大數(shù)據(jù)背景下計算機應用技術專業(yè)實驗教學研究

張永健

摘要：算機應用技術專業(yè)培養(yǎng)具備管理學理論基礎、計算機科學技術知識及應用能力，掌握信息管理、信息系統(tǒng)分析等方面的知識與能力，能在各類企、事業(yè)單位、金融機構及政府部門從事信息采集、分析、傳播和服務等信息管理工作或與信息管理工作相關的信息系統(tǒng)規(guī)劃、分析、設計、實施、運行管理和評價等方面的應用型人才。所以，實驗對于學生而言是至關重要的，需要提起重視。本文主要分析了在大數(shù)據(jù)背景下，如何提高計算機應用技術專業(yè)實驗教學的質量。

關鍵詞：大數(shù)據(jù);計算機應用;實驗教學

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）03-0174-02

1 概述

大數(shù)據(jù)（big data）是指無法在一定時間內用常規(guī)軟件工具對其內容進行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。大數(shù)據(jù)有五大特點，即大量（Volume）、高速（Velocity）、多樣（Variety）、低價值密度（Value）、真實性（Veracity）。它并沒有統(tǒng)計學的抽樣方法，只是觀察和追蹤發(fā)生的事情。在大數(shù)據(jù)背景下，開展實驗教學工作，就要加大現(xiàn)代化計算機技術的應用比重，來拓寬學生的知識層面，當然，根本目的還是為了讓學生具備一個良好的解決問題的能力。通過實驗，可以讓學生將理論知識和實際更好地結合起來，而獨立制定方案的過程中，又能夠切實提高學生自主思考的能力。

2 主要問題淺析

根據(jù)相關調查研究報告的結果顯示，我國大部分高校計算機應用專業(yè)實驗教學工作在開展過程中主要存在三個方面的問題，首先是教學形式過于單一，整個教學工作是以理論知識為主，而學生實操時間的占比較少，這一問題直接導致學生無法獨立完成實驗任務。不僅如此，由于教師在講述理論知識的同時，沒有結合案例進行分析，所以導致學生沒有辦法完全理解理論知識如何應用到實際之中。其次，教學理念過于保守，教師在開展實驗教學的過程中還是以自身為主體，而忽視了學生的主觀能動性，這一問題直接會導致課堂氛圍較差，課堂整體的效率無法達到理想的效果。此外，實驗整體上的教學形式較為單一，部分高校除了組織學生參見全國性比賽之外，在校內沒有組織過任何實操比賽，而導致專業(yè)內學生只有少部分具有實操經(jīng)驗，而絕大多數(shù)學生只是掌握了理論知識，而不知道如何去做[1]。

以上三個問題是制約實驗教學質量最大的因素，如果無法妥善的解決，勢必會影響到學生的學習效果。

3 基于大數(shù)據(jù)背景下實驗教學改革的主要措施

在大力發(fā)展大數(shù)據(jù)分析技術的基礎上，計算機應用技術專業(yè)實驗教學工作也要做出一定針對性的調整，才能夠有效提高教學質量。在實際開展教學工作的過程中，需要充分結合科研以及行業(yè)前沿，打造一套具有針對性的教學方案。當然，在教學工作之中，除了理論教學之外，還要設計出有助于增強學生動手能力的實操環(huán)節(jié)[2]。

1）構架系統(tǒng)化教學體系

作為計算機專業(yè)而言，只有不斷提高實驗和實際之間的聯(lián)系，才能夠有效提升學生的實操能力。所以，要建立高性能計算、云計算，以及大數(shù)據(jù)分析三層次實驗教學體系，從而可以滿足不同學生的需求。首先，在高性能計算層次上，需要有機結合MPI并行程序設計，以及GPU并行程序設計;其次，在云計算層次，主要包含有虛擬化技術等一系列云技術。該層次技術最大的優(yōu)勢在于不占用實際內存，而是在虛擬服務器中完成信息分析和計算;最后，是大數(shù)據(jù)層次，該層次主要包含有MapRe-duce編程模型、NoSQL數(shù)據(jù)庫技術等。在三層次教學體系下，所有學生的需求都可以得到滿足，而且由于技術的全面性和針對性，可以讓學生更好地理解各類計算技術如何應用。通過多各個層次技術手段進行學習，可以有效提高學生對相關技術手段的理解。當然，每個層次所包含的計算手段的類別，還需要根據(jù)學生的實際需求確定，才能夠更好地體現(xiàn)出教學工作的針對性[3]。

2）搭建開放性實驗教學平臺

Hadoop作為目前作為主流的實驗教學平臺，可以應用于開展大數(shù)據(jù)分析實驗的開展，但是為了滿足開放性的教學理念，讓學生能夠根據(jù)自己的想法進行設計、研發(fā)，就需要在Hadoop的基礎上，加持HDFS，打造一個可以進行大數(shù)據(jù)分析、管理，并儲存的實驗教學平臺。該平臺最大的優(yōu)勢在于，可以讓學生根據(jù)自己的理論知識的理解進行設計，并完成實驗，不僅如此，在平臺中還存儲有大量的資料，可以隨之查閱[4]。

在開放性實驗平臺的加持下，一方面可以為學生和教師提供極為便捷的資料查詢途徑，學生在實驗期間遇到問題的話可以直接在平臺上檢索，并查找到自己想要的資源，另外一個方面，開放性平臺有助于激發(fā)學生自己學習的興趣，可以讓學生更好地掌握相關理論知識。對于教師而言，在教學期間需要做好對學生的指導，確保每一位學生都能夠獨立完成設計，并實現(xiàn)實驗想要達到的結果。對于開放性平臺來說，根據(jù)學生不同的需求，系統(tǒng)本身可以生成具有不同配置的虛擬機，進而可以滿足每一位學生的需求[5]。

3）改革教學模式

傳統(tǒng)教學模式，是以教師為核心，而學生需要按照教學指標，完成相應的實驗任務，整個教學模式的效率較低，無法切實保障每一位學生對實驗期間所包含計算機技術都能夠完全掌握。所以，需要打破傳統(tǒng)教學模式，將學生設定為教學工作的核心。

首先，在教學形式上，要開展引導式教學，將全班學生劃分為若干個小組，每個小組設置3-4名學生，老師在正式開始試驗之前，要給定學生題目，然后讓每個小組自己討論，共同擬定試驗方案。分小組，教學形式新穎，可以激發(fā)學生的學習興趣，促使每一位學生都能夠主動參與到教學活動之中，不僅如此，老師不直接給定試驗步驟，而是要學生以小組為單位，自己制定方案，可以達成讓學生主動思考的目標，學生在思考的過程中可以加深對相關技術手段的理解[6]。在小組討論期間，教師要輪流巡視，并給予每一個小組必要的指導，確保每一個小組都能夠通過討論，整理出具有一定價值的東西。

其次，要細化實驗流程，從前期查閱資料開始，直到宣讀實驗論文，每一個實驗環(huán)節(jié)都嚴格把控，確保學生的綜合能力可以得到提升。一方面，學生通過自己歸納總結，并根據(jù)小組實驗的結果撰寫相應的實驗報告，可以促使學生真正理解理論知識的內容，知道何如將理論知識和實踐結合在一起。另外一個方面，學生通過全程參與實驗，可以有效提升其邏輯思維能力，從而可以提高其實操能力。

4）以賽代課，優(yōu)化實驗教學考評結果

作為實驗課程，單純通過教學任務開展教學工作，整體效率無法保障，無法切實提高全體學生的實操水平，所以在任務教學的基礎上，還要不斷拓展教學形式，以比賽的形式代替任務，讓學生能夠通過比賽來充實自己的專業(yè)知識。比賽前期，教師團隊要深入研究計算機行業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)，并根據(jù)研究結果設定比賽題目，這樣有助于學生能夠接觸到最前沿的技術，而在確定題目之后，到正式比賽之前，要對比賽進行適當?shù)男麄骱椭v解，從而能夠激發(fā)起每一位學生參加比賽的興趣。在比賽過程中，學生通過自己專業(yè)知識的儲備，獨立完成比賽任務。最后，由教師統(tǒng)計每一位參賽學生的成績，并評選出冠亞軍[7]。

通過比賽的形式開展教學工作，能夠顯著提升學生的專業(yè)能力，而為了讓每一位學生都能夠積極地參與到比賽之中，教師需要適當增加比賽在期末考核中的占比，從而可以提高學生對比賽的重視。當然，除了校內比賽之外，學校也要積極聯(lián)動周邊學校，組織區(qū)域比賽，讓不同學校的學生能夠有一個互相學習的機會。在區(qū)域比賽中，由于學生人數(shù)較多，所以要以代表隊的形式組織參賽，各個學校派出一定數(shù)量的隊伍，代表學校參加區(qū)域比賽。在比賽過程中，學生團隊可以根據(jù)自己的見解，創(chuàng)新的完成比賽任務。結合比賽開展教學工作，完全符合以學生為主體的教學理念，而且能夠讓學生更好地理解理論知識。

5）結合全國比賽真題開展教學工作

實驗教學工作的質量，除了理論教學以外，還需要結合案例分析，才能讓學生更好地理解、掌握相關知識。所以，在開展教學工作的過程中，還需要結合全國計算機比賽的真題，向學生系統(tǒng)的教學真題的研究方向，以及設計思路[8j。

在前期教學工作開展期間，教師可以讓學生根據(jù)自己的理解，談一談自己設計方案，教師此時需要給予學生適當?shù)囊庖?，并及時提醒學生的錯誤。然后，教師結合真題，講解其中蘊含的理論知識，并分析獲獎作品在語言的選擇，再到程序的編譯是如何完成的。學生通過案例分析，可以有所體會，而且整個課堂氛圍也會更加活躍，學生在課堂中可以說出自己的想法。

4 結束語

大數(shù)據(jù)時代下，對計算機專業(yè)人才的需求量會逐步增加，所以高校在制定培養(yǎng)計劃的過程中，也要逐步提高實操在教學活動中的占比。就現(xiàn)階段實驗教學工作開展的情況來說，為了能夠提高教學質量，要轉變教學理念，以學生為教學核心，切實保障每一位學生都能夠獨立完成教學任務，而在教學形式上，也要打破傳統(tǒng)的理論教學模式，將比賽和案例分析也融入教學活動之中。當然，改變教學形式和教學內容，主要目的還是為了提高學生的實操能力，讓學生在步入到工作崗位之后，也能夠具有一定解決問題的能力。

參考文獻：

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[3]王越.大數(shù)據(jù)時代下高職計算機應用技術專業(yè)的改革與發(fā)展[J].科技展望，2016，26（10）：348.

[4]董琰.大數(shù)據(jù)背景下中職計算機應用技術移動學習的研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2017，29（32）：63-64。

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[6]李永軍.大數(shù)據(jù)背景下計算機應用基礎教改思考[J].湖北開放職業(yè)學院學報，2019，32（13）：141-142.

[7]唐紅梅.大數(shù)據(jù)背景下經(jīng)濟管理類專業(yè)本科統(tǒng)計學教學的研究[J].吉林農(nóng)業(yè)科技學院學報，2018，27（3）：103-104，123-124.

[8]鄭立平，大數(shù)據(jù)時代應用型本科計算機專業(yè)數(shù)據(jù)結構實踐教學改革研究[J].科技風，2019（14）：50.