新工科背景下应用型本科高校数据科学与大数据技术专业建设研究

朱灵龙?曹海啸?阚希?张红燕

摘要：新工科背景下诞生的数据科学与大数据技术专业成为当前国内最热门的新增专业之一。应用型本科高校紧密契合地方产业发展需求，布局具有产业优势和特色的大数据专业建设内容。从专业培养目标的制定、课程体系的构建、专业实践平台的搭建和师资队伍建设等方面进行研究和探讨，旨在丰富应用型本科高校数据科学与大数据技术专业建设的内涵。

关键词：新工科；应用型本科；数据科学与大数据技术专业；专业建设

一、前言

2017年6月，教育部在北京召开新工科研究与实践专家组成立暨第一次工作会议，审议通过《新工科研究与实践项目指南》，提出了新工科项目指导意见。一方面，随着科技的快速进步，新的产业形态和技术应用不断涌现。如人工智能、大数据、物联网等新兴技术的出现让工程技术、计算机科学等学科之间的融合和交叉变得更为重要。另一方面，产业结构的升级也对人才培养提出了新的要求。因此，新工科建设旨在从教育模式、课程设置、师资队伍等方面进行改革，培养具备跨学科综合素质和创新能力的高素质工科人才[1]。因此，新工科提出我国工程教育发展的新思维、新方式，强调继承与创新、交叉与融合、协调与共享，推动工程教育从科学范式和技术范式向工程范式的转变[2]。

为了满足当今社会对数据分析和管理能力的需求，教育部2016年增加了数据科学与大数据技术专业（以下简称“大数据专业”），毕业生学位授予门类分为工学和理学，其专业培养目标要求学生具有实践应用能力和融合创新能力，“应用驱动”是该专业的特点[3]。这是教育部为落实《促进大数据发展行动纲要》而批准设立的新工科专业，完全契合了“新工科”建设的需求，即学科交叉融合、文理素养兼备、解决产业新问题与引领未来技术和产业[4]。截至2020年，教育部已批准612所高校开设大数据专业，大数据专业已成为国内最热门的新增专业之一。

国家发改委、教育部“十三五”期间实施教育现代化推进工程应用型本科高校建设项目，无锡学院在2021年转设为公办本科高校后，聚焦特色鲜明、一流创新应用型大学建设目标，作为无锡市唯一市属本科院校，拥有大数据专业优异的外部条件，主动适应地方经济社会发展新常态，充分发挥行业资源在人才培养中的作用，不断丰富大数据专业建设的内涵，培养学生专业技能和创新创业能力。

二、大数据专业培养目标

大数据专业面向国家新科技、新工业、新经济对大数据处理、研究与应用的需求，培养全面发展，具有良好的政治素质与道德修养，掌握扎实的数学、统计、计算机科学和人工智能等相关学科的基础理论，具备牢固的数据科学专业知识，具备较强的大数据分析、挖掘、建模和应用的综合能力，具备开阔的国际视野、优秀的跨领域创新能力、跨学科研究能力和跨文化交流能力的高素质复合型专业人才[5]。同时作为应用型本科高校的大数据专业，更加注重“产学研”相结合，通过与实际产业需求的密切对接，致力于服务经济与社会发展。强调多学科交叉融合，培养学生成为复合型工程应用高级人才，使他们具备适应不同领域需求的能力，为行业的可持续发展做出积极贡献。培养具备实际操作技能、熟悉行业背景的专业人才，为推动大数据领域的创新与发展作出重要贡献。

三、应用型本科高校大数据专业建设存在的问题分析

在开展大数据专业建设以来，各大高校在人才培养方案和目标、大数据专业师资力量建设、课程体系建设、大数据实验室建设等方面均取得了一定的建设成果，但是由于大数据专业建设已有参考经验较少，专业建设时间短，实战经验不足，较多高校在专业建设过程中面临诸多挑战。这些挑战主要集中体现在下述4个方面。第一，专业特色定位不明确，在应用型本科高校大数据专业建设过程中，在专业定位上，存在较强的不清晰性，专业特色不够明显。第二，专业课程体系模糊，大数据技术是以统计学、数学、计算机为三大支撑的交叉学科，但是专业课程体系在构建的时候仅仅将相关的课程进行了拼凑组合，缺乏体系化的设计。第三，实践教学环境缺乏，数据科学与大数据分析需要先进的云计算平台的支撑。在应用型本科院校中，受限于各类因素，在支撑大数据专业教学的硬件设备和系统平台上存在较大缺口。因此，实践教学环境的薄弱与匮乏是制约大数据专业建设的一个重要因素。第四，师资力量薄弱，由于大数据专业开设年限较短，专任教师的学科背景多来自电子信息及计算机类，同时受限于应用型本科高校的平台，高水平的学科带头人及骨干教师面临较大缺口[6]。

四、大数据专业建设内容与实践设计

（一）合理制定目标

在新工科背景下，应用型本科高校在实际的办学过程中，应该深入企业、行业实地调查，并能够依照地方产业特色和本校的办学特点，合理制定大数据人才培养目标，以保证人才的培养更加有针对性。同时，在大数據专业建设期间，需要面向大数据产业，能够更好地为区域经济发展提供服务，保证学生的综合素质能够增强，让学生具备良好的科学素养，从而高效地掌握数据科学基础知识和基本理论[7]。以无锡学院物联网工程学院为例，学院结合无锡市物联网产业发达的特点，在大数据专业建设目标制定之初，就走访当地多家龙头企业，了解最新的大数据技术及其应用场景，并将其融入目标的制定中。总体而言，无锡学院的大数据专业建设在制定目标时，结合无锡本地的特色和优势，形成具有特色的专业建设方案，培养出具备创新能力和实践能力的复合型大数据人才，为无锡的物联网产业和社会经济发展做出贡献。

（二）构建完善的课程体系

在构建大数据专业的完善课程体系时，首先要明确课程体系的目标和目标受众，了解学生的背景和需求。在此基础上，根据培养目标，对课程体系进行整体设计。根据大数据专业的特点，来制定课程结构，包括核心课程和选修课程[8]。核心课程应涵盖大数据的基础知识和技术，如数据处理、数据管理、数据分析、机器学习、数据可视化等。在设计选修课程时则应根据学生兴趣和需求，设计多样化的选修课程，如大数据工具和平台、数据挖掘、自然语言处理、云计算等。同时，也要为学生提供实践项目，使他们能够应用所学知识解决实际问题，例如，大数据分析、数据挖掘和机器学习项目，为学生提供必要的学习资源和工具，如教材、学习资料、编程环境和大数据平台。针对应用型本科高校的大数据专业培养体系，更要引入行业专家和实践经验，通过邀请行业专家举办讲座、工作坊和实践指导，让学生了解实际应用和最新发展，同时在课程设置中可以考虑加入相关行业的知识和技能培训。大数据技术发展迅速，因此在课程体系中应持续更新课程，以适应技术的发展和市场需求的不断变化，定期评估课程体系的有效性和学生反馈，根据需求进行更新和改进。

总之，在新工科背景下，应用型本科高校的大数据专业需要构建完善的课程体系，以培养具有大数据思维和技能的专业人才。在课程设置中需要梳理课程体系结构，确定专业核心课程，融合多学科知识，加强实践环节，考虑行业应用，并持续更新课程。

（三）搭建专业实践平台

在新工科背景下，应用型本科高校的大数据专业具有很强的实践性、应用性和综合性的特点，要求学校在大数据专业实践设计环节提供专业度高的专业实践平台[9]。在平台搭建过程中，首先是建设大数据实验室，要建立具备高性能计算、大容量存储、多节点网络等条件的大数据实验室，为学生提供良好的实验环境。其次应注重实践环节，通过实际案例让学生深入理解大数据技术的原理和应用，帮助学生掌握大数据分析的流程和技能[10]。同时，应将课程学习和实践操作相结合，让学生在学习过程中能够真正掌握大数据技术的实际应用。以无锡学院物联网工程学院为例，通过校企合作构建协同育人实践创新平台，集成领域前沿问题、行业数据资源、跨专业跨学科的前瞻性行业案例开展开放性综合实践任务以公开评测结果实战检验学生的实践创新能力。此外，加强校企合作，与企业共同开发实践项目，引入企业资源，让学生了解行业应用的实际需求和发展趋势。通过校企联合，服务于大数据专业人才实践创新能力培养目标，建设智能化、集成化的大数据实验实训平台，涵盖实验实训教学平台、课程包、大数据行业综合案例和数据集等资源，提供在线教学与实践支撑环境，能够自动测试、自动展示实验实训结果，提示具体问题或错误。共建共享的实践教学开放创新生态模式，有效支撑了课堂教学、实验教学与实训考评全面支持教学与实验的管理需求。再次是举办竞赛活动，通过定期举办大数据竞赛活动，鼓励学生参与，提高学生的实践能力和创新精神。最后是加强教师指导，教师需要加强实践环节的指导，帮助学生解决实践过程中遇到的问题，并提供个性化的辅导。

专业实践平台还应具备良好的开放性和可扩展性，能够及时更新和升级软件和硬件设备，以适应不断变化的大数据技术需求。同时，实践平台还应该提供丰富的参考案例和学习资源，方便学生自主学习和拓展知识面。总之，在新工科背景下，搭建大数据专业实践平台是培养具有实践能力和创新精神的大数据专业人才的重要手段。通过该平台，学生可以更好地理解和应用大数据技术，为未来的职业发展打下坚实的基础。

（四）强化专业教师团队的建设

在新工科背景下，对于应用型本科高校的大数据专业课程建设而言，强化专业教师团队建设首先是提升教师专业素养，通过鼓励教师参与行业实践和研究，提升他们的专业素养和实践能力。可以组织教师参加行业培训、学术交流和实践项目，使他们与行业保持密切联系。其次是建立跨学科合作机制，新工科的特点是融合了不同学科的知识和技能，因此建立跨学科合作机制非常重要。可以组织跨学科的研究团队，让教师们在项目研究中进行合作，促进不同学科之间的交流与融合。此外，推动创新教学方法，新工科强调实践能力的培养，因此需要教师采用创新的教学方法，引入项目式教学、问题导向学习等方法，让学生在实际问题中学习和解决问题，培养创新思维和实践能力[11]。再次是加强教师团队间的合作与交流，建立定期的教师团队交流机制，促进教师之间的合作与交流。可以组织教师研讨会、教学观摩等活动，让教师们分享教学经验和教学方法，互相学习和借鉴。最后是建立激励机制，为教师提供一定的激励机制，鼓励他们在教学和科研方面的努力和创新，设立教学奖励制度、科研项目支持等，提高教师的积极性和创造力。

总之，在新工科背景下，应用型本科高校的大数据专业需要加强专业教师团队的建设，以提高教学质量和效果。在团队建设中需要建立专业教师团队，加强教师培训，鼓励教师参与科研，加强校企合作，建立教师考核机制，加强团队合作，并建立反馈机制。

（五）国际化发展策略

新工科背景下的应用型本科高校大数据专业建设需要进一步完善国际化发展的策略，通过引进国际先进的教学理念和资源，开展国际合作交流项目，提高学生的国际视野和竞争力。第一是通过与国际知名高校或教育机构合作，引入国际先进的教学理念和资源，如国际知名教授、课程、教材、教学方法等，以提升大数据专业的教学水平和国际化程度。第二是通过与国际高校开展合作交流项目，如学生交换、联合培养、短期访学等，让学生有机会接触到国际先进的大数据技术和教育资源，提高学生的國际视野和竞争力。以无锡学院物联网学院为例，通过与新西伯利亚国立技术大学开展中外合作办学，让大数据专业的学生接触到国际前沿的教育资源，扩展了专业建设的外延。第三是鼓励学生参加国际学术会议和研讨会，了解国际大数据领域的前沿技术和研究动态。拓宽学生的国际视野、提高学生的学术水平和交流能力，对于大数据专业的学生来说非常重要。参加国际学术会议和研讨会可以让学生接触到国际先进的学术思想和研究成果，了解大数据领域的最新发展和技术趋势，从而加深对专业的认识和理解。以无锡学院物联网学院为例，该学院通过承办2023中国物联网大会的分论坛活动，为大数据专业的本科生提供了深入了解高规格学术会议的机会。在会议中，学生可以与来自世界各地的专家学者进行交流，分享研究成果和经验，拓宽学术视野和思路。同时，学生也可以通过参与会议的各个环节，如口头报告、海报展示等，提高自己的学术水平和交流能力。第四是建设国际化师资队伍，通过引进具有海外背景和国际化视野的师资力量，建设一支具有国际化水平的师资队伍，为学生提供更全面的指导和支持。第五是开设全英文授课课程，让学生能够掌握大数据领域的专业英语词汇和英语交流能力，提高学生的英语水平和跨文化交流能力。第六是推广国际化认证，如Oracle Certified Professional等，让学生能够获得国际认可的大数据专业认证，提高学生的职业竞争力和发展前景。

综上所述，在新工科背景下，应用型本科高校大数据专业建设的国际化发展策略可以通过引进国际先进的教学理念和资源、开展国际合作交流项目、参加国际学术会议和研讨会、建设国际化师资队伍、开设全英文授课课程以及推广国际化认证等方面来实施。

五、结语

通过采取上述措施，应用型本科高校可以更好地满足社会对大数据专业人才的需求，同时结合自身的定位和特点，打造具有高校属地产业特色和行业特色的大数据专业。这一过程可以更好地帮助学生掌握数据思维和解決问题的能力，提高他们的综合素质和竞争力。在这一过程中，高校教师也能够拓宽视野、获取新的科研技术手段和前沿大数据知识，从而提高自身的专业素养和教学水平。教师团队的整体实力得到提升，可以更好地指导学生进行实践和创新，培养学生的创新意识和实践能力。通过与地方产业的紧密合作，高校可以更好地了解行业需求和发展趋势，为产业升级提供更好的服务和支持。同时，学生也能够更好地了解行业应用的实际需求和发展趋势，为自己的职业发展和高质量就业打下良好基础。总之，通过采取上述措施，应用型本科高校可以更好地打造具有高校属地产业特色和行业特色的大数据专业，提高教学质量和效果，为学生的职业发展和高质量就业打下良好基础，同时也能够为地方产业升级提供更好的服务和支持。

参考文献

[1]李守晓.新工科背景下大数据专业建设及人才培养模式探索[J].物联网技术，2022，12（10）：142-143.

[2]郭文忠，张浩，董晨.“新工科”背景下数据科学与大数据专业建设探索与实践——以福州大学为例[J].电脑知识与技术， 2020，16（25）：121-123.

[3]王艳丽，张敏，尤国强.新工科背景下数据科学与大数据技术专业建设初探[J].陕西教育（高教），2020（02）：44-45.

[4]刘翔，石蕴玉，方志军，等．以新工科思维建设数据科学与大数据技术专业[J].教育现代化，2019，6（86）：169-170.

[5]贺丹，牛熠，聂华北.新工科背景下数据科学与大数据技术专业建设探索[J].电脑知识与技术，2022，18（22）：13-15.

[6]欧阳林艳，黄风华.新工科背景下数据科学与大数据技术专业应用型人才培养的思考与改革[J].信息系统工程，2020（12）：163-164.

[7]陈会平.新工科背景下民办本科高校数据科学与大数据技术专业建设研究[J].电脑知识与技术，2020，19（12）：105-107.

[8]任会峰，阚希，陆松，等.计算机文化基础MOOC平台互动教学实践探索[J].软件导刊，2022，44（05）：43-47.

[9]姚丽娜，傅学强.新工科高校工程创新实践平台建设探究[J].电气电子教学学报，2022，44（05）：148-151.

[10]杨志杰.新工科背景下机械专业虚拟仿真实验教学项目设计[J].课程教育研究，2020，52：74-75.

[11]王丽丽，方贤文.新工科背景下的大数据专业课程思政建设[J].安徽理工大学学报（社会科学版），2022，24（03）：104-108.

基金项目：2023年度江苏高校哲学社会科学研究一般项目“大学生学业成绩对初次就业能力影响的统计学分析与研究”（项目编号：2023SJYB0918）

责任编辑：王颖振、周航