面向政产学研的大数据产业学院创新模式_丁卫平.pdf

第 45 卷第 3 期2023 年 6 月电气电子教学学报Journal of Electrical and Electronic EducationVol 45No 3Jun 2023收稿日期:2021-12-30;修回日期:2022-05-05基金项目:国家一流本科专业建设项目，中国交通教育研究会交通教育科学研究重点课题(JTZD20 07);教育部产学合作协同育人项目(201901173027，202002191049);南通大学教学改革研究课题(2020B27);南通大学在线开放课程建设项目(XS2031)第一作者:丁卫平(1979)，男，博士，教授，主要从事智能系统、数据挖掘和机器学习等方面的研究工作，E-mail:dwp9988163 com面向政产学研的大数据产业学院创新模式丁卫平程学云鞠小林陈森博(南通大学 信息科学技术学院，南通 226019)摘要:以南通大学阿里云大数据“校政企”共建产业学院为依托，基于面向产出导向的课程设计理念，探索建立了面向政产学研一体化的大数据产业学院专业实践综合改革创新培养模式，与企业共建创新实践平台，协同开展大数据人才培养模式与课程实践改革。应用结果表明该创新培养模式将理论、实践与项目实战融为一体，提供了大数据专业一体化实践解决方案，在地方高校产业学院中发挥了较好的示范引领作用。关键词:产业学院;U+新工科智慧云;综合创新实践平台中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:1008-0686(2023)03-0193-04Innovative Mode of Big Data Industry College for Integration ofGovernmemt Industry University esearchDING WeipingCHENG XueyunJU XiaolinCHEN Senbo(School of Information Science and Technology，Nantong University，Nantong 226019，China)Abstract:Based on Aliyun Big Data College of Nantong University，whichi is jointly built by the university，government and en-terprises，guided by the concept of output oriented curriculum design，this paper has explored and established a comprehensivereform and innovation training mode for professional practice of Big Data College oriented to the integration of government，in-dustry，university and scientific research An innovation and practice platform has been built jointly with cooperative enterprises，to carry out the reformation of both big data talent training model and curriculum practice The results have shown that this plat-form can effectively integrate theoretical learning，practical teaching and big data enterprise projects，and provide an integrated so-lution for practice with big data professional requirements This mode will play an exemplary and leading role in the big data in-dustry colleges of local universitiesKeywords:industrial college;U+new engineering wisdom cloud;integrated innovation practice platform随着大数据、人工智能为代表的新一代信息技术的蓬勃发展，高等教育如何主动适应新技术、新产业、新经济发展，如何在产业转型中形成新的教育模式和发展活力，已成为当下我国高校专业建设与人才培养模式改革的重要主题1。随着国家大数据战略的推进实施，大数据新技术、新业态、新模式不断涌现，精通大数据的专业人才将成为企业和政府部门重要的业务角色2 3。目前大数据从业人员薪酬持续增长，人才缺口巨大，未来 3 5 年中国需要 180 万数据人才，但目前只有约 30 万人，因此规模化培养多区域、多层次和多形态的大数据专业人才已成为社会发展迫切需求4。产业学院是应用型本科高校实现产教融合和协同育人模式的重要载体，校政企之间深度融合是实现产教深度融合的途径5。通过产业学院这一平台将汇聚企业和政府资源，进一步支持专业综合改革和创新人才培养模式，以产业和技术发展的最新需求不断探索产教融合、协同育人机制6 7。南通大学阿里云大数据学院作为一所“校政企”共建学院，旨在响应国家、江苏省和南通市大数据战略发展需要，由南通大学、南通市港闸区人民政府(原)、青软实训教育科技股份有限公司、阿里云计算有限公司四方共同组建，直接面向大数据产业需求建立跨学科的教学和研发团队。该学院创新了校企合作的深度和广度，用优质企业资源、政府资源参与我校大数据专业人才培养，不断推进和深化政产学研合作协同育人模式。2018 年四方正式签署合作共建南通大学阿里云大数据学院协议，目前学院已招收 2018、2019、2020 和 2021 级大数据技术专业学生，每届各 60 人，教学运行情况较好，形成了独具地方高校特色的政产学研深度融合的产业学院大数据专业人才创新实践培养模式和创新实践平台等。我们基于面向产出导向的课程设计理念，根据产业需求、企业和政府对大数据人才要求、学校及专业特色等制与合作企业共建政产学研一体的大数据创新实习实训平台等，进一步协同开展大数据人才培养模式与实践课程改革，培养从事大数据分析应用、挖掘算法研究和大数据系统开发人才，促进学院创新实践平台切实发挥人才培养实效，在地方高校大数据专业中发挥好的引领示范作用。本文总结了南通大学开展面向政产学研一体的大数据产业学院创新实践培养模式。1四方共建大数据创新实践平台南通大学阿里云大数据学院建设目标是紧密对接“长三角区域”大数据产业链来优化“新工科”人才培养体系，通过深入剖析目前大数据专业学生培养面临困难:难以构建一套面向政产学研深度融合的大数据创新实践平台;现有教学内容缺乏大数据计算、存储和挖掘，实践内容中真实企业案例较少;课程与大数据产业需求和发展脱节等，我们校企四方共同制定了一套创新实践培养模式，按照“2 5+1 5”培养模式，前 2 5 学年开展理论教学，以基础理论教学以及部分专业核心课为主，后 1 5学年开展真实产业环境实践教学，以专业核心课与企业真实项目实训为主，将课程、实验和企业项目案例进行并重实施，提高大数据专业学生实践和工程应用创新能力。大数据实践平台支撑大量基础类实验、创新实践和企业真实项目实践等教学，提供企业级真实项目、真实业务数据、真实项目等分析流程，项目覆盖多个行业，锻炼学生利用大数据方法和已学基础知识解决具体行业中大数据实际问题的能力。该平台包括大数据创新平台、大数据实习实训平台、大数据综合企业实训项目平台等一站式大数据创新平台，提供大数据专业实践课程、案例库、实训项目、创新实践项目等，同时提供了项目级的大数据实战案例和丰富的数据资源。平台采用私有云的形式全方位支撑大数据专业建设和人才培养，将企业工程项目贯穿于课堂实践和实训中，从技术方法和实践案例分析等方面提升大数据专业学生对各类大数据进行数据采集、数据加工、数据开发、数据分析、数据管理和智能学习等能力训练，为学生探索各种大数据创新应用，培养多层次数据专业技术能力提供了较好的平台。2大数据创新实践平台架构该创新实践平台全方位支撑大数据产业学院教学、实验、实训、竞赛、科研和服务等环节，利用虚拟化教学资源搭建教学系统集成化平台，将理论学习、实践教学、大数据项目实战有效融为一体。其主要包括大数据实验实训创新实践平台、U+新工科智慧云创新实践平台以及支撑该平台的各类软硬件。平台具体架构如图 1 所示，其中大数据实验实训创新实践平台包括组件:大数据实验实训平台、大数据集群监控平台、云资源管理与监控平台等;U+新工科智慧云创新实践平台包括组件:教学管控平台、智能考试平台、毕业设计平台、教学质量分析平台等。图 1创新平台具体架构图该大数据实践平台不仅包括大数据项目开发、设计、计算和科研环境，还提供了项目级的大数据实战案例和丰富的各个行业数据资源，平台采用私有云的形式全方位支撑大数据专业建设和人才培养，提供了一套大数据专业教学、科研和社会服务的整套解决方案，满足大数据行业发展需要和长三角区域大数据人才技能要求。3具体创新实践功能模块我们构建的大数据创新实践平台提供 6 个功能模块子平台，具体如下:3 1云资源管理与监控平台大数据资源管理与监控平台主要通过对硬件资源集中调度和管理，快速动态展示基础实验的教学状况，包括未开始实验、进行中实验、未结束实验、实验人数、实验库增量统计和相关硬件资源利用情况等。491电气电子教学学报第 45 卷3 2大数据实验实训平台我们根据大数据专业核心课程体系，研发了较为完备的大数据实验实训平台，配置实验室相关的实验资源和项目案例等在线教学资源，通过可视化界面、任务分解等方式跳转至大数据实训环境，实现场景化教学，实现“大数据开发技术”“大数据实时处理技术”“数据分析与实战”“数据可视化技术”等核心课程的实验实训。3 3大数据集群监控平台该平台可直观监控大数据平台范围内每台主机每日资源使用情况，包括 CPU 使用率、内存使用率和磁盘使用率等，并可将已结束实验云资源进行回收和释放，动态调度系统资源，有效提高大数据平台资源的利用率。3 4实时教学管控平台该平台支撑备课、授课、作业和实验等，可覆盖课前、课中和课后各个教学实验环节。教师可上传实验指导书发布实验、实验报告提交情况自动统计，平台可开展比对查重、实验报告在线批阅并可批量下载、导出成绩等。通过教学管控平台可持续分析教师教学活动和学生学习行为，实现大数据相关实验更为有效的课程知识侧重管理。3 5智能考试平台该平台提供了“灵活、便捷、科学、合理”智能考试系统，教师可查看创建的所有考试，在考试监控页面可查看和操作考试状态，包括学生考试是否作弊、进行在线阅卷、在线成绩分析、自动导出已阅试卷存档等，大大提高大数据专业学生考试效率和考试分析管理水平。3 6毕业设计平台该平台支撑大数据专业毕业设计整个流程，从发布选题、下达任务书、开题报告、中期检查、论文评阅和论文答辩等整个环节，可进行各类表格的上传和下载，同时支撑学生课题变更、导师选择与更换等。同时平台还能自动督促师生按照毕业设计流程完成各个环节任务。4企业实训项目案例提升创新平台在大数据专业学生实践能力培养的过程中，我们除了构建一体化大数据实训和科研创新平台，提供大数据专业实践课程、案例库、实训项目等外，还携手高新技术企业，对接地方大数据产业链，提供了校企合作式真实企业项目案例训练培养新模式，聘请校外实践基地中具有丰富实践经验的大数据高级人才作为兼职指导教师，带领学生开展大数据企业真实实训项目。学生利用所学大数据专业的知识，以 3 5 人组成的训练团队承担大数据项目开发、设计、编程、实现和测试等工作，这些训练螺旋上升，层层迭代，不断提升大数据专业学生解决复杂工程问题的能力。该提升平台主要包括大数据肺癌影像智能诊断、交通大数据分析实训、基于时间序列模型的NCDC 气象数据分析、基于 Hadoop 平台的电信客服数据的处理与分析等多个企业真实的综合实训项目案例。下面以交通大数据综合分析实训项目为例说明提升平台实施过程:该实训项目平台基于约 3 亿条出租车订单大数据集，为大数据专业学生提供真实的分布式集群和城市出租车数据集，综合运用 Hadoop 和 Spark等两种经典的大数据技术框架能力，对交通大数据管理、清洗、可视化分析和机器学习建模能力，完成一整套完整的交通大数据分析综合实训任务。学生团队需要完成的实训任务包括:交通大数据读取与预处理、车流分析、数据场景分析、车费预测模型构建，模型效果评估等。图 2 给出了使用 SparkSQL 进行交通大数据车流分析例子，图的左侧为使用 GeoPandas 绘制 NYC 交通区域流量实训环节任务要求，右侧是供学生实训的编程分析区域等。图 2交通大数据车流分析综合实训项目591第 3 期丁卫平:面向政产学研的大数据产业学院创新模式该综合实训平台中海量交通数据存储于Hadoop分布式文件系统 HDFS 中，大数据专业学生综合运用 Spark SQL、Spark MLlib 等大数据组件有效实现交通大数据清洗、数据分析、机器学习预测模型构建，沉浸于真实企业项目全流程数据分析过程中，并且从时间、空间等多个维度，训练学生借助直方图、热力图等可视化手段全面展示城市交通车流的变化互动关系能力，培养了面向政产学研深度融合的大数据专业多层次应用型创新人才。5实践教学创新系列成果我们积极探索和实践了面向政产学研一体的大数据产业学院创新培养模式，与企业共建创新实践平台，高效地将企业实战场景融入大数据课程教学，协同开展大数据人才培养模式与课程实践改革，培养学生对真实应用项目的各类大数据采集、加工、开发、管理、分析和学习等能力，不断提升大数据创新实践能力。我们教师团队带领大数据专业学生积极参加“全国挑战杯”“中国大学生服务外包创新创业大赛”“蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛”“第十一届中国大学生计算机设计大赛”“全国大学生软件测试大赛”等国家和省举办的各类科技作品竞赛，学生参与创新创业活动率为 100%，获得了包括国家一、二等奖在内的各类奖项 90 余项，学生获得 20 余项国家、省级创新创业训练项目，大数据专业学生核心竞争力得到了较大幅度的增强。我们对 6 个大数据专业班级的学生进行创新培养模式满意度调查，结果表明我们的创新培养模式平均满意度达到 96 62%。该创新培养模式契合南通大学“学必期于用，用必适于地”的教育理念，是学校“面向新兴产业和区域发展需求，顺应新科技革命和产业变革”办学特色的重要组成部分，将进一步带动大数据专业建设水平，有效解决了地方高校人才培养与长三角区域大数据行业产业快速发展不匹配的问题，对探索多样化政产学研深度融合的大数据人才合作培养模式具有重要意义与价值。6结语依托南通大学阿里云大数据学院，探索和构建面向政产学研一体的大数据产业学院创新培养模式，提供一站式的大数据实训和创新平台、综合实训平台等。学生通过场景化的实境教学和真实企业项目案例训练，全面提高大数据专业实践开发能力，培养学生的创新意识和创新能力、实践技能，形成一套“理论知识工程实践集成创新”的新工科人才培养模式，实现教学过程与企业、地方产业发展的良性互动，形成了政产学研深度融合的大数据专业学生创新实践培养创新体系，为长三角区域提供有力的大数据人才支撑，这在地方高校大数据人才培养方面具有一定的推广应用价值。在今后的研究中，我们将进一步探讨产业学院资源配置、内部治理和质量评价等关联关系，反哺协同育人产业学院实践平台建设，进一步激发面向政产学研深度融合的产业学院建设活力和成效8。参考文献 1 陈春晓，王金剑 应用型本科高校产业学院发展现状、困境与对策J 高等 工 程 教 育 研 究，2020(4):131 136 2 贺文武，刘国买 数据科学与大数据技术专业核心课程建设的探索与研究J 教育评论，2017(11):31 35 3 李煜 我国高校数据科学人才培养研究 J 当代图书馆，2019(3):7 11 4 朝乐门，邢春晓，王雨晴 数据科学与大数据技术专业特色课程研究J 计算机科学，2018，45(3):189 206 5孙振忠，黄辉宇 现代产业学院协同共建的新模式 以东莞理工学院先进制造学院(长安)为例 J 高等工程教育研究，2019(4):40 45 6 朱为鸿，彭云飞 新工科背景下地方本科院校产业学院建设研究 J 高校教育管理，2018，12(2):30 37 7 邵庆祥 具有中国特色的产业学院办学模式理论及实践研究 J 职业技术教育，2009，30(4):44 47 8 刘国买，何谐，李宁，等 基于“三元融合”培养应用型人才:新型产业学院的建设路径 J 高等工程教育研究，2019(1):62 66691电气电子教学学报第 45 卷