大数据时代木材科学与工程专业卓越工程师培养新方式的探索

袁炳楠　郭明辉

摘要分析大数据时代的到来对经济、贸易等领域产生巨大的影响，探索研究由大数据技术引领的人才培养和考核的新方式，以期为大数据应用于卓越工程师计划提供参考。

关键词大数据；人才培养；卓越工程师计划；教育改革

中图分类号S-01文献标识码A文章编号0517-6611（2014）36-13158-02

AbstractThe advent of Big Data era has made a significant impact on the economic， trade and other fields. The new personnel training and examination mode by using the big data technology was studied， so as to provide reference for application of big data in cultivation of outstanding engineers.

Key wordsBig data； Personnel training； The cultivation of outstanding engineers； Education reform

1 大数据时代

随着移动互联网、物联网等网络技术与各种电子智能产品的飞速发展，在我们的工作生活中每天都会产生大量的数据，以2010年为例，以国际互联网为基础所产生的数据量比2010年之前所有的数据总和还多，相关分析显示2013年世界上存储的数据能超过1.2泽字节，如果这些数据都通过纸质印刷品记录，几乎能覆盖整个美国本土52次，同样如果将之存储在BD上，将这些BD堆成一堆，其高度相当于从地球到月球距离的5倍而且这一数据量还正在高速增长，如今只需要48小时就能创造出自人类诞生以来到2003年所产生的数据之和[1]。前所未有的庞大数据量便是对“Big Data”的最直观的解释。但大数据并非一个确切的概念，它可以是一种方式或方法，是人们以大规模数据为基础可以做到的事情，这些事是在小规模数据的基础上无法完成的。大数据是人们获得新的认知、更客观精准判断的来源，它还是改变市场、组织机构，以及政府与公民关系的方法。其产生的本质可以说是量变的数据积累引发的数据质变，是哲学原理的现实体现。大数据会告诉人类‘是什么而不是‘为什么，由于宇宙终极真理的不可知性，大数据的分析结论将让人类更接近真理。由此看来大数据时代的到来是人类文明发展和对世界探索的必然趋势。

2数据引发的变革

大数据一词首次受到世界范围内专家们的关注约是2009年，正值甲型H1N1流感爆发，就在疾病爆发的前几周，美国谷歌公司的研究人员在《NATURE》上发表了一篇引人注目的文章。文章不仅成功预测了甲型H1N1的爆发，更是精确到具体的地区和州，并且比传统的官方整合的数据更精准可靠、更及时。这令疾病预防中心的专家和计算机工程师们感到震惊[2]。谷歌公司通过分析人们在网上的搜索记录的数据来完成这个预测，而這种方法以前是没有被使用过的，此时人们终于意识到一场全世界范围内的变革已经开始。不仅是在医疗界，整个商业领域都因此而重新洗牌，美国著名的计算机专家奥伦·埃齐奥尼（orenetzioni）借助从一个旅游网站搜集来的41天内美国的机票价格波动开发出的虚拟预测系统farecast，能够为消费者锁定最佳购票时间，预准率超过75%。谁都不会想到仅仅基于旅游网站的机票价格信息而制作的系统就会让航空公司损失数百万的潜在收入。并且凡是在产品差异较小但又存在大幅度的价格差和大量可运用的数据的领域，都可以应用此技术，如宾馆预订、二手车购买等。如今微软公司已经以1.1亿的价格使其并入搜索引擎[2]。不难看出这是一场全领域各层次的变革，其根本是对人们思维方式和生活方式的变革。目前大数据时代变革的核心特征主要是数据分析以及基于数据分析的科学决策，正是这种基于数据分析的决策将会使人类的有限理性提高到前所未有的高度。

3新时代的卓越工程师培养方式

“卓越工程师教育培养计划”作为《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和黑龙江省教育厅《关于启动黑龙江省卓越工程师教育培养计划的通知》组织实施的重大项目，以培养一大批卓越工程师后备人才为根本目的。因此除了上述的经济、贸易等领域，大数据同样为卓越工程师的培养方式带来了变革。随着网络与计算机的飞速发展，如今网路教学、网路测评、计算机辅助教学等方式已经在很多大学相关专业施行，与传统教育方式不同，这些基于网路的新型教育方式伴随着庞大的相关数据产生，这些正是教育工作者可以使大数据处理技术得以应用的地方。目前，从教育者角度来看大数据在教育领域主要可以用于三个区域：教育数据挖掘、教学分析和教学考核[3]。

3.1教育数据挖掘

对学习的行为和过程进行数字化、建模和分析。具体来说是可以通过对收集的数据进行分析，其结果对于学生的培养方向和方式具有指导作用。具体可以分为两个方向。

3.1.1定向培养。学校可以通过对木材科学与工程专业学生数十年内毕业后工作企业去向及日后工作情况进行跟踪数据收集，同时对本专业相关企业多年的人才需求及其开展的项目、产品数据进行收集。通过对这些数据的分析了解企业需求，从而达到定向培养学生的目的。而这正与卓越工程师计划的核心思路相契合。其实在进入大数据时代之前，各大高校也一定会去了解各企业的需求并在学生培养过程中加以侧重，但是显然之前对企业的了解是不全面的，因为任何领域的相关企业数量都是非常庞大的，但是与一所学校联系的企业非常有限或仅是著名企业，全国仅重点高校便有200余所，应届毕业生数则更大。如果全面的收集某专业的所有相关企业网上招聘要求及网络初试问题，以及其历年招收的毕业生学籍信息等数据将是一个规模庞大的数据，传统方式是无法收集分析的。通过此类对全体数据的收集分析以得到更精准的结果便是大数据的最明显特点，可以不再是对目标进行抽样调查而是收集数据的全部，这种方式的好处是显而易见的，就如同时看20万像素的图片和2 400万像素图片的差异，它会让人们更加清晰精准的捕捉到问题的关键，可以预见到未来大数据技术会让卓越工程师培养成为真正的定向培养[4]。

3.1.2因材施教。早在2 000多年前，孔子就提出了因材施教的理论，但是如何“因材”完全凭借教师自身的经验和阅历主观的对学生的“材”进行判断，对教师自身素质要求很高，结合我国的人口情况，教师是无法細心的关注到课堂上每一个学生的所有表现的，很多人无法发现自己真正的优势所在，许多有天赋者被埋没，更有甚者便是人们常说的“入错行”。而在大数据时代，学生发展的依据将从依赖于教师的有限的理性判断转变为通过对自身学习过程的分析及自我判断。大数据技术可以让学生真正做到个性化学习。学生可以根据自己的兴趣进行可选择的学习。

目前Udacity、可汗学院、EDX等在线教育机构已经通过跟踪学生的在线学习轨迹对每个学生进行具体的培养规划。例如通过分析学生观看教学视频时哪些部分会跳过、那些部分会重复播放、那些软件功能被使用的次数最多等操作行为来寻找最佳的教学结构安排。通过记录学生在完成课后作业时的网络检索数据及学生对学校提供的资源浏览情况等分析出不同学生的兴趣方向，同时寻找学生的专长所在，真正做到“因材施教”，这些都是传统教学方式无法做到的。教育领域一直遵循着由经验丰富的优秀老教师帮带年轻教师的方式发展教师队伍，其原因就在于老教师有着年轻教师所没有的长年累积的教学经验，这些经验需要时间的积淀，即使如此这一教学经验的传承与运用仍然只是人类个体有限理性的使用，而通过建模对大数据的客观分析不仅可以做到真正的客观精准，而且对学生的判断也更敏锐，同时一套科学的数据分析系统和供学生使用的终端电脑不仅可以弥补木材科学与工程专业甚至是我国教育资源的不足和不平衡。

3.2教学分析利用已经建立的模型对教学效果和学习行为进行分析。移动网络和掌上智能设备的普及使得学生不仅可以通过终端电脑进行学习还可以在移动设备上随时随地按照需求进行学习。例如学校可以通过和专业机构合作联合开发手机APP，使其在学校无线网络覆盖范围内使用，学生的所有课后基本作业，以及自我测评都在手机上就可以完成，这会方便学生安排课余时间，同时也比传统方式更加能激发学生的学习兴趣，使其在“玩手机”的过程中就可以完成对教学内容的复习，而学校则可以获得学生全部的学习行为数据。这些数据既可以让教师了解学生的学习效果以弥补不足又可以让教师发现教学设计中学生感兴趣的地方，以及需要完善修改的地方。通过这种双向的弥补不足必然会使教学的效率和效果最大程度的提高和完善[5]。

3.3教学考核考核评价学生的学业水平。以往学生学业水平的高低和社会人才的选拔仅是通过考试成绩评判，这种仅通过一次考试分数定成败的方法是不够合理的。大数据时代的到来将完全改变这种方式。学生的学业水平考核将通过采集的学生在校期间的所有学习行为数据并进行分析得到，学生的能力将得到最为全面的分析和评价，届时一两次的考试作弊与考试泄题等行为将变得没有意义，由此社会的人才选拔将达到前所未有的公平程度[6]。

4结语

大数据时代的到来已经是人类发展的必然趋势，其带来的各层次各领域的变革也将不断刷新人们传统的工作、生活和学习方式。对其在教育领域的应用目前仅是试验阶段，真正大面积的推广不仅需要数据处理软件开发等专业领域的合作，同时还需要在基础设施的建设方面更进一步。在应用初期必然会遇到诸多问题，如存在个体主观因素和不完善因素或不可预见的潜在威胁等因素的存在需要全新的规范和监管机制，但是大数据技术必然会极大程度的改变以往的教学和测评模式从而为教学效率带来质的提升，一场史无前例的教育变革即将来临。教育工作者必须与时俱进地更新自己的知识储备、更多地学习数据网络知识才能得心应手地利用大数据技术，学校也需要储备数据统计与分析人才，对于数据的统计分析会成为学校的常规工作[7]。

参考文献

[1] 胡树祥，谢玉进.大数据时代的网络思想政治教育[J].思想教育研究，2013（6）：16.

[2] 维克托·迈尔-舍恩伯格.大数据时代：生活、工作与思维的大变革[M].杭州：浙江人民出版社，2012.

[3] 张渝江.大数据时代，如何赢得教育的未来？[J].上海教育，2013（17）：18-22.

[4] 梁文鑫.大数据时代——课堂教学将迎来真正的变革[J].北京教育学院学报：自然科学版，2013（1）：14-16.

[5] 陶皖，杨磊.大数据时代对高校人才培养模式的影响——以信息系统专业为例[J].电脑知识与技术，2013（28）：6340-6342，6347.

[6] 张燕南，赵中建.大数据时代思维方式对教育的启示[J].教育发展研究，2013（21）：1-5.

[7] 陈如明.大数据时代的挑战、价值与应对策略[J].移动通信，2012（17）：14-15.