新工科背景下文科高校大數(shù)據(jù)技術實驗室建設路徑探究

摘要：文科高校大數(shù)據(jù)技術實驗室建設是國家高等教育實現(xiàn)復合型人才培養(yǎng)，解決新工科建設的途徑之一。大數(shù)據(jù)技術作為重要的技術手段，能夠在一定程度上促進文科高校跨學科實驗室的建設。在大數(shù)據(jù)技術背景下，文章以高校人才培養(yǎng)、實驗室實驗水平、社會人才需求等問題為切入點，分析文科高校中各類實驗室的現(xiàn)狀，探討文科高校中建立大數(shù)據(jù)技術實驗室的應用優(yōu)勢，并從新工科建設、復合型人才培養(yǎng)、校企聯(lián)合實踐平臺搭建等方面探索大數(shù)據(jù)技術實驗室的建設路徑。

關鍵詞：實驗室建設；大數(shù)據(jù)技術；人才培養(yǎng)；校企聯(lián)合

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）22-0064-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

0 引言

隨著大數(shù)據(jù)技術的日益成熟與廣泛應用，其分析技術已逐步滲透到各行各業(yè)，我國對大數(shù)據(jù)人才需求急劇上升。據(jù)分析預測，至2025年，我國將面臨約230萬大數(shù)據(jù)核心應用人才的巨大缺口[1]。為緩解這一人才短缺問題，高校將培養(yǎng)大數(shù)據(jù)技術專業(yè)人才視為重要的教學任務之一。《教育部社會科學司2022年工作要點》明確提出，要全面推進高校哲學社會科學的高質(zhì)量發(fā)展，積極構建哲學社會科學創(chuàng)新平臺體系，特別強調(diào)“重點支持建設一批文科實驗室，以促進研究方法的創(chuàng)新和學科的交叉融合，引領學術發(fā)展”，這一政策為文科高校建設文理交叉的大數(shù)據(jù)技術實驗室提供了明確的方向和指導。大數(shù)據(jù)技術作為計算機科學、統(tǒng)計學等多學科交叉融合的復合型學科，通過對海量數(shù)據(jù)的深入分析，能夠迅速挖掘出有價值的信息。這一技術在法學、經(jīng)濟學、管理學、新媒體等眾多領域均展現(xiàn)出不可或缺的重要作用。高校實驗室的建設，不僅是高校科研、教育、學術水平的直接體現(xiàn)，也是高校創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的重要衡量標準。

本文通過對文科高校計算機實驗室現(xiàn)狀研究，結合新時代對大數(shù)據(jù)人才的需求，探索新工科背景下大數(shù)據(jù)技術實驗室創(chuàng)新建設的路徑與方法。

1 文科高校大數(shù)據(jù)技術實驗室建設目標及路徑

1.1 現(xiàn)狀

目前，高校大部分文科專業(yè)衍生于傳統(tǒng)哲學學科，隨著對文科專業(yè)研究命題的不斷探索和深入研究，文科專業(yè)研究探索空間逐漸狹窄[2]。由于“重理輕文”的觀念影響，一些高校更傾向于建設能產(chǎn)出實驗成果的理工科實驗室，導致這些高等院校實驗室?guī)缀醭闪死砉ゎ悓I(yè)實驗室的代名詞。

相較于理工科實驗室，文科高校中的實驗室起步較晚，發(fā)展相對滯后。盡管部分文科高校已建設了一定數(shù)量的經(jīng)管類、藝術類乃至理工類實驗室，但文科實驗室普遍形式單一，過分強調(diào)專業(yè)理論教學，其功能多局限于文獻資料的查閱，難以支持跨學科、跨專業(yè)的課題研究。傳統(tǒng)的文科實驗室因過度聚焦于理論教學，導致教學過程中缺乏模擬仿真和項目實踐的機會[3]，同時存在教學模式與學生實際需求不匹配、考核評價體系單一的問題[4]。此外，受研究建設經(jīng)費限制和教育理念的影響，實驗室硬件基礎薄弱，文科高校內(nèi)部實驗室的存在感不強，還普遍缺少專職的實驗室教師與管理人員[5]。

1.2 建設目標

在新工科背景下，推動文科專業(yè)學科與大數(shù)據(jù)技術的深度融合，實現(xiàn)教學內(nèi)容的全面改革，包括教學教材的編寫、教師團隊的組建以及教學計劃的制定等。針對不同文科專業(yè)，構建具有專業(yè)特色的大數(shù)據(jù)教學案例庫，將專業(yè)案例融入教學過程，旨在培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析能力，增強學生對大數(shù)據(jù)技術的認識，激發(fā)他們的學習興趣。

根據(jù)大數(shù)據(jù)技術和人工智能相關課程對實驗環(huán)境的具體要求，對實驗室進行更新升級。通過構建適應學生實驗需求的實驗環(huán)境，搭建科學合理的實驗平臺，幫助學生擺脫單純依賴專業(yè)理論與案例教學的局限。鼓勵學生通過動手實踐，深化對理論知識的理解，并通過實操結果的分析，反思實踐中遇到的問題，進而回顧并鞏固教學內(nèi)容，加深學習印象。

利用校企合作機制，搭建校企合作實訓平臺，將企業(yè)真實項目引入實驗室，使學生能直面實際問題。通過參與企業(yè)項目，提升學生的實踐能力，確保他們掌握未來社會工作中可能用到的專業(yè)技術。在文科高校中，大數(shù)據(jù)技術實驗室的核心功能在于提升學生的學習實踐綜合能力，滿足學生專業(yè)素養(yǎng)發(fā)展的需求以及教師創(chuàng)新教學的需要，為學生未來步入社會、適應新時代要求奠定堅實的專業(yè)基礎。

1.3 建設路徑

1.3.1 堅持學科交叉融合

新工科在文科高校實踐的本質(zhì)是哲學社會科學與新技術的融合，新技術為哲學社會科學的發(fā)展提供動力[3]。通過跨學科交叉模式構建新式教學課程，文科高校成功構建了新穎的教學課程。如，北京大學開設的金融大數(shù)據(jù)與量化分析課程、清華大學開設的政務大數(shù)據(jù)應用與分析課程、中國傳媒大學開設的媒體大數(shù)據(jù)挖掘與案例實戰(zhàn)課程。通過開展跨專業(yè)交叉研究拓展學生專業(yè)領域，突破了專業(yè)局限。例如，復旦大學數(shù)字文化保護與旅游數(shù)據(jù)智能計算重點實驗室聚焦于數(shù)字文化權益保護、旅游數(shù)據(jù)精準分析等文旅信息智能計算的前沿科學技術研究，為提升教學質(zhì)量提供有力支撐。

新工科背景下的大數(shù)據(jù)技術實驗室建設要突破傳統(tǒng)專業(yè)壁壘，不斷更新迭代，聚焦學生發(fā)展需求。致力于培養(yǎng)跨學科交叉的復合型人才，提升學生知識融合、實踐創(chuàng)新的能力。

1.3.2 堅持求實創(chuàng)新

在文科高校實驗室現(xiàn)行功能的基礎上，大數(shù)據(jù)技術實驗室建設要立足于文科高校的實際需求和特點。探索學術研究新范式、確立人才培養(yǎng)新標準、滿足社會人才新需求[6]。現(xiàn)如今大數(shù)據(jù)技術逐漸成熟，技術應用領域逐漸拓寬，哲學社科高等院校逐步在新興研究方法、工具和場景中積極應用大數(shù)據(jù)技術[7]。大數(shù)據(jù)技術提升了社會科學專業(yè)學術研究的客觀性，還推動了多個領域的創(chuàng)新發(fā)展。如：新媒體方向的社會輿論導向研究、醫(yī)學方向的大數(shù)據(jù)精準醫(yī)療研究、刑偵方向的網(wǎng)絡金融犯罪等。

1.3.3 堅持校企互助聯(lián)合

根據(jù)教育部辦公廳印發(fā)的《教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目管理辦法》，高等院校和社會企業(yè)通過產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目，發(fā)揮主動服務國家經(jīng)濟社會發(fā)展需求、服務戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求、服務新工科建設需求的作用，將大數(shù)據(jù)技術實驗室作為學校、企業(yè)、社會聯(lián)合培養(yǎng)的實踐基地[8]，如：“北郵-智云健康醫(yī)學人工智能聯(lián)合實驗室”致力于開發(fā)智能問診系統(tǒng)和醫(yī)療知識圖譜以及醫(yī)學人工智能的應用等。企業(yè)為大數(shù)據(jù)技術實驗室提供資金及技術指導，共同推動交叉學科實驗室的發(fā)展，引導學生運用知識技能模擬解決實際工作中的問題，達到學以致用的目的，充分激發(fā)學生的學習興趣和學習熱情，使學生專業(yè)素養(yǎng)和綜合能力得到全面發(fā)展和提升。

2 基于新工科背景建立大數(shù)據(jù)技術實驗室的應用優(yōu)勢

2.1 豐富教學工具，提升教學效果

國家專項資金的投入有效緩解了文科高校實驗室資金緊張的問題，提升了實驗室的整體硬件水平，改變了以往文科實驗室僅限于查閱資料和閱讀文獻的功能定位。大數(shù)據(jù)技術實驗平臺的搭建，不僅提升了實驗室的硬件條件，還豐富了知識生產(chǎn)與應用的場景，如刑偵虛擬仿真實驗室，利用大數(shù)據(jù)技術追蹤定位新型網(wǎng)絡金融犯罪嫌疑人，為學生提供了沉浸式的學習體驗。此外，大數(shù)據(jù)技術的融入也促進了學生評價體系的革新，通過評價實踐操作成果，能更客觀地展現(xiàn)學生的知識掌握程度，如醫(yī)學仿真實驗室中的病情判斷和手術模擬操作，均可通過數(shù)字化手段進行客觀評價。

2.2 為文科實驗室創(chuàng)新建設提供路徑

大數(shù)據(jù)技術實驗室的構建是新工科建設的重要途徑之一，各文科高校正積極投身于交叉學科實驗室的建設之中，如中山大學大灣區(qū)哲學共同體重點實驗室、復旦大學國家發(fā)展與智能治理綜合實驗室等。這些成功案例為全國文科類高校建設交叉學科實驗室提供了寶貴的借鑒模板，明確了實驗室建設的方向。大數(shù)據(jù)技術與哲學社科專業(yè)的深度融合，不僅為專業(yè)建設提供了科學化、數(shù)字化的支持，也為文科高校實驗室的創(chuàng)新發(fā)展開辟了新路徑。

2.3 輸出跨學科復合型人才

在新工科建設背景下，大數(shù)據(jù)技術實驗室的建設是文科高校實現(xiàn)專業(yè)實踐教學模式創(chuàng)新的關鍵。通過校企合作實踐平臺，學生不僅能夠獲得滿足社會需求的大數(shù)據(jù)應用能力，還能在理論與實踐的深度融合中全面提升綜合素質(zhì)，成為具備跨學科能力的復合型人才。

3 大數(shù)據(jù)技術實驗室的建設方案及架構

3.1 建設方案

由于文科高校學生的計算機基礎與數(shù)據(jù)處理能力相對較弱，對于大數(shù)據(jù)技術的學習，建議從基礎的Excel、Access、MySQL等傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理工具入手，隨后逐步進階到Python、Spark等主流數(shù)據(jù)處理工具。同時，借助校企聯(lián)合實踐項目，提出實際問題，鼓勵學生組建實踐團隊，模擬解決未來工作中可能遇到的相關問題，對行業(yè)數(shù)據(jù)進行深入的數(shù)據(jù)處理與分析。這一系列流程的實施，旨在充分調(diào)動學生的主觀能動性，激發(fā)他們的學習興趣和熱情，培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)處理思維與技能，真正實現(xiàn)學以致用，進而全面促進學生的綜合能力發(fā)展。

3.2 建設架構

文科高校大數(shù)據(jù)技術實驗室的建設以大數(shù)據(jù)技術為支撐，旨在通過構建教學實驗與企業(yè)項目共享的大數(shù)據(jù)集群實驗平臺，實現(xiàn)學科交叉教學實踐、綜合人才培養(yǎng)及高校創(chuàng)新發(fā)展的目標。具體架構如圖1所示。

3.2.1 數(shù)據(jù)采集

大數(shù)據(jù)技術實驗室需采集海量數(shù)據(jù)，依據(jù)文科專業(yè)需求或校企聯(lián)合平臺的實踐需求，通過建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫、采集系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)、調(diào)取網(wǎng)絡數(shù)據(jù)、采集感知設備數(shù)據(jù)等方式，廣泛收集專業(yè)數(shù)據(jù)、項目數(shù)據(jù)及其他相關數(shù)據(jù)。采集的數(shù)據(jù)內(nèi)容涵蓋實驗對象的行為數(shù)據(jù)、實驗內(nèi)容數(shù)據(jù)等，如人機交互、人人交互產(chǎn)生的交互數(shù)據(jù)，用戶界面采集的表單數(shù)據(jù)，感知設備捕獲的語音數(shù)據(jù)，以及社交媒體活動產(chǎn)生的社交媒體數(shù)據(jù)等。

為了確保數(shù)據(jù)分析的準確性和可靠性，必須采用一系列數(shù)據(jù)預處理手段，如清洗數(shù)據(jù)，這包括刪除重復數(shù)據(jù)、填補缺失數(shù)據(jù)、處理異常數(shù)據(jù)等方式。完成數(shù)據(jù)清洗后，還須將多個數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)結合、存放在一個一致的數(shù)據(jù)存儲中，并進行規(guī)范化、離散化、稀疏化處理，以使其達到適用于數(shù)據(jù)挖掘與分析的標準。

3.2.2 實驗平臺搭建

共享大數(shù)據(jù)集群實驗平臺是一個集實驗數(shù)據(jù)上傳、專業(yè)數(shù)據(jù)管理、學生實驗成果評價及學生后臺操作數(shù)據(jù)監(jiān)控于一體的實驗室客戶端軟件。其核心功能包括共享實驗數(shù)據(jù)資源、上傳實驗數(shù)據(jù)資源等。鑒于文科專業(yè)學生實驗重點在于大數(shù)據(jù)平臺和分布式應用程序的使用而非平臺搭建與運維，實驗室將提供一套共享的大數(shù)據(jù)集群，向所有學生終端機提供HDFS、NoSQL數(shù)據(jù)庫、Spark計算等大數(shù)據(jù)服務。學生只需安裝本專業(yè)客戶端軟件及集成開發(fā)環(huán)境，并使用指定用戶賬號登錄，即可通過命令行界面或應用程序編程接口訪問文科專業(yè)大數(shù)據(jù)集群。為保障專業(yè)數(shù)據(jù)的安全性，實驗室將設置多層級數(shù)據(jù)訪問權限，或根據(jù)實驗日期和項目截止日期控制數(shù)據(jù)資源的訪問權限。

3.2.3 數(shù)據(jù)應用

根據(jù)文科各專業(yè)的教學或?qū)嵺`需求，對清洗后的數(shù)據(jù)進行深入挖掘與分析，并運用大數(shù)據(jù)展示和應用技術（如大數(shù)據(jù)檢索、大數(shù)據(jù)可視化等）將實驗結果以不同形式展示。例如：在美食探店推廣項目中，新媒體專業(yè)學生可利用大數(shù)據(jù)技術生成美食地圖以輔助項目實踐規(guī)劃；社會學專業(yè)學生則可根據(jù)網(wǎng)購數(shù)據(jù)為不同消費群體貼上數(shù)字標簽，以深入研究各標簽背后的行為邏輯。

4 結束語

在新工科建設時代背景下，文科高校實驗室的建設應緊跟時代步伐，促進學科交融與橫向延伸，積極吸納現(xiàn)代技術，不斷探索新的發(fā)展路徑。我們聚焦于大數(shù)據(jù)技術專業(yè)實驗室的教學內(nèi)容與實踐內(nèi)容改革，致力于培養(yǎng)綜合型大數(shù)據(jù)應用核心人才。通過實驗室與大數(shù)據(jù)技術的深度融合，構建以哲學社會科學專業(yè)理論為支撐、大數(shù)據(jù)技術為輔助工具的創(chuàng)新實踐教學環(huán)境，積極探索文科高校大數(shù)據(jù)技術實驗室建設方案，為文科高校大數(shù)據(jù)實驗室建設及實驗教學改革提供新思路。

參考文獻：

[1] 溫芳芳.大數(shù)據(jù)時代信息管理專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革探索[J].科技視界，2021（35）：168-170.

[2] 劉秀鳳，劉莉.新文科背景下高校文科實驗室建設的現(xiàn)狀與策略[J].煤炭高等教育，2020，38（5）：49-52.

[3] 解志韜.高校文科實驗室的功能定位、邏輯機理與建設路徑：基于“新文科”發(fā)展的交叉科學視角[J].南京社會科學，2022（5）：126-132，151.

[4] 吳洪狀，程誠，楊聰，等.新工科建設下程序設計類課程教學改革研究[J].電腦知識與技術，2024，20（8）：162-164.

[5] 鄒炎.文科實驗室建設現(xiàn)狀與發(fā)展路徑研究[J].進展：科學視界，2023（2）：55-57.

[6] 邱曉幼，秦天，廖勇.研究型高校文科實驗室現(xiàn)狀與發(fā)展路徑[J].實驗科學與技術，2019，17（5）：125-129.

[7] 陳先才，胡雪兒.整合重構：新文科背景下的社會科學實驗室建設路徑探析[J].山東大學學報（哲學社會科學版），2023（2）：185-192.

[8] 黃啟兵，田曉明.“新文科”的來源、特性及建設路徑[J].蘇州大學學報（教育科學版），2020，8（2）：75-83.

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