新疆職業教育大數據技術實訓環境構建研究

李自臣，劉江越，陳 梅

(1.廣東白云學院 大數據與計算機學院，廣州 5104502； 2.烏魯木齊職業大學，烏魯木齊 830002)

1 背 景

隨著大數據產業的發展，國家大數據戰略關系到社會發展的各個方面，大數據分析及深度學習是大數據信息時代的關鍵技術，也是目前學術界和實際應用的熱點研究方向。國家相繼出臺了許多關于大數據方面的綱要、發展計劃及戰略部署，大數據技術已成為了重要的國家戰略。在國家經濟和社會發展的十三五規劃綱要中，明確提出了大數據技術發展戰略，為國家大數據應用領域的發展提供了宏偉的藍圖，為進一步推進大數據戰略提供了指導，拉開了大數據飛速發展的序幕。自2015年《關于促進大數據發展的行動綱要》的提出，教育部已經將“大數據技術”列為高等教育教學建設的重點，面向高等職業學校增加了“大數據技術與應用”專業。

2 相關工作

人工智能、大數據應用課程將逐漸發展成為計算機科學與技術專業的重要核心課程。大數據專業人才的培養是國家創新型人才培養的重要組成部分，區域職業院校承擔著本地區大數據應用人才培養的重任。在國家職業教育資源庫建設方面，職業教育教學資源庫的研究熱點主要包括教學資源庫頂層設計和職能定位、教學資源庫信息化建設和項目化管理、教學資源庫建設模式探究、網絡自主學習支持服務以及專業教學資源庫建設等問題[1]。

職業教育專業教學資源庫的建設宗旨是將職業教育與“互聯網+”深度融合，以推動職業院校教育教學模式和育人機制的變革[2]。分析當下高校大數據專業應用的教材、實訓環境構建、大數據分析工具、創新創業及科學研究最新訊息，使學習者能夠深入了解大數據分析技術在世界范圍內的最新發展，理解數據分析技術在當代各種大數據相關產品中的應用，并掌握該領域最關鍵技術的原理及技術應用過程，支持職業院校對大數據應用型人才的培養，為職業院校大數據人才培養和本地區信息產業人員繼續教育提供一個方便快捷、隨時可用、一鍵搭建的大數據應用實訓平臺。

雖然目前網上學習資源比較多，但由于大數據技術運行環境比較復雜，部署任務比較難，個人學習者缺乏上手的實際操作環境，因此沒有比較好的學習方案。本研究在對專業資源庫建設現狀和問題分析后，根據本地區大數據產業的發展現狀，提出了面向社會用戶的大數據技術專題資源庫建設的思路，確定了要以目標用戶及地區產業驅動為發展方向，構建專題資源學習平臺。本研究所涉及的大數據應用實訓環境作為烏魯木齊職業大學大數據類課程實訓和教學的支撐建設平臺。

3 實訓環境構建方案

虛擬技術、分布式計算、并行計算、網絡存儲、容災備份等技術的融合，是實現在線教育和共享性實訓環境構建的基礎。隨著科技的進步與時代發展，當今社會逐步重視職業教育的重要性，實踐性教學的方式勢在必行。

3.1 建設思路

依托地區產業，服務地區。根據本地的產業發展和行業應用，為本地職業院校大數據應用技術學習者提供大量實戰項目案例，依據新疆軟件園的大數據應用型人才的需求，以產業對接的方式充實本地職業院校實踐教學課程體系。

一線教師應該通過行業名企的實地參觀、考察活動，積極與企業一起探索多種靈活高效的教學模式，激發教師大數據教學創新思維，提升大數據專業師資隊伍的建設水平。陳然[3]，認為開放的大學應該面向社會構建教育資源，應積極促進終身職業教育領域信息技術的綜合應用。深入了解企業實際需求，和區域企業一起探索大數據技術及服務崗位的就業趨勢和及必備技能，參與企業實際項目的完整過程，和企業工程師一起將實踐過程轉化成教學資源，并運用到大數據技術的教學當中去，旨在為地區大數據產業培養數據采集、數據治理、大數據分析、大數據模型訓練、大數據可視化、大數據挖掘等方向人才。

3.2 實訓平臺構建

目前，云計算技術的成熟和大規模的應用，尤其是容器技術和云端渲染技術的普遍應用，將已有的實訓軟件和環境遷移到云端，然后通過虛擬桌面技術和瀏覽器就可以進行大數據應用實訓。基于云計算技術構建一個交互式的案例實訓環境，將數據、分析模型、代碼調試融于一體，將大數據知識模塊化，從理論到實戰。并結合新疆軟件園大數據產業發展，加強大數據應用技術資源的構建，提升大數據項目實訓環境，以支持大規模構建大數據應用的實訓平臺提供了新的方法和技術支撐。平臺提供海量的大數據案例、數據處理和分析的云環境，系統對學員實訓結果進行自動分析、評價建模與數據分析效果。實訓平臺無須配置開發環境，隨時隨地進行實訓和學習，自動檢測代碼并實時反饋操作效果。

3.3 課程資源構建

積極與企業合作開發職業院校大數據人工智能專業的教材、實訓室、實訓項目及創新創業環境的相關資源，延展大數據技能演練與實戰系統，采用一種靈活擴展架構設計，豐富已開設的大數據服務課程體系。課程資源的構建需要考慮大數據技術與應用教學領域的平臺、工具、數據、服務、案例等教學資源的建設，尤其是需要考慮大數據技術與應用相關課程設計與應用實踐的完整解決方案及企業授課支持，將本地的產業發展和行業應用的具體環境構建成大數據應用技術實用案例、配套PPT數據、程序等實訓模塊。如圖1所示。

圖1 實訓模塊Fig.1 Training module

課程資源支持大量的大數據行業實踐案例，采用線上線下學習資源相結合的方式構建，這種方式在最大程度上完善了大數據技術全體系培訓課程，實現數據處理和分析的大數據實訓環境。學員可以通過線上基礎開發課程隨時隨地不限次學習、練習專業基礎。更多的實戰練習采用線下學習實戰案例視頻資源進行輔導，在最大程度上保證了線下集中培訓的課堂學習品質，讓學習者通過一次學習獲取最大限度的收益。

從課程講授、授課組織、動手實操等環節入手，將教學融入大數據應用真實運用場景，將學習轉化成實際應用技能，運用到學生自己后續的實際工作中去，提升學生實踐學習效果。在實訓環節中，將大數據人工智能課程知識體系融入環境搭建、編程規范、應用場景、項目管理、團隊構建等知識技能，讓學習者零距離接觸企業實戰型項目，以真實的行業數據、企業數據為依據，使其能夠深入了解目前大數據技術在各行各業中的應用，熟練掌握其中的關鍵技術及操作過程。如圖2所示。

圖2 數據分析實訓內容Fig.2 Data analysis training content

大數據分析課程的開展是一個循序漸進的過程，從課程講授、授課組織、動手實操等環節入手，將教學融入大數據應用真實運用場景，將學習轉化成實際應用技能，運用到學生自己后續的實際工作中去，提升學生實踐學習效果，為本地大數據產業發展提供人才保證。

4 資源包建設職能的未來展望

積極開展校企共建，面向群體多樣化和個性化的方向構建實訓環境。熊建宇[4]等認為職業教育專業資源包的建設不僅僅是職業院校單獨能夠建好的，必須集國家示范校、精品專業建設的成果，聚集政、校、企的力量，創建一流的建設團隊，打造共享的數字化資源。依托本地大數據產業的發展需求，結合新疆軟件園大數據產業發展，重構符合地區產業發展的大數據應用技術知識體系。積極開展學習方法、實訓環境構建、基礎編程、大數據應用技術實訓實驗室建設、本地職業院校大數據應用技術課程資源構建等方面的研究。

不定期更新教學資源，通過分析我國大數據應用領域的最新科研成果，分析研究成果應用轉化的可能性，將大數據分析技術應用于實際教學及實踐項目，所有課程將圍繞實戰案例展開，讓職業院校學生親身接觸企業一線工作場景，充分提升學生的實踐學習能力。

經過世界貸款的數字化教學資源平臺建設，柯永紅[5]等人認為資源包的建設應該從總體規劃、規則制定、標準制定、規范約束、資源構建和集成、運行平臺搭建、知識產權、運維保障等多個層次搭建基于共享的職業教育數字化資源包。

5 結語

本次教學資源包的建設正是世界銀行貸款發展新疆職業教育項目，通過構建大數據技術應用及開發工程師培訓資源包，完善大數據應用專業相關的教學資源，以滿足企業的人才培養的需要。這是基于本地信息產業與職業院校合作構建大數據技術資源包的實踐探索及成效，為本地區大數據技術專題資源庫建設提供了參考。