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【新工科教育改革】新工科建設思想大碰撞——走進《數據科學與分析》課程組

時間:2019-05-30瀏覽:21來源:教務處 電子電氣工程學院作者:

編者按:為深入貫徹黨的十九大精神,全面貫徹黨的教育方針,落實立德樹人的根本任務国民彩票平台官网,進一步深化我校教育教學改革国民彩票平台官网,提高人才培養質量国民彩票平台官网,工程大以新工科建設為引領,全面推進新工科教育改革,力求探索工程教育的工程大模式。即日起国民彩票平台官网,教務處聯合新聞辦推出【新工科教育改革】專題,從“激發課堂活力”、“推進協同育人”、“改革成果概覽”等三個方面,展示工程大在新工科教育改革方面采取的舉措、取得的進展、獲得的成績。

《數據科學與分析》是電子電氣工程學院新工科專業數據科學與大數據技術專業的重要課程,課程建設立足于新工科教育體系結構、立足于產教融合,把專業培養目標融入課程內容,緊密結合大數據行業公司需求,注重理論和實踐結合。

課程的教學目標是運用統計分析、機器學習、分布式處理等技術,能從大量數據中提取對科學研究和生產實踐有意義的信息,以可視化等技術通過通俗易懂的形式傳達給決策者国民彩票平台官网,為后續大數據技術的相關專業課學習打下良好基礎。對于掌握計算機理論和大數據處理技術,系統地培養學生掌握大數據應用中的各種典型問題的解決辦法,實際提升學生解決實際問題的能力,將領域知識與計算機技術和大數據技術融合、創新的能力的培養具有重要意義国民彩票平台官网。

一国民彩票平台官网、注重產教融合隊伍建設,科研反哺教學效果明顯

課程組包含數據科學與大數據技術專業的理論與實踐教學的主要骨干教師。團隊由1位教授国民彩票平台官网、1名副教授和4名講師構成,其中具有博士學位教師5人,碩士研究生1人。具有合理、優化的知識結構、年齡結構和職稱結構。

教師年齡結構合理,中、青年搭配。課程組重視教師梯隊建設,以中年骨干教師帶教青年教師。教師隊伍在本專業既有豐富的教學經驗,又有豐富的實踐經驗,并且在所教授的課程中均包含實踐性教學環節,對學生的實踐能力的培養提供了良好的保障。

課題組成員全部都有企業掛職經歷或者主持科研項目的經歷,注重科研反哺教學,注重課程教學中引入學科競賽相關內容,課題組主持國家自然科學基金面上和青年項目各1項,主持企業委托項目10余項。通過項目驅動国民彩票平台官网国民彩票平台官网,將“基于大數據的綜合安防系統”,“基于大數據的電子商務系統”和“軌道安全監控的大數據分析”等工程研究引入教學,提升了課程的吸引力国民彩票平台官网。   

    

數據相關項目反哺教學

二、明確教學目標,完善課程教學體系

課題組從數據分析的規律出發,來設計課程內容。主要從數據科學概論、大數據的產生、大數據的存儲、大數據的獲取、大數據的處理、大數據的分析、大數據的可視化、大數據的安全、大數據的應用国民彩票平台官网、大數據的未來等環節逐漸展開,如下圖所示:

課程內容的教學體系

課程設計過程注重以現代信息產業發展需求為導向,注重與電子信息、自動化等相關專業的交叉融合,秉承“大數據+X”的復合人才培養理念,堅持“理論學習+工程訓練+新技術應用”的人才培養模式国民彩票平台官网,探索“新工科”+ “工程認證” 的人才培養實踐,培養具有數學與自然科學基礎知識国民彩票平台官网,系統掌握數據科學與大數據技術的基礎理論、基本技術,具有較高的文化素養和職業素質,知識国民彩票平台官网、能力和素質協調發展的,能夠勝任大數據科研、開發與分析等工作的具有系統思維、工程實踐、創新意識和團隊合作能力的高等工程應用型人才。在制定培養方案及課程大綱時邀請了高校、企業專家共同指導。以確定課程及內容的合理性国民彩票平台官网国民彩票平台官网。

校企專家共同探討培養方案及課程合理性       

課程體系的設計圍繞“學生中心、產出導向、持續改進”核心內容国民彩票平台官网。教學大綱的撰寫與畢業目標對應,同時思考 “復雜工程問題”在課程的體現。并就相關問題在燕山大學計算機系進行了調研。

根據培養目標,設計課程的目標如下:

1)具有以數據科學的思維了解大數據的產生背景和價值,思考問題、解決問題的意識国民彩票平台官网。

2)能夠掌握大數據存儲系統、分布式文件系統和NoSQL數據庫相關技術進行大數據的存儲。

3)能夠掌握利用多處理器技術、并行計算、MapReduce并行計算的相關技術進行大數據處理的能力国民彩票平台官网。

4)能夠掌握數據爬蟲的方法和工具、基本的可視化和分析工具,使用工具和技術進行數據的抓取国民彩票平台官网、清洗和可視化的能力。

5)能夠使用大數據分析的模型和算法,利用決策樹算法、K-means算法、深度學習等方法分析和解決實際案例中的問題国民彩票平台官网。

機器學習的基本算法

6)能夠了解大數據的處理和分析知識和技術在互聯網国民彩票平台官网、交通国民彩票平台官网、醫療等行業的需求和應用特點。

三、構建多層次課程結構,豐富人才培養模式

課程作為電子電氣類專業的平臺課程,覆蓋學院全體本科生国民彩票平台官网,量大面廣。對課程教學的深度和廣度提出了更高要求。如何將大數據及數據分析思想国民彩票平台官网,貫穿于整個育人過程国民彩票平台官网,是課程建設中亟待解決的問題。

課程教學的層次結構

課程面向本科教育,課程的育人理念貫穿于中學-大學和碩士三個階段国民彩票平台官网,采取措施如下:

1)為了配合上海市教委正在大力推廣的中學生雙新平臺課程建設,課程組與上海市教委、上??萍汲霭嫔缏摵贤瞥雒嫦蛑袑W生的《大數據的奧秘》教材国民彩票平台官网,目前處于出版社審稿中,在教材建設中課程組積極為專業宣傳国民彩票平台官网,為專業招生提供了有力支撐。

中學雙新平臺課程《大數據的奧秘》

2)擬將課程進行本科+碩士一體化培養模式改革国民彩票平台官网,即將課程納入電子信息專業的選修課程,在本科階段修讀完該課程,若報考我校電子信息專業碩士,可以直接認定選修學分国民彩票平台官网国民彩票平台官网,簡化了碩士階段課程。通過一體化改革建設一流人才培養體系,能改進數據科學與大數據技術人才的培養方式,提高專業人才的培養質量,提升學生多學科融合的綜合科研素養国民彩票平台官网。

四国民彩票平台官网、全方位構建實踐教學體系,培養學生創新能力

1)課程設置了實踐環節。12課時的實踐環節,設置了4次實驗国民彩票平台官网,實驗設置使學生能較系統掌握專業的基礎理論和思維方法国民彩票平台官网,理解本專業的基本概念、知識結構、典型方法国民彩票平台官网,建立數字化、算法、模塊化與層次化等核心專業意識;掌握數據的處理與分析的基本方法;具有應用數據模型進行開發的能力,實驗過程中采取興趣驅動的方法增強學生興趣。

課程的實踐教學環節

2)在計算機及相關專業的本科畢業論文中,根據具體需求,融入了與大數據技術相關的設計內容,2019級本科畢業設計有約10個題目涉及大數據技術相關的領域。

3)課程組在課程建設的過程中采用大數據及數據分析理論引入到育人過程中,結合競賽指導,指導完成的作品榮獲中國多媒體大會圖像去霧處理競賽第一名、 “Driving Companion”作品獲得“埃森哲全球數字創客馬拉松”競賽中國賽區季軍,該作品數據分析、語音識別国民彩票平台官网、深度學習、無線通訊等相關技術,設計了適合上班族和租車行的智能駕駛陪伴產品国民彩票平台官网。同時還指導獲得大學生電子設計競賽、研究生電子設計競賽的全國二等獎国民彩票平台官网、三等獎等獎項国民彩票平台官网。

指導學生獲獎

4)課程組實踐環節注重與企業合作国民彩票平台官网,例如:與上海眾網數聚立方信息科技有限公司在平臺建設、學生創新創業、校企聯合技術攻關以及共建創新平臺等方面進行合作,以拓寬課程實踐的廣度。

與企業探討

五、課程改革受到同行關注與認可

數據科學與分析課程組開展了多次的內部教學研討和對外教學交流來的不斷完善、不斷改進課程教學国民彩票平台官网,而課程的教學思路與理念也得到了兄弟院校的肯定與認可。

1201876日,全國高校人工智能與大數據創新聯盟系列巡講活動第一站在我校進行,來自全國各地高校的專家教授、企業負責人等30余人就人工智能和大數據專題開展交流研討。課程負責人方志軍教授做了新工科建設、大數據專業辦學及課程改革的交流發言国民彩票平台官网,其教改理念得到了與會專家的認可與好評。

全國高校人工智能與大數據創新聯盟系列巡講活動:走進工程大

22018916日、20181021日、2019427日,黃潤才老師作為課程組代表,先后前往青島大學、大數據聯盟總部、曲阜師范大學等地進參加了大數據教學研討會,以數據科學與分析課程教改為主題進行了發言,與參會同行進行了深入的教學研討和交流国民彩票平台官网,其課程設計與方法得到了同行的認可。

  

  

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