新工科背景下高職院?；贑DIO的大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究

凌財進

（河源職業(yè)技術(shù)學院，廣東 河源 517000）

1 引言

專業(yè)人才培養(yǎng)模式是職業(yè)院校實施人才培養(yǎng)和開展質(zhì)量評價的依據(jù)，人才培養(yǎng)方案決定人才培養(yǎng)質(zhì)量，因此，優(yōu)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案，創(chuàng)新高職院校的人才培養(yǎng)模式是提高人才質(zhì)量的關(guān)鍵。高職人才培養(yǎng)模式是指各個高職院校根據(jù)其行業(yè)特征，以及服務(wù)當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展提供用人的需要和專業(yè)發(fā)展的需要，為學生構(gòu)建的學科知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)。在調(diào)研企業(yè)特定人才需求的前提下，學?？膳c企業(yè)共同制訂人才培養(yǎng)目標、課程體系、管理制度，共同編制校企教材，實施企業(yè)師傅進課堂、校企共建實訓基地等教學方式完成校企合作人才培養(yǎng)的全過程。目前，大數(shù)據(jù)行業(yè)作為“互聯(lián)網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)一個新興的、最具活力的產(chǎn)業(yè)之一，需要大量的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)人才，2017年全國有35所本科院校開設(shè)了大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)，截至2021年當前統(tǒng)計，全國已有809所高職?？圃盒ｉ_設(shè)“大數(shù)據(jù)技術(shù)(與應(yīng)用)”專業(yè)。由于專業(yè)的大數(shù)據(jù)技術(shù)人才缺口較大，就業(yè)前景十分廣闊，且大數(shù)據(jù)其專業(yè)人才培養(yǎng)模式還處于探索階段，人才培養(yǎng)模式需根據(jù)自身院校的特點以及服務(wù)地方經(jīng)濟的范圍進行探索與構(gòu)建。

2 CDIO工程教育理念

2017年教育部發(fā)布《關(guān)于推薦新工科研究與實踐項目的通知》，意味著“新工科”從概念階段進入實施階段?！靶鹿た啤笔侵敢岳^承與創(chuàng)新、新興產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的交叉與整合、強調(diào)協(xié)調(diào)與共享發(fā)展為主要途徑，培養(yǎng)支撐新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新卓越工程人才。大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)是眾多學科與統(tǒng)計學交叉產(chǎn)生的一門新興學科之一，大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)面向“新工科”人才的需求，回歸工程教育建設(shè)的理念，因此，結(jié)合“新工科”學科背景與“CDIO工程教育”進行人才培養(yǎng)模式的改革，探索大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)新模式對工科類的教育教學改革有重大的意義。在CDIO工程教育理念模式中，CDIO是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)四個英文單詞的縮寫，以工程導論為導向，通過項目整合課程系統(tǒng)化的知識結(jié)構(gòu)，讓學生以主動的、真正的實踐企業(yè)真實案例，在實踐的過程中掌握運用知識能力，培養(yǎng)其良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)發(fā)展能力。CDIO人才培養(yǎng)旨在培養(yǎng)復雜的工程系統(tǒng)能力、團隊合作能力和個人成熟思維能力，“新工科”更是把實踐提高到前所未有的高度，新工科人才培養(yǎng)主要用來解決社會發(fā)展中的工程實際問題，新工科建設(shè)宗旨是對工程教育的改革與創(chuàng)新，因此，CDIO工程教育理念符合在新工科背景下大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)人才的培養(yǎng)規(guī)律。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)特質(zhì)

3.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)特點分析

“新工科”專業(yè)主要有大數(shù)據(jù)、人工智能、智能科學與技術(shù)等，大數(shù)據(jù)技術(shù)是眾多學科與統(tǒng)計學科交叉產(chǎn)生的一門新興學科，涉及計算機、云計算、統(tǒng)計學等專業(yè)領(lǐng)域?，F(xiàn)在的計算機科學、數(shù)學、統(tǒng)計學已經(jīng)發(fā)展成了較為龐大的學科體系，并與高中數(shù)理化課程聯(lián)系非常緊密，但對于部分學習基礎(chǔ)薄弱的高職學生來說，學習這些龐大學科體系的理論知識內(nèi)容會使學生感到十分困難，并且高職院校目前大數(shù)據(jù)技術(shù)的實訓環(huán)境還比較單一，在大數(shù)據(jù)的普及和應(yīng)用上略顯落后，相應(yīng)地也缺乏一些專業(yè)的大數(shù)據(jù)師資力量，尤其是精通具體應(yīng)用的實踐操作型的師資力量，因此，以培養(yǎng)實踐能力為核心，實現(xiàn)理論與實踐、產(chǎn)學與研用融合成為教學的焦點，也是高職教師進行教學改革的方向。根據(jù)“工程教育專業(yè)認證”的要求，客觀上要求將大量具有較強學科前瞻性和應(yīng)用前瞻性的內(nèi)容納入教學范圍，培養(yǎng)學生在實踐工程項目的過程中學習、運用并鞏固理論知識的能力，不斷完善自我專業(yè)體系的構(gòu)建，并能運用所學知識上分析遇到的問題和創(chuàng)新方法去解決工程問題，目的是提高學生系統(tǒng)性思維能力和工程實踐能力，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量來滿足行業(yè)需求。

3.2 市場對大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)人才的需求

大數(shù)據(jù)技術(shù)是“新工科”專業(yè)之一，人才培養(yǎng)方案需加快工程教育改革的步伐，培養(yǎng)造就新興領(lǐng)域創(chuàng)新型工程科技人才，支撐我國“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略的實現(xiàn)。近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，全球數(shù)據(jù)量呈爆炸式增長，我國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從起步階段上升到“黃金”階段，根據(jù)目前數(shù)據(jù)資源開放和共享程度以及各行業(yè)的數(shù)據(jù)應(yīng)用程度，迫切需要大數(shù)據(jù)專業(yè)技術(shù)人才進行數(shù)據(jù)分析處理，提煉數(shù)據(jù)蘊含在各行業(yè)的商業(yè)價值。“大數(shù)據(jù)”已成為一個熱門詞語高頻出現(xiàn)在各種場合，現(xiàn)已有的從業(yè)人才已不能滿足市場需求。經(jīng)過專門調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，大數(shù)據(jù)人才崗位缺口2018年高達150萬，預測2025年中國大數(shù)據(jù)人才缺口達到200萬，這給高校和人力資源企業(yè)迎來一個巨大的機遇與的挑戰(zhàn)。國內(nèi)將建成500億元大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模產(chǎn)業(yè)基地，未來幾年大數(shù)據(jù)相關(guān)崗位人才需求量將越來越大，目前行業(yè)內(nèi)從事相關(guān)職能的人才專業(yè)背景各異，技術(shù)人才缺口大。根據(jù)珠三角各市大數(shù)據(jù)相關(guān)企業(yè)的需求，大數(shù)據(jù)就業(yè)主要有三個方向：一是數(shù)據(jù)分析類大數(shù)據(jù)人才，基于各種大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進行科學分析、挖掘展現(xiàn)用于決策支持；二是系統(tǒng)研發(fā)類大數(shù)據(jù)人才，主要從事非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)模型構(gòu)建、大數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)庫架構(gòu)等；三是應(yīng)用開發(fā)類大數(shù)據(jù)人才，如搭建大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺以及開發(fā)分析應(yīng)用程序，ETL開發(fā)者就是在此需求下誕生的一個職業(yè)崗位。大數(shù)據(jù)行業(yè)的主要就業(yè)崗位包括大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)工程師、數(shù)據(jù)可視化工程師、大數(shù)據(jù)運維工程師、算法工程師等。

3.3 大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)學生培養(yǎng)要求

根據(jù)國家實施的大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，結(jié)合珠三角大數(shù)據(jù)崗位需求以及服務(wù)地方經(jīng)濟的需求，對進行大數(shù)據(jù)技術(shù)招生的院校的人才培養(yǎng)方案進行了研究，對我校大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)學生的培養(yǎng)定位為：主要培養(yǎng)適應(yīng)國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟社會發(fā)展的人才，推動數(shù)據(jù)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用結(jié)合的多學科、多行業(yè)交叉融合的新工科發(fā)展，探索新形勢下兼具數(shù)據(jù)知識和應(yīng)用視野的大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)尤為迫切。新工科背景下的大數(shù)據(jù)技術(shù)人才的要求既具有較好自然人文與自科學科基礎(chǔ)，又能系統(tǒng)掌握大數(shù)據(jù)的運行原理及相關(guān)理論、方法和技能，具備數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)等專業(yè)知識，具有較強的理論與工程實踐能力，以及較強的團隊協(xié)作、知識綜合運用和技術(shù)創(chuàng)新能力，具有多領(lǐng)域和跨專業(yè)的交流、學習能力。專業(yè)方向重點培養(yǎng)能夠為企事業(yè)單位提供大數(shù)據(jù)系統(tǒng)搭建、管理和運維的技術(shù)人才。服務(wù)國家戰(zhàn)略發(fā)展以及新工科工程教育建設(shè)的迫切需求需要進行深化高等工程教育改革，通過構(gòu)建大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)實踐教學體系解決當前高校人才培養(yǎng)的輸出與新工科背景下工程領(lǐng)域中人才需求不匹配的問題。

4 基于CDIO理念的大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)課程設(shè)置與能力培養(yǎng)

大數(shù)據(jù)與運用技術(shù)專業(yè)的主要學習內(nèi)容有：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計，Hadoop實用技術(shù)，數(shù)據(jù)挖掘，機器學習，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，高等數(shù)學，Python編程，JAVA編程，數(shù)據(jù)庫技術(shù)，Web開發(fā)，Linux操作系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)平臺搭建及運維，大數(shù)據(jù)運用開發(fā)，可視化設(shè)計與開發(fā)等。大數(shù)據(jù)專業(yè)教學改革嘗試在以新工科背景下建立一種適應(yīng)“大數(shù)據(jù)”時代和“基于CDIO工程教育專業(yè)認證”要求的新型多方式復合教學模式，并在院系進行試行和推廣。構(gòu)建基于CDIO理念的多方式復合教學模式主體的思路為：第一學年，重點在通識教育、計算機專業(yè)群必修基礎(chǔ)課程的學習；第二學年，以大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程，結(jié)合專業(yè)必修課程來進行教學，教學方式采取CDIO工程教育理念，將理論的知識內(nèi)容融入工程實踐項目中，通過實踐應(yīng)用加深理解大數(shù)據(jù)技術(shù)的搭建、配置、管理及運維實訓，通過大量的案例與實踐操作，熟練掌握大數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理所需的各種專業(yè)知識和能力，通過自我內(nèi)化的過程構(gòu)建學習者自我知識體系；第三學年，重點學習專業(yè)核心的實踐課程內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計課程，注重工程實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并與行業(yè)企業(yè)共建實習基地共享模式，設(shè)計企業(yè)真實項目綜合實訓、實習與畢業(yè)設(shè)計等實踐教學體系，與企業(yè)的崗位需求進行無縫對接，滿足企業(yè)人才需求，通過與企業(yè)共建實習的模式，使學生提前對企業(yè)真實大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)以及大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)項目的搭建、配置、運維實訓加深認知，使其具備一定的職業(yè)素養(yǎng)，為從事大數(shù)據(jù)行業(yè)系統(tǒng)管理工作奠定堅實基礎(chǔ)。在畢業(yè)論文設(shè)計上，其根據(jù)大數(shù)據(jù)知識體系主要分為應(yīng)用開發(fā)和數(shù)據(jù)運維。學生可以根據(jù)自己的需求，選修其中一個或兩個方向課程群。大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)的課程體系與能力培養(yǎng)如圖1所示，教學改革的方向：整合校內(nèi)外相關(guān)資源，以CDIO教育理念為指導，采用多種教學方式方法，形成可相互引導和支撐的復合工程教學實踐體系，將大量交叉學科、前瞻性和應(yīng)用前瞻性的內(nèi)容納入教學范圍，增強學生工程思維培養(yǎng)，提高學生在行業(yè)內(nèi)的競爭力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

圖1 大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)的課程體系和能力培養(yǎng)

5 構(gòu)建基于CDIO模式的大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)實踐教學體系

CDIO模式是從產(chǎn)品研發(fā)到運行結(jié)束為時間跨度的一種“基于工程實踐”理念的“項目式”教學模式，是讓學生以單獨或團隊合作的方式完成一個完整的工程項目過程，學習者以主動、合作、創(chuàng)新的方式把內(nèi)在、外在的知識進行系統(tǒng)化學習并解決工程實踐中的問題，從而達到培養(yǎng)基礎(chǔ)知識能力、個人基本能力、團隊合作能力和工程系統(tǒng)能力的目的。在教學設(shè)計中把教學目標設(shè)計到項目，強調(diào)“成果導向、以學生中為心”的理念設(shè)計實踐教學課程，課堂采取“教、學、做”一體化教學模式需要深入行業(yè)和企業(yè)調(diào)研，對目前職業(yè)崗位進行具體分析，把課程內(nèi)容的基礎(chǔ)知識以及“成果導向”的教學目標設(shè)計到項目中，實踐教學課程的課程結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)職業(yè)技能證書（選考）：“1+X”大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用職業(yè)技能等級證書（初級及以上）；“1+X”大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)（Java）職業(yè)技能等級證書（初級及以上）；全國計算機技術(shù)與軟件技術(shù)資格考試程序員及以上資格證書；紅帽認證系統(tǒng)管理員(RHCSA)；華為大數(shù)據(jù)工程師認證HCIA-Big Data；紅帽認證工程師(RHCE)；HCIP-Big Data系列證書；行業(yè)企業(yè)的“大數(shù)據(jù)工程師”技術(shù)技能證書。實踐教學體系的課程設(shè)計要以企業(yè)真實項目為導向進行實習與畢業(yè)設(shè)計，在畢業(yè)論文設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)上，根據(jù)大數(shù)據(jù)知識體系主要分為應(yīng)用開發(fā)和數(shù)據(jù)運維，畢業(yè)設(shè)計從以上兩點知識體系中選擇任意一項進行“成果導出”，成果以兼顧企業(yè)項目“重要內(nèi)容和技能”，并注重其實用性。教學設(shè)計中對于Python數(shù)據(jù)爬蟲技術(shù)、Spark大數(shù)據(jù)處理、大數(shù)據(jù)平臺運維等實踐性較強的課程，課程的培養(yǎng)目標設(shè)計是根據(jù)CDIO能力培養(yǎng)的標準與用人單位對大數(shù)據(jù)技術(shù)從業(yè)人員能力的要求，從知識、技能、能力與素質(zhì)四個層次確定，并在教學過程中遵循CDIO的教育理念，以項目化的教學模式強調(diào)創(chuàng)新能力、工程系統(tǒng)能力的培養(yǎng)，把“教、學、做”融為一體，對教學的各個環(huán)節(jié)進行一體化設(shè)計，學生單獨或者分組協(xié)同完成一個獨立的項目，把教學評價聚集于“學習成果”上，采用多元和梯次的評價標準，提供學生展示成果的機會，教師并及時反饋評價結(jié)果。在新經(jīng)濟、新技術(shù)、新工科背景下，大數(shù)據(jù)專業(yè)教育教學改革的方向應(yīng)該緊貼國家最新產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃，把CDIO工程教育理念模式引入到實踐課程體系中，項目教學設(shè)計需要學科知識與實踐進行深度結(jié)合，要求教師有很好的設(shè)計項目規(guī)劃能力和很強的實踐能力，同時，CDIO理念的課程體系設(shè)計是幫助建立一個完整的知識體系，在工程實踐的基礎(chǔ)上體現(xiàn)大數(shù)據(jù)多學科知識和技能的綜合運行，解決工程實踐的現(xiàn)實問題。

6 結(jié)語

引入CDIO教育模式，探索新工科背景下高職大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)模式，目的是培養(yǎng)學生工程基礎(chǔ)知識、團隊合作能力、轉(zhuǎn)化思維能力和工程實踐能力。目前，基于新工科背景的CDID理念大數(shù)據(jù)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式還處于初步探索和部分試驗階段，我院大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)的教學已初見成效，專業(yè)在技能大賽、藍橋杯大賽、“大數(shù)據(jù)應(yīng)用比賽”中嶄露頭角，在大學生挑戰(zhàn)杯、“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)以及其他創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽中都取得了較為滿意的成績，2018級畢業(yè)生就業(yè)率也較高。由于涉及師資力量、企業(yè)項目合作、實踐課程、改革教學模式、教學評價等，CDIO教育理念的大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用人才培養(yǎng)模式還具有非常廣泛的探索實踐空間。