时间:2023-07-18 17:06:54
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇大数据方向的毕业设计范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)08(c)-0131-03
自1998年教育部将原来的计算数学、运筹学、控制论、信息科学4个专业整合成一个新专业――“信息与计算科学”专业后,全国已有600多所高校开设了信息与计算科学专业,该专业是数学、计算机、信息工程等学科的交叉,目标是培养具有扎实数学基础和一定的计算机技能,能够在信息科学和计算科学领域从事科研、教育、软件开发及解决实际问题的能力的应用型人才[2-3]。
但是,随着招生规模逐步扩大,暴露出许多问题,如专业特色不明显、专业就业方向不明确、课程设置、实践环节等方面滞后于信息技术和计算机技术的发展,学校教育和社会实际需要脱节等问题[4-5]。
云时代、大数据时代的到来,为信息计算科学专业的发展带来了新的契机。
大数据,指的是所涉及的数据量规模巨大到无法通过人工,在合理时间内截取、管理、处理并整理成为人类所能解读的信息[1-5]。随着各行各业信息量的快速膨胀,今后对拥有大数据管理和分析能力的人才需求将快速增长[7-8]。
大数据时代需要分析数据及其与业务相结合的分析人才,这与信息与计算科学专业的培养目标相吻合,信息计算科学专业充分发挥其数学的优势,结合专业背景和社会实际需求,可以为未来的大数据市场培养熟练掌握大数据技能并擅长海量数据的采集、存储、管理、挖掘与分析等经验的人才。为适应社会需求,该校及时调整专业方向,徐州工程学院信息与计算科学专业于2016年秋季招收大数据方向学生。
培养优秀的大数人才,构建合理的课程体系是关键,该文根据该校实际情况,探讨信息与计算科学专业如何在保持数学类专业优势的情况下,融合大数据时代的技术和思想,构建合理的面向大数据的信息与计算科学专业课程体系。
1 人才培养目标制定
依据徐州工程学院应用型本科院校的要求,制定符合该校特色的面向大数据的信息与计算科学专业培养目标。
(1)综合素质目标。培养满足地方经济、社会发展需要,德、智、体全面发展,具备良好法律意识与职业道德规范,具备团队合作意识,具备较强的沟通表达能力、分析理解能力、专业文档撰写能力、创新能力、项目管理意识等各项综合素质的人才。
(2)专业技能目标。培养具有良好的数学素养,掌握信息科学和计算机科学的基本理论、方法和技能,熟悉主流大数据管理及分析平台、数据分析算法与工具,具备较全面的大数据平台的应用开发与管理运维能力,有一定的大数据平台架构能力,有一定数据分析与算法实现能力,有较强的创新意识和初步的大数据工程实践能力,适宜在IT企业从事大数据应用开发、大数据系统运维等工作、并具备一定行业经验认知的应用型大数据人才。
2 课程体系构建思想
为培养适应不同大数据岗位的专业人才,我们采用定制化课程体系、多元化教学模式,重点拓展和提升实践类课程建设,适当加入拓展课程。
2.1 定制化课程体系
针对大数据行业不同岗位技能要求,课程体系遵循“通用+特长”的设计思路,通过通用开发语言与特色大数据技能相结合的培养模式,利用项目驱动的实战技能训练,可实现学生的个性化培养。
重视基础课程,加强技术主干课程,构建核心课程群。在夯实基础课程之后,考虑学生实际就业方向,开设针对性强的专业课程,根据实际情况安排学生针对性选择实训方向,安排相应技术性课程学习,同时强化学生技术技能的运用能力。
2.2 多元化教学模式
为调动学生学习积极性,提高课程效果,采用多元化的教学方式。通过理论课、实验课、项目实战课和职业素质课程,培养学生理论结合实践的综合应用能力,提升学生的职业技能与综合素质;并通过线上教学环节为学生提供灵活高效的学习渠道、提升学习兴趣、拓展专业知识、培养主动学习的良好习惯。
为了将学生培养成为大数据开发、数据挖掘和数据分析类高端特色专业人才,课程体系以知识体系和能力体系为双主体进行规划,强调技术与职业素养的双重培养,将职业发展所需要的各种软能力培养融入到日常教学中,以实现学生的职业化能力培养。
2.3 重点拓展和提升实践类课程建设,适当加入拓展课程
在保持基础扎实的前提下,拓展和提升实践类课程。除强化校内实践课程外,还要运用校企合作实训基地,进行实训项目开发,强化理论教学与工程实践的结合。
不定期聘请名企在职IT专家或业界知名人事,开展各种主题活动,拓宽学生视野。
3 课程体系构建方案
遵循“通用+特长”的设计思路,课程体系的构建重视基础课程,并加强大数据技术相关课程,划分为通识课程、学科基础课程、专业课程以及集中实践课程四大课程模块。
3.1 通识课程
包括通识必修课程和选修课程两种类型,是对本专业学生进行公民基本素质教育的重要内容,以提升学生的政治思想水平、文化科学素养、信息技术能力和外语沟通能力等大学生必备的基本素质为目标,也对本专业学生进行职业生涯与职业发展指导。
3.2 学科基础课程
该类课程是对该专业学生进行学科专业知识教育的基础内容,目标是提升学生的学科专业认知水平。专业基础课程一是用以铺垫专业数学基础,培养学生的基本科学素质。二是强化计算机科学与大数据技术的共用核心技术,增强学生进入社会的适应能力。该类课程如数学分析、高等代数、C语言程序设计、Java程序设计等课程。
3.3 R悼纬
该类课程是对该专业学生进行专业技术和专业能力训练的重要内容,培养学生解决实际问题能力和应用创新能力,具备信息计算科学专业相关领域,尤其是大数据分析及应用开发领域技术工作所需的专业理论知识及相应的应用能力。该类课程包含数据结构、数据库原理及应用、Linux操作系统、数据分析、数据挖掘、大数据内存计算、大数据流式计算、大数据离线计算等。
3.4 集中实践课程
该类课程是对该专业学生进行专业创新教育和素质拓展训练的重要内容,重点是培养学生提出问题、分析问题和解决问题的意识、能力和方法,了解信息科学专业尤其是大数据分析及应用开发领域理论、技术与应用的新发展,能运用所学的理论、方法和技能解决信息技术与大数据分析及应用开发中的实际问题,具有较强的知识更新、技术跟踪及职业能力。该类课程主要包含课程设计、项目实训、综合实训、岗位实训和毕业设计。
面向大数据的信息与计算科学专业课程教学体系框架如图1所示。
课程开设先后次序注重学生大数据方向完整的知识链构建,严格按照大数据方向具备的知识结构设计。
实践课程体系包含两条线,一个是课内实验,一个是集中实践环节。课内实验是每门课的实践练习,学科基础课中《C语言程序设计》开设了课内实验,所有专业课均设置了课内实验,课内实验的安排又划分为基础类实验和提高类实验,是对学生进行的基本技能训练。集中实践是每学期后集中开设的实践课程,如课程设计、项目实训、综合实训、岗位实训、毕业设计。课程设计和项目实训目的是对学生进行综合技能训练,岗位实训和综合实训对学生进行实战技能的训练,毕业设计既是对学生的综合技能的训练,也是是对学生知识掌握、综合技能的一次检验。整个实践体系构建如图2。
4 结语
大数据专业方兴未艾,结合大数据专业,充分发挥数学优势,与计算机技术相结合,为我们的专业发展带来新的契机,为培养优秀的大数据人才,我们将根据实际需求及学生发展状况调整培养方案与课程体系,促进信息与计算科学专业的不断发展。
参考文献
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目前与BIM技术相关的毕业设计聚焦于基础应用、技术融合和软件研发等三个主要方向,如图1所示。1.1BIM基础应用方向。BIM基础应用多数是基于BIM软件开展相关应用研究,是目前毕业设计的主流课题方向。如采用Revit软件建立三维信息模型,在此基础上进行施工图深化、碰撞监测、进度模拟、工程量统计、造价分析和三维动画展示等工作。早期的研究对象以房屋建筑为主,目前已拓展至桥梁、隧道、地铁等公共基础设施。在BIM应用软件方面,建模软件以Revit最为常用,碰撞检查和动画模拟多数采用Revisworks软件,工程算量和造价分析则常采用广联达和鲁班等国内软件。总体来看,该方向的毕业设计课题以应用为主,课题的完成情况与研究对象的复杂性、研究内容的丰富性、研究成果的实用性密切相关。随着信息技术的快速发展,当代大学生的计算机应用能力、新知识接受能力和创新能力也在不断提高,早期以多高层房屋为对象的“建模+动画+算量”的毕业设计课题已难以满足培养目标的要求。因此,该类课题的研究对象正逐步拓展至超高层建筑、大跨空间建筑、钢木结构建筑、地铁隧道等公共基础设施和市政工程项目;研究内容也延伸至进度控制、成本管理乃至运营维护等多个方面;同时,研究课题也越来越多地来源于实际工程,研究成果的实用性已成为毕业设计成绩评定的重要依据之一。1.2BIM与前沿技术融合方向。随着BIM技术的逐步普及,其应用和研究正在从传统的辅助设计施工向多技术融合的方向发展。如BIM与RFID(RadioFrequencyIdentification,无线射频识别)、BIM与GIS(GeographicInformationSystem,地理信息系统)、BIM与VR(VirtualReality,虚拟现实)、BIM与AR(AugmentedReality,增强现实)、BIM与三维激光扫描、BIM与结构健康监测等前沿技术融合方向。以BIM与RFID技术融合为例,在传统的施工现场,大批量地进行构件验收、安装时,主要通过人工方式填写报告、录入数据,信息延误的现象时有发生,工作人员常常无法判断构件的真实状况,很容易发生错误,导致各类问题频发。利用RFID技术可以实时追踪、监控构件的生产、运输、安装和运维状态,并以无线网络即时传递信息到BIM数据处理平台,可以实现对构件的实时追踪,解决信息错误和丢失等问题,能有效地提高工程项目的管理效率和经济效益。该类毕业设计课题通常要求指导教师有一定的前期研究基础,有时采用校企联合指导方式,由企业导师制定课题的研究内容,毕业设计开展过程中由校内和校外导师共同指导。1.3BIM软件研发方向。BIM的核心思想是信息的集成、交互与共享,模型是载体,软件是工具。在BIM软件平台研发方面,国内外各大软件开发商已经开发了各类适用于建筑不同阶段、提供不同功能的商业BIM软件。如,美国Autodesk公司推出的Revit、Navisworks、Civil3D等BIM软件;美国Bentley公司推出的ABD(AECOsimBuildingDesigner)软件;此外还有Tekla公司开发的专用于钢结构设计的Xsteel软件,Graphisoft公司的ArchiCAD软件等。国内也有广联达、鲁班、PKPM、3D3S等公司开发的相关BIM软件。虽然商用BIM软件已较为成熟,但针对不同对象、不同功能、不同企业均存在一定的局限性,尚需定制研发。相比于BIM应用方向,软件研发类课题一方面要求指导教师有前期研究基础,另一方面要求学生有一定的编程基础,更重要的是对软件编程有兴趣。此外,也有部分研发类课题不需要编写代码,只需要设计软件功能和操作界面等,具体编程工作由他人或企业来完成。
2基于BIM技术的毕业设计案例
2.1BIM基础应用方向毕业设计案例。以同济大学本科毕业论文“超高层建筑模架装备模块化仿真设计与建造技术研究”为案例。该论文以上海市真如城市副中心A5地块项目1号办公楼为实际工程背景,借助BIM工具对钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备开展研究,完成的主要工作包括:(1)对钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备系统组成和工艺原理进行归纳总结,对超高层结构核心筒使用钢平台模架装备关键技术进行分析,包括模架的现场安装、标准层施工、桁架层施工和墙体收分层施工等技术;(2)分析钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备的模块化设计方法,初步确定模架标准构件库,根据模架装备标准构件创建Revit参数化族库,对标准构件和非标准构件进行组合,并进行整体钢平台模架装备的虚拟预拼装;(3)根据二维设计图纸建立该超高层建筑的核心筒模型,采用Navisworks进行整体钢平台模架模型和核心筒模型的合模,对钢平台模架施工关键技术进行可视化施工模拟。毕业设计成果提出了一种钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备的模块化方案,借助BIM软件建立了模架标准模块构件族以及核心筒模型,完成了模架模块的组合与拼装,实现了模架装备和核心筒的合模,并对钢平台安装、标准层施工、收分层施工等进行了三维可视化分析。该毕业设计的研究成果已应用于实际工程项目中,对模架装备的模块化和BIM技术的推广具有积极作用。2.2BIM与前沿技术融合方向毕业设计案例。目前,BIM与GIS、VR、RFID、三维激光扫描等技术的融合交叉应用已成为工程界和学术界的研究热点。以三维激光扫描为例,该技术是测绘领域继GPS之后的又一次技术革命,通过高速激光扫描测量方法,大面积、高分辨率地快速获取物体表面各点的坐标、反射率、颜色等信息,基于这些大量、密集的点信息可快速复建出真彩色三维点云模型,为后续的数据分析等工作提供准确依据。该技术具有快速性、非接触性、穿透性、高密度、高精度、实时性强等特点,很好地解决了目前空间信息技术发展实时性与准确性的颈瓶。以同济大学本科毕业论文“基于BIM技术对既有建筑快速建模方法的研究”为案例,该论文针对目前既有建筑建模时面临的竣工图纸无迹可寻、空间几何信息难以采集、建筑物细部特征难以捕捉、测量所需时间及金钱成本过高等问题,采用三维激光扫描技术对上海某演艺场所进行扫描,利用JRC3DReconstruction软件对点云数据进行降噪与配准,再采用ICP算法进行平滑操作,最后对该建筑进行整体建模,生成的三维模型见图3所示。该模型已用于其改造工程的后期设计与研究工作中。2.3BIM软件研发方向毕业设计案例。以同济大学本科毕业论文“基于二维码的钢结构构件追踪管理软件研发”为案例,该论文从研究国内外钢结构BIM建造管理平台入手,分析了构件信息追踪管理平台的研发和应用现状,将BIM技术与二维码技术相结合,设计了基于二维码的钢结构构件追踪管理软件主要功能和界面,基于B/S架构,采用Html、JavaScript和Neo4j等语言初步实现了构件追踪和进度管理等基本功能。构件追踪界面见图4所示,软件对每一根构件生成唯一的二维码,支持单独或批量下载功能。二维码存储构件的编号、安装位置、尺寸、长度和质量等基础信息。用手机扫描二维码即可查看构件的报验和质量检验等详细信息。通过二维码功能,可追踪构件的生产、制作、运输和安装等全过程信息,实现对构件加工和安装中的质量监控信息以及构件安装进度信息的实时掌控,而这些信息直接反映到构件的位置管理、质量管理和安装进度管理中,为这些管理活动的进行提供了帮助和支持,追溯到最上层则实现了加工制作计划的实时调整,而加工制作的调整又决定了现场施工情况。此外,通过二维码信息能够直观快速地发现现场质量问题,解决现场管理人员携带图纸及查询资料不方便等问题,提高了现场工作效率。本软件的开发涉及BIM模型的解析、上传和显示等功能,这些功能的实现需要大量的编程工作,很难由一位本科生在毕业论文周期内完成所有工作,因此,软件的前期开发工作已由指导教师团队完成,本论文主要是实现了基于二维码的钢结构构件追踪管理功能模块的设计和研发工作。
3提升基于BIM技术的毕业设计效果建议
3.1增加前沿课题数量。目前,BIM方向的毕业设计仍然以“建模+动画+算量”的软件应用型课题为主导,虽然该类课题的实用性强,但往往工作量大而难度不大,特别是对一些研究型高校的学生,该类课题的毕业设计主要是提高了学生的BIM软件使用能力,对学生的创新性培养不足。随着信息技术的快速发展,建议增加BIM与物联网、大数据、VR、AR等新型技术相结合的毕业设计课题,提高学生的实践能力和创新能力。此外,现有的主流BIM平台均被国外垄断,亟须发现和培养一批专注于软件研发的学科交叉类学生,可以通过增加平台研发类课题,锻炼学生的研发能力,为其将来的工作和继续深造打下基础。3.2加强校企合作。BIM技术无论是软件使用、平台研发,还是与新技术的创新应用,均具有很强的实践性。目前,很多土木建筑类大型企业均配备了BIM技术中心,具有较强的BIM应用、产品和新技术研发能力,而在国内高校中专职从事BIM教学和科研的教师非常欠缺。通过校企合作,可以弥补校内指导教师BIM实践能力的不足,促进产、学、研全面合作,充分发挥学校与企业在BIM人才培养过程中的职能作用,实现优势互补、资源共享,强化实践育人环节,对于提高人才培养质量具有积极的意义[6]。针对于此,同济大学与上海建工、华东建筑设计院等单位已建立了长期的校企合作关系,与BIM技术有关的毕业设计课题多数来自于企业,部分毕业设计成果已直接应用于实际工程,取得了较好的教学效果。3.3重构现有课程体系。近十年来,虽然BIM技术和软件已有长足的进步,正向设计已开始应用,但逆向建模仍是主流,在毕业设计中也最为常见,即学生根据二维CAD图纸创建其建筑、结构及机电等三维BIM模型。从已有的毕业设计效果看,存在两方面的问题,一是许多学生的识图能力较弱,特别是机电图纸的识图能力非常欠缺,需占用大量的毕业设计时间来提高识图能力;二是学生的BIM软件操作能力不足,很多时间被用于软件学习中,实际的毕业设计工作时间被大量挤占。目前,很多高校没有单独设置BIM课程,或者虽然单独设置但将其作为选修课,普及面不广,这就需要我们对现有的课程设置体系进行完善和重构。考虑到BIM技术的应用领域非常广泛,笔者建议将BIM技术的教学融入专业培养体系中,如:将BIM技术引入工程制图、房屋建筑学、钢结构和混凝土结构设计、土木工程施工、工程项目管理等多门课程中,特别在课程设计中,将其作为一项必修内容。通过BIM技术的三维可视化、虚拟仿真、信息共享等功能实现课程体系的有机整合。
BIM技术已被广泛视为改造建筑业这一传统产业的战略手段,正在导致建筑业进行一次史无前例的彻底变革。从高校的实践课程教学来看,BIM技术相关课题已成为建筑学、土木工程、工程管理等专业毕业设计的一个重要方向。本文归纳总结了与BIM技术相关的三大毕业设计课题方向:基础应用、前沿技术融合和软件研发,以同济大学为例展示了各方向的毕业设计案例,最后提出了增加前沿课题数量、加强校企合作、重构现有课程体系等用于提升毕业设计效果的建议,可以为BIM相关专业的毕业设计提供借鉴和参考。
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中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2017)02-0048-04
业设计是高校实践教学环节的重要组成部分。毕业设计可以培养学生运用专业知识解决实际问题的能力及创新意识,加强学生的实践操作能力,提高学生的专业素质[1]。在高校人才培养方案中,毕业设计学分最高、耗时最久、考核综合性最强,是可以衡量和评价学生综合水平及专业知识储备量的重要教学实践环节。因此,科学、合理、高效地管理毕业设计的是高校教学工作的重点。随着工程化培养工作的推进及教学多元化的发展,新形势下传统的管理方式已不能满足毕业设计的管理要求,本文将分析毕业设计的管理现状,结合毕业设计的发展形势,提出基于信息化管理模式的毕业设计管理方式及其信息系统的设计思想和技术路线。
一、毕业设计管理现状问题
鉴于毕业设计在高校实践教学工作中的重要地位,国内各大高校均高度重视毕业设计的管理工作,经过多年的积极实践及探索,结合各自实际的教学管理模式,均制定了较为规范的毕业设计实施细则及管理制度[2-3]。但是,随着科技不断进步、教学工作的多元化发展,已构建的毕业设计管理模式不断出现新的问题和挑战,直接影响了毕业设计的质量。
(一)学生重视度低
大部分高校计划于第八学期开展毕业设计相关工作,而该时期内,学生将主要精力投放于就业及考研等方面,不能全身心投入毕业设计中。同时,学生毕业设计场所分散,学生管理工作者未能及时、全面地开展毕业设计动员工作,让学生及时了解、掌握毕业设计相关要求及毕业设计管理的规章制度,致使学生忽略该教学环节的重要性,最终导致毕业设计的质量逐年下降。
(二)选题监管不严
毕业设计选题阶段目前普遍存在课题重复率较高、专业相关度较低、虚假课题等现象[4]。毕业设计是综合使用专业知识解决实际问题的过程,若选择陈旧、无前瞻性、无创新性可言的课题,或是不切实际的虚假课题,将限制学生的创新思维和实践能力,不能发挥毕业设计的教学作用。
(三)毕业设计场所分散
随着教学模式的不断改革,校企合作作为高校推进工程化人才培养工作的重要举措,逐步渗透到高校的教学工作中。校企合作不仅涉及课程企业化改革,高校也与企业共同组建毕业设计企业教师指导团队,并由学生自主选择企业进行毕业设计。但由于毕业设计场所分散,学生不能及时获取校内关于毕业设计的相关通知,且学生与校内指导教师沟通不及时,致使学生毕业设计期间的过程监督、管理效果较差,直接影响毕业设计质量。
(四)毕业设计过程管理松懈
确定选题后,毕业设计将分为开题、中期、评阅论文及答辩四个阶段。目前,由于应届毕业生人数逐年增加,毕业设计各环节的管理工作量激增,使得高校制定的毕业设计实施细则等规章制度形式化,教学工作者不能及时发现并处理过程管理中存在的问题。同时,为给学生提供更多时间解决就业问题,各环节检查时降低标准,导致出现不能及时跟踪各阶段问题的整改进度、学生毕业设计进度较缓等问题。
二、构建毕业设计信息管理系统的意义
针对毕业设计管理目前存在的问题,分析当前高校教学工作的发展形势,为使毕业设计可达到预期实践教学效果,须采用先进、高效的管理模式和规范、科学的管理系统。
(一)信息管理系统的作用
随着时展,各行各业已将信息化发展作为理念,逐步采用信息管理模式适应新的发展、变化形势,而信息化管理系统则更被广泛应用于政府、私企、高校等传统企、事业单位中[5]。信息管理系统可以规范信息的存储及管理,为管理者提供简便、快捷的管理操作,使管理者从复杂、烦琐的人工操作中脱离,减轻工作量及工作强度。
在高校中信息管理系统主要应用于建立高效、智能管理的办公信息化平台。为适应高校管理办公水平快速提升的需求,针对高校实际的办公需求,信息管理系统可提供教务管理系统、办公管理系统、在线学习系统、网上考试系统、人力资源管理系统等功能综合一体化的信息管理平台,规范、简化高校的信息管理工作,为师生提供新时代的信息化环境[6-7]。
(二)构建毕业设计信息管理系统的目的
实现科学化教学管理需采用现代管理方法和手段,结合信息管理系统的特点及作用,为更好地完善毕业设计的管理,
提高毕业设计质量,本文将结合毕业设计的管理模式提出一款毕业设计信息管理系统。基于信息管理模式的毕业设计信息管理系统应简化毕业设计管理工作、有效规范学生选题、加强指导教师管理、增强毕业设计过程监督力度。
信息化的毕业设计信息管理系统应将复杂、烦琐的申报课题、选题、开题等管理工作,结合高校关于毕业设计实施细则的管理规定,通过规范的管理方式,在网上完成过程管理及监督工作,督促学生按照规定的时间节点完成任务,协助指导教师实时掌握学生毕业设计的工作进度,同时也可降低教学管理者的工作强度。毕业设计信息管理系统不仅可以提高教学管理效率,也符合高校信息化发展的内涵[8-9]。
(三)毕业设计信息管理系统的功能
毕业设计信息管理系统使教学管理者、指导教师及学生可在网上完成毕业设计各环节中的申请、填报及检查等操作,与传统的人工管理方式相比,毕业设计信息管理系统可从优化过程管理及加强质量监控两方面较好地改善毕业设计的管理现状。
1.优化过程管理。毕业设计信息管理系统结合高校针对毕业设计制定的实施细则,设计各环节的功能模块,简化师生工作的同时,规范各环节中师生的操作,使其在规定时间节点内完成相应工作,优化了各环节的管理工作。另一方面,网络操作可避免校企合作致使学生毕业设计场所分散所带来的问题,企业教师可在网上填报学生在企业完成毕业设计的进展情况,使校内指导教师可及时获取学生信息,深化过程管理的力度及影响。
2.加强质量监控。确保毕业设计顺利进行的同时,毕业设计质量监控也是毕业设计管理现状中存在的问题之一。毕业设计信息管理系统可在毕业设计各环节考核时,及时过程考核的相关信息及安排,并采取指导教师回避的政策为学生分配开题检查、中期检查、论文评阅及答辩的检查教师。考核结束后,系统将检查结果及时反馈给学生及指导教师供其参考并完善毕业设计相关材料,提高毕业设计质量。业设计信息管理系统可有效严肃考核过程、加强考核力度加强毕业设计各环节的质量监控工作。
三、毕业设计信息管理系统的设计与实现
毕业设计信息管理系统应结合毕业设计的实施细则及各环节管理工作的实际需求,完成系统整体框架设计及功能实现。
(一)系统的功能需求
高校毕业设计是由教学管理者、教师、学生共同协作完成的实践教学工作,因此,毕业设计信息管理系统拟设计三种用户权限:管理员、教师、学生。不同权限的用户对应不同的功能模块,系统功能用例图如图1所示,各权限用户的系统功能介绍如下。
1.管理员。管理员是毕业设计信息管理系统的核心权限,负责计划、安排毕业设计的各环节工作。管理员可完成学生的毕业设计资格审查、指导教师的资格审查、课题重复率检查及人员基本信息维护等工作,并对毕业设计各环节时间节点进行初始设定。开题、中期、评阅论文、毕业设计答辩等环节,管理员可完成检查通知、学生及教师分组、成绩统计及验收等操作,规范化整个毕业设计工作流程。
2.学生。学生是毕业设计信息管理系统的应用主
体。学生通过系统可查看毕业设计资格审查结果,根据个人的研究方向与兴趣完成双向选题操作,每周按时提交工作进度,并查询毕业设计各环节的检查通知、分组信息、各阶段检查成绩等信息。参加校企合作的学生,可在系统中完成与校内教师的在线沟通,及时反馈毕业设计进展情况。
3.教师。具备教师权限的用户可查看毕业设计各阶段的通知公告,及时了解工作进展,完成毕业设计的指导、审阅工作。结合校企合作的实际情况,教师权限分为企业教师与校内教师两类。企业教师可在系统中为学生分配企业项目、初步拟定实际的毕业设计题目、完善学生在企业的实习情况,并及时反馈学生毕业设计在企业的进展情况。校内教师具备指导教师、评阅教师及答辩教师三种角色:指导教师可在系统中完成课题录入、查
询学生信息、添加毕业设计工作计划等操作;评阅教师可在系统中查询须进行评阅的学生信息、审查学生材料、录入成绩及评语;答辩教师可查询自己所在答辩组信息、填写答辩记录、录入答辩成绩。
(二)毕业设计信息管理系统的架构
建立毕业设计过程管理的规范化、标准化是毕业设计过程管理的关键。通过分析毕业设计各环节的工作流程,结合毕业设计信息管理系统的功能需求,本文完成了系统架构设计,架构图如图2所示。
毕业设计从工作流程上可分为选题、开题、中期、评阅论文、毕业设计答辩五个核心部分。结合功能需求,可将系统分为以下几部分。
1.学生信息管理。毕业设计管理系统提供了较为完善的学生信息管理功能,用于维护学生在毕业设计中涉及的基本信息,如姓名、学号、专业、班级、毕业设计类型、指导教师、课题名称等。
2.教师信息管理。教师信息管理主要针对企业教师及校内教师信息提供增、删、改、查等操作,实时维护教师基本信息,如姓名、年龄、性别、职称、研究方向、指导学生数等。
3.课题管理。课题管理主要为毕业设计选题阶段提供便利操作,教研室将结合教师录入的课题信息完成对课题可行性、难易程度及相似度的审核工作,审核通过后的课题可由教师及学生完成课题的双向选择,同时,课题管理也为指导教师提供了课题论证书打印操作。
4.开题管理。开题管理中系统可提供学生分组、教师分组、成绩录入等功能,协助指导教师及教学管理者实时、准确地完成开题检查的相关工作。
5.中期管理。中期检查是对毕业设计前阶段工作的总结性检查,中期管理中系统可提供学生分组、教师分组、材料提交、成绩录入等功能,协助指导教师及教学管理者实时、准确地完成中期检查的相关工作。
6.论文评阅管理。论文评阅管理将根据学生与指导教师的对应关系,采取回避指导教师政策为学生分配评阅教师,系统将提供评阅教师查询、成绩录入等基本操作。
7.答辩管理。答辩作为毕业设计过程管理中的重要环节,将整合其他过程管理的考核成绩,审查学生参加毕业设计答辩资格,并提供答辩组教师录入、学生分组、答辩记录、成绩录入等相关功能。
8.成绩管理。成绩管理主要针对毕业设计过程考核中的各部分成绩进行汇总及统计,提供成绩导出、打印等功能。
9.日常工作管理。日常工作管理包括通知、公告的、常用资料下载及工作进度表的填写。系统将采用系统时间作为时间戳记载使用者登录系统时间、查看通知时间,并实时填写工作进度表时间。
(三)毕业设计信息管理系统的技术实现
随着Internet的发展,网络体系结构从最初的C/S(Client/Server)模式逐步发展为B/S(Browser/Server)模式。为简化系统开发、维护及使用,毕业设计信息管理系统采用B/S结构完成毕业设计信息管理系统的架构设计。系统前台界面采用JSP、JS、CSS完成布局及细节设计,后台数据库拟采用MySQL数据库完成表结构及视图设计。
从系统稳定性、安全性及易维护性的角度出发,数据交互部分,系统采用SSH(Struts-Spring-Hibernate)框架结合MySQL数据库完成,SSH框架将应用程序分为三个层次:表现层、业务逻辑层及数据持久层,可以安全、高效、迅速地完成数据交互操作,结合MySQL数据库可以有效保证数据的实时性、安全性和一致性。
针对以上开发技术及数据库设计,系统采用Java作为开发语言,具体应用的开发工具参数如表1所示。
四、应用与展望
毕业设计信息管理系统可以规范化、标准化毕业设计过程管理,简化毕业设计内各环节工作,为师生提供良好、便利的操作平台,满足目前毕业设计管理的实际需求。该系统已于2012年起投入实际应用,经过不断改进,系统具备良好的扩展性、平台无关性及易用性。结合校企合作工作不断推进的现状,系统完善了企业教师在系统中的功能,较好地解决了学生毕业设计场所分散所引发的问题,确保了毕业设计过程考核的质量。
毕业设计是高校教学环节中的重要组成部分,是学生综合运用专业知识解决实际问题的实践教学过程。因此,毕业设计信息管理系统完成基本管理需求的同时,
应针对毕业设计管理进行深层次的挖掘及改进。随着大数据时代的到来,如何采用数据仓库、数据挖掘等技术完成毕业设计课题重复率筛选将作为毕业设计信息管理系统下阶段的研发重点。同时,也将从信息安全性、功能完整性等方面不断完善系统,以提高毕业设计信息管理系统的整体运行效率。
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就业前景分析方面,谷歌首席经济学家哈尔•瓦里安预计,未来即将出现一类新型的专业人才和职业岗位——数据科学家,当然数据智能分析师也会应运而生。现下时代是数据时代,甚至称之为大数据时代,企事业单位面临大量数据如互联网数据、医疗数据、能源数据、交通数据等,实际应用中普遍遇到分析能力弱、噪声数据多、缺少分析方法、分析软件能力差、模型可信度低等问题,其主要原因在于传统数据分析方法不能满足需要,而数据挖掘技术、机器学习技术、模式识别技术、知识发现等智能技术可以为数据智能分析方法与工具提供技术支撑。2014年4月24日,百度高级副总裁王劲在第4届“技术开放日”上正式宣布推出“大数据引擎”,数据智能概念由此产生。数据智能分析是指通过数据挖掘技术、机器学习、深度学习、模式识别与分析、知识发现等技术,对数据进行处理、分析和挖掘,提取隐藏在数据中有价值的信息和知识,从而寻求有效解决方案及决策支持预测。目前社会急需懂得智能技术的各层次数据智能分析人才,可以预计,熟练掌握智能技术的数据科学家、数据分析师、数据挖掘人员将有广阔的用武之地。培养手段探索方面:①以“点—线—面”结合的方式横向纵向设置课程群,面向数据智能分析,以案例为导向贯穿“线”上的各关节点课程,比如以数学基础课(线性代数、概率统计、数学分析)大类专业课(程序设计、数据结构、数据库技术)数据智能分析专业课(数据挖掘、机器学习、多维数据分析)为主线,理论与实践齐头并进;②立足培养“计算技术+智能信息+知识技术”的高级数据分析师,理论学习—随课实验—集中实践—科技活动—企业实习—毕业设计等教学环节协调配合,“资格认证—竞赛获奖—奖学资助”激励培养;③以大数据智能分析为契机,积极培养本科生的大数据计算思维和认知能力,使其掌握大数据智能分析方法、机器学习数据挖掘工具和开发环境。政策导向分析方面:建议中国计算机学会与中国商业联合会数据分析专业委员会等机构紧密协调合作,设立适应新时代社会与经济发展的“数据智能分析师”认证[6],当然将大数据智能分析纳入计算机水平考试的可选项也是当前的一种解决方案,提高智能科学与技术专业社会认可度,增强本专业学生的归属感,更好地培养各层次的数据智能分析人才。
2创新型智能技术人才培养
智能科学与技术的发展与计算机技术几乎同时起步,但其进展比计算机技术要慢许多,根本问题在于高级智能的载体——“人脑”是世界上最复杂的系统,人类对它的认识和了解仍然处于初级阶段。近年来通过智能技术解决实际应用问题有了长足进步,国内已相继有20多所高校面向市场变化和未来需求,自2004年以来陆续开办了智能科学与技术本科专业。尽管大多数智能技术的理论基础还不完备,但实际应用的强劲需求与问题解决能力超越了薄弱理论基础的约束。本专业课程的教学内容与课程实践都适合教师与学生以研究者的身份参与到“教”与“学”的活动之中。1)研究型教学。蓬勃发展中的智能技术需要教师启发式、创造式、批判式地“教”,学生也要创造式、批判式地“学”。教与学要能够从研究思维、问题探索、模型改进、算法优化、脑认知和自然智能指导的角度推进教学活动,进行创新性教学和研究型学习。教学实践活动中应强调学生半监督式学习与自监督学习为主导,鼓励引导深度学习,经典案例、前沿讲座、讨论探索贯穿课堂教学,课程考核注重创新科技实践、问题探索、课程内容探索、课程研究性专题报告、以课程为基础的作品开发等创新效果和教学效果。2)“研究型分组”培养。智能科学与技术专业开办时间不长,成熟教材不多,课程体系需要不断适应学生和社会的需求做出调整,又加上智能科学专业课程本身的发展探索与实际应用现在处于同步发展阶段,决定了专业老师大力推进“研究型班级教学”,在教学过程中实施“大班基础讲授”+“小班研究型讨论”+“小组探索型课题实施与报告”的教学体系,同时来自相关研究方向的研究生也作为助教协助专业老师对小班(组)课题讨论进行引导。3)科研训练提高学习积极性。大类培养模式下实施科研训练引导学习,大一、大二年级主要学习公共基础课程和大类专业基础课程,其中的数学基础课,如线性代数、高等数学、概率统计、离散数学等,由于缺乏实际应用案例支撑,很多学生会怀疑这些知识在将来本专业学习中的用处,课堂课后处于被动学习状态,个别学生还会由于认识滞后,产生厌学情绪甚至放弃基础知识学习,以致于专业分流后表现为学习能力严重不足。通过吸收本科生参加科学创新实践和科技活动,使他们发现数学知识能够用来解决实际问题,有利于提高本科生学习基础知识的积极性,变被动学习为主动学习。同时,教师也能从中发现部分优秀本科生的创新潜力和研究能力,激发他们科学研究的兴趣,引导他们把智能科学技术作为研究方向并致力于攻读相关方向硕士研究生、博士研究生,进一步强化其科学创新能力,势必会使其获得高水平创新性成果。大类培养模式下强化专业教育与实践,专业老师要积极主动引导学生,变被动地等待学生选专业转变为吸引优质学生,以大二上学期为主要时间点,引导大类专业学生对特色专业的兴趣,通过科学研究和学生科技活动吸引选拔学生进科研团队,同时实施科研成果进课堂、进教材、进学生活动。专业教师、班导师可宣讲专业特色和就业前景,指导本科生申请大学生科研训练计划、参加科技竞赛、开发智能技术特色作品。大类培养模式下实施科研训练计划,需要本科生积极主动地理解大类下各子专业的特点和特色,结合自己的兴趣爱好和实际情况,在大类培养结束时分流到各特色专业。因此,本科生参加科研实践和专业科技活动的时间点很重要,从大一结束后的暑假开始,一直延续到本科毕业,同时实施“泛毕业设计”(即大二选方向并实施课题基础储备,大三实施课题,大四结合专业实习完善毕业设计)[3],这样既充分利用了本科生大二大三充裕的课后时间,也缓解了大四本科生面临就业、考研、出国等问题的突出矛盾。
3智能系统开发人才培养
智能技术已成为当前技术革命创新的源泉,智能系统广泛应用于工业、农业、服务业等各领域,比如2014年11月2日开始处女航的皇家加勒比邮轮公司“海洋量子号”邮轮也因为大规模运用了高科技智能系统而号称“世界上第一艘智能邮轮”。智能系统是建立在“智能技术+计算技术”基础上,结合了控制技术、信息技术的软硬件系统。智能系统开发人才培养目标是社会急需的智能系统开发工程师,其从事的工作主要包括智能系统的设计、开发、维护、运营、服务及相关的技术指导。为了适应智能系统开发人才的培养,应该建设智能终端实验平台、计算智能实验平台、脑认知实验平台、高性能计算平台等人才培养基地与实训基地,推进实施智能终端软件开发技术、智能系统应用课程设计、智能系统与工程课程设计、智能游戏开发与设计、人机交互系统开发与设计等教学实践活动。
4复合型智能技术人才培养
智能科学与技术是一门综合学科,智能技术也广泛应用到智能交通、智慧城市建设、电子信息、信息安全、电子政务、电子商务、工业制造、教育、医疗、管理、农业现代化、国防现代化等众多领域,需要大量复合型智能技术人才。笔者认为,以下4条措施是智能科学与技术新兴专业培养复合型人才切实可行的培养方案:①充分发挥大类培养特色明显的人才培养优势,开放“全校特色专业选修课”,跨专业、跨学院科教团队,与大学生科技创新计划融合,重点培养学生的综合性、复合性、应用性;②引导并严格要求B学分课程学习,特别是设计规划实施好“科技创新”、“文体活动”、“技能认证”、“企业实习”、“暑期社会实践”等综合能力提高计划;③交叉融合办好本科生二专业,鼓励学有余力的本科生对知识的渴求,允许学生在本专业的基础上再辅修另一个专业,并提供配套措施,保证二专业学生能获得优质教育,发挥学科交叉融合优势,使本科生形成宽广深厚的知识结构,培养有特色的智能科学技术专业复合人才;④通过与企业横向合作,建立校企实训基地,紧跟企业和市场需求,与企业联合培养复合应用人才。
关键词: 互联网+; 网络工程; 实践教学; 模式; 教学体系
中图分类号:G648 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2016)07-95-03
Exploration of practice teaching reform for network engineering specialty
in the Internet plus age
Wang Xinzhong1, Huang Jinyu2
(1. Department of Information technology and engineering, Guangzhou College of Commerce, Guangzhou, Guangdong 511363, China;
2. Department of Educational information Technology, Guangzhou College of Commerce)
Abstract: Enter the "Internet plus" era, a huge gap between the demand and the cultivation of applied network talents is formed. On the basis of the study on the characteristics of network engineering professionals in the "Internet plus" era and the analysis on the current situation of network engineering practice teaching in colleges and universities, the practice teaching model of training applied network talents with high feasibility is explored. At the same time, combined with the characteristics of "Internet plus" era, starting from the social demand for network talents, puts forward the practice teaching idea of "Pay attention to the foundation and strengthen the practice, Pay attention to the ability and strengthen the application", and forms the practice teaching system of scientific, reasonable and feasible.
Key words: Internet plus; network engineer; practice teaching; model; teaching system
0 引言
随着经济和社会信息化的飞速发展,“互联网+”的实践风起云涌,改变着我们的日常生活。互联网+的动力来自于信息基础设施的支撑。网络工程专业涉及互联网+课程。网络工程专业的课程,要求理论与实践内容能切合“互联网+”的步伐。在网络工程专业完整的教学过程中,要结合“互联网+”时代应用型人才培养的目标,强调实践教学的重要性,充分发挥实践教学的作用,注重新课程、新技术引入到教学中来。
1 研究意义
从人才需求出发,目前各类企业在“互联网+”时代下对网络规划师、网络工程师、网络管理员等工作岗位的需求量以及专业技能方面的要求不断提高。但是,现在的大部分高校培养出的网络工程专业的毕业生,有相当比例却因不具备实用的网络技能被企业拒之门外。这种供需之间的矛盾在一定程度上反映出目前高校网络人才培养机制中存在着“教”(培养)和“用”(就业)脱节的情况。
我们的教学体系分为理论教学体系和实践教学体系,两者相辅相成,缺一不可。实践教学环节作为本科教育的重要组成部分,是培养学生的实验能力和实践与创新精神的重要过程。在提倡和推行应用型人才培养的教育大环境下,我们把实践教学作为本科教学工作水平评估的重要指标之一。为了提高实践教学质量,真正提高学生动手能力,培养符合“互联网+”时代的网络工程专业人才,建立健全实践教学体系,是提高人才培养质量的有效办法,同时也是解决网络应用型人才供求关系之间矛盾的主要途径。
2 目前现状
2.1 传统网络工程的特点
目前,“互联网+”时代对网络技术人才的需求更加注重全面性。“互联网+”融合多种产业,涉及的方面比较广,如金融,政务,商业等领域,同时在技术上要结合科技的新技术,特别是结合物联网,大数据,云计算,移动互联网等新内容,对网络技术人才的要求更高。当前,网络工程专业的主干课程有:计算机网络、交换与路由技术、计算机网络管理、网络通信编程技术、网络规划与设计、网络安全、无线网络技术、网络操作系统、综合布线等,这些课程在整个专业建设和课程体系中占据重要地位[1]。同时,这些课程都有相应的实验和实践环节,且占有相当大的比重。此外,这些课程间的关联也非常密切,结合新技术的地方越来越多,如云计算、大数据等,其实践教学开展的好坏直接影响到学生的技能水平。
2.2 传统网络工程实践存在的问题
在传统网络工程专业的课程体系中,目前的教学模式存在很多问题,如:①过分依赖理论教学,实验和实践教学重视不够;②课程之间结合不够,课程与新技术结合不够,新技术引入课堂滞缓;③实验和实践设备和环境不够完善,特别是工程实践内容需要大量的网络设备作为支撑,设备更新匹配不及时;④学生课后难以充分利用实验室设备进行实验,大多数学生借助仿真实验环境来解决,但没有处理好仿真环境与真实环境的区别与联系;⑤缺乏综合性实践的网络平台,大部分实验和实践只停留在验证性层面,实验时间短,综合性不强;⑥毕业实习存在走过场情况,没有真正深入企业,同时,毕业设计缺乏创新,部分设计脱离实际需求与应用,很难体现实际价值。
3 “互联网+”时代网络工程专业实践教学改革方案探索
“互联网+”就是指,以互联网为主的一整套信息技术(包括移动互联网、云计算、大数据技术等)在经济、社会生活各部门的扩散、应用过程,它的前提是互联网基础设施广泛安装,这相当于重新定义了信息化,互联网+将推动各产业的互联网化。
3.1 引入“互联网+”时代网络工程专业所需的新课程并深化课程间联系
从网络工程方向的主干课程计算机网络、交换与路由技术、计算机网络管理、网络规划与设计、网络安全、无线网络、网络操作系统、综合布线出发,引入“互联网+”时代下网络工程所需的新课程,如移动互联网、云计算、大数据等课程,形成网络工程实验和实践新的教学体系。深化课程间的联系关系,引入新技术到课堂,并与网络技术相衔接,如大数据、移动互联网、云计算等课程,要把这些新技术切入到实践教学中,并通过综合实践联系好课程间的前后呼应关系,真正提高学生的动手能力,使之符合“互联网+”时代下的网络人才培养的规格[2]。
3.2 结合实际适当增加实践教学内容和学时并提高综合实践与设计的能力
结合网络工程专业特点,以应用型人才培养为出发点,适当增加实践教学内容,增加实验、实践学时,组织学生集中实践,部分课程的理论教学与实践教学分开作为两门课程来开设,并且学分独立,以提高学生对实践教学的重视。同时,每门主干课程开设完后,在接下来的一学期都布置课程设计,进一步让学生掌握综合设计的能力,并加入一些新的跟实际工作密切联系的内容,切合企业需求,对实践教学内容做进一步的扩充和创新。
3.3 从实际需求出发提高学生实践动手能力
通过对网络工程专业实践教学改革提高学生的动手能力,让学生积极参与实验和实践,并应用于实际需求环境,让学生充分理解和掌握实际网络运行的状态,理解“互联网+”时代的网络需求,增进学生与社会及企业的联系,摆脱毕业时与社会脱节的困境,同时理解好“互联网+”时代下网络工程的重要性,为学生顺利走上工作岗位奠定基础。
注重最为关注的网络技能,重点集中在网络互联设备、网络建设和维护、网络安全和无线网络、网络与学科融合,移动互联网,云计算等方面,包括网络系统和应用服务搭建、运行管理和日常维护以及网络运行安全、大数据等。让学生必须掌握大中型网络的组建与管理、移动互联网技术和各种网络系统平台下应用服务器的搭建与管理;掌握主流广域网技术与流行的接入技术的配置与管理、路由与交换配置管理;学习实用的企业网络应用安全方案、企业无线网络规划方案等;学会通过网络管理软件对网络实施管理等专业知识与基本技能[3]。另外,加强综合性实验和实践培养,以企业网络项目为基础,以小组形式完成较大型网络项目的规划与设计,并让学生掌握主流网络技术,增加学生的选择技术的能力,在掌握技术的同时也培养了学生的团队合作意识。
3.4 结合移动互联网、云计算、大数据等新技术完善实验和实践环境
结合移动互联网、云计算、大数据等新技术,完善实验和实践环境,注重网络与这些技术的融合,充分利用网络实验室,网络规划与设计实验室,网络安全实验室,无线网络实验室,云计算和移动互联网实验室,并结合相关仿真环境和虚拟环境,如VMware,GNS3,Cisco Packet Tracer,VSpere等。同时,结合“互联网+”时代的广泛业务,涉及金融、商业及政务等,提高学生学习积极性,注重实践教学,增加实践教学的学分,采用分组教学,项目式教学,以小团队的形式开展实践[4]。另外,在教学模式上,采用重基础、强实践的方式。必须让学生掌握基本网络技能,进而掌握综合性实践的技能,并学习掌握在多种技术中选择最佳技术的能力。
3.5 开展校企合作,深化合作内容
“互联网+”时代网络工程专业人才的培养非常需要引进校企合作培养模式,同时引进企业工程师进课堂,并安排指导学生的设计[5]。充分利用好企业引进的工程师进行开放性实验,开放性实验旨在使学生能利用有限的网络设备自主掌握除课堂教学实验内容之外的其他相关内容,如学生自己感兴趣但受限于网络设备的基本网络技能。开放性实验既可以让学生在掌握相关理论知识的基础上自主学习和掌握更多的网络技能,又可以锻炼其运用知识、技能自主再学习的能力和分析解决问题的能力。另外,在课程设计、毕业实习及毕业设计时,考虑让学生深入企业,试行学年实习方式。让企业一线工程师指导,多布置和实施综合性规划类与设计类实验,因为综合性实验内容可以训练学生实施企业网络搭建与管理能力[6]。通过综合性实验,培养学生综合运用能力与故障排除的能力,从而使其具有解决企业网络实际问题的综合能力。
4 结束语
本文探讨了以强化实践动手能力为手段,以实践教学改革和创新思想为指导,以培养学生适应性为基础,增强实践能力为根本,进行实践教学改革与创新。让学生具备应用型网络人才所需的网络基本技能、动手解决问题的技能、学习创新的技能以及良好的沟通能力和合作意识。结合现有实践环境,辅以仿真实践环境,让实践教学充分开展,并紧紧把握实践性和应用性两个要点,确保应用型人才的培养质量,使学生走上工作岗位后,能够成为适用人才。以校企合作为抓手,与多学科融合为契机,引进企业优秀的一线工程师进课堂并参与指导学生的课程设计、毕业实习、毕业设计等实践环节,组织学生深入企业,让学习实践的内容能和企业及社会保持一致。
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Optimization of Information and Computer Science Curriculum and
Training College Students' CreativePractice Ability
XIANG Changcheng, WEN Jun, CHEN Shiqiang, TANG Liming, FANG Zhuang
(Hubei University for Nationalities, Enshi, Hubei 445000)
Abstract This paper construct course content revolving the principle of "moderate basis, moderate caliber, paying attention to the application, strengthening the quality ", which pay attention to the the relationship between systematic course content and occupational demands, and strengthen relationship between theory and practical application of knowledge. This article discusses the Information and Computing Science Innovation, Applied Talents necessity of reform, the implementation of programs and specific measures, also summarizes the characteristics of information and computation science in our school reformation, as well as analyzes the results of the model in the process of implementation.
Key words Information and computing science; talent training; curriculum system
1信息与计算科学介绍
信息与计算科学是一个交叉型学科,它以数学为基础、信息为对象、计算机为工具、面向信息化处理的各个领域。由此学科培养出的学生不仅具有敏锐的数学思维和良好的数学修养,还具有较丰富的计算知识和较强的实践应用能力,在目前信息化高度发展的时代,该类型人才受到社会各领域的欢迎,学生就业范围广泛。我院信息与计算科学专业始建于2002年,隶属于理学院,具有较强的数学基础,符合专业发展的先决条件。在13年的办学实践中,理学院结合行业发展、社会需求和学校转向应用型大学的需求等要求,对该专业的人才培养方案历经三次大的修订。2013年上半年完成了新一轮的培养方案的修订,并从2013级新生开始实施。新修改的人才培养方案将按照“基础适度、口径适中、注重应用、强化素质”的原则,构建“2+1+1”的培养模式,要求学生具有良好的数学基础,接受扎实的信息处理能力和计算机程序设计能力的训练,从而具备从事科学研究、信息处理、实际应用开发和管理工作的基本能力。
2新修订的信息与计算科学人才培养方案
在新修订的信息与计算科学人才培养方案中,我们将培养目标定位以能力为核心,专业方向设置从社会和行业需求自身出发,突出实践环节和创新、创业能力培养,专业方向课程采用问题导向、案例分析、项目驱动的教学方法,培养具有创新思想和能力的应用型技能人才。
2.1应用型人才培养方案改革的基本思路与措施
将数学、信息科学和运筹与优化学科有机给合,着力培养具有良好数学基础和熟练的计算机技能的应用型人才,侧重于系统建模、信息处理、数据挖掘及应用软件开发能力的培养。
实行“2+1+1”模式,第1~2学年为通识教育阶段,第3学年为专业教育阶段,第4学年为专业综合能力提升阶段。根据专业内涵和市场需求,设置“信息处理”和“应用软件开发”两个限选方向,并设置“信息处理拓展模块”和“软件开发技术拓展模块”两个任选课程模块,在第3~4学年实行按方向分流培养,使学生在专业培养上获得个性发展。按照基础适度、口径适中、注重应用、强化素质的原则构建课程内容,注重课程内容的系统性与职业需求间的关系、理论知识与实践应用的关系。
专业方向课程实行“理实融合”的教学模式,引进企业典型案例开展案例教学。加强综合性、设计性实验,采用项目驱动的方式来综合提升学生分析问题和解决问题的能力。实施综合评价机制,建立以知识、能力、素质相结合的综合评价体系,着重考查学生分析问题解决问题的能力、实践动手能力、创新创业能力。在坚持传统考核方式的同时,增加成果性考核方式,将调研报告、项目/方案设计、论文刊物发表、专利发明、各类比赛获奖成果等纳入成绩认定范围,并计入相应学分。实施“校企双导师制”,在实习基地企业中聘请一定数量的企业骨干工程师为校外指导教师,指导学生毕业实习;鼓励学生结合企业实际选择毕业设计课题,由学院和校外指导教师共同指导学生毕业论文与毕业设计。
2.2改革实践教学、突出应用能力培养
以建立创新性应用型大学为出发点,重组实验教学内容,构建“一体化、三层次”的教学体系,突出应用能力的培养。三个层次主要包括基础性试验平台,培养学生的基本操作和能力;综合型试验平台,培养学生探究问题及综合应用能力;创新、研究性试验平台,培养学生前沿科学研究的能力。一体化三层次实验教学改革主体思想见图1:
图1一体化层次的实验教学改革方案
在新修订的教学计划中,强化了实践教学的比例,所有实验实践教学学分占总学分比例为24.36%实验课程共19门,其中强化综合性、设计性实验的课程17门,占实验课程总门数的89.47%。
2.3改革教学方法、培养创新型人才
改革教学方法,创造研究条件,选择部分课程(数学模型、智能优化算法等)进行问题驱动的教学方法改革。
培养创新人才是我们的目标,其中创新是关键和核心。只有教师自身不受传统教学理念的束缚,大胆进行教学方法的改革,摸索出真正符合教学规律、满足学生需求、具有时代气息、行之有效的教学方法,才能营造出引导型教学的条件和气氛,其核心是把“教师要讲什么”变成“学生能干什么”。
主张“教无定法”,但最重要的是重视学生的自主性、独立性和创造性的培养,使学生经过质疑、判断、比较以及相应的分析、综合、概括等认知活动获得结论的方法,才不失为可以借鉴和推广的好教学方法。问题驱动的改革方案如图2所示:
2.4构建大学生创新、创业活动基地
在巨大的就业市场的压力下,培养创新型、应用型人才仅仅靠上面的实践环节是不够的,所以我们需要在课外给学生提供平台。我们构建了信息与计算科学大学生创新能力培养体系,此体系围绕培养学生就业、创造性人才的需要,以“面向行业就业,培养创新思维,引导自主实践”为理念,构建以“学科赛事、项目驱动、seminar课程,创业工作室”为依托的大学生课外科技创新能力培养体系。
体系的四大平台建设如图3所示。
(1)学科竞赛平台建设:建立学科竞赛的领导机构、专家小组和学生协会组织,为不同层次的学科竞赛制定相应的规则、制定规划、协调实施。建立各学科赛事的教练组、评价体系,学生创新学分认定。学科竞赛主要有数学建模竞赛、程序设计大赛、数据挖掘竞赛等,主要是为了提高学生学习兴趣,探究综合性应用型人才的培养过程,提高学生和教师解决实际问题的能力。
(2)创新项目平台建设:建立国家级、省级、校级大学生创新项目的申报、检查、结题工作。学生创新项目成果论文、专利转化工作。通过创新项目,培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力,锻炼学生查阅资料、阅读文献、论文撰写的能力。
(3)seminar研讨平台建设:建立实践技能及技术普及、培训和各类专题讲座的课外培训研讨平台。选取部分课程进行研讨课程学习,在此平台上,学生将创新思路和方法与专家、老师和同学进行互动交流与研讨。通过研讨课程平台建设,培养学生团队协作能力、提高教师的教学水平,拓宽学生了解科研前言的视野。
(4)创业工作室平台建设:针对学生就业口径,设计创业工作室平台,结合企业需求,根据学生创新兴趣,成立创业工作室平台。该平台由大学生创新基地提供场地、设备,教师提供指导。主要针对大数据时代数据分析师、数据挖掘工程师的迫切需求,联合企业为学生提供相应的创业工作平台。
3湖北民族学院信息与计算科学专业改革后建设效果
3.1学生能力的提高
(1)毕业生就业率高、就业方向多元。在专业改革之前,我院信息与计算科学主要就业方向为软件工程师,从事软件行业的学生所占的比例大于75%。通过对信息与计算科学专业进行改革后,近2年学生首次就业率达到95%左右,从事软件行业的学生所占的比例才45%左右,考研升学率为20%左右,并且25%左右的同学进入到专业数据公司、物流企业、电子商务企业从事大数据处理与数据挖掘工作。
(2)学生创新成果显著:2011-2014年,信息与计算科学专业在培养该专业学生的实践能力与创新能力方面,走出了自己新的路子,并取得了很好的实效。数学建模获得国家级二等奖2项,省级奖项51项。3D软件设计大赛获得国家一等奖1项,二等奖4项,省级以上奖项47项。学生主持国家级大学生创新项目16项,省级8项,校级30项。学生公开24篇、软件著作权4项。
图3大学生创新基地改革四大平台体系
(3)毕业设计的质量得到显著提高。过去学生从事毕业论文主要集中在简单系统开发、网站建设等方向。通过专业方向设置改革与优化,学生毕业设计选题多样化,结合指导教师课题、企业实际需求等开展研究。现在大部分学生除了从事系统开发的毕业选题外,大部分同学开始选数据分析、数据挖掘、数字图像处理等方面的课题。2年来,该专业毕业论文获得显著提高,获得校级优秀学士论文20篇,省级优秀优秀学士学位论文8篇。
3.2教师素质的改观
(1)转变了教育观念,树立了现代教育观。我院以前教师比较注重教学而不注重学生的实践能力。通过专业改革,教师更加注重培养学生的实践能力和创新能力,只有符合专业改革的教育理念,才能在教学实践中不断创新。我院教师逐渐由封闭单一化的教育向开放多元化的教育转变,由知识传授型教育向既传授知识又注重培养学生创新意识和创新能力的教育迈进。
(2)拓展了知识结构,丰富了知识域面。我院教师努力改善自己的知识结构,力求具备良好的综合素质,加强各学科之间的联系,合理优化知识结构,了解各方面的知识,拓展自己的知识领域,对同学们起到了带头作用。
3.3理学院整体风尚的提高
我院过去给人的感觉就是死板,只注重做题、考试。如今的理学院在专业改革的影响下,逐渐形成一种积极向上,勇于创新的学习氛围。老师与老师之间互相监督,努力申请创新项目,带领同学们积极参加;同学之间既互相帮助又互相竞争,积极创新,勇于拼搏,提高能力。我院培养的人才越来越适应当今社会的需要。
湖北民族学院教学研究项目(2013JYZ02)资助
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【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)10-0008-02
信息与计算数学专业是高校本科数学类专业,其专业培养目标是具有良好的数学基础和计算机技能的综合型人才。实际上,不同的高校对专业的定位还可以有很大的自由度来创建自身的特色。不管主要方向是以培养研究型人才还是应用型人才为主,信息与计算科学不应是理论数学与计算机操作的拼盘,而应在科学计算方法设计上充分发挥数理逻辑思想的优势。教师在专业模块课程建设上应重视这一点。
一 计算机专业学生与信息与计算机专业学生的比较
信息与计算科学专业有很大一部分毕业生走向了与IT行业相关的工作岗位。有人说,信息与计算科学专业本科生就业是在抢计算机专业的饭碗,其实不然。从就业岗位情况上看,至少表面上信息与计算科学的毕业生确实与计算机类专业的毕业生一样,从事计算机软件开发等工作的较多,但是若干年以后会发现,他们的发展方向有所区别,他们的工作能力特长是不一样的。我所执教的杭州电子科技大学是一所以电子信息为特色的普通高校,因担任数学建模课程以及全国竞赛的指导工作,我有机会认识和了解一些来自我们学校数学、通信、电子信息、计算机软件与计算机技术、信息安全、财经和管理类的学生。他们都是所在学院成绩优秀的大二、大三的本科生。在研究如何利用数学方法解决大数据的实际应用问题时,我发现大二学生已经具备了一些具有专业性的特色差异:将计算机类专业学生与信息与计算科学专业的学生作比较发现:计算机类学生思路很活跃,搜索现代科技学术成果能力较强,重视一种方法的计算实现,具有较强的编程能力。他们比较注重计算结果的好坏,也比较喜欢拿程序作为研究成果,对数学方法原理的理解往往不够深入,算法选择的随机性较大。而信息与计算科学专业的学生由于大规模数据计算实现能力的训练不足,面临着长无所用的问题。得益于基础数学逻辑思维训练,信息与计算科学专业学生数学方法的逻辑表述强于计算机类学生,更注重于解决问题方法的合理性和数学方法本身的质量,但是能把比较复杂的算法编程实现的学生很少,对于数据存储与读取方法、算法设计技巧往往缺少足够的了解。也就是说,该拿的学分都拿了,学了不一定真正理解,也不会应用。而事实是,掌握计算实现能力的学生有能力解决实际问题,而只有解决问题的思路却无法实现计算的学生,没有别人的合作无法完成一个能解决大数据问题的算法实现。
二 信息与计算科学专业建设应重视算法设计能力培养
信息与计算科学专业究竟要培育什么样的专业特色?毕业生将从事的研究或应用领域在什么方向?不同类别的学校可以根据自身条件来设计自己的专业特色。在大规模数据处理已成为通信、商业、交通管理、军事等领域的必要手段的今天,快速、有效的算法设计方法研究及计算实现凸显了算法在现代社会经济发展中的重要位置。我们从算法设计能力培养对信息与计算科学专业建设的相关性、社会效益与可行性等方面,来讨论专业建设在这一方面的必要性与现实意义。
1.专业相关性
强化算法设计能力可以使数学方法与现代计算工具的使用有效结合,这一目标与信息与计算科学专业的培养目标完全一致。算法设计能力的提升不仅仅有利于培养数学方法在科学计算方向的应用型人才,以研究算法效能为目标的人才培养也是一个值得建设的专业模块。
2.专业特长认知
算法设计能力培养有利于提升信息与计算科学专业学生对专业定位的认知度。了解自己专业的特点与长处,明确自己的努力目标,可以对自己的发展建立一个适合于自身条件的规划,有利于激发学生潜在的学习热情。应让我们的教育对象真正认识到所学专业是现代社会有用和有很大发展空间的专业,有了正确的认识和定位,才能激发学生主动学习和研究的兴趣和动力。
3.科学计算是信息与计算科学专业的特色方向
强化算法设计训练可以促使数学理论到生产实践问题计算实现的有效结合,大数据综合问题的计算方法设计与实现研究可以加深学生对计算机计算原理的认识和理解,从而激发科学计算方法的研究兴趣。有效的算法设计训练能使信息与计算科学专业的研究方向多元化,学生的软件开发能力也更具备数学专业的特色与潜在优势。在专业模块课程设置中,加强算法设计的理论与实践可以使专业理论课程与实践课程结合得更加紧密,从而更有效地实现专业培养目标。
4.社会效益
现代社会处于国际化大市场、大信息环境,不管是通信、交通、生产、管理还是军事及安全部门都需要能及时处理大量错综复杂的各类数据,提炼有用的信息与情报,并依此做出正确的判断与决策的计算机人才。从社会需求角度看,当前许多企业及行政管理机构的市场分析、经营管理与决策都需要大量这方面的人才。高校输出符合社会需求的毕业生将对高校的就业以及所产生的社会效益都将产生积极作用。从一些优秀毕业生的反馈情况来看,与证券业或银行以及IT行业相关工作的毕业生中,有相当一部分从事计算机算法研究有关的工作。
5.可行性
目前全国设立信息与计算科学专业的高校多数都有计算机类专业,只要制订培养计划的学校相关部门以及分院真正认识到算法设计在专业建设的必要性。我们通过师资培训以及增进数学专业与计算机专业的师资融合与交流,随着计算机的普及,强化编程实现训练的实验条件已经充分具备。
从已经毕业工作若干年的毕业生发展情况来看,很多在工作岗位上表现得十分出色,有从事投资与证券分析、电子商务网搜索算法设计、金融行业风险评估管理、市场分析与生产管理方面的各种工作的毕业生来自信息与计算科学专业。我们的专业特质和潜在能力有待于社会发现,是因为这些优秀人才在社会上的影响力还没有形成规模。有很多单位提出要我们推荐一些数学能力与计算机编程都比较强、不经过培训就可以直接上岗的毕业生,我们发现这方面的社会需求缺口很大,有些IT行业对算法设计能力有比较高的要求,甚至带着算法设计试卷到学校招聘。
经过我们对专业课程设置和实践环节系统的加强,以及增加一些必要和有效的训练,相信信息与计算科学专业会办得更有质量,不仅仅是帮助本科生直接就业,对于进入研究生学习阶段的学生来说,良好的算法设计能力对于进一步研究数学的现代计算方法也是必不可少的。当毕业生在社会各行业和部门起到主导作用时,信息与计算科学专业将获得社会的普遍认可。从培养应用型人才的角度考虑,在理论课程与实践环节中强化信息与计算科学专业算法设计训练作为专业特色切合专业培养目标,操作上可行,同时符合社会需求和广大学生的利益。
三 实践课程要从基础抓起
信息与计算科学专业设立至今经历了时间的检验,培养目标大框架是教育部制定的,学校的课程设置虽各有所侧重,但基础数学课程和计算机语言都得到了普遍重视。问题是计算机编程实现能力在学生中的差异往往超过其他任何理论课程。不少学生计算机语言课程考试成绩不差,但不能真正独立完成编程和计算实现。我们的教法是传统课堂讲解,作业和考试几乎都是在纸上。俗话说:“万事开头难。”我们缺少在学生刚刚接触计算机语言时给予操作上的必要指导,或在最初需要实践指导时教学环境没有及时跟上,现实存在的课程体系分工太明确,理论课归理论课,实践课就是实践课,缺少一种过渡过程的训练和氛围。像福州大学将数学与计算机合在一起设立学院是相当有远见的,该校数学专业的本科毕业生在社会上就很受欢迎。
杭州电子科技大学信息与计算科学教研室除专业实验室正常实验教学活动外,还成立了一个攀峰工作室,由若干年轻教师负责在课外对学生进行一对一的计算机编程技术、图像处理、统计数据分析等传帮带工作,这一项工作已经开展了许多年,教师的付出是巨大的,学生受益面很大,学生还可以再带学生,一年级第二学期开始跟随攀峰工作室的老师直到毕业的三年多时间,这些学生群体在就业方面很受欢迎,工作后个人发展空间比较大。
当前高校理工科类专业普遍重视数学基础的背景下,数学专业的不少学生却对专业前景比较悲观,在普通高校,一些学生们感觉数学难学,认为自己不是做研究的料,而计算机应用能力又比不上计算机专业的,不知道自己将来可以做什么。信息与计算科学专业的学生应充分利用自身良好的数学背景,在新生入学阶段学会基础的计算机编程技术,对算法设计与分析有一个感性的认识,培养对计算科学的研究兴趣,从而提升对信息与计算科学专业的认知度。正确的专业认知能激发学生的学习兴趣,确立个人的努力方向和奋斗目标,在本科阶段打下良好的研究基础,为今后的发展做好准备。从长远的角度看,强化算法设计能力不但有利于提升信息与计算科学专业本科毕业生的就业竞争力,更有利于拓宽将来的职业发展空间。
引言
随着大数据时代的来临,越来越多的企业开始意识到在电子商务中应用大数据的重要性[1]。我国国务院于2015年8月31日印发了《促进大数据发展行动纲要》,将加强大数据专业人才培养确立为国家大数据战略政策保障机制之一,提出了“开展跨学科大数据综合型人才培养,大力培养具有统计分析、计算机技术、经济管理等多学科知识的跨界复合型人才”[2]。中小企业是企业中的主体,占企业总数的99%以上。但对于中小企业而言,大数据人才的缺乏已成为制约其电子商务大数据应用的重要因素之一。面向中小企业培养电子商务大数据人才具有重要的意义,本文将在开展人才需求分析的基础上,探讨如何面向中小企业培养电子商务大数据人才。
1、面向中小企业的电子商务大数据人才
需求与培养目标自电子商务专业开设以来,人们针对电子商务人才需求[3-4]和培养[5-6]开展了大量研究。虽然电子商务技术发展迅速,但到目前为止一般还是将电子商务人才需求分为四类:运营类、技术类、销售类和综合管理类[4]。电子商务大数据人才总的来说是属于第二类,即技术类人才。通过其所开展的大数据分析,为其他三类人才的工作,包括运营、营销和管理应用提供支撑。调研表明,电子商务大数据人才本身因其侧重点不同又可以分为两类:一类是偏重于大数据分析平台建设和分析工具开发的研发人才;另一类是偏重于大数据应用,如提供决策支持、客户分析、营销服务等的应用人才。由于大多数中小企业通常不具备独立开展大数据应用开发的条件,而主要是应用第三方的大数据分析平台和工具,因此,面向中小企业的电子商务大数据人才以商业分析与应用人才为主,并需要少量从事第三方平台或工具开发的研发人才。基于以上需求分析,我们将中小企业电子商务大数据人才培养目标确定为:培养具有大数据意识和思维,熟悉大数据和电子商务的相关技术,能够熟练应用大数据分析工具开展电子商务相关的数据分析和应用,并具有一定的大数据分析软件开发能力的技术应用型人才。
2、面向中小企业的电子商务大数据课程体系构建与实施
2.1课程体系构建
从培养目标来看,中小企业电子商务大数据人才的知识能力体系可分为三个层次:第一层次,大数据和电子商务的前导知识和技术,即计算机、经济管理和数理统计基础知识和技术;第二层次,大数据和电子商务相关知识和技术;第三层次,电子商务大数据分析软件的开发和应用。由于电子商务和大数据技术的发展速度迅猛,且可能的实现技术比较多,为使得课程体系具有较强的通用性,我们在图中并未指定各方面技术具体使用什么软件。但每一方面技术目前都有一些主流的产品,我们在软件选择时一般应尽量选择当前的主流产品。如程序设计一般选择Java语言,数据库则建议选择Oracle,大数据存储和处理建议选择Hadoop,统计软件和大数据挖掘工具建议选择SAS,大数据软件开发建议选择R语言。
2.2师资队伍建设
电子商务大数据应用是一个全新的领域,综合运用了电子商务和大数据技术。根据电子商务大数据课程体系,电子商务大数据应用相关师资应当由两个方面组成:一方面是从事相关基础知识和技术的学科基础课程师资,如数学、计算机、经济管理等,这一部分师资由相关学科提供;另一方面是熟悉电子商务、精通大数据技术并能将二者结合起来的专业方向师资,这一部分的师资应当是由现在的电子商务专业教师承担,电子商务大数据师资建设的重点就是如何提升电子商务专业教师的大数据分析和应用能力。目前国内高校电子商务专业教师主要来自于计算机和经济管理两个方面。电子商务大数据应用重在大数据的商业应用,因此,对于计算机专业出身的教师而言,在深入学习掌握大数据技术的基础上,应加强商业运营与分析领域的学习;对于经济管理专业出身的教师而言,则需要在加强数据库、算法等计算机基础知识和技术的基础上深化大数据技术的学习。而对于所有电子商务专业教师而言,在深入掌握大数据技术后,需要结合大量企业案例开展大数据实践以提高实际应用能力,但单一中小企业显然难以提供大量数据和案例,因此,高校应积极与行业协会,通过地方的行业协会获取本地区众多企业的电子商务运营数据后进行大数据分析实践,这一方面可以提高师资实践水平,另一方面可以帮助广大中小企业利用电子商务大数据技术来优化生产经营。
2.3实践教学开展
电子商务大数据人才作为技术应用型人才,其实践应用能力的培养是最为重要和关键的。我们主要从实践教学体系构建、实验实训室建设、实习基地建设、实践教学组织几个方面探讨实践教学的开展。
(1)实践教学体系构建
电子商务大数据人才培养的实践教学体系由三个层次组成:第一层次是课程所对应的实验实训;第二层次是创新实践训练,其中包括课程设计、毕业设计和各类创新实践训练项目;第三层次是企业岗位训练,包括短期见习和毕业实习。
(2)实验实训室建设
为满足电子商务大数据实验实训教学需要,该专业的实验实训室应由三方面组成:其一,基础性的计算机和运筹统计实验实训室;其二,专业课程实验实训室,主要包括电子商务实验室和大数据分析实验室;其三,创新训练实验实训室,主要用于创新实践训练。其中计算机、运筹统计、电子商务的实验室建设都比较成熟。而大数据分析实验室的建设案例不多,创新训练实验室因其面向专业不同差异很大,在此我们主要讨论一下这两个实验室的建设。大数据分析实验室主要应包括多台用于数据存储与处理的服务器、电脑、移动终端等硬件设备及Hadoop、SAS、R语言等大数据存储、分析和开发的软件。创新训练实验室在服务器方面应尽可能与大数据分析实验室共享,并采用分组结构以方便小组交流合作,并配以必要的电脑、移动终端等硬件设备和大数据分析工具软件。
(3)实习基地建设
虽然需要电子商务大数据分析人才的中小企业数量众多,但每家企业的相关岗位都很少,这就给本专业的集中实习带来了一些困难。为解决这一问题,我们可以从三个方面着手建设实习基地:第一,与行业协会合作,以其为载体面向区域性的行业企业群开展实习基地建设;第二,与专业从事大数据分析的开发和应用的IT企业合作建设实习基地;第三,在对真实企业案例数据进行收集整理的基础上,建设仿真性的校内实习基地。
(4)实践教学组织
在实践教学管理方面,应邀请企业电子商务领域的高级管理和技术人才参与,建立由院系教学院长(主任)、企业高管、专业负责人共同组成的实践教学指导小组和由专业带头人、骨干教师、企业专家共同组成的实践课程建设小组。在实践教学师资方面,由于电子商务大数据分析的教学必须是理论与实践相结合,因而本专业的实验实训教学最好由理论课程教学老师来承担;同时,所有老师应全面参与到学生创新训练指导,通过这一指导过程,在培养学生创新应用能力的同时也提升了教师的实践能力和教学水平;此外,本专业所有老师应轮流参与实习指导,通过实习指导可以掌握企业对电子商务大数据应用的真实需求,从而推动教师在课程建设和校内实践教学更贴近实际应用。
参考文献:
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作为沿海发达地区广东省在“十三五”规划中,对广东地区云计算大数据产业发展专题规划,提出了适合本地区区域经济发展的产业规划设计,提出在十三五区间将广东建设成为全国的云计算大数据创业创新高低,成为世界领先全国一流的云基础设备和云终端核心制造基地。为此,广东制定了珠三角“联云计划”人才支撑计划,为相关产业的发展提供源源不断人才和智力支持[1]。根据不完全的统计,2016年广东的云服务产业规模达到1000亿元,云终端制造产业规模达到3000亿元,预计到2020年整个广东云计算的产业规模将达到6000亿元,在社会的各个领域的应用更加广泛,服务能力进一步提升,基本实现产业规模化。图1珠三角地区云计算产业概况与此同时,在人才培养方面,与产业快速发展不相适应,目前的培养供给无法很好满足产业需求。特别是对人才结构出现严重的倒挂现象,一方面产业所需要的大部分是属于产业下游的技能型的人才,人才的需求结构类似于“金字塔”结构,处于金字塔下方的技能人才占据六七成;另外一方面目前在培养人才上面主要是本科院校,其所培养主要是研究性信息技术人才,云计算人才的供给多集中于产业链的中上游,而下游产业链人才的供给相对偏弱。下游人才主要集中在操作类岗位,主要是技能型岗位,从事重复操作的维护、服务类工作,以虚拟化工程师为主[2]。珠三角地区产业概况如图1所示。根据招聘网站2016年12月的统计,云计算领域人才需求量56%为大专以上,与金字塔结构对应。
1云计算应用型人才需求现状
云计算技术应用是研究描述大数据分析和处理、分布式应用、并行化应用、虚拟化应用的理论与技术,它把当前各行各业所产生的呈爆炸式增长的海量数据进行分布式并行分析和处理,发掘出海量信息中的数据价值。同时,云计算也具有虚拟化的特征,它把信息科学和计算科学等领域里面的一些基础设施、硬件资源、软件资源等作为一项服务提供给用户,就像用户使用电力设施或水资源一样,实行按需付费使用。根据云计算技术的特色及高职高专学生培养目标要求。从所需人才类型上划分,云计算产业所需人才结构主要呈现“金字塔”型。据监测结果显示,应用产业作为云计算发展的重点领域,面对未来云计算产业的飞速发展,企业人才急缺的问题日益显现。以云计算产业应用领域相关的IT人才需求为例,截至2016年下半年,IT人才的需求量已突破30万人,其中一线城市IT人才需求最为明显,上海IT人才缺口将近7万人,其次分别为北京、深圳和广州,分别突破6万人、3万人和2.5万人。目前云计算类岗位的薪酬已居行业前列。应届生工资在4500-5900之间,整体工资水平在10000-15000元,远胜行业类似岗位。国家“十三五”规划将云计算作为战略性新兴产业的发展重点,云计算产业正面临前所未有的发展机遇,云计算专业根据市场人才需求,为广东地区培养云计算技术与应用人才[3]。
2人才培养定位
云计算的产业链是由云计算服务提供商、软硬件与网络基础设施服务商、云计算业务集成服务商、终端设备厂商等构成,是一个完整的产业生态链,专业定位非常明确面向国民经济各行业和领域云计算建设的需要,根据高职高专学生特色注重培养学生较强实践动手能力和基本云计算核心理论基础知识,具备使用先进云计算技术和工具进行云计算应用等能力。目前广东部分职业技术学院已经开设了云计算专业,培养云计算数据中心建设、维护、运营的人才;外省的重庆正大软件职业技术学院、山东科技职业学院、成都学院、山西职业技术学院等也开设了云计算专业;很多高职高专开设了云计算课程,20多所高职院校已开设云计算专业。以上可看出,高职高专院校的领导及教师都意识云计算技术的重要性和专业的必开性,但由于云计算是一门新兴的学科,大部分高职院校对云计算这门课程如何定位、如何讲、讲什么还不清楚,相关课程的教师迫切的需要有系统地讲述云计算专业基础知识的教材。市面上的云计算相关图书大多为店销书,偏重产业和技术介绍,没有适合高职高专作为教材的书籍,这一现状大大的制约了高职院校云计算专业的开设和发展,影响了高职层次云计算人才的培养。因此针对高职高专院校的云计算专业的培养目标、核心课程体系应如何建设,经过深入的调研,在云计算应用型人才培养定位上需要非常明确就是以就业为导向,学生能力为目标,以平台产品为载体,项目化教学为模式,重点培养具有云计算平台搭建和云计算应用设计能力的高素质技术技能型的云计算人才。
3应用创新型人才培养思路
3.1培养模式
按照基于新型工程教育模式的培养理念培养具有应用技能和创新思维的新型人才,在专业课教学中培育职业素养的意识和手段。在培养模式上采取项目为载体,通过项目作为引领构建“教学做一体化”的课程体系,实现校内校外实训,通过与教学企业的合作,将企业真实案例引入到课堂中,完成实训内容后进行工学交替、顶岗实习等企业化教学,校企双主体人才培养模式。在应用创新型人才培养目标中重点培养具有熟练掌握至少一个国际知名云计算平台技术的云计算系统工程师及云计算系统运维人才,学生通过大量实践操作,熟练掌握设计、开发、规划、安装和管理云计算系统所需的专业知识,可以按照实际需求对云计算平台进行配置、优化以及局部改进的能力,能够为企事业单位和政府部门引进云计算系统进行设计、规划、安装和管理。主要可从事云服务提供商、软件开发公司、互联网企业、学校、政府及企事业单位的云计算系统的规划、设计、开发、搭建和运维。
3.2产业融合,就业导向
首先人才的培养是以就业为目的,高职院校人才培养和专业规划需要体现紧跟市场、一线定位的原则,需要在国内的产业背景为依托,跟产业发展相配套,培养的人才需要满足企业的需求和要求,因此,在专业规划、课程体系等各个环节需要做到“学有所教、教有所能、能有所用”。此外,在专业校企合作方面,需要与真实企业进行合作,实现共同办学、构建课程体系,保证学生在毕业后可以符合企业需求,打造“入学有就业保障、毕业即可就业”校企合作新格局。校企合作,师资“互聘共培”。通过学校聘任企业工程师承担专业教学任务,企业聘任教师参加项目研发,提高专任教师的实践能力和兼职教师的教学能力。
3.3不同层次培养
坚持教学改革,把提高教学质量放在首位,逐步改善教学条件;按照“不同层次”学生具有不同特点进行结合岗位需求的人才分类培养,提高整体专业教学效果,提高专业人才培养质量。对于应用创新型云计算大数据技术人才来说,其岗位包括了云计算维护工程师、云计算售后服务工程、云计算测试工程师,可以按照学生对于专业特长和兴趣,设计相应的专业能力,配套相应的教学知识,,根据高职高专学生特色注重培养学生较强实践动手能力和基本云计算核心理论基础知识,具备使用先进云计算技术和工具进行云计算应用等能力。
3.4引入工程项目
新型工程教育模式的核心就是把工程项目引入教学过程,以项目设计为主线完整地、有衔接地贯穿于整个本科教学阶段。目前云计算大数据技术尚处于快速发展阶段,在人才培养模式上还不是特别成熟。为此,根据本专业(方向)人才培养要求,专业实践教学主要包括专业基础能力实训、专业核心技能训练、专业综合实践,专业实践教学实训设备主要包括主流的PC机、服务器、网络互联设备和网络安全等设备等。根据本专业(方向)校企双主体人才培养模式要求,实践教学基地主要以“教学企业”、校内实训室、校外实训基地构成。其中“教学企业”主要承担综合实践和企业真实项目实训,校内实训室主要开展专业基础能力和核心能力训练、校外实训基地主要开展顶岗实习(毕业设计)等实践训练。其中“教学企业”按照企业应用实际环境建设、校内实训室按照校企共建模式建设专业技能实训室,校外实训基地按照企业实际岗位要求建设。
3.5课程体系创新
高职院校云计算应用创新人才培养课程体系上需要按照采用“平台+方向”的思路,这个思路是符合高职院校课程特点和要求的。“平台课”需要大部分的学生都具备基础知识和技能,这是以后学生发展的后劲所在“专业课”。此外,在课程体系上需要进一步的创新,在课程的开发上,可以让企业参与进来,共同来开发课程,将企业对学生的职业素养和工作场景带入到课程中,更加符合一线定位的理念,真正培养学生的职业素养,打造“校企双主体”的课程体系。遵循“学习的内容是工作,通过工作实现学习”的理念,构建由基本素质、专业基础能力、专业核心能力、综合性实践能力、专业拓展能力、综合素质等六个模块构成的基于职业岗位(群)的高职教育课程体系。实行工学结合课程资源库建设项目,加强专业核心课程和核心课程群的建设。整理专业相关材料和成果,建精品课程建设团队。
3.6校内外一体的“云实训”
全面规划、合理设置和布局校内外实训基地,突出实训基地共享平台建设,建立一批以专业群为基础的跨专业的实训基地。在实训基地建设中,需要校内实习公司和校外真实企业共同参与,参与到人才培养过程中,重点构建校内实习公司,通过企业真实的案例来让学生做项目,实施“教学做一体化”的教学过程,将课堂搬到企业来利用项目作为载体实现实训目标。对于企业来说,可以全程参与到人才培养中,利用一线企业市场、资金、场地、设备、项目、人员等的优势,充分利用企业方的资源,在教学中使得学生对实际工作任务、工作场景等有直接认知,实现基于新型工程教育模式的培养理念。同时,规范创新实践教学管理,加强实践教学环节的质量监控,切实提高实践教学质量。
4总结
随着云计算大数据人才需求不断增长,对高职院校来说需要创新人才培养模式,切实提高实践教学质量,按照新型工程教育模式的培养理念培养产业所需要的技能人才。
作者:郑海清 廖大强 单位:广东南华工商职业学院
参考文献:
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2015)02-0054-03
提高人才培养质量是当前我国高等教育改革发展最核心、最紧迫的任务。专业是高校人才培养的基本单位,包含了学生、教师、课程、教材、实验室、实践实习基地、教学管理人员等相关要素。国内外高等教育专业评估的理论与实践证明,专业评估是保障和提高人才培养质量行之有效的手段。教育部《关于普通高等学校本科教学评估工作的意见》(教高[2011]9号)为进一步做好评估工作指明了方向:“各高校应强化高等学校质量保障的主体意识,构建校内质量保障体系,建立健全以学校自我评估为基础,以院校评估、专业认证及评估、国际评估和教学状态数据常态监测为主要内容的教学评估制度。”因此,校内专业评估是强化高校自主意识,建立健全高校内部质量保障体系,切实加强本科专业建设和管理,持续提高人才培养质量的重要举措。
一、校内专业评估的目的
第一,有利于各专业了解自身办学水平的现状。校内专业评估强调全员性、全面性、发展性,注重质量建设的过程性环节,全面、客观地考察教学全过程。通过“亮家底”“理思路”“促改进”的实践方式,为各专业加强专业内涵建设,进一步凝练专业特色,提高专业竞争力指明了方向。
第二,有利于高校优化专业结构布局。通过对专业建设和人才培养质量进行科学诊断和分析,高校能够准确判断专业设置与产业经济结构的适应度以及专业人才培养质量在区域和全国的竞争力,促使高校在“合理布局、整体优化,面向需求、强化特色,注重效益、科学定位”的原则下,开展专业结构优化调整工作,强化优势特色专业,培育新兴潜力专业,调整缺乏竞争力的专业,形成结构合理、可持续发展的专业结构体系。
第三,有利于高校科学评估各项教学政策成效。通过分析全校专业自评数据、学情调查数据和相关满意度调查数据,高校能够有效检验各项教学政策的合理性和执行效果,明确政策的改进方向,并为合理调控人、财、物等资源配置提供科学依据。
第四,有利于完善校内质量保障体系。校内专业评估是高校内部评估的重要组成部分,能够激活高校发展的内在动力,调动高校自我管理、自主参与、自我改进、自我提升的积极性[1],增强适应外部评估的能力,为将来接受外部整体教学评估和专项评估夯实基础。
二、国内外校内专业评估的经验
(一)学情调查
目前国际上广泛认可的学情调查项目有:美国的全国大学生学习性投入调查项目、英国的全国大学生调查项目和澳大利亚的大学生课程体验调查项目[2]。以全国大学生学习性投入调查(NSSE)为例,评价的一级指标分为:学业挑战度;主动合作学习水平;生师互动水平;校园经验丰富度;校园环境支持度。清华大学史静寰教授引进NSSE项目,分析了清华大学与美国研究型大学的本科生在5个一级指标的差异性[3]。大学生学情调查以学生学习投入度、学习过程、学习成效为评价内容,体现了以学生为中心的办学理念,丰富了专业评估内涵。
(二)专业认证与评估
教育部组织的专业认证和住建部组织的专业评估是我国工程教育领域最具权威性的专业评估项目。如专业认证中水利类专业认证一级指标:专业目标,课程体系,师资队伍,支持条件,学生发展,管理制度,质量评价。评价结果分为:合格,完全符合标准(P);合格,达到标准要求(P/C);合格,基本达到标准(P/W);不合格(F)。专业认证和评估的基本工作模式为找问题,找出专业的办学实际与评估标准的差距。专业认证和评估推进了我国工程教育改革,建立了与注册工程师制度相衔接的工程教育体系,促进了工程教育的国际交流与国际互认。
(三)专业等级排名榜
近年来社会评价机构对专业办学的影响力逐年增大,社会评价机构以一套或一组指标作为质量度量,各类指标通常都划分为投入指标、过程指标和产出指标三大类[4]。如武汉大学中国科学评价研究中心专业评价的一级指标分为:办学资源,教学水平,科学研究,专业声誉。该中心将各大学的专业(类)分为五个等级,对高校各专业进行等级排名,受到广大考生和用人单位的关注。
三、校内专业评估的内容
河海大学历来高度重视本科教学评估工作。2005年,学校以优秀的成绩通过教育部本科教学工作水平评估;“十一五”期间,学校制定并实施了《河海大学教学质量与教学改革工程“十一五”实施方案》(简称“彩虹工程”),逐步建立起标准明确、过程控制、评价合理、持续改进的河海大学本科教学质量保障体系[5]。2008年,学校实施了校内专业评估、课程评估、实验教学评估、学生培养质量评估、教学管理评估以及毕业设计(论文)评估等6项校内专项评估工作,为进一步改革、创新校内教学评估的模式和方法积累了宝贵经验。
学校高度重视新一轮校内专业评估工作,多次组织教学院长、本科教学督导、专业认证与专业评估专家、教育学专家、管理学专家进行研讨。通过深入研究国内外专业评估的理论前沿和先进经验,结合学校自身实际,明确了专家对专业自评报告评价、在校生对教学工作满意度评价、毕业生对专业培养满意度评价和用人单位对毕业生质量满意度评价四大评估模块,保障了利益相关者的合法权益,建立了利益相关者共同治理的新模式。
(一)专家对专业自评报告的评价
专家全面审阅专业自评报告,系统总结专业建设成效、存在的问题,并明确改进的方向。专业自评报告主要依据《高等学校特色专业建设点申报书》《江苏省高等学校品牌专业、特色专业验收标准》《工程教育专业认证标准》等文件精神,开展教师发展、教学改革、实践教学、教学管理和培养质量等方面的评估,全面考察专业建设现状,推进专业内涵建设,提高专业品质。教师发展包含教师培养和教学水平2个维度,主要观测点为:师资结构、教学培训、教学团队、评优评奖、教学满意度等。教学改革包含培养模式、课程建设、教材建设、教学成果4个维度,主要观测点为:专业改革、专业教育、课程规划、教材选用、教材编写、教改立项和获奖、教学研究论文等。实践教学包含实验(实践)项目、实习状况、毕业设计(论文)3个维度,主要观测点为:实验开出率、综合性实验、社会实践、校外基地、实习效果、毕业设计(论文)选题和质量等。教学管理包含过程管理、质量保障、教研活动3个维度,主要观测点为:教学文件、教学组织、领导听课、同行听课、院督导听课、学情调查、教研组织与成效等。培养质量包含专业能力、综合能力、学习成效、社会声誉4个维度,主要观测点为:专业技能、综合素养、毕业率继续深造率、英语四六级通过率、竞赛获奖、论文专利、就业质量、社会评价等。
(二)在校生对教学工作满意度的评价
对在校大学生开展专业认识、教学质量、教学管理和质量保障等方面的满意度调查,践行“以学生为中心”的教学理念,调动学生参与专业建设的积极性。专业认识包含专业兴趣、前景期望2个维度;教学质量包含课程体系、课堂教学、课后指导、实践教学、创新创业教育5个维度;教学管理包含教学纪律、行政服务、班导师服务3个维度;教学保障包含师资配备、实验设备、教材及学习资源3个维度。
(三)毕业生对专业培养满意度的评价
对毕业生开展培养过程、核心课程、专业技能、综合素养等方面的满意度调查,推动专业改革人才培养模式,提升毕业生的就业竞争力和就业质量。培养过程包含课程体系、专业教育、实习效果、毕业设计(论文)、就业教育5个维度;核心课程包含课程重要性、课程有效性2个维度;专业技能包含多项特定专业技术能力;综合能力包含批判性思维、良好的口头表达和写作能力、时间管理能力等10项综合能力。
(四)用人单位对毕业生质量满意度的评价
对用人单位开展毕业生专业理论知识、工程(社会)实践能力、创新能力、工作态度、团队合作能力和国际化视野等方面的满意度调查,了解毕业生实际工作能力,收集用人单位需求,鼓励行业用人部门深度参与专业课程设置,增强人才培养与社会需求的适应性。
四、校内专业评估的程序与方法
(一)加强信息化平台建设
校内专业评估涉及专业教师、在校生、毕业生、用人单位、评估专家等众多人员,操作流程复杂,只有建立功能强大的信息化平台才能保障评估工作顺利实施。信息化平台应体现流程化、集成化、智能化等特点:流程化是指系统能满足在线自评、在线调查、在线审核、在线评估等功能,保障校内专业评估工作有序、高效开展;集成化是指系统能实现多角色数据共享功能,如在校生、毕业生调查模块中“本学期课程学习状态”“课外学习活动情况”“毕业生综合能力”等学情调查数据能够自动被专业自评模块读取;智能化是指系统能提供大数据挖掘、统计功能,提升专业评价的准确性与科学性。
(二)开展专业自评
一是专业负责人在学习、领会校内专业评估方案后,对照校内专业评估指标体系,收集相关支撑材料,认真、细致、实事求是地填写专业自评报告。二是学院审核专业自评报告数据的真实性。三是专业自评报告经学院审核通过后,在全校公示,接受广大教师、学生监督。专业负责人还需为在校生、毕业生满意度调查提供专业核心课程清单和相关专业技能明细。
(三)实施在校生、毕业生、用人单位满意度评价
教务处组织开展在校生对教学工作满意度评价,并与就业指导中心一起做好毕业生对专业培养满意度评价、用人单位对毕业生质量满意度评价工作,并最终提供各专业三类评价的调查数据。教务处还需汇总整理好校级及以上教学改革项目、教学成果奖、研究性示范课程、全英文课程、新生研讨课、学位率、毕业率、教师获奖等数据明细,进一步减轻专业自评工作负担。
(四)注重专家评估
专家遴选的标准为:一是专业相近。评估专家必须是本专业或相近专业的教学经验丰富的专家。二是教学管理经验丰富。评估专家必须是从事过系主任、教学副院长等教学管理工作的专家。三是专家多元化。每个专业安排2―3名专家进行评估,其中至少1名为校外专家。教务处统一组织专家开展专业评估工作,专家通过网络查阅专业自评报告,依据专业评估指标体系逐项评价,并撰写专家评价意见。
(五)形成专业评估分报告
专业评估结果实施分类指导,学校将专业竞争力等级划分为三类:第一类为强竞争力专业,是指获批国家特色专业建设点、省级品牌(特色)专业建设点、省级重点专业建设点的专业。强竞争力专业是学校的优势专业,是吸引考生和用人单位的“拳头”产品。强竞争力专业要能体现“领头羊”作用,应获得更多、更高等级的教学获奖和教学改革项目;应大力改革人才培养模式,提升学生创新能力;应高质量通过教育部和住建部的专业认证和专业评估;应大力拓展国际化教育,开设了全英文课程、本科生中具有一个月以上海外学习经历的学生比例高;应有较高的毕业生继续深造率等。第二类为新办专业,是指毕业生不足三届的专业。新办专业应具备科学合理的人才培养方案,且执行良好;师资队伍结构应合理,能够胜任教学工作;实验、实习条件应有保障;学生、用人单位满意度好等。第三类为一般竞争力专业,是指除强竞争力专业和新办专业之外的专业。一般竞争力专业应有准确的人才培养目标定位,能够主动适应和服务区域(行业)经济社会发展的需要,突出应用型人才培养目标在教学建设中的引领作用;应有强化学生专业认知、提升学生学习积极性的具体措施;专业建设应取得一定成效,有省级及以上教学改革项目或奖励;教师积极参与校内外各项教学培训,有一批教研成果;就业率达90%以上等。教务处与学院共同分析评估专家、在校生、毕业生和用人单位的评价数据,依据各专业的竞争力等级,明确专业亟待解决的问题和对应对策,并最终形成单个专业评估分报告。
(六)形成专业评估总报告
学校从全校层面汇总专家、在校生、毕业生和用人单位的评价数据,采用定量计算与定性分析相结合的方式,全面分析学校在专业建设中的成效、面临的问题与挑战,为进一步提高专业建设和人才培养质量的提供对策和建议,并最终形成校内专业评估总报告。
五、校内专业评估的成效
2012年,河海大学组织57个本科专业开展了校内专业自评工作,3906名在校生、3610名毕业生、311家用人单位参与了问卷调查,邀请了校内外67位知名专家在线评审,了河海大学本科教学专业评估分报告和总报告白皮书。本次校内专业评估构建了利益相关者协商共治的长效机制,评估主体多元化,评估内容多样化;打破了评价结果唯分数论制约,而是根据专业竞争力不同等级给予专业相应指导,激发了专业在校内专业评估中的主动性,变“要我评”为“我要评”;建立了学校与毕业生和用人单位常态化的联系机制,使专业面向社会发展实际培养学生,提高了人才培养与社会需求的契合度;建立了循环评估和后继评估机制,完善了校内常态化监测的教学评估制度。
参考文献:
[1]宋彩萍.高校专业内涵建设自主评估框架维度甄别与建构[J].中国大学教学,2011,(11).
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