高職院校大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與研究

周少珂 任立鋒 李晨

摘要：隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的落地與發(fā)展，各高職院校為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求和企業(yè)人才需求，紛紛開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)。在日益完善大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)、課程體系結(jié)構(gòu)和企業(yè)崗位需求同時(shí)，也更加注重該專業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。文章以作者單位大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室為研究對(duì)象，對(duì)其整個(gè)建設(shè)過(guò)程加以詳細(xì)說(shuō)明，并對(duì)今后該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)、課程體系建設(shè)、學(xué)生技能競(jìng)賽、企業(yè)崗位需求和教師科研等方面進(jìn)行深入研究和探討，為其專業(yè)培養(yǎng)大數(shù)據(jù)技能型人才提供有力保障。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室;人才培養(yǎng);課程體系;專業(yè)建設(shè)

中圖分類(lèi)號(hào)：G712? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2020）12-0384-03

一、引言

大數(shù)據(jù)技術(shù)作為近些年新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)，該技術(shù)的發(fā)展也更加促進(jìn)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。2014年，大數(shù)據(jù)首次在中國(guó)政府報(bào)告中被列為國(guó)家重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)推進(jìn)方向。2015年，李克強(qiáng)總理在政府報(bào)告中進(jìn)一步提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃，推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合。2015年8月國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過(guò)《關(guān)于促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的行動(dòng)綱要》，其中明確指出推動(dòng)政府大數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)、共享和安全的重要性[1]。2016年中國(guó)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)達(dá)到305.7億元產(chǎn)量，增長(zhǎng)率達(dá)到35.7%，比同期行業(yè)的增速都要快，國(guó)家對(duì)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給予一定的支持并提出一系列的政策和意見(jiàn)[2]。2017年3月教育部公布普通高等學(xué)校本科新增專業(yè)名單中“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”專業(yè)，有248所學(xué)校獲批。2018年1月教育部公布“大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用”專業(yè)備案和審批結(jié)果，共有208所職業(yè)院校獲批[3]。

二、大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

2018年1月全國(guó)208所職業(yè)院校獲得教育部有關(guān)“大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用”專業(yè)備案。河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院信息工程學(xué)院作為河南省首批開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)的職業(yè)學(xué)院，并于當(dāng)年8月份和聯(lián)創(chuàng)中控（北京）科技有限公司企校合作共建大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，如圖1所示。

該實(shí)驗(yàn)室是在原有普通機(jī)房基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)和路由器更新升級(jí)，均達(dá)到千兆以太網(wǎng)帶寬接口。改造后按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)上課班級(jí)人數(shù)（不超過(guò)45人）包括教師機(jī)和相應(yīng)備用學(xué)生機(jī)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)共分4排，每排均有華為千兆口接入交換機(jī)，最后匯聚到后臺(tái)萬(wàn)兆口光纖傳輸?shù)暮诵慕粨Q機(jī)中，通過(guò)兩臺(tái)核心交換機(jī)和大數(shù)據(jù)服務(wù)器相連接，如圖2所示。

大數(shù)據(jù)服務(wù)器共有9臺(tái)。其中7臺(tái)為大數(shù)據(jù)DataNode節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，2臺(tái)為NameNode節(jié)點(diǎn)服務(wù)器。NameNode節(jié)點(diǎn)中：1臺(tái)NameNode為CentOS6.5操作系統(tǒng)。1臺(tái)SecondaryNameNode為Windows Server操作系統(tǒng)。整套服務(wù)器需要配置和調(diào)試時(shí)可以使用KVM進(jìn)行配置，如圖3所示。

大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室7臺(tái)DataNode節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)空間共128T，每個(gè)DataNode節(jié)點(diǎn)同樣為CentOS6.5版本系統(tǒng)。可以完全滿足平日大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生對(duì)海量數(shù)據(jù)的分析和測(cè)試，也能夠完成日常的教學(xué)、技術(shù)創(chuàng)新、學(xué)生技能競(jìng)賽、教師科研等任務(wù)。

三、大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室發(fā)展目標(biāo)

隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，培養(yǎng)社會(huì)發(fā)展的需求的技術(shù)型人才也落在高職院校的肩上，高職院校也順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，培養(yǎng)更加優(yōu)秀的高新技術(shù)人才。

我院大數(shù)據(jù)專業(yè)開(kāi)設(shè)前，廣泛地和企業(yè)進(jìn)行交流，探討社會(huì)大數(shù)據(jù)人才需求，深入市場(chǎng)調(diào)研，在校企合作模式基礎(chǔ)上制訂該專業(yè)人才培養(yǎng)方案，進(jìn)一步制訂詳盡的課程體系、未來(lái)崗位人才發(fā)展方向。

大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室的完善和發(fā)展促進(jìn)其專業(yè)學(xué)生更加直觀、真實(shí)貼近企業(yè)崗位需求，更加促進(jìn)大數(shù)據(jù)專業(yè)人才的培養(yǎng)。

（一）高效促進(jìn)日常教學(xué)工作

根據(jù)該專業(yè)人才培養(yǎng)方案，學(xué)生在校采用“2+1”的學(xué)習(xí)方式，兩年的校內(nèi)學(xué)習(xí)，最后一年校外頂崗實(shí)習(xí)。因此，前兩年的公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課的學(xué)習(xí)有內(nèi)容多、時(shí)間緊、強(qiáng)度大等特點(diǎn)。

針對(duì)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)專業(yè)課：Linux操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、Java程序開(kāi)發(fā)、Python程序開(kāi)發(fā)、H5等，可以使用普通計(jì)算機(jī)機(jī)房上課由教師教授即可。但大數(shù)據(jù)核心專業(yè)課：Hadoop技術(shù)與應(yīng)用、ETL數(shù)據(jù)清洗、Python數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算（OpenStack）、大數(shù)據(jù)可視化、Spark大數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)等，在普通計(jì)算機(jī)機(jī)房不易授課且通常要求計(jì)算機(jī)配置較高，最終無(wú)法使學(xué)生真實(shí)、直觀、高效地掌握大數(shù)據(jù)專業(yè)知識(shí)和社會(huì)企業(yè)用工需求。

本大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室依托企業(yè)真實(shí)的項(xiàng)目案例，學(xué)院教師和企業(yè)工程師共同制訂相關(guān)專業(yè)課程授課計(jì)劃、課程知識(shí)內(nèi)容、學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)K。企業(yè)方提供相關(guān)近3年來(lái)真實(shí)（經(jīng)過(guò)授權(quán)）的海量數(shù)據(jù)，供學(xué)生進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析。

教師授課方面，教師的工作量能夠大大減輕，教師僅需要制作好課件、文檔、視頻、微課、慕課等教學(xué)資料，上傳于大數(shù)據(jù)服務(wù)器的教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)即可，如有新知識(shí)、新資料需要更新，則再次編輯修改，重新上傳即可。

學(xué)生學(xué)習(xí)方面，學(xué)生能夠通過(guò)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，能夠及時(shí)復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，可以隨時(shí)重新學(xué)習(xí)教師講授過(guò)而沒(méi)有理解掌握的相關(guān)章節(jié)內(nèi)容和視頻，可以隨時(shí)下載老師上傳最新相關(guān)教學(xué)資料。

大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建和使用能夠一方面減輕教師授課的教學(xué)壓力，另一方面能夠使教師從傳統(tǒng)的教學(xué)課堂中解脫出來(lái)形成一種“翻轉(zhuǎn)課堂”的形式。再一方面能夠培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)“查缺補(bǔ)漏”的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)技能鉆研的熱情。

（二）貼近真實(shí)崗位完成實(shí)驗(yàn)

大數(shù)據(jù)專業(yè)是對(duì)其海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、篩選、清洗、統(tǒng)計(jì)和可視化分析，通過(guò)數(shù)據(jù)總結(jié)出內(nèi)在規(guī)律，在人們生產(chǎn)、生活中給予科學(xué)、合理的指導(dǎo)意見(jiàn)和建議。因此，專業(yè)人才培養(yǎng)的瓶頸即如何讓學(xué)生從真實(shí)企業(yè)需求學(xué)習(xí)掌握專業(yè)技能。

大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和發(fā)展，能夠讓專業(yè)學(xué)生從真實(shí)的數(shù)據(jù)入手在真實(shí)的設(shè)備平臺(tái)中進(jìn)行操作，直觀了解和學(xué)習(xí)相關(guān)大數(shù)據(jù)技術(shù)。正如以ETL數(shù)據(jù)清洗課程為例，在實(shí)際工作中，通過(guò)簡(jiǎn)單的Excel表格能夠刪除、篩選、替換、更新一些數(shù)據(jù)，但面對(duì)海量數(shù)據(jù)（以G以上大小為單位）時(shí)往往傳統(tǒng)的軟件不能夠短時(shí)間處理并快速生成結(jié)果，往往顯得“捉襟見(jiàn)肘”。而在該大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生能夠通過(guò)大數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)，生成各自云主機(jī)并在其中對(duì)真實(shí)數(shù)以G大小的數(shù)據(jù)進(jìn)行離線多次讀取和分析，如圖4所示。

學(xué)生通過(guò)云主機(jī)中的相關(guān)Kettle大數(shù)據(jù)軟件，能夠快速采集、收取數(shù)據(jù)，整個(gè)數(shù)據(jù)清洗的過(guò)程更加形象地展示給學(xué)生，也讓學(xué)生更加快捷地掌握專業(yè)知識(shí)。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)以企業(yè)真實(shí)的崗位需求為依據(jù)，進(jìn)行模塊化的修改分解，能夠讓學(xué)生層層深入、由淺入深，以最真實(shí)的崗位需求引導(dǎo)學(xué)生掌握技能。

（三）擴(kuò)展和提升學(xué)生競(jìng)賽技能

高職院校不同于本科院校，本科院校在培養(yǎng)大數(shù)據(jù)方面人才時(shí)，注重?cái)?shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等專業(yè)理論知識(shí)，培養(yǎng)的人才往往偏向理論的研究。而高職院校大數(shù)據(jù)方面人才偏向知識(shí)的使用，培養(yǎng)技能應(yīng)用型人才。因此培養(yǎng)目標(biāo)不同，社會(huì)崗位需求不同。筆者學(xué)校對(duì)大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)的層次，主要面向社會(huì)：（1）大數(shù)據(jù)運(yùn)維開(kāi)發(fā)崗位;（2）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析崗位;（3）大數(shù)據(jù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)崗位三個(gè)方向。

因其高職學(xué)生數(shù)學(xué)方面基礎(chǔ)薄弱，對(duì)于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析崗位難度較大，可讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可視化軟件如SPASS、Tableau、Kettle等，簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用即可。本科院校在數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)崗位培養(yǎng)學(xué)生時(shí)側(cè)重算法研究、優(yōu)化，其課程深度較高，高職院校培養(yǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)崗位人才側(cè)重軟件的使用，能夠熟練使用一種或幾種語(yǔ)言進(jìn)行編程開(kāi)發(fā)，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的程序編寫(xiě)達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)的相關(guān)處理即可，也是簡(jiǎn)單應(yīng)用層面的人才培養(yǎng)。

經(jīng)過(guò)兩年專業(yè)的發(fā)展、教師經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)、學(xué)生掌握知識(shí)的程度、社會(huì)崗位對(duì)該專業(yè)的人才需求等綜合方面考慮。大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生主要偏向大數(shù)據(jù)運(yùn)維方向，即對(duì)大數(shù)據(jù)分布式服務(wù)器集群架構(gòu)的架設(shè)、維護(hù)、檢測(cè);為大數(shù)據(jù)分布式服務(wù)器系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)的運(yùn)維;大數(shù)據(jù)集群服務(wù)器中出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題及時(shí)解決;在大數(shù)據(jù)專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上構(gòu)建云計(jì)算服務(wù)器;對(duì)云設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和管理等。與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)相關(guān)度較大。

學(xué)生可面對(duì)不同感興趣的發(fā)展方向，有所側(cè)重和深入地學(xué)習(xí)，在校期間可以參加興趣小組，參加校級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí)相關(guān)的技能大賽，以此進(jìn)一步提高專業(yè)技能，也給未來(lái)走向工作崗位增加資本。

本實(shí)驗(yàn)室建設(shè)當(dāng)時(shí)目的不僅承擔(dān)日常教學(xué)工作同時(shí)，也可作為學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用、技能競(jìng)賽等方面工作。實(shí)驗(yàn)室大數(shù)據(jù)服務(wù)器上存儲(chǔ)海量的真實(shí)數(shù)據(jù)供學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、測(cè)試、分析等使用，也同時(shí)購(gòu)置有一整套云計(jì)算平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)備，其云計(jì)算平臺(tái)系統(tǒng)使用OpenStack開(kāi)源項(xiàng)目，可供學(xué)生學(xué)習(xí)、拓展技能使用。除日常教師教授大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)課程外，積極引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生參加技能競(jìng)賽，如：全國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國(guó)大數(shù)據(jù)應(yīng)用創(chuàng)新大賽、全國(guó)高等職業(yè)院校大數(shù)據(jù)分析大賽、河南省大數(shù)據(jù)職業(yè)技能大賽、河南省云計(jì)算職業(yè)技能大賽、全國(guó)大學(xué)生大數(shù)據(jù)技能大賽等。該專業(yè)相關(guān)技能競(jìng)賽均可組織學(xué)生在該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行備賽。

大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室不僅給了師生提供一個(gè)學(xué)習(xí)和拓展專業(yè)技能的場(chǎng)所，也增進(jìn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，為未來(lái)學(xué)生步入社會(huì)打下扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。

（四）提高教師科研能力

大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室先后購(gòu)置大數(shù)據(jù)服務(wù)器、云計(jì)算服務(wù)器、路由器、交換機(jī)等設(shè)備，能夠方便教師授課、學(xué)生學(xué)習(xí)、拓展技能的同時(shí)，也能夠促進(jìn)教師科研能力的提高。在實(shí)驗(yàn)室中，教師可進(jìn)行專業(yè)科研方面的創(chuàng)新。

平日繁重的教學(xué)工作任務(wù)占據(jù)教師大部分時(shí)間，教師對(duì)于一些鉆研的方向無(wú)暇顧及，或者由于學(xué)校硬件設(shè)備的原因，無(wú)法給科研工作提供有力保證。久而久之，教師就感覺(jué)“力不從心”，便會(huì)慢慢地放棄科研的熱情和激情。然而該大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和發(fā)展及時(shí)為專業(yè)教師解決后顧之憂，讓專業(yè)教師充滿熱情和激情地投入到教研和科研當(dāng)中，為專業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步注入新的動(dòng)力。

四、總結(jié)

大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)、發(fā)展和完善也能夠更加促進(jìn)大數(shù)據(jù)專業(yè)的發(fā)展，也會(huì)為人才的培養(yǎng)提供更加有力的保障。

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)人才的需求，越來(lái)越多的高職院校抓住培養(yǎng)人才的先機(jī)開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)專業(yè)，專業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)硬件的保障，文章根據(jù)筆者自己學(xué)校大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和兩年發(fā)展的結(jié)果加以總結(jié)和分析研究。有些觀點(diǎn)分析可能存在不當(dāng)之處，希望在今后實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和發(fā)展中不斷總結(jié)，不斷提高。

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