民族地區大數據研究生實踐能力培養路徑探索

許志偉，劉曉燕，劉利民，劉文靜，吳丹燁，張玉軍

（1.內蒙古工業大學數據科學與應用學院，內蒙古呼和浩特 010080；2.中國科學院大學計算機科學與技術學院，北京 100049）

0 引言

作為國家“十四五”重點發展的戰略性新興產業，云計算與大數據相關產業規劃及人才培養得到了廣泛重視。國家先后部署實施了“大數據科技專項”及相關重點研發計劃，構建大數據技術體系和標準規范［1］。目前，云計算與大數據分析人才存在巨大缺口，特別是由于具有較強實踐能力的高水平專業人才培養更為困難，因此也更為短缺，在產業發展相對滯后的民族地區，該問題尤為嚴重［2］。為更好地滿足社會需求，需要強化研究生實踐能力培養，保證學以致用［3］。具體來說，需要著力培養研究生的問題思考及工程實踐能力，轉變以知識為中心的傳統培養路徑，形成以實踐能力培養為中心的新型培養路徑。在這一過程中，需要根據社會實際需求及研究生自身情況針對性地配置教育教學資源，充分挖掘學生潛力，構建相應的人才培養路徑。

民族地區自有人才培養是解決艱苦邊遠民族地區和基層一線人才引不進、留不住問題的根本舉措，只有快速提升培養高水平人才的能力，才能保證民族艱苦邊遠地區打贏脫貧攻堅戰，決勝全面建成小康社會［4］。其中，內蒙古自治區率先根據國家云計算與大數據發展戰略進行了相關產業規劃與部署，積極探索自有大數據方向高層次人才培養途徑，以便有效支撐地區的云計算與大數據發展戰略，并于2016 年獲批國家首批大數據綜合實驗區。同時，民族地區自有大數據方向的人才培養也面臨諸多挑戰，相關方向研究生在從事云計算及大數據分析工作過程中，需要獨自面對更多特殊的挑戰［5］。首先，由于民族地區多處于邊疆，域內發展不均衡，造成云計算與大數據分析技術團隊缺失、高水平技術人員不足，畢業生在工作伊始即可能需要獨立面對各類在學校沒有接觸到的實際問題，因此對于研究生獨立工作的能力提出了挑戰；其次，作為一類新興技術，云計算與大數據技術在民族地區逐漸得到應用的過程中，往往會出現技術規范執行不到位，以及技術問題成因多樣、定位困難等問題，因此對于研究生分析與解決實際問題的能力也提出了挑戰。針對上述挑戰，為有效支撐和服務民族地區云計算與大數據產業發展規劃，需要在解決當地實際問題過程中針對性地探索相應的研究生實踐能力培養新模式，優化研究生實踐能力培養過程，破除民族地區云計算與大數據技術高層次人才培養瓶頸，從而助力地區發展［6］。

為構建有效的云計算與大數據分析方向研究生實踐能力培養路徑，國內外已進行了大量探索與嘗試，包括實踐教學團隊建設、培養模式與培養過程研究等。其中，在教學團隊建設與實踐平臺搭建方面，完顏鄧鄧等［7］分析國外大數據專業興起的背景，對國外16 所高校的大數據教學團隊進行調查與分析，為我國的大數據專業教學團隊建設提供借鑒；孫大烈等［8］通過調研以ACM 競賽為代表的各類大型競賽在實踐能力培養過程中的價值，明確了競賽不僅可顯著提升學生的綜合實踐能力，而且能促進實踐教學氛圍建設；成靜靜等［9］針對云計算與大數據方向的實驗室建設分享了寶貴經驗。然而，如前文所述，民族地區對本地研究生實踐能力的培養具有特殊的社會背景。為此，本文對民族地區產業發展需求進行探討，并調研國內96 個云計算與大數據相關專業的人才培養情況，針對與培養路徑相關的教學團隊建設、培養模式及培養過程優化等方面問題，結合民族地區特殊的社會需求進行分析與探索，初步構建適合民族地區大數據方向研究生的實踐能力培養路徑。

1 培養路徑內涵

民族地區大數據方向研究生實踐能力培養路徑應圍繞提升民族地區人才培養效果展開，具體包括教學團隊建設、培養模式探索與培養過程優化3 個層面的工作。

1.1 研究生實踐教學團隊研究

美國學者Clark［10］首次明確提出了“專業力量”的概念，開創了美國建立“專業力量”教學團隊的先河；張雯等［11］提出建設國際化的實踐教學科研團隊，首先要激勵團隊里的每位教師提高自身的國際化水平，通過交流與合作學習國外先進的教學理念；金智林［12］提出要堅持自主培養與校外人才引進相結合、專職導師與兼職外聘導師相結合的思路加強導師隊伍建設。在此基礎上，李鴻志等［13］提出教學團隊建設要體現專業特色，可構建多層次、多梯度的創新團隊；田志剛等［14］根據“理論—技能—實踐”三梯次模式，形成由三代教師組成的研究生教育教學團隊，并取得了一系列成果。為切實保障碩士研究生實踐教學工作的順利開展，黃武煌等［15］分析當前教學實踐平臺建設情況，并開發了一套以工程創新應用為導向的研究生綜合實踐平臺。

與國內外現有實踐教學團隊建設方案的實施背景不同，民族地區由于地理位置偏遠、資源匱乏，導致實踐教學團隊建設與運行較為困難。因此，民族地區需要根據自身特點，形成自己獨特的實踐教學團隊建設路徑。

1.2 實踐能力培養模式研究

英美德等工業強國先后提出了“三明治”培養模式（Sandwich Program）［16］、“雙元制”培養模式（Dual System）［17］和“合作教育”培養模式（Cooperative Education）［18］等，將企業、學校與學生等培養元素納入綜合培養過程，為實踐能力培養提供了可借鑒的方案。目前，雖然國內高校已建立了專業的研究生培養體系，但是多數高校仍是按照學術型研究生的培養方式來培養研究生，側重理論研究，而輕視實踐能力培養，同時企業與高校之間的協同機制尚未真正形成，企業實踐環節多數流于形式。由于沒有真正參與企業生產過程，研究生無法接觸到實際的技術問題，嚴重制約了研究生創新實踐能力的培養［19］。

相比之下，國內民族地區的社會與經濟發展又有其特殊性，存在與其它地區交流不暢、域內相關產業教學實踐支撐能力有限等問題，從而對本地區的云計算與大數據人才培養提出了新挑戰。因此，需要在民族地區人才培養特殊性的前提下，摸索與制定更加科學的高水平人才實踐能力培養模式，以提升畢業生的綜合職業素養、實際問題解決能力，以及獨立承擔專業技術及管理工作的能力，為民族地區云計算與大數據技術相關產業發展提供支撐。

1.3 實踐能力培養過程優化

董振標等［20］認為需要拓展研究生的實驗教學模式，通過教學與競賽相結合，鍛煉研究生的實踐能力；孫大烈等［8］作了進一步調研，分析以國際計算機編程大賽（ACM）為代表的各類大型競賽在實踐能力培養中的價值，提出競賽在促進實踐教學氛圍建設的同時，可顯著提升學生的綜合實踐能力；魏順平［21］認為學生可從學習者行為角度不斷了解學習過程，并以此為依據優化自身學習過程，開展自我導向學習。

同國內其他地區一樣，民族地區也面臨類似挑戰，存在理論與實踐脫節等問題。研究生往往對相關專業實踐過程的重視不足，缺乏學習動力。另一方面，由于民族地區院校整體發展水平相對滯后，研究生招生情況也會影響其培養過程。學生們受限于自身的專業基礎水平，對自身的實踐能力缺乏信心，在面對實際問題時更不愿意參與其中，進一步弱化了實踐能力培養效果。為此，需要進一步明確培養主體，然后針對性地調整與優化民族地區大數據方向研究生實踐能力培養過程。

2 培養路徑探索

探索民族地區大數據方向研究生實踐能力培養路徑應圍繞教學團隊建設、培養模式探索與培養過程優化展開。通過教學實踐驗證所提出的培養路徑，以全面提升研究生的綜合素質及實踐能力。針對上述實際問題，對應的解決思路及培養路徑如圖1 所示。

Fig.1 Education path of the practical ability of postgraduate students in big data field in minority regions圖1 民族地區大數據方向研究生實踐能力培養路徑

2.1 立足民族地區的一體化實踐教學團隊建設

基于實踐共同體理念構建民族地區教學一體化實踐教學團隊，并為相關實踐教學平臺的可用性提供保障。該機制以實踐能力培養平臺以及教師與學生的交互為基礎，建立實踐教學共同體。從教學團隊組建方式、組織結構、管理模式、保障體系等方面進行探索，為開展云計算與大數據分析實踐能力培養工作打下良好基礎。

以實踐教學共同體建設為導向，提供高可用的實踐教學環境，不斷完善內部管理制度。實踐共同體理論以“實踐共同體”（Community of Practice）概念為核心，其是由情境認知學習理論發展而來的，強調實踐共同體在實踐學習過程中無處不在，將學習平臺、教師和學生三元素視為一個交互的完整整體，缺一不可。上述建設工作以大數據方向研究生實踐能力培養為核心，在共同體不同元素的交互過程中自然完成，達到優化學習平臺、教師與學生三者關系的目的。教師對整體實踐過程進行管理與指導，每個高年級研究生帶領一名低年級研究生參與實踐工作，與其一同面對實踐工作中的具體技術細節，逐步培養低年級研究生完成簡單及低風險任務的能力，從而促進了低年級研究生的快速成長，且不同角色之間形成良性交互。在上述交互過程中，實踐平臺、教師與研究生可被視為一個實踐共同體。同時，明確團隊成員在共同體中發揮的作用，匯總各自對實踐工作的支撐情況，按照評價標準進行評價，并有針對性地給予成員激勵，提升團隊運行水平。在上述團隊建設與運行過程中，以精準激勵為基礎的共同體建設維系了團隊成員間的良性互動，保證了民族地區高校能更加合理地利用較少資源凝聚更多力量，形成相對穩定的大數據方向實踐教學團隊。

2.2 服務民族地區的團隊構建主義實踐能力培養模式

以社會需求為導向，探索服務民族地區的構建主義研究生實踐能力培養模式。具體而言，在缺乏穩定合作渠道的情況下，以培養研究生獨立解決本地區大數據產業技術問題為核心，制定合理的培養目標，完善教學設計，保證實施與評估效果，逐漸形成一整套民族地區云計算與大數據方向研究生實踐能力培養模式，以指導本地區高層次人才培養。

構建主義理念認為個體應該在與社會文化環境進行互動的過程中完成學習，強調各類活動的社會屬性。本文針對民族地區對云計算與大數據人才的特殊需求，探索服務民族地區的大數據方向研究生培養模式，保證畢業生具有較強的實際問題解決能力以及獨立承擔專業技術及管理工作的能力。首先，在實踐過程中引導學生認識到學習不僅僅是個體行為，更是社會行為，只有以地區實際需求為導向的學習才會在社會互動中得到認可。民族地區畢業生進入工作崗位后需要獨自面對實際工作中的問題與挑戰，因此需要以培養研究生獨立分析與解決實際問題的能力為目標，在實踐教學團隊提供的教學環境中進行針對相關能力培養的教學設計，通過實際任務引導學生在社會實踐中學習知識及提升能力。同時，將該模式應用于實際教學過程中，以研究生的學習表現和個人體驗為評價標準，不斷優化培養模式。

2.3 以研究生體驗為依據的培養過程改進機制

學生體驗是其最直接的學習動力來源，從學生體驗也可獲得最直觀的學習效果反饋，因此構建以研究生體驗為依據的實踐能力培養過程改進機制。以實踐教學團隊為基礎，以培養模式為導向，為研究生提供學習體驗機會，基于實際體驗幫助研究生明確服務民族地區需要的重點素養、重點知識及重點能力。同時通過研究生在過程中的反饋，及時修正實踐能力培養模式，針對性地改進培養方式，使研究生不斷提升自身相關能力。

應用體驗式教學理論，以研究生為主體，根據研究生自身情況引導其制定目標開展實踐學習，并跟進其后續體驗，進一步細化和優化學習目標與方法，從而幫助其明確學習目標、改進學習過程。首先，建立有效的溝通與互動渠道，引導研究生在實踐中學習同團隊成員的溝通，根據體驗增加自我了解；其次，引導學生以體驗為起點充分感受實際工作過程，從而細化學習目標；最后，教師對學生體驗進行歸納、概括與反思，針對性地優化研究生培養模式。上述過程首尾街接、循環往復，構成了螺旋上升的回環，保證了研究生實踐能力培養質量。同時通過積淀，對共性問題和改進策略進行總結，并將其融入實踐能力培養模式，形成基于體驗的實踐能力培養過程改進機制。

3 培養效果

通過建設民族地區的一體化實踐教學團隊，不斷開展服務民族地區的構建主義研究生實踐能力培養模式探索，落實到以研究生體驗為導向的培養過程，形成三位一體的民族地區大數據方向研究生實踐能力培養路徑。通過對近3 年研究生培養情況的分析，可發現提出的培養路徑能夠有效提高大數據方向研究生的實踐能力，培養效果得到了顯著提升。

3.1 實踐能力提升情況

研究生在參與實踐項目后，提高了學習積極性，相關能力也得到了有效提升。具體實踐能力提升情況如表1 所示，其中培養路徑列標記對號的學生采用本文提出的實踐能力培養路徑進行培養。

Table 1 Improvement of practical ability表1 實踐能力提升情況

利用該培養路徑指導研究生培養過程后，100%的研究生參與了國家/自治區級科研與工程項目，完成了相關軟件研發工作，發表了學術論文（中文核心、EI/SCI 檢索），并獲得了國家發明專利、計算機軟件著作權等成果。其中，多名研究生獲國家獎學金和自治區獎學金，以及優秀畢業論文等獎勵及榮譽，獲批內蒙古自治區研究生科技創新項目，獲得全國研究生數學建模大賽二等獎與三等獎，并發表SCI（二區）論文多篇。表1 列出了近3 年研究生取得的相關成果，可以看出，應用所提出的培養路徑培養的研究生相對于其它組研究生，成果輸出質量顯著提升，相關成果已在自治區紀委、內蒙古華能集團等機關企事業單位得到應用。

3.2 畢業去向情況

團隊自2014 年開始探索民族地區云計算與大數據方向研究生實踐能力培養路徑以來，已將提出的大數據方向研究生實踐能力培養模式應用于8 個年級，31 名研究生。結果表明，研究生的實際工作能力得到顯著提升，整體就業（升學）率達到100%。畢業生或者進入大連理工等高校攻讀博士研究生，或者進入國家電網有限公司內蒙古分公司等大型企事業單位從事專業相關工作，有效支撐了地區相關產業發展。表2 列出了近4 年研究生的畢業去向，并將兩組研究生的畢業去向進行比較。可以看出依據本文提出的培養路徑培養研究生的就業/升學質量逐年提高，低年級研究生能更早地明確自身目標，并全力投入相關實踐工作，在積累經驗的同時提升了實踐能力。

Table 2 Graduate destination表2 研究生畢業去向

4 結語

本文立足民族地區大數據高層次人才培養實際問題，以現代教育理論為支撐，探索更有針對性的大數據方向研究生實踐能力培養路徑。以研究生為主體，具體針對實踐能力教學團隊建設、實踐能力培養模式與培養過程優化3個方面展開探索。通過對比可以看出，本文提出的培養路徑優化了研究生實踐能力培養過程，顯著提高了研究生解決實際專業技術問題的能力，從而破除了民族地區云計算與大數據技術高層次人才培養瓶頸。未來希望能夠將該培養方式推廣到更多兄弟地區，以更好地服務于新時代民族地區的發展。