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大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程設(shè)計創(chuàng)建思路

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大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程設(shè)計創(chuàng)建思路

摘要:設(shè)計構(gòu)建了《大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)》通識基礎(chǔ)課程,課程介紹了大數(shù)據(jù)的基本概念、特點與大數(shù)據(jù)引起的時代變革,以及相關(guān)的數(shù)據(jù)處理平臺方法和大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),并通過實際案例講述大數(shù)據(jù)在日常生活和各個行業(yè)中的應用。通過該課程,可使學生對大數(shù)據(jù)時代及大數(shù)據(jù)應用有一定了解,并能進一步延伸思考本專業(yè)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)應用發(fā)展方向及前景。

關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)挖掘;大數(shù)據(jù)處理;大數(shù)據(jù)平臺;大數(shù)據(jù)案例

0引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,企業(yè)計算、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等各種應用的涌現(xiàn),“大數(shù)據(jù)”應運而生[1]。21世紀已邁入了“大數(shù)據(jù)時代”。作為大數(shù)據(jù)時代的人才,了解大數(shù)據(jù)時代特點,掌握大數(shù)據(jù)處理的基本方法,了解各行業(yè)使用大數(shù)據(jù)將造成的社會變革,已成為21世紀市場對人才的需求。大數(shù)據(jù)是未來發(fā)展的趨勢,大數(shù)據(jù)課程的開設(shè),有助于培養(yǎng)出符合市場發(fā)展和企業(yè)需求的21世紀創(chuàng)新型人才,而國內(nèi)現(xiàn)有的高校人才培養(yǎng)和課程體系中缺少面向高校所有專業(yè)開設(shè)的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程。如何設(shè)計和構(gòu)建面向高校所有專業(yè)的《大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)》課程是本文研究的主旨。

1國內(nèi)外大數(shù)據(jù)相關(guān)課程現(xiàn)狀調(diào)查分析

目前,國外有多所高校開設(shè)了大數(shù)據(jù)方向?qū)I(yè)課程,如波士頓大學、北卡羅萊納州立大學、德保羅大學等。課程的開設(shè)與人才培養(yǎng)的側(cè)重點緊密相關(guān),主要分為3個方向:面向商學院、管理學院、財經(jīng)學院的大數(shù)據(jù)分析方向,面向計算機學院與軟件學院的大數(shù)據(jù)平臺方向,面向理學院的深度計算分析方向[2]。在國外,大數(shù)據(jù)相關(guān)課程主要以課程體系的形式開設(shè),重在以項目的形式培養(yǎng)學生實踐動手能力和使用大數(shù)據(jù)技術(shù)解決問題的能力。近年來陸續(xù)有國內(nèi)高校在計算機學院、軟件學院等開設(shè)針對研究生的大數(shù)據(jù)專業(yè)方向課程。2014年,西安電子科技大學開設(shè)大數(shù)據(jù)技術(shù)與應用專業(yè)碩士方向;2013年,北京航空航天大學成立了“大數(shù)據(jù)技術(shù)與應用”軟件工程碩士項目;2012年,西安交通大學軟件學院建立了以大數(shù)據(jù)系列課程作為專業(yè)必選課、針對研究生的業(yè)務(wù)分析系;2011年,北京交通大學軟件學院建立了研究生信息管理專業(yè)[2]。國內(nèi)針對本科生的大數(shù)據(jù)相關(guān)課程開設(shè)較少。清華大學在本科培養(yǎng)方案中開設(shè)了專業(yè)限選課“云數(shù)據(jù)管理”;部分國內(nèi)高校也開設(shè)了與大數(shù)據(jù)相關(guān)的課程,如“存儲技術(shù)”、“數(shù)據(jù)挖掘”與“分布式編程和數(shù)據(jù)處理”等,但課程僅在計算機學院、軟件學院等學院內(nèi)部作為專業(yè)限選課或選修課開放??梢钥吹剑S著大數(shù)據(jù)時代的到來,國內(nèi)高校開始逐步開設(shè)大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)方向,并建設(shè)大數(shù)據(jù)專業(yè)課程。然而,大數(shù)據(jù)作為各行各業(yè)都需要使用的技術(shù),是各行業(yè)人才都需要了解和掌握的。目前,國內(nèi)鮮有高校面向全校本科生開設(shè)《大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)》課程。

2課程構(gòu)建思路

根據(jù)社會各行業(yè)對人才在大數(shù)據(jù)方面的知識儲備需求,學校設(shè)計構(gòu)建了面向全校各專業(yè)本科生開設(shè)的《大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)》課程。在廣泛調(diào)研了解社會各行業(yè)大數(shù)據(jù)處理及應用的基礎(chǔ)上,在構(gòu)建《大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)》課程內(nèi)容中遵循以下3點思路:(1)不同行業(yè)的大數(shù)據(jù)均具有相同的數(shù)據(jù)類型和特點,只是數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式和使用方式不同。因此,課程需要介紹大數(shù)據(jù)的基本概念和特點,以及各行業(yè)使用大數(shù)據(jù)對時代的影響和變革。(2)大數(shù)據(jù)要發(fā)揮作用,其核心在于對大數(shù)據(jù)的處理,包括數(shù)據(jù)處理平臺和數(shù)據(jù)處理方法。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理平臺和處理方式很多不適用大數(shù)據(jù)的處理,大數(shù)據(jù)有其特有處理方式。因此,大數(shù)據(jù)的處理是本課程講授的核心和重點。(3)《大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)》作為面向各個專業(yè)的通識基礎(chǔ)課程,為了提升學生對課程的理解能力與學習興趣,需要通過對多個行業(yè)大數(shù)據(jù)應用案例進行講述,以幫助其深入了解大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型、應用處理方法和過程等,并對大數(shù)據(jù)時代產(chǎn)生進一步深入認知。

3課程構(gòu)建思路

3.1課程內(nèi)容設(shè)計

在第一章中,主要介紹大數(shù)據(jù)時代的產(chǎn)生、大數(shù)據(jù)的概念特點,大數(shù)據(jù)時代到來對社會生活產(chǎn)生的影響、引發(fā)的行業(yè)變革,以及在大數(shù)據(jù)時代來臨之時,新的問題和挑戰(zhàn)的提出。在這一章的介紹中,大數(shù)據(jù)的概念特點是基礎(chǔ),由此引起的社會變革是現(xiàn)象,需要學生們通過討論進一步深入理解;新挑戰(zhàn)的提出為學生們開辟了廣闊的視角,有助于幫助他們根據(jù)時代需求確定學習研究的方向和對自身的培養(yǎng)規(guī)劃。要從大數(shù)據(jù)中提取有價值的信息,需要對數(shù)據(jù)進行信息挖掘。第二章中首先介紹數(shù)據(jù)挖掘的概念,然后詳細介紹數(shù)據(jù)預處理的方法流程和數(shù)據(jù)挖掘的主要方法,最后結(jié)合案例介紹大數(shù)據(jù)挖掘的實際應用。在案例選取中,使用了亞馬遜推薦系統(tǒng)、谷歌翻譯系統(tǒng),以及上海外灘踩踏事件等有代表性的案例進行大數(shù)據(jù)挖掘的講解,以幫助學生們理解大數(shù)據(jù)挖掘的方法、特點和應用價值。大數(shù)據(jù)的處理分實時流處理和靜態(tài)分析處理兩大類。在第三章中,結(jié)合案例介紹了大數(shù)據(jù)流處理和靜態(tài)分析處理的平臺和技術(shù)。大數(shù)據(jù)靜態(tài)分析處理平臺重點介紹了Hadoop平臺,大數(shù)據(jù)實時流處理技術(shù)重點介紹技術(shù)原理和方案。這一章主要介紹大數(shù)據(jù)的處理方法,給學生們建立一個基本的概念框架。案例使用城市洪澇災害分析預警平臺,介紹靜態(tài)數(shù)據(jù)分析處理和流數(shù)據(jù)分析處理在同一行業(yè)中的不同應用,以幫助學生們理解兩種數(shù)據(jù)處理的特點和應用領(lǐng)域。作為面向全校的本科生通識課程,希望學生們能夠通過本門課程了解大數(shù)據(jù)處理分析在社會生活各方面的應用前景,并結(jié)合各專業(yè)的應用需求分析及展望未來大數(shù)據(jù)在本專業(yè)的應用發(fā)展。因此,需要在課程中充分開拓學生們的視野,廣泛地介紹各行業(yè)案例。第四章大數(shù)據(jù)應用及案例分析重點介紹了智慧城市、輿情分析、阿里大數(shù)據(jù)處理以及FaceBook臉譜網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理案例。

3.2授課方法設(shè)計

課程各章節(jié)內(nèi)容充分使用案例,深入淺出地進行講解。由于各專業(yè)學生的知識儲備不同,作為通識基礎(chǔ)課程,只有充分引入各行業(yè)案例,才能既激發(fā)學生學習興趣,又幫助學生掌握各個知識點。充分引入學生自主討論機制。在大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型、大數(shù)據(jù)預處理方式、大數(shù)據(jù)挖掘方法、大數(shù)據(jù)靜態(tài)處理分析、大數(shù)據(jù)實時流處理等知識點的講授中,先介紹基礎(chǔ)概念,然后要求學生們針對自己本專業(yè)的大數(shù)據(jù)應用領(lǐng)域進行廣泛討論。

4實施及效果

《大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)》課程于2015年春季學期面向全校本科生開課。學生來自經(jīng)濟學院、新聞與傳播學院、管理學院、社會學系、水電與數(shù)字化工程學院、計算機科學與技術(shù)學院、軟件學院、船舶與海洋工程學院等多個學院。學生們普遍反映,通過該課程,對大數(shù)據(jù)時代及大數(shù)據(jù)應用有了一定了解,并能進一步延伸思考本專業(yè)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)應用發(fā)展方向及前景。

5結(jié)語

大數(shù)據(jù)技術(shù)對人們的工作和生活造成了巨大影響,是當前計算機領(lǐng)域的研究熱點。本課程從大數(shù)據(jù)技術(shù)對日常社會、生活、工作的影響入手,深入淺出地介紹大數(shù)據(jù)的基本概念、相關(guān)的數(shù)據(jù)處理方法和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),并通過實際案例講述大數(shù)據(jù)在日常生活與各行業(yè)中的應用。通過本課程的學習,有助于提高學生們的大數(shù)據(jù)應用能力,為未來應用、研究和創(chuàng)新創(chuàng)造更多機會。

參考文獻:

[1]孟小峰,慈祥.大數(shù)據(jù)管理:概念、技術(shù)與挑戰(zhàn)[J].計算機研究與發(fā)展,2013(1):146-169.

[2]張曉芳,王芬,黃曉濤.國內(nèi)外大數(shù)據(jù)課程體系與專業(yè)建設(shè)調(diào)查研究[C].ICEMSS2015,2015.

[3]施利萍,張應輝,羅阿玲,等.大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)及其發(fā)展機遇[J].軟件導刊,2015,14(7):5-7.

[4]曾雷.大數(shù)據(jù)研究綜述[J].軟件導刊,2015,14(8):1-2.

作者:王芬 黃曉濤 張曉芳 單位:華中科技大學網(wǎng)絡(luò)與計算中心