數據科學與大數據技術專業人才培養目標探析

吳娟 陳清禮 白敏

[摘 要] 大數據作為國家基礎性戰略資源，已經成為當前學術界、工業界關注的熱點和焦點。在全國高等教育“雙一流”建設的新形勢下，學校如何根據自身教學資源與辦學條件，科學定位大數據專業人才培養目標，合理設置人才培養方案，準確把握行業人才需求，培養適應社會經濟發展需要的技術人才，促進專業可持續發展，是專業建設必須考慮的首要問題。以長江大學地球物理與石油資源學院為例，從專業內涵、專業建設基礎、專業應用前景等方面出發，對數據科學與大數據技術專業人才培養目標和實踐教學進行了闡述和研究。

[關鍵詞] 數據科學;大數據技術;地方石油高校

[基金項目] 2019年度國家自然科學基金“基于字典學習的多震源數據高效高精度最小二乘偏移方法研究”（41904110）;2019年度湖北省博士后科技活動擇優資助“字典學習稀疏約束的多震源數據最小二乘偏移方法研究”（9621000817）

[作者簡介] 吳 娟（1984—），女，湖北十堰人，工學博士，長江大學地球物理與石油資源學院講師，主要從事大數據、地震信號處理研究;陳清禮（1965—），男，四川眉山人，工學博士，長江大學地球物理與石油資源學院教授，主要從事大數據、人工智能研究;白 敏（1986—），男，河南西平人，工學博士，長江大學地球物理與石油資源學院副教授，主要從事大數據、地震信號處理研究。

[中圖分類號] G3? ? ?[文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）20-0005-04? ? [收稿日期] 2021-02-22

數據科學與大數據技術專業是一個以計算機技術為基礎、大數據分析為核心，涉及計算機科學、數學和統計學三大基礎學科的新興專業。

大數據科學的興起源于2012年3月，當時美國奧巴馬政府宣布投資2億美元啟動“大數據研究和發展計劃”，認為大數據是“未來的新石油”，將“大數據研究”上升為國家意志。這是繼1993年美國宣布“信息高速公路”計劃后的又一次重大科技發展部署[1]，對未來的科技與經濟發展必將帶來深遠影響。

2013年是中國大數據元年，各行業開始高度關注大數據的研究和應用。為了促進國內大數據的發展，2015年8月，國務院頒布了《促進大數據發展行動綱要》，提出要將大數據上升為國家戰略。隨之，高等院校開始了大數據本科專業的申報。2016年2月，教育部首次批準北京大學、中南大學、對外經濟貿易大學三所高校設立數據科學與大數據技術專業[2]。至今，我國先后有600多所高校設立了“數據科學與大數據技術”本科專業[2]。長江大學于2019年獲批設立該專業，承擔專業建設的是地球物理與石油資源學院。我院于2019年開始首批招生，共招收大一新生79名，到2020年新生擴招至135名。由于考生報考踴躍，生源良好，學院計劃今后繼續擴大招生規模。

我們知道，專業的生存與發展關鍵在于人才的培養。人才培養目標有研究型與應用型兩種，作為地方性本科院校，大多選擇應用型作為人才培養目標。結合石油行業需求，地方高校如何科學地制訂人才培養目標，確保學生學有所用、學有所成是我們亟須考慮的問題。

下面從專業內涵、專業建設基礎、專業應用前景出發，結合我校現狀，探討“數據科學與大數據技術”專業人才培養的目標定位和教學實踐。

一、專業內涵

將從以下兩個方面介紹數據科學與大數據技術專業。

1.數據科學。理論科學、實驗科學和計算科學作為科學創新的三大支柱，正推動人類文明進步和科技發展。數據科學作為第四個科學范疇，是Jim Gray博士在2007年創造的一個術語。數據密集型科學，簡寫為數據科學，是指將數據分析執行作為經驗科學，直接從數據本身進行學習。數據科學采用收集數據的形式，進行開放式分析，不做預先假定。在許多數據科學項目中，首先要瀏覽原始數據，形成一個假定，然后基于假定進行調查確認。這里的關鍵概念是，數據科學是一個經驗科學，直接基于數據進行科學處理。

2.大數據與大數據技術。大數據是指傳統數據架構無法有效處理的一種新型數據集。對新型數據架構具有約束力的大數據特征是：規模（volume），即數據集的大小;多樣性（variety），即數據來自多個數據倉庫、多個業務領域，包含多種類型;速度（velocity），即數據流動的速度;易變性（variability），即數據集其他特征方面的變化。上述特性通常被稱為大數據的四個“V”。雖然大數據還能總結出其他“V”，但是上述四個“V”是實現成本經濟性模式向新型并行架構轉變的驅動力。這些大數據特性決定了大數據系統的整體設計。所謂大數據技術，就是從各種類型的海量數據中快速獲得有價值信息的技術。

二、專業建設基礎

1.師資力量。長江大學地球物理與石油資源學院由翁文波院士于1950年在上海創立的高級地球物理探測班發展而來，是長江大學辦學歷史最長、在國內外具有較高聲譽與學術地位的學院之一。學院現有教職工90人，其中專任教師71人，教授19人，副教授23人。數據科學與大數據技術專業申報之初，學院就有不少教師申請加入該專業。這些教師大都具有良好的數理基礎、扎實的計算機基礎和精深的地球物理專業知識。同時，學校也從國內外招聘多名大數據管理、大數據分析方面的優秀人才，充實研究團隊;學院也有計劃地派出教師進行專業進修和參加大數據核心課程培訓。多元化的教育背景和研究經歷，為數據科學與大數據專業的建設積累了雄厚的師資力量[3]。

2.基礎設施。目前，長江大學地球物理與石油資源學院擁有3個省部級重點實驗室及3個研究院（中心），共14個教學科研實驗室。實驗儀器先進，功能完備，運行狀態良好，能較好地滿足本科實驗教學以及高水平科學研究的需要。實驗室擁有IBM 256節點并行機和100 TB并行存儲系統。2020年年底，華為集團就長江大學地物學院數據科學與大數據技術專業實驗室建設向我院派出專家組，為我院數據科學與大數據技術專業的機房建設提出了長遠規劃意見，并就高性能計算中的關鍵指標和大量細節做出初步論證。這加強了我院數據科學與大數據技術專業與全球領先企業之間的交流、合作。另外，學校目前正在籌建人工智能研究院，也將對我院數據科學與大數據技術專業建設形成有力的支撐。