大數據背景下計算機科學與技術專業教學改革

常 娜

(南京林業大學,江蘇 南京 210000)

0 引言

近年來,信息不斷普及,計算機科學高度發展,全球已經迎來了大數據時代。 我國作為信息大國,對于相關方面的人才需求越來越多。 然而,目前計算機科學人才培養情況卻不容樂觀。 在教育過程中,院校對于實踐和創新的重視力度明顯不足。 這導致許多學生對于計算機相關的認識僅停留在理論階段,實際應用的效果不佳。 如何將理論教學融到實踐中,讓學生在掌握理論知識的同時擁有豐富的操作技能是目前研究的熱點問題。 本文在大數據時代背景下,探究了計算機科學與技術專業教學改革方向[1]。 通過調查,本研究分析了高校計算機專業教學存在的問題,并根據這些問題建立大數據方向課程群,提出了構建思路,給出了相應的實踐教學培養方案。 本文的研究對于計算機科學與技術專業教學發展有積極的意義,對于國家培養優秀的大數據人才有一定的幫助。

1 大數據概念

大數據這一概念起源于美國雜志,相比于普通的數據,大數據的增長速度非常快,且數量非常巨大,因此被人們稱為大數據。 可以從理論層、技術層和實踐層3 個方面將大數據應用到教學中。

大數據的概念比較復雜,為了讓學生更好地理解大數據,教師要從理論方面進行教學。 教師通過讓學生了解大數據的特征定義,使學生對于大數據有一個更加全面的認知,明確大數據的意義,這對于當代信息發展有很好的價值。 學生可以通過大數據的相關概念了解大數據運行過程中的各個機制以及發展的規律,使學生可以更好地學習計算機科學技術專業的相關知識。 教師能夠讓學生深切地感受到大數據的實際應用價值。 目前,大數據應用的技術主要有云計算技術、儲存技術和分布式處理技術。 在收集、分析、處理、儲存過程中,大數據都有廣泛的應用。 因此,教師可以通過讓學生了解這些技術,更熟練地掌握大數據的使用方法。 將大數據應用到教學實踐中,可以取得良好的教學效果,幫助教師優化教學結構,使教學達到更高的水平[2]。

2 大數據背景下計算機科學與技術專業教學現狀

2.1 學生缺少教學實踐,對理論知識認知不夠透徹

對于計算機專業的學生而言,實踐學習往往比理論學習更加重要。 換言之,實踐教學是理論教學的升華。 學生在實踐中可以更透徹地理解自己所學習的理論知識,通過梳理這些知識點,創新自己的學習內容。教師也可以通過實踐構建新型教學模式,反復鍛煉學生的邏輯思維,讓學生能夠更加積極地學習計算機相關知識,主動地思考相關的問題。 然而,計算機專業教學的現狀并不樂觀,教師對于理論知識過于重視,卻缺少對于學生實踐能力的培養[3]。

大數據時代對于計算機的人才要求更高,他們不僅要掌握豐富的理論知識,還要擁有極強的邏輯思維能力,在遇到問題的時候,能夠主動思考,在短時間內確定解決問題的方法。 在實踐中成長,在實踐中創新,是大數據時代對于計算機人才提出的新要求。 當前,高校對于這方面的認知不足,導致計算機教育模式過于單一。 教學極少注重創新和實踐。 教師的教學內容多以理論知識為主,學生雖然能夠對學習的計算機知識有簡單的認識,但是他們并不能完全透徹地了解到自己所學的理論知識在實際應用中能取得的效果,無法深度掌握所學內容。 據調查結果顯示,當前很多高校都沒有引進大數據與計算機平臺,這導致高校教學與我國飛速發展的國情難以匹配,計算機專業的學生所學習的理論無法在實際中應用,學生的創新和探索能力難以得到提高。

很多高校和教師認為,只要讓學生在計算機上進行操作,就可以很好地領悟相關知識,但是所謂的實踐,并不是在計算機按部就班作業,只執行理論基礎知識就可以取得理想的效果。 與傳統數據相比,大數據的傳播形式更加復雜,大數據的內容涉及社會各方各面,不同行業的大數據內容不同,因此執行模式也不同,所以教師要在進行理論實踐時結合相關問題。 同時,教師也要對學生的自身情況進行分析,因材施教,選擇合適的方式進行教學,使學生擁有更好的創造性思維[4]。

2.2 計算機科學與技術專業教學模式過于陳舊

與其他專業不同,計算機專業更新速度非常快,發展日新月異,如果只選取老舊的理論知識進行教學,學生即使學成在社會上應用機會也很少。 滯后和陳舊的教學觀念會給教學帶來很大的隱患,如果學校的教學內容不能根據當前的技術進行更新,那么教學就與社會實際應用脫節,計算機知識的應用價值也會因此降低,學生難以在社會中學以致用,這對于學生日后的就業和發展會產生非常不利的影響,同時,對于學校人才培養目標的實現產生負面影響[5]。

除此之外,教學的針對性不足,很多教師在教學過程中并沒有實際地考慮到學生的情況,建立的教學體系不夠完善,導致許多學生不能很好地領悟到所學的知識。 在提高教學效果這一方面,多樣化的教學方法發揮著極大的作用。 然而,目前計算機科學技術專業的教學模式過于單一,教師主要是以口頭授課為主,以單向輸出的方式讓學生掌握教學內容。 這種教學模式使課堂變得極為枯燥。 長此以往,學生很難對計算機專業產生濃厚的興趣,課堂活躍度也會下降。 計算機的理論知識十分抽象,如果學生在學習的過程中注意力不集中,那么很難跟上教師的進度,而一旦落下課業,后面的知識也無法跟進,導致學生的學業落后。 陳舊的教學模式會造成學生的創新思維和創造能力無法提高,從綜合水平提升上來看,這種模式十分不利于學生的發展。

3 大數據背景下計算機科學與技術專業教學改革方向

3.1 建立大數據方向課程群

在大數據背景下,計算機專業與其他專業融合更多,與不同專業融合會發展成不同的研究領域,這也體現出大數據的多樣化特征。 確定不同的專業研究方向,對于培養滿足社會需求崗位的人才有重要的意義。因此,學校可以從大數據方向入手,構建課程群。 課程群包含基礎課程、專業課程和實踐課程。 基礎課程主要是培養學生對于計算機知識的基礎認知,作為入門課程基礎課程,包括數學知識、計算機專業知識。 學生在基礎課程學習中可以了解到計算機專業的核心技術,并培養發散思維,這對于日后更深入地學習相關專業知識,有非常重要的意義。 專業課程是基礎課程的提升,可以讓學生更深刻更透徹地了解自己所學的內容,大數據方向建設的課程處理流程主要包括如下幾個部分,分別是:數據采集、數據存儲、數據分析、數據挖掘、數據建模和預測、數據可視化以及數據安全。 與傳統的數據模式相比,大數據更容易受到黑客攻擊。因此,學生在學習的過程中要針對性地訓練,確保能夠清晰流暢地了解整個處理流程,從而能夠更好地解決相關問題。 實踐課程主要是解決學生設計和動手能力偏弱這一問題,通過實訓練習,讓學生理解實踐課程所學的內容,使學生能夠更好地適應企業和社會的要求。

3.2 建立有效的計算機體系

目前,計算機科學理論在我國發展相對比較成熟,各個高校都有一套相對完善的計算機理論,但是這些計算機理論知識比較復雜,設定的內容也過于固定和單一,學生很難在短時間內理解理論體系中所展示的知識。 如果教師利用這樣的體系對學生進行引導,那么很難激發出學生的求知欲。 因此,必須建立特色計算機教學體系,讓學生從書本中走出來,通過課內知識與課外實踐結合,探索更深的計算機學科知識奧秘,并且能夠更好、更熟練地掌握相關知識。

不同學校的情況不同,因此計算機教師要編寫一套特色的理論課程,在充分分析學生的興趣愛好后進行分組,建立不同的制度和教學方案,以小組的方式讓學生探討交流,補充知識,提高水平。 教學過程中所建立的計算機體系并不是一成不變的,在教學過程中,很有可能會出現不同的問題。 教師要根據具體情況對教學體系進行改善,確保教學體系能夠真正提高學生的學習成績,讓學生更加深刻地理解計算機相關知識,更好地在實踐中展示自己所學的技術。

3.3 提高實踐在計算機專業教學中的比重

在計算機教學中,實踐可以很好地培養學生的動手能力,讓學生愿意主動地去思考問題,并找出解決問題的方法,鍛煉學生的邏輯思維。 尤其是在大數據時代背景下,社會對于計算機專業人才的邏輯思維要求更高。 因此,加強實踐教學的比重對于提高教學質量非常重要。 教師要從主觀上調動學生的學習興趣,可以利用團隊的方式讓學生互相配合,通過策劃、實踐和總結,讓學生產生主動學習的意識。

同時,學校也應該完善計算機教學實踐平臺。 在充分了解自己學校的環境和情況下,給學生提供可以自由發揮的實踐平臺。 學校要時刻關注平臺的動態,及時發現學生的問題,為學生提供良好的環境,讓學生能夠擺脫時間和空間上的限制,更好地利用教學資源。

鼓勵學生創立屬于自己的網站。 當學生明確自己的學習興趣后,可以根據學習興趣創建屬于自己的網站,真正做到學以致用。 學生將自己的知識融到實踐后,就會看到所學知識的實際應用效果。 教師也可以將學生制作的網站放到課程中,這樣不僅可以提高學生的成就感,也可以讓學生彼此交流,完善網站內容。

通過綜合實訓,幫助學生夯實理論基礎,讓學生擁有更強的實踐能力。 學生可以獨立開發Web 系統并設置數據庫。 教師對學生設計的內容進行評價,在評價中尋找學生的不足,從而提高學生的操作能力,讓學生在職場上擁有更強的競爭力。 學校要強化與企業之間的合作,定期讓學生去各大企業實習,提高學生的實踐能力,為未來就業打下良好的基礎。 同時,學校要安排畢業實習。 畢業實習一般都設計在一個學期的第八周。 這樣的安排可以讓學生更加深入地了解各個單位。

學校還可以定期舉辦實踐大賽,通過大賽來激勵學生的學習動力,設定賞罰制度。 如果學生能夠做出優秀的作品,如網站、數據庫等,學校要給予表彰,設立獎學金,讓學生感受到計算機學科的魅力,沉浸在成功的喜悅中,從而更加積極地學習相關知識。 如果學生出現抄襲情況,學校也要予以批評,杜絕學生為了取得成績而抄襲,防止學生養成不良習慣。

3.4 更新教師的教學觀念

教師要順應時代的發展,不斷地更新自己的教學理念,防止由于教學理念過于陳舊而導致學生無法將自己的知識應用到實際生活中。 計算機專業要充分落實以人為本的教學思想,考慮學生的教學需求。 在教學設計和內容設計中,教師要明確學生的基礎水平和接受能力,不同的學生個體,興趣愛好也不同。 因此,教師要提高教學設計的針對性,因材施教,只有這樣才能夠使全體學生都能夠提高學習效果。 教師要定期學習,不斷溝通,不僅要與同事和學校溝通,也要與學生溝通,多方面學習,只有這樣,教師才能不斷提高自己的水平。

教師要為學生樹立大數據思維,使學生能夠更好地順應大數據時代。 在建立教學系統中,教師也要將大數據技術引入系統內部,利用大數據的搜集、處理和分析能力,更好地掌握學生的課堂情況,并對學生的成績進行綜合分析。 學校通過大數據技術來完善教學體系,可以提高教學水平。

4 結語

大數據時代,計算機科學與技術應用更加廣泛。國家對于計算機人才的需求量更多,越來越多的學校和企業努力提高計算機相關專業人才的水平。 大數據為高校教學帶來了新的啟迪,傳統的教學模式很難滿足當前大數據時代提出的要求。 因此,對于計算機教學模式進行改革已經成為必經之路。 學校在進行計算機教學時,必須完善教學體系,加強實踐教學,提高學校與企業的合作,從而保證學生所學的理論知識能夠更好地運用在實際中。