“大數(shù)據(jù)采集與融合技術(shù)”課程思政改革與實(shí)踐

劉麗敏 劉曼玲

（中南大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 湖南·長(zhǎng)沙 410075）

0 引言

在復(fù)雜多變的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下，新工科是國(guó)家重大戰(zhàn)略及工程教育改革等因素交匯催生的工程教育新形態(tài)，而立德樹人是我國(guó)工程教育改革方向。因此，強(qiáng)化課程思政和專業(yè)思政，強(qiáng)化教師的立德樹人意識(shí)，在課程中有機(jī)融入思想政治教育元素，將專業(yè)課教學(xué)與思想政治理論課教學(xué)緊密結(jié)合，形成同向同行的育人格局協(xié)同效應(yīng)。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該具有創(chuàng)新能力、解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力和自主終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，為達(dá)到培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才的目標(biāo)，需要采用形式多樣的理論聯(lián)系實(shí)踐的教學(xué)活動(dòng)，在這一過(guò)程中，可以挖掘大量的思政教學(xué)內(nèi)容。因此，通過(guò)研究和探索“大數(shù)據(jù)采集與融合技術(shù)”課程的思政教學(xué)，能夠?yàn)橄嚓P(guān)課程的立德樹人起到良好的示范作用。

“大數(shù)據(jù)采集與融合技術(shù)”課程是中南大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)的核心課程，筆者結(jié)合“大數(shù)據(jù)采集與融合技術(shù)”課程的設(shè)置目的，以培養(yǎng)學(xué)生成才為目標(biāo)，從價(jià)值塑造、知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)等層面設(shè)計(jì)教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的人生觀、價(jià)值觀和社會(huì)觀，體會(huì)專業(yè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的道德規(guī)范、價(jià)值觀念，激發(fā)學(xué)生勇于擔(dān)當(dāng)、為國(guó)家努力奮斗的意識(shí)。

1 價(jià)值塑造

高校的核心任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才，發(fā)展科學(xué)技術(shù)文化，促進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)。培養(yǎng)價(jià)值也是高校人才培養(yǎng)體系的重要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)價(jià)值的實(shí)質(zhì)就是踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，它可以體現(xiàn)在每一門課、每一次教學(xué)活動(dòng)和每一位教師的教學(xué)中。加強(qiáng)課程的思想政治素質(zhì)和教師的育人能力影響到每個(gè)學(xué)生的價(jià)值觀、人生觀和社會(huì)觀。學(xué)生在掌握專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能的基礎(chǔ)上，明白精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)、耐心、專注、堅(jiān)持、專業(yè)、敬業(yè)的大國(guó)工匠精神。在教學(xué)中，重點(diǎn)培養(yǎng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀和專業(yè)學(xué)習(xí)能力。

“大數(shù)據(jù)采集與融合技術(shù)”課程教學(xué)中，教師在完成基本教學(xué)內(nèi)容的前提下，采用了案例驅(qū)動(dòng)、對(duì)比建構(gòu)、軟件展示、成果展示、故事導(dǎo)入、知識(shí)地圖等方法挖掘?qū)I(yè)知識(shí)中的社會(huì)主義核心價(jià)值觀，引導(dǎo)學(xué)生思考與本專業(yè)相關(guān)的技術(shù)難題和社會(huì)民生問(wèn)題，以推動(dòng)社會(huì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和使命感，為時(shí)代發(fā)展貢獻(xiàn)力量，為中華民族偉大復(fù)興而努力拼搏的信念。

例如，講述大數(shù)據(jù)發(fā)展時(shí)，利用故事導(dǎo)入法講解黨的十八屆五中全會(huì)提出的“實(shí)施國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，推進(jìn)數(shù)據(jù)資源開放共享”的國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略。引領(lǐng)學(xué)生分析集中力量突破信息管理、信息保護(hù)、安全審查和基礎(chǔ)支撐關(guān)鍵技術(shù)，加強(qiáng)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施、核心技術(shù)裝備威脅感知和持續(xù)防御能力建設(shè)，確保國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力，維護(hù)國(guó)家數(shù)據(jù)主權(quán)，進(jìn)而鼓勵(lì)學(xué)生為建設(shè)強(qiáng)國(guó)、報(bào)效國(guó)家努力學(xué)習(xí)，樹立遠(yuǎn)大目標(biāo)。

2 知識(shí)傳授

“大數(shù)據(jù)采集與融合技術(shù)”課程具有教學(xué)內(nèi)容多、教學(xué)學(xué)時(shí)少、知識(shí)跨度大、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，教學(xué)中以“學(xué)生能學(xué)到什么”為出發(fā)點(diǎn)，將“學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容”融合、“教學(xué)過(guò)程與學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程”融合的教學(xué)模式，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新和實(shí)踐能力，全面提升學(xué)生的素養(yǎng)。

為了更好地使學(xué)生理解知識(shí)、掌握技能，教學(xué)采用線上和線下結(jié)合的混合式教學(xué)方式，具體措施包括：（1）通過(guò)QQ群召集學(xué)生下達(dá)學(xué)習(xí)指令、進(jìn)行問(wèn)題討論及課后答疑、作業(yè)布置及批改；（2）強(qiáng)調(diào)課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的重要性，課上用5分鐘進(jìn)行提問(wèn)，了解學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握情況；（3）利用中南大學(xué)可視化教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行知識(shí)系統(tǒng)性梳理、預(yù)習(xí)及課后鞏固提高，完成單元測(cè)試、單元作業(yè)及互評(píng)；（4）利用“騰訊會(huì)議”或“騰訊課堂”重組教學(xué)內(nèi)容，梳理知識(shí)體系，進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)，精講重點(diǎn)、難點(diǎn)，通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)、互動(dòng)教學(xué)，深入、拓展課程深度。（5）利用EduCoder實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)完成知識(shí)點(diǎn)的實(shí)踐內(nèi)容，以闖關(guān)、通關(guān)等模式提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力；（6）采用了問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)等多種教學(xué)策略相結(jié)合的教學(xué)手段。問(wèn)題驅(qū)動(dòng)方式讓學(xué)生圍繞問(wèn)題尋求解決方案的一種教學(xué)手段；任務(wù)驅(qū)動(dòng)專題討論是學(xué)生以組為單位在教師的指導(dǎo)下，緊緊圍繞某個(gè)與課程相關(guān)的主題，通過(guò)自主探索和合作分工的方式，完成規(guī)定任務(wù)并組織專題討論；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)手段是以解決實(shí)際大數(shù)據(jù)項(xiàng)目為目標(biāo)，在教師的指導(dǎo)下完成項(xiàng)目的需求分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)及編碼測(cè)試。多種教學(xué)策略相結(jié)合的教學(xué)手段激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考和動(dòng)手解決問(wèn)題的能力，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3 能力培養(yǎng)

依據(jù)《教育部關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃》，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的能力是高校教育改革的重要目標(biāo)。能力培養(yǎng)過(guò)程蘊(yùn)含豐富的思政教學(xué)內(nèi)容，將對(duì)學(xué)生進(jìn)行社會(huì)主義核心價(jià)值觀、理想信念教育與知識(shí)傳授高度融合，實(shí)現(xiàn)了將思想教育貫穿于能力培養(yǎng)的全過(guò)程。

“大數(shù)據(jù)采集與融合技術(shù)”課程設(shè)置目的是讓學(xué)生對(duì)大數(shù)據(jù)的概念、大數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理的基本原理以及大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值建立清晰和全面的認(rèn)識(shí)。將大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)聯(lián)系起來(lái)，構(gòu)建數(shù)據(jù)采集－數(shù)據(jù)分析－數(shù)據(jù)應(yīng)用的知識(shí)體系，要求學(xué)生針對(duì)實(shí)際問(wèn)題提出解決方案，學(xué)會(huì)應(yīng)用相關(guān)技術(shù)和工具解決工程實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和解決問(wèn)題的能力。因此，將課程的專業(yè)知識(shí)與其中蘊(yùn)含的思政素材緊密融合，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的培養(yǎng)和塑造。表1展示課程思政部分實(shí)施方案。

表1：“大數(shù)據(jù)采集與融合技術(shù)”課程思政實(shí)踐

表1給出“大數(shù)據(jù)采集與融合技術(shù)”課程部分思政內(nèi)容。例如，講述大數(shù)據(jù)采集概述這一節(jié)時(shí)，利用案例驅(qū)動(dòng)法，以“新冠肺炎遷疫尋蹤”為例，分析基于大數(shù)據(jù)對(duì)感染者活動(dòng)軌跡追蹤，加強(qiáng)學(xué)生的愛國(guó)主義教育，激發(fā)學(xué)生報(bào)效祖國(guó)的學(xué)習(xí)動(dòng)力與激情，同時(shí)引出課程要求和教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生對(duì)本課程的興趣和求知欲，進(jìn)而鼓勵(lì)學(xué)生堅(jiān)定理想、努力學(xué)習(xí)、增長(zhǎng)見識(shí)，為祖國(guó)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

4 教學(xué)模式設(shè)計(jì)

在課程的教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)上述的價(jià)值塑造、知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)等目標(biāo)，將教學(xué)過(guò)程分為問(wèn)題引入、知識(shí)點(diǎn)講授、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)討論、實(shí)踐驅(qū)動(dòng)自主探究和歸納小結(jié)等，根據(jù)章節(jié)和課時(shí)數(shù)穿插思政內(nèi)容，希望達(dá)到預(yù)期的效果。下面，以大數(shù)據(jù)采集技術(shù)綜述這一節(jié)為例，闡述課程的教學(xué)模式。

4.1 問(wèn)題引入

在問(wèn)題引入階段，首先是課程回顧，回顧傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集關(guān)鍵技術(shù)；然后通過(guò)分析互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取方式，利用“八爪魚采集器”爬取相關(guān)網(wǎng)站數(shù)據(jù)的實(shí)際案例，引入本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容—大數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)介紹八爪魚數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它是擁有完全自主研發(fā)的分布式云計(jì)算平臺(tái)，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生愛國(guó)主義精神，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感、認(rèn)同感和榮譽(yù)感，對(duì)社會(huì)主義核心價(jià)值觀的高度認(rèn)同。

4.2 知識(shí)點(diǎn)講授

本節(jié)的知識(shí)點(diǎn)包括數(shù)據(jù)采集和大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的定義、大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的區(qū)別、大數(shù)據(jù)時(shí)代新的數(shù)據(jù)思維、大數(shù)據(jù)來(lái)源和大數(shù)據(jù)劃分等內(nèi)容。在講授過(guò)程中，通過(guò)討論，深入理解大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)據(jù)分析技術(shù)。介紹團(tuán)隊(duì)利用大數(shù)據(jù)“關(guān)聯(lián)關(guān)系”的新思維開展的國(guó)家自然科學(xué)基金申報(bào)書查重、學(xué)者學(xué)術(shù)圈挖掘的研究；鼓勵(lì)學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。通過(guò)分析結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的特征，介紹阿里云自研的商用關(guān)系統(tǒng)型數(shù)據(jù)庫(kù)POLARDB和螞蟻金服自主研發(fā)的金融級(jí)分布式關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)OceanBase，強(qiáng)調(diào)自主研發(fā)的重要性，引導(dǎo)學(xué)生懷抱著科研振國(guó)的初心和祖國(guó)擔(dān)當(dāng)?shù)氖姑?，以大?guó)需求為己任，以民族振興為偉業(yè)，攻堅(jiān)克難。

4.3 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)討論

本節(jié)的項(xiàng)目任務(wù)是搭建Hadoop實(shí)驗(yàn)環(huán)境遇到問(wèn)題以及解決方案，通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)討論，引導(dǎo)學(xué)生努力用卓越工程師應(yīng)具備的能力和素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求自己，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、表達(dá)交流溝通能力與團(tuán)隊(duì)合作精神。

4.4 實(shí)踐驅(qū)動(dòng)自主探究

本節(jié)課后自主實(shí)踐任務(wù)是 HDFS操作。教師課堂講授、演示HDFS文件管理，課后學(xué)生自主完成。通過(guò)講授和演示HDFS操作，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境軟件有直觀的印象。同時(shí)，為今后的學(xué)習(xí)和參與科研打下了基礎(chǔ),有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和研究精神。

4.5 歸納小結(jié)

首先總結(jié)本節(jié)講授內(nèi)容，包括數(shù)據(jù)發(fā)展歷史、大數(shù)據(jù)來(lái)源和劃分、系統(tǒng)日志文件采集、ETL數(shù)據(jù)采集、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集等知識(shí)，強(qiáng)調(diào)本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。在總結(jié)中，升華學(xué)生理解，使學(xué)生體會(huì)到本節(jié)課學(xué)習(xí)的收獲感，引導(dǎo)學(xué)生到圖書館、實(shí)驗(yàn)室，到社會(huì)生活中去探究，從而使學(xué)生具備站在學(xué)科交叉點(diǎn)上去開拓新的領(lǐng)域的能力，最后通過(guò)設(shè)計(jì)承前啟后的思考題布置學(xué)生預(yù)習(xí)作業(yè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合“大數(shù)據(jù)采集與融合技術(shù)”課程思政教學(xué)改革與實(shí)踐，從培養(yǎng)價(jià)值、傳授知識(shí)和塑造能力等層面設(shè)計(jì)教學(xué)模式，取得了較好的效果，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力學(xué)，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。將知識(shí)傳授和思政教育高度融合，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的人生觀、價(jià)值觀和社會(huì)觀，賦予專業(yè)課相應(yīng)的思政價(jià)值，切實(shí)實(shí)現(xiàn)立德樹人的育人效果。