《大數據時代計算機科學與技術專業改造升級路徑探索》論文發表期刊：《微型電腦應用》；發表周期：2021年05期

《大數據時代計算機科學與技術專業改造升級路徑探索》論文作者信息：趙建華（1982－），男，博士，教授，研究方向：計算機教育。 劉寧（1981－），女，碩士，副教授，研究方向：計算機教育。

　　摘要：在分析當前計算機科學與技術專業人才培養存在問題的基礎上，提出大數據時代計算機專業改造升級路徑。主要從改革思路、教學內容、教學實踐、師資隊伍、教學方式、人才評價體制等方面入手，提供較為完善的改進方向。

　　關鍵詞：大數據;計算機科學與技術;改造升級;改革

　　Abstract: Based on the analysis of the shortcomings of the current computer science and technology professional training, thispaper puts forward the path of computer professional transformation and upgrading in the era of big data. Mainly, from the reform ideas, teaching content, teaching practice, teaching staff, teaching methods, talent evaluation system and other aspects, the paper provides a more perfect direction for improvement.

　　Key words: big data; computer science and technology; transformation and upgrading; reform

　　0 引言

　　互聯網技術、大數據技術、人工智能技術等新興技術的使用和發展，不斷拓展人類社會獲取、使用信息的范圍，提高人類社會處理信息的能力。聯合國在2012年發布的大數據白皮書《大數據促發展：挑戰與機遇》中指出，當前大數據時代已經到來，大數據已經成為當前學術界、工業界的熱點和焦點，大數據對社會各個領域和行業都產生非常深刻和重要的影響，在一定程度上改變人類的生產方式、生活方式、教育方式和學習方式[-3]

　　伴隨大數據技術的不斷推廣、應用和深入發展，企業、行業、社會乃至國家層面進入一個全新的、激烈的競爭新格局，多方競爭的關鍵點是哪方能夠快速、全面、準確地從海量、多樣、復雜、變化的各類數據中挖掘和獲取有價值的信息，并據此做出科學、準確和合理的決策，從而才能在競爭中得到優勢。目前，社會和國家對于數據挖掘、數據處理、數據分析、數據應用和智能決策人才也有著越來越大的需求，要培養高素質應用型人才，必須要以計算機和大數據相關知識作為支持。

　　大數據發展和應用對高等學校的人才培養質量提出新的要求。大數據使得計算機專業的學科前沿與應用場景發生了深刻變化，為了適應大數據的發展，計算機教育將面臨更大的新挑戰。因此，計算機教育應該從教育教學理念、教育教學內容、教育教學手段和教育教學方法等各個方面進行變化和更新，以適應大數據時代對人才的需求(-].然而，目前有不少高校開設的計算機專業仍舊采用傳統的教學內容、教學方法和教學手段。傳統教學模式培養的人才已經不能很好地適應大數據時代背景下經濟和社會的快速發展對人才的特殊需求。為了向社會輸送更多、更優秀符合現代社會發展急需的應用型創新人才，高等學校必須緊跟大數據時代創新發展的步伐，把大數據理念和人工智能理念持續引入和應用到日常教學活動各個環節中，使師生不斷滿足大數據時代對教育教學的要求。對于計算機科學與技術專業而言，必須依托大數據技術、人工智能技術和互聯網技術，進行專業的升級和改造[41計算機專業人才培養存在的問題目前，不少高校計算機專業的教學理念、教學內容、教學方法和實踐教學等方面都存在不少問題，不能有效滿足社會對人才的需求[-10]。主要表現在以下幾個方面。

　　(1)傳統的教學觀念根深蒂固仍有不少教師保持傳統的教學觀念，仍舊進行灌輸式的課堂教學，著重知識點面面俱到，忽視學生自主學習的主動性和獨立性、對未知領域的探索性和創造性的培養，對學生實踐教學能力考核不足，教學效果不佳。

　　(2)專業課程革新跟不上時代步伐計算機技術發展日新月異，然而目前不少學校計算機專業教學內容仍舊以傳統的計算機模擬知識為主，缺乏最新的人工智能技術和大數據技術的滲透和設置。

　　(3)師資隊伍建設滯后

　　計算機專業知識更新日新月異，課程推陳出新的周期短，特別是專業課程。然而，計算機專業部分教師的知識結構不能有效更新，教師的實踐能力不能得到有效提高，難以適應大數據時代發展對教師知識結構和教學業務能力的需求。

　　(4)實踐教學條件得不到有效提升隨著計算機專業課的不斷升級，對實驗環境、實驗設備都有了新的要求，傳統的實踐平臺不能有效地滿足最新計算機課程的教學實踐要求，比如大數據課程、人工智能課程對實驗條件要求都不斷提高，必須對原有的實驗條件進行升級。

　　(5)學生學習興趣不高

　　由于課程設置不太合理、考核機制不健全，學生對學習興趣不大，對教學方法的改革配合力度不是很高，勢必嚴重地影響教師進行教學改革的熱情，以及教學改革的效果。

　　2改造升級方案

　　(1)改造升級的基本思路

　　計算機科學與技術專業改造升級的基本思路是：立足于大數據時代社會對人才的整體素質、知識以及能力的要求，以理論教學、實踐教學和師資隊伍建設為主要內容;通過人才培養方案、課程設置、實踐教學、教師隊伍、教學方法和考核制度等環節的綜合改革，培養具備扎實的計算機理論知識，較強的計算機實踐能力，一定的大數據處理、分析和管理能力的計算機專業應用型人才。

　　(2)教學內容的改革

　　為了適應大數據時代的人才需求，培養大數據時代需要的數據工程師、數據管理專家和數據分析專家，我們在計算機專業人才培養方案中增加“大數據分析和管理"方向，并從課程設置、課程內容、教學方法、師資隊伍、實踐教學和績效考核等方面進行相應調整和更新，以提高大數據時代計算機專業人才培養整體素質。

　　主要在專業課內容中增加大數據相關知識和課程。在大學一年級“計算機導論”專業課中，增加人工智能和大數據相關內容，使學生對計算機科學與技術專業學習期間的課程開設情況有整體了解，同時對大數據的概念和應用領域有一個整體的了解，提高學生學習的興趣，為學生后續學習起到一個提綱挈領的作用。在大學二年級，增設"Python程序設計”等課程，為大數據學習奠定語言基礎。在大學三年級增設“大數據分析與處理”大數據管理”等課程，并增加相應的大數據實踐課程。同時，在畢業設計過程中，增設大數據分析與管理相關選題，鼓勵學生積極選題。

　　(3)實踐教學改革

　　傳統的實踐教學環節側重于計算機軟硬件的模擬，不能為大數據環境下計算機專業的實踐教學提供有效的保障。為此，需通過下面幾點，實現計算機實踐教學環節的改革。

　　第一，夯實基礎實驗。對計算機核心課程如計算機程序設計、數據結構等，要確保實驗內容的系統性、創新性和應用性，同時確保實踐環節的規范性，適當增加自主性實驗，提高學生程序設計能力和創新能力。

　　第二，整合計算機課程群實驗。對部分課程群中的實驗內容進行調整和整合，減少重復性實驗和低層次實驗，使得學生形成一個計算機學科的系統觀與整體觀。如計算機組成原理、微機原理與接口技術、操作系統等課程的部分實驗可以進行合并，整合為計算機系統實驗。計算機程序設計、數據結構、Web程序設計、移動應用軟件開發等課程都可以整合為計算機軟件實驗。計算機網絡、路由設計、網絡安全等課程都可以整合為網絡實驗。各個課程群實驗內部實現資源共享，內容優化，提高學生綜合實驗素質。

　　第三，增設大數據科學實驗。實驗內容增加機器學習和數據挖掘、大數據處理、大數據分析、大數據管理、大數據可視化等內容，保證大數據科學方向的課程有效地開展。第四，積極開展協同育人。加強與大數據、人工智能企業進行有效合作，由企業提供業務需求、大數據實驗數據集和大數據軟硬件平臺。建設適應在線教學特點的課件資源、實驗題庫、考核方案，建立囊括從大數據來源、大數據分析和處理、大數據應用整個完整的大數據實訓鏈條。

　　第五，結合人工智能技術、大數據技術，強化“以賽促教”機制。引導和鼓勵學生依托人工智能和大數據，積極申報和參與互聯網十大學生創新創業大賽、挑戰杯大賽和學科競賽等各種賽事。一方面將學生學習到的大數據知識應用到實踐中，提高學生的實踐能力，一方面通過實踐使得學生更加明確大數據的意義，提高學生學習的熱情和主動性。

　　(4)師資隊伍建設

　　在大數據時代，知識更新日新月異，同時隨著課程設置的變化，教師知識的更新和能力的提高首當其沖。因此，為了適應專業的不斷發展，必須加強師資隊伍的建設，使教師的觀念、知識和技能跟上時代和專業建設的發展。

　　主要通過“外引、內培”的方式，“激勵、幫扶”等措施，建設一支年齡、學歷和職稱結構合理、具有較高專業能力和教育教學能力、適合大數據時代人才培養需求的教學團隊。外引：從國內外高校、研究院所和企業引進學科帶頭人及優秀青年博士，優先考慮從事人工智能和大數據相關工作的青年人才。

　　內培：邀請高校和企業中人工智能和大數據方向的專家學者進行講座，使教師從整體上了解當前社會對計算機專業人才的需求，增強教師提高自身修養的緊迫感;邀請教學名師進行教學講座和教學示范，提高教師的教師技能;選派一些骨干教師到國內外高校進行長期的訪學、進修和攻讀學位;選派一些教師參加國內大數據、人工智能等方向課程的師資培訓，掌握大數據處理、分析和管理相關平臺，掌握人工智能和大數據處理的關鍵技術與方法;鼓勵教師積極參加國內外教學研討會，了解最新教學方法和教學技能，交流教學心得體會;鼓勵教師積極參加國內外人工智能和大數據學術會議，了解最新學術動態。

　　激勵：建立年度績效獎勵、聘期考核獎勵、職稱晉級等一系列激勵考核機制，從教學任務完成、教學業績考核、科研業績考核等多個方面對教師進行激勵和考核，調動教師教學和科研的積極性。

　　幫扶：建立一套教師幫扶機制。從校內教師中遞選出一批教學能力強、科研能力強的優秀教師，對青年教師尤其是新入職的青年教師進行幫扶。同時，從校外聘請一些優秀教師和優秀工程師，對校內青年教師進行一對一的幫扶。通過兩種措施，促進青年教師快速成長。

　　(5)教學方式的改革

　　在教學活動過程中，教師和學生是兩大主體。在傳統的教學過程中，教師是中心，教學主要以教師的講授為主;學生則是知識的接受者，被動地接受教師講授的知識。這種教學模式存在不少弊端，學生學習的主動性不能得到有效提高，難以適應新時代對人才的需求。

　　在大數據環境下，教學模式應采用翻轉課堂的教學模式。通過MOOC平臺進行教學資源的展示、教學和師生交流，以翻轉課堂的方式加強師生互動，提高學生自主學習的意識，充分體現出以學生為中心的教學思想。在教學過程中，教師要盡可能地引導學生主動地進行學習，獨立思考，積極探索和實踐，并不斷進行知識和學習方法的反思，從而在教學中實現學習能力和思維能力的不斷提升。

　　首先，教師提前布置學習內容、劃分學習小組。根據課程實際和學生小組實際，教師進行課堂設計，明確翻轉課堂中小組需要完成的合作項目，同時分解每次課程對應的小任務及其對應的知識點。在MOOC平臺上選擇每個知識點對應的視頻教學內容、思考題目和課堂練習，在課程開始前兩周發放到學生小組中，要求學生提前學習。

　　其次，教師利用MOOC平臺了解學生的學習情況，調整教學進度，因材施教。學生通過MOOC平臺，觀看視頻內容，提前自主學習，獨立完成思考題目，遇到疑難問題及時與老師進行交流。教師實時與學生進行討論交流，找出學生共同存在的問題，根據學生學習情況和掌握情況，把握教學進度，把握教學重點。在課堂上，主要采取教師引導、學生配合的教學方式，教師教學重點放在答疑解惑和知識的歸納總結上，重點對學生存在的共性問題進行集中講授，同時組織學生進行討論。學生小組對自己的項目作業進行展示，對自己不懂的問題向老師進行求助。

　　最后，學生MOOC平臺提交作業，查看結果，查漏補缺。教師根據學生的學習情況、答辯情況、作業完成情況和期末考試情況進行綜合評判。

　　(6)人才培養質量評價體系的改革人才培養質量評價體系的合理與否，直接關系到人才培養全過程的具體實施的有效性，關系到高校人才培養是否合格、是否滿足國家和社會的需求。因此，在大數據時代，計算機專業應該采取行之有效的人才培養質量評價措施，以保障培養出卓越的計算機應用型創新人才，滿足大數據時代的需要。

　　具體地講，計算機專業應該將工程教育專業認證標準作為人才培養質量的重要評價標準。將工程認證要求貫穿到人才培養方案制定、課程體系設置、師資隊伍建設、教學實踐和課程考核等各個教學過程中，實施日常教學活動，規范教學環節，不斷提升和完善人才培養過程的督導和監管。

　　第一，堅持以學生為中心、以立德樹人為根本任務，培養的人才要具有較高的政治覺悟，具有愛崗敬業的良好品質;第二，培養的學生應該具備良好身體素質和心理素質，具有良好的社會適應能力和抗挫折能力，具有良好的人際交往能力、和團隊協作能力;第三，培養的學生應該具有主動學習意識和自主獲取知識的能力，具有探索問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力，具有較好的創新創業能力;第四，培養的學生應具有較好的數學基礎和功底，具有較好英語閱讀能力和表達能力;第五，培養的學生應具有扎實的計算機專業基礎理論，具有良好的計算思維能力和素質，具有較強的編程能力和實踐能力，具有大數據處理和分析的能力;第六，人才培養質量的評價包含校內和校外兩部分評價內容，要將實習單位對學生的實踐評價作為一個重要的考核指標;第七，應采用學習過程和學習結果相結合的方式，不斷重視學生項目開發實踐的過程性和階段性考核。對評價結果要及時地整理、總結和完善，促進人才培養質量持續改進和提升。

　　3總結

　　本文針對當前計算機科學與技術專業人才培養存在的問題，探索大數據時代計算機科學與技術專業改造升級路徑。以大數據時代對人才的需求為導向，深入研究計算機科學與技術專業人才培養模式，從培養目標、教學內容改革、教學實踐改革、教學方式改革、人才評價體制改革等方面提供了較為完善的改進方向。

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