化學(xué)院等為協(xié)調(diào)牽頭單位，積極與數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院、軟件學(xué)院等相關(guān)教學(xué)單位協(xié)作教研，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)，完成了大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)，大數(shù)據(jù)技術(shù)原理，Python編程、深度學(xué)習(xí)、分布式系統(tǒng)與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)編程、數(shù)據(jù)挖掘，數(shù)據(jù)可視化等課程的開設(shè)[9]。

1.2 區(qū)域高校數(shù)據(jù)科學(xué)教學(xué)方面存在的不足

目前，數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)科正處于不斷完善的階段;對(duì)于部分優(yōu)勢(shì)高校而言，擁有能夠支撐學(xué)科發(fā)展的優(yōu)質(zhì)師資，也有優(yōu)質(zhì)生源，具備將優(yōu)質(zhì)師資與生源緊密聯(lián)結(jié)的制度和環(huán)境，因此能夠高質(zhì)量的完成數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)的教學(xué)育人工作。而對(duì)于區(qū)域高校而言，師資以及軟硬件設(shè)施均無(wú)法與優(yōu)勢(shì)高校相比，能夠投入數(shù)據(jù)科學(xué)教學(xué)科研中的資源有限，另外兼之生源質(zhì)量受限，數(shù)據(jù)科學(xué)的教學(xué)活動(dòng)較難達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。通過學(xué)科交叉融合，將自身資源優(yōu)化組合配置;適當(dāng)調(diào)整自身辦學(xué)定位，找準(zhǔn)數(shù)據(jù)科學(xué)人才培養(yǎng)的核心需求，建立起與市場(chǎng)對(duì)接的人才培養(yǎng)通道，是當(dāng)前大部分開設(shè)有數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)的區(qū)域高校的首要之選[10]。

當(dāng)前區(qū)域高校數(shù)據(jù)科學(xué)教學(xué)中存在的問題主要有以下幾點(diǎn)：

1.2.1 數(shù)據(jù)科學(xué)的外延與自身教學(xué)定位

作為一門新興學(xué)科，數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)的招生與就業(yè)受到了市場(chǎng)的追捧;突飛猛進(jìn)的專業(yè)建設(shè)發(fā)展，掩蓋了數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)當(dāng)前外延模糊等短板。當(dāng)前數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)依賴于其他行業(yè)數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)的處理需要有相關(guān)行業(yè)知識(shí)的支撐;在本科教育中，較難實(shí)現(xiàn)專業(yè)教學(xué)與行業(yè)實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，也不能很好的把握數(shù)據(jù)科學(xué)的外延。另一方面，數(shù)據(jù)科學(xué)是一門強(qiáng)交叉學(xué)科，要融合統(tǒng)計(jì)學(xué)科、計(jì)算機(jī)學(xué)科和數(shù)學(xué)學(xué)科等相關(guān)學(xué)科知識(shí)，且大數(shù)據(jù)就業(yè)領(lǐng)域分工龐雜，高校應(yīng)根據(jù)自身實(shí)際情況，找準(zhǔn)定位，有針對(duì)性的加強(qiáng)相關(guān)大數(shù)據(jù)技術(shù)和應(yīng)用的教學(xué)工作，為學(xué)生的就業(yè)和實(shí)踐做好鋪墊。

1.2.2 學(xué)科交叉不同于課程機(jī)械疊加

作為一門強(qiáng)學(xué)科交叉屬性的學(xué)科，數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)需要做到統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)科的交叉融合，也要實(shí)現(xiàn)一定程度的行業(yè)交叉融合。很多區(qū)域高校，在數(shù)據(jù)科學(xué)的教學(xué)中，僅簡(jiǎn)單開設(shè)計(jì)算機(jī)學(xué)科、統(tǒng)計(jì)學(xué)科及數(shù)學(xué)學(xué)科的相關(guān)課程，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)學(xué)科專業(yè)的核心理念，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)統(tǒng)計(jì)和合理分析。

1.2.3 數(shù)據(jù)學(xué)科與實(shí)踐的融合交叉不足

數(shù)據(jù)學(xué)科是一門與實(shí)踐緊密聯(lián)系的學(xué)科，對(duì)于不同的行業(yè)和領(lǐng)域，具體的數(shù)據(jù)采集和分析，以及模型提取和應(yīng)用的方法可能完全不同;因此，在實(shí)際的教學(xué)中，很多區(qū)域高校難以獲取有價(jià)值的行業(yè)數(shù)據(jù)，沒有真實(shí)可靠的行業(yè)場(chǎng)景，不利于學(xué)科交叉融合的實(shí)現(xiàn)。

2 促進(jìn)數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)交叉融合的目標(biāo)和措施

2.1 跨界互動(dòng)，構(gòu)建跨學(xué)科的教學(xué)研究團(tuán)隊(duì)

教師是教學(xué)活動(dòng)的引導(dǎo)者，在學(xué)科交叉融合的過程中，要發(fā)揮不同學(xué)科教師的良性、慣性互動(dòng)，組建跨學(xué)科的教學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，形成定期開展教學(xué)研究活動(dòng)的常態(tài)機(jī)制。當(dāng)前很多教學(xué)研究團(tuán)隊(duì)浮于表面，沒有真正融合，不能形成聯(lián)動(dòng)效應(yīng)。在實(shí)踐中，可采用項(xiàng)目帶動(dòng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科融合。

2.2 構(gòu)建并發(fā)展相關(guān)學(xué)科集群的集群優(yōu)勢(shì)

國(guó)家在院校轉(zhuǎn)型的文件中正式提出了“學(xué)科集群”的概念，指的是眾多相關(guān)學(xué)科圍繞產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新為核心所組成的學(xué)科集群，對(duì)應(yīng)著產(chǎn)業(yè)集群，是多學(xué)科深度融合的概念產(chǎn)物。在學(xué)科集群建設(shè)中，通常會(huì)采用重點(diǎn)突破，以點(diǎn)帶面的建設(shè)方式。因此，在數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)的學(xué)科集群建設(shè)中，可圍繞數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)或其他相關(guān)學(xué)科專業(yè)，通過學(xué)科集群的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科跨越發(fā)展，從而有效的實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉融合發(fā)展。

2.3 一定強(qiáng)度的師資培訓(xùn)及企業(yè)聯(lián)動(dòng)

在數(shù)據(jù)科學(xué)的教學(xué)過程中，師資是制約學(xué)科發(fā)展的重要因素。這主要在于，數(shù)據(jù)科學(xué)仍處在不斷發(fā)展的階段，學(xué)科知識(shí)更新較快;學(xué)科交叉屬性強(qiáng)，很少有足夠?qū)W科交叉背景的教師完全滿足數(shù)據(jù)科學(xué)的教學(xué)需求;數(shù)據(jù)常常涉及不同領(lǐng)域，需要具備不同領(lǐng)域的行業(yè)知識(shí)等。這些因素都決定了，需要持續(xù)的對(duì)現(xiàn)有師資進(jìn)行一定強(qiáng)度的培訓(xùn)，及時(shí)更新相關(guān)專業(yè)教師的知識(shí)儲(chǔ)備，并且通過培訓(xùn)實(shí)現(xiàn)其對(duì)不同領(lǐng)域知識(shí)的了解和熟悉。

在現(xiàn)有機(jī)制下，高校自身常常無(wú)法有足夠數(shù)量、足夠種類的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，而企業(yè)常常缺乏對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入研究分析的動(dòng)力，因此高校和企業(yè)的聯(lián)動(dòng)，能夠相互彌補(bǔ)自身不足，使雙方都能夠在合作交流中實(shí)現(xiàn)共贏。高校師生在真實(shí)的數(shù)據(jù)場(chǎng)景下，能夠提升其數(shù)據(jù)實(shí)戰(zhàn)能力，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力，快速將教學(xué)轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力，也進(jìn)而達(dá)到數(shù)據(jù)科學(xué)的交叉融合發(fā)展。

2.4 個(gè)性化定制培養(yǎng)的探索

在數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)過程中，可采用個(gè)性化定制的培養(yǎng)方式，有針對(duì)性將師資與學(xué)生進(jìn)行適度匹配。數(shù)據(jù)科學(xué)是一個(gè)涵蓋廣泛的領(lǐng)域，從模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)分析到數(shù)據(jù)標(biāo)注等不同分工，科學(xué)和技術(shù)的含量差異較大;如對(duì)不通層次的學(xué)生使用相同的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)手段，則不能滿足不同層次的學(xué)生需求。分層教學(xué)和個(gè)性化定制，通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性需求識(shí)別，結(jié)合學(xué)生的興趣和能力，將不同學(xué)生引導(dǎo)入不同的層次和領(lǐng)域。

2.5 對(duì)學(xué)科交叉融合建立追蹤和反饋機(jī)制

在全國(guó)進(jìn)行數(shù)據(jù)科學(xué)教學(xué)的探索浪潮當(dāng)中，至今沒有成熟有效、放之四海而皆準(zhǔn)的數(shù)據(jù)科學(xué)教學(xué)模式，因此需要不斷的探索和嘗試;在探索過程中，應(yīng)建立相關(guān)的領(lǐng)域知識(shí)管理庫(kù)，及時(shí)總結(jié)學(xué)科建設(shè)及交叉融合中的成功經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)歸納不足之處，通過數(shù)據(jù)科學(xué)自身的理念，挖掘數(shù)據(jù)背后蘊(yùn)含的規(guī)律，從而達(dá)到少走彎路，盡早建立數(shù)據(jù)交叉融合教學(xué)模式。

3 總結(jié)

新工科建設(shè)中，區(qū)域高校要在有限的師資強(qiáng)度下實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)科學(xué)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，只有通過的數(shù)據(jù)科學(xué)交叉融合，提升學(xué)科的包容度和特異性，打破學(xué)科壁壘和邊界，解決數(shù)據(jù)科學(xué)人才培養(yǎng)和工程問題解決中的新問題，真正實(shí)現(xiàn)新工科建設(shè)的內(nèi)涵要求。在本文中，提出了構(gòu)建跨學(xué)科的教學(xué)研究團(tuán)隊(duì)、構(gòu)建并發(fā)展相關(guān)學(xué)科集群的集群優(yōu)勢(shì)、積極開展師資培訓(xùn)及企業(yè)聯(lián)動(dòng)以及個(gè)性化培養(yǎng)等措施，以期在區(qū)域高校的數(shù)據(jù)科學(xué)建設(shè)取得卓有成效的成果，并且能夠滿足區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于數(shù)據(jù)科學(xué)人才的需求。

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