“新工科”背景下數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)建設(shè)探索與實踐

郭文忠 張浩 董晨

摘要：“新工科”建設(shè)是根據(jù)國家戰(zhàn)略發(fā)展需要提出的全新人才培養(yǎng)目標(biāo)。根據(jù)“新工科”對高校數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)提出的要求，本文結(jié)合福州大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)實際情況，從合理構(gòu)建師資隊伍、建立專業(yè)實踐教學(xué)平臺、引入優(yōu)質(zhì)課程體系和科學(xué)合理的人才培養(yǎng)方案等方面進行分析和探討，研究新工科背景下具有特色的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞：新工科;大數(shù)據(jù);人才培養(yǎng)

中圖分類號：G64 ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）25-0121-03

1 “新工科”背景下數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)建設(shè)意義與思路

數(shù)據(jù)已成為國家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源，大數(shù)據(jù)正日益對全球生產(chǎn)、流通、分配、消費活動以及經(jīng)濟運行機制、社會生活方式和國家治理能力產(chǎn)生重要影響。福建省地處臺灣海峽西岸，海上絲綢之路起點，是改革開放的前沿地區(qū)。2000年，時任福建省長的習(xí)近平親自做出了建設(shè)“數(shù)字福建”的重要戰(zhàn)略決策，賦予數(shù)字福建無可比擬的品牌優(yōu)勢?！皵?shù)字福建”的頂層設(shè)計、系統(tǒng)實施戰(zhàn)略，集中了福建全省的數(shù)字化資源，具有全國罕見的省域數(shù)字化資源及效率優(yōu)勢。福建省與國家信息中心簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，建設(shè)“中國海上絲綢之路大數(shù)據(jù)中心”及其服務(wù)體系，全面支撐福建21世紀(jì)海上絲綢之路核心區(qū)建設(shè)。數(shù)字福建（長樂）產(chǎn)業(yè)園，擁有一批優(yōu)質(zhì)軟硬件資源，國家健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心、國家信息中心360安全大數(shù)據(jù)開發(fā)與治理中心等一批項目已落戶產(chǎn)業(yè)園，為大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展構(gòu)成了強大的基礎(chǔ)優(yōu)勢。福建省和福州市在數(shù)字福建、智慧城市、健康醫(yī)療等行業(yè)，不斷深化大數(shù)據(jù)應(yīng)用，已取得很好的成效。福州把大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)作為發(fā)展新引擎，具有良好的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人才需求環(huán)境。

建設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)，以服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、云計算等IT人才建設(shè)為根本，致力于為福建省乃至全國培養(yǎng)“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的大數(shù)據(jù)技術(shù)研究和應(yīng)用型人才。通過本專業(yè)的建設(shè)，可為進一步加快“數(shù)字福建”建設(shè)、發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟、推進智慧城市建設(shè)，特別是為福建省政務(wù)大數(shù)據(jù)的匯聚、開發(fā)和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新培養(yǎng)高素質(zhì)人才。以福州市大力推進數(shù)字福建（長樂）產(chǎn)業(yè)園為契機，引入知名大數(shù)據(jù)企業(yè)，并聯(lián)合共建教育實踐基地，實現(xiàn)產(chǎn)教深度融合，協(xié)同育人。

大數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)、金融、電信、電網(wǎng)、交通、健康醫(yī)療、政府、農(nóng)業(yè)、地理信息、新媒體等領(lǐng)域均已得到了廣泛的應(yīng)用。在各個應(yīng)用產(chǎn)業(yè)中，數(shù)據(jù)資產(chǎn)已經(jīng)成為最核心的競爭力。大數(shù)據(jù)技術(shù)的急速發(fā)展和行業(yè)應(yīng)用的迅猛增長，使得目前技術(shù)市場上掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)的人才嚴(yán)重短缺。大數(shù)據(jù)涉及范圍已經(jīng)超越了信息產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)通過“互聯(lián)網(wǎng)+”和“大數(shù)據(jù)+”將大數(shù)據(jù)思維拓展到了社會的各行各業(yè)中，不僅包括傳統(tǒng)信息產(chǎn)業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，還包括傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、大數(shù)據(jù)分析與智慧產(chǎn)業(yè)。一方面，在政府的主導(dǎo)下，大數(shù)據(jù)技術(shù)廣泛融入了公共管理和服務(wù)行業(yè)如：醫(yī)療、交通、環(huán)保、科技服務(wù)等與社會公共管理和民生相關(guān)的行業(yè)，這些行業(yè)正在蓬勃發(fā)展，急需大數(shù)據(jù)相關(guān)人才。另一方面，在自由市場的驅(qū)動之下，大數(shù)據(jù)在以互聯(lián)網(wǎng)為代表的自由消費數(shù)據(jù)市場如：金融、證券、電力、電子商務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中飛速發(fā)展，這些行業(yè)都需要大量的大數(shù)據(jù)專業(yè)人才。

大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)規(guī)模巨大、數(shù)據(jù)類型復(fù)雜、數(shù)據(jù)產(chǎn)生速度快和價值密度低等特點，因此大數(shù)據(jù)的采集、存儲、整理、挖掘與分析、管理和應(yīng)用展現(xiàn)都給傳統(tǒng)的軟硬件技術(shù)帶來了極大的挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)是融合了計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)計算、數(shù)學(xué)分析統(tǒng)計、經(jīng)濟管理以及相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域知識，是一個跨學(xué)科和領(lǐng)域交叉的學(xué)科。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)具備大數(shù)據(jù)技術(shù)分析和應(yīng)用能力的專業(yè)化數(shù)據(jù)人才，主要可以分成三種類型：（1）大數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺研發(fā)型：具備大數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺研發(fā)能力，涉及解決大規(guī)模數(shù)據(jù)（結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化）業(yè)務(wù)模型構(gòu)建、大數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)庫架構(gòu)設(shè)計以及數(shù)據(jù)庫詳細設(shè)計、優(yōu)化數(shù)據(jù)庫構(gòu)架、解決數(shù)據(jù)庫中心建設(shè)設(shè)計等問題。能夠承擔(dān)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺的集成、系統(tǒng)檢測配置、集群平臺的日常維護等工作。（2）大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)型：具備一定行業(yè)背景下大數(shù)據(jù)應(yīng)用問題（如：政務(wù)大數(shù)據(jù)、地理信息大數(shù)據(jù)）的解決能力，能夠以大數(shù)據(jù)技術(shù)為核心，開發(fā)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用程序及行業(yè)解決方案，涉及解決算法設(shè)計、大數(shù)據(jù)開發(fā)平臺的部署、編程、優(yōu)化等問題。（3）大數(shù)據(jù)分析型：具備相關(guān)大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識，能夠運用算法來解決分析問題，從事數(shù)據(jù)挖掘工作。涉及風(fēng)險分析、內(nèi)容分析、決策分析等工作，能夠推動數(shù)據(jù)解決方案的不斷更新[4]。

通過梳理和構(gòu)建跨學(xué)科的大數(shù)據(jù)課程體系，融合計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、數(shù)學(xué)分析統(tǒng)計、數(shù)學(xué)計算、經(jīng)濟管理、以及應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)學(xué)科，構(gòu)建大數(shù)據(jù)技術(shù)人才教育和培養(yǎng)方案。專業(yè)建設(shè)將依托現(xiàn)有校內(nèi)優(yōu)勢學(xué)科如：計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)和信息與計算科學(xué)等學(xué)科，培養(yǎng)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺研發(fā)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)和大數(shù)據(jù)分析等類型的高層次數(shù)據(jù)專業(yè)人才。專業(yè)建設(shè)中以數(shù)據(jù)科學(xué)理論知識教育為基礎(chǔ)，重點培養(yǎng)學(xué)生在各個大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中工程實踐能力，并進一步培養(yǎng)學(xué)生的大數(shù)據(jù)科學(xué)研究和應(yīng)用創(chuàng)新能力。以“數(shù)字福建”大數(shù)據(jù)應(yīng)用為主戰(zhàn)場，以大數(shù)據(jù)相關(guān)的科研項目和產(chǎn)學(xué)研合作項目為基礎(chǔ)，建立大數(shù)據(jù)研究院、研究所和實驗室，進一步深化教研融合、校企合作，充分利用項目中的實際大數(shù)據(jù)資源開展實踐課程體系建設(shè)，推動大數(shù)據(jù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。給大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)重點園區(qū)和“數(shù)字福建”建設(shè)提供人才保障。

2 專業(yè)建設(shè)內(nèi)容和主要舉措

大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展和行業(yè)應(yīng)用需求的快速增長，使得大數(shù)據(jù)技術(shù)的人才嚴(yán)重短缺，而當(dāng)前國內(nèi)大數(shù)據(jù)技術(shù)人才培養(yǎng)又相對滯后，這些矛盾給高等教育的發(fā)展帶來了機遇和挑戰(zhàn)。在以現(xiàn)有教學(xué)科研資源為基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)建設(shè)進行深入的梳理和研究。從培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求、教學(xué)師資隊伍建設(shè)、培養(yǎng)方案制定與課程體系建設(shè)和實踐平臺建設(shè)等方面進行專業(yè)建設(shè)。構(gòu)建大數(shù)據(jù)專業(yè)人才教育和培養(yǎng)體系，加強大數(shù)據(jù)領(lǐng)域?qū)W科建設(shè)與人才培養(yǎng)的工作。

2.1 明確本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求

面向數(shù)字中國、數(shù)字福建和智慧社會等國家和地方經(jīng)濟社會發(fā)展需求，培養(yǎng)具有良好的人文科學(xué)素養(yǎng)和職業(yè)道德，具有扎實的數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)理論，工程和技術(shù)知識、基本技能等符合知識結(jié)構(gòu)，具備從事大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用、系統(tǒng)運維和管理工作的能力，具有國際視野的數(shù)據(jù)科學(xué)創(chuàng)新型、應(yīng)用型高級專門人才。畢業(yè)生能夠綜合考慮健康、安全、法律、文化、環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展等方面的影響因素，能夠在多種角色協(xié)同合作的團隊中作為主要技術(shù)骨干有效地發(fā)揮作用，能夠通過各種終身學(xué)習(xí)途徑來不斷地更新和拓展自己的知識和能力，具備從事數(shù)據(jù)科學(xué)研究的基本素質(zhì)。

本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)科所必需的基本理論和知識，接受必要的專業(yè)科研方法、工程知識、開發(fā)技能等方面的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)較好的科學(xué)素養(yǎng)，掌握大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域中設(shè)計建模、算法研究、系統(tǒng)設(shè)計、應(yīng)用開發(fā)和系統(tǒng)運維等方面的基本技能，能夠應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識進行科學(xué)研究、分析解決復(fù)雜工程問題的基本能力。

2.2 教學(xué)師資隊伍建設(shè)

組建能夠承擔(dān)“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”專業(yè)教學(xué)及科研相關(guān)工作的教學(xué)團隊。主要由計算機科學(xué)與技術(shù)、數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息與計算科學(xué)、信息安全、軟件工程等專業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域工程研究中心從事大數(shù)據(jù)相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)與工程研究和教學(xué)的優(yōu)秀教師承擔(dān)課程設(shè)計與教學(xué)工作。本專業(yè)專任教師20余人，90%具備博士學(xué)位，均具有多年教學(xué)經(jīng)驗或大數(shù)據(jù)領(lǐng)域較高的科研水平，研究方向涉及：政務(wù)數(shù)據(jù)匯聚、統(tǒng)計計算和統(tǒng)計軟件、云計算、數(shù)據(jù)安全隱私保護、數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)、時空數(shù)據(jù)分析、高性能計算、計算機視覺、智能交通與數(shù)據(jù)分析、海量動態(tài)數(shù)據(jù)的高效處理與語義理解、移動互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘與分析、地理信息系統(tǒng)、遙感信息模型與方法、網(wǎng)絡(luò)信息安全、管理系統(tǒng)、普適計算與社會感知計算、圖像處理、密碼學(xué)、軟件體系結(jié)構(gòu)、虛擬環(huán)境與仿真技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)等，基本滿足數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)需求。此外，現(xiàn)有本科專業(yè)涵蓋了數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的主要支撐學(xué)科。因此，在師資和課程資源上都可以為本專業(yè)提供強有力的支持。

除了校內(nèi)師資隊伍的建設(shè)之外，本專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)過程中，還將充分結(jié)合大數(shù)據(jù)應(yīng)用的特點，聘請合作企業(yè)的資深工程師擔(dān)任企業(yè)導(dǎo)師，承擔(dān)實習(xí)實踐教學(xué)任務(wù)。同時積極開展與國外學(xué)術(shù)交流，固定聘請外國專家、學(xué)者來我院授課及講座，不斷加強同國際學(xué)術(shù)界的合作與交流。

2.3 培養(yǎng)方案制定與課程體系建設(shè)

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)是一個交叉性學(xué)科，融合了計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)計算、數(shù)學(xué)分析統(tǒng)計、經(jīng)濟管理、以及相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域知識[3]。課程體系參考國內(nèi)外知名高校的本專業(yè)課程體系，同時合理利用本校相關(guān)專業(yè)已有的課程資源，制定了以數(shù)據(jù)科學(xué)理論為基礎(chǔ)，重點培養(yǎng)工程實踐和應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方案與修讀指南。

課程體系主要涉及對學(xué)生以下能力培養(yǎng)：計算機學(xué)科基礎(chǔ)、數(shù)理基礎(chǔ)、程序設(shè)計能力、大數(shù)據(jù)分析能力。實踐環(huán)節(jié)開設(shè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)生態(tài)圈與開發(fā)平臺搭建與使用、數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)課程。主要核心課程涉及：算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)采集與融合技術(shù)、大數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)計算、大數(shù)據(jù)分析與挖掘、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)導(dǎo)論、運籌學(xué)、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)建模等[5]。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)中的人文社會科學(xué)類通識教育課程和數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程主要由現(xiàn)有的基礎(chǔ)課程教學(xué)資源進行支持。本專業(yè)主要以數(shù)據(jù)科學(xué)理論知識教育為基礎(chǔ)，側(cè)重大數(shù)據(jù)技術(shù)行業(yè)應(yīng)用開發(fā)實踐教育。并制定持續(xù)改進制度，通過課程執(zhí)行中的各級反饋，對培養(yǎng)方案進行定期修訂和優(yōu)化。

2.4 實踐平臺建設(shè)

依托現(xiàn)有計算機科學(xué)與技術(shù)國家級實驗教學(xué)示范中心，具有足夠的實驗設(shè)備和實驗項目可以滿足本專業(yè)學(xué)生的計算機基礎(chǔ)專業(yè)課程實驗教學(xué)需求，并建立一套大數(shù)據(jù)處理與云計算虛擬仿真平臺，為大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)專業(yè)提供軟硬件實驗基礎(chǔ)平臺。

教學(xué)團隊承擔(dān)和參與50余項大數(shù)據(jù)領(lǐng)域各類科研項目，研究內(nèi)容主要涉及政務(wù)大數(shù)據(jù)平臺和應(yīng)用產(chǎn)品（如：災(zāi)難備份、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)整合匯聚等）、電信移動大數(shù)據(jù)、智慧城市、互聯(lián)網(wǎng)金融、電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)輿情、大數(shù)據(jù)協(xié)同建模與序列分析、數(shù)字娛樂應(yīng)用和云計算平臺等。通過項目內(nèi)容的簡化和數(shù)據(jù)抽取，可為本專業(yè)學(xué)生提供了充足的課程設(shè)計訓(xùn)練平臺和課題。

本專業(yè)數(shù)十家大數(shù)據(jù)相關(guān)企業(yè)建立了校企合作關(guān)系，并建立了八個校企聯(lián)合大數(shù)據(jù)研發(fā)平臺。在這些大數(shù)據(jù)研發(fā)平臺和合作單位的基礎(chǔ)上，可以建設(shè)新的大數(shù)據(jù)實踐訓(xùn)練平臺，為實踐教學(xué)提供真實案例與應(yīng)用數(shù)據(jù)。以良好的校企合作關(guān)系為基礎(chǔ)，可以進一步在本專業(yè)開展校企合作教學(xué)模式，實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的協(xié)同育人[2][6]。設(shè)計多樣化的合作模式，根據(jù)本科生在各階段，對企業(yè)的不同需求，設(shè)計多種的校企合作模式，主要涉及：入學(xué)教育、認知實習(xí)、實踐選修課、學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、技能培訓(xùn)（在線）、前沿技術(shù)講座、職業(yè)生涯規(guī)劃、就業(yè)指導(dǎo)、企業(yè)實習(xí)和參與校企合作項目等[1]。

3 結(jié)論

本專業(yè)建設(shè)立足于“新工科”建設(shè)背景，面向數(shù)字中國、數(shù)字福建和智慧社會等國家和地方經(jīng)濟社會發(fā)展需求，立足于建立科學(xué)合理的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案與課程體系;培養(yǎng)和組建一支學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理、科研水平高、教學(xué)經(jīng)驗豐富、實踐能力強的專業(yè)師資隊伍;建設(shè)專業(yè)的實踐教學(xué)平臺等目標(biāo)。目前本專業(yè)已招生兩個年級，各方面工作均取得了初步成效，組建了穩(wěn)定的教學(xué)團隊，建成了完善的實踐平臺，經(jīng)過多輪討論有修改完成了培養(yǎng)方案與課程體系的制定。下一步工作重點，加強師資培訓(xùn)，增強學(xué)生個性化培養(yǎng)，進一步優(yōu)化人才培養(yǎng)方案。

參考文獻：

[1] 郭文忠，張浩.計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)中校企合作模式探索與實踐[J].現(xiàn)代計算機（專業(yè)版），2018（1）：63-65，77.

[2] 周加燦，張浩.多元化校企合作模式培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的探索與實踐[J].寧德師范學(xué)院學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2017（4）：115-118.

[3] 曹淑艷，張莉，黃浩.大數(shù)據(jù)本科專業(yè)申報及認識[J].計算機教育，2016（6）：30-33.

[4] 朱琳.關(guān)于高校大數(shù)據(jù)專業(yè)教學(xué)模式初探索[J].電腦知識與技術(shù)，2017，13（5）：125-127

[5] 李莎莎，周競文，唐晉韜，等.數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)人才專業(yè)課程體系分析[J].計算機工程與科學(xué)，2018，40（S1）：109-113.

[6] 賀文武，劉國買.數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)核心課程建設(shè)的探索與研究[J].教育評論，2017（11）：31-35

【通聯(lián)編輯：王力】