大数据技术实验教学改革研究

苏冰山 李舶永 周迅

摘要：大数据技术促进了信息技术时代生产效率的提高。大数据课程体系中，实验教学占据了重要一环。针对现有大数据实验教学环节中存在的局限和困境，本文将尝试研究把热点问题如新冠肺炎的传播模型引入到大数据技术实验的教学过程中，促进新技术解决热点问题的教学方式的实现，同时提升学生的学习兴趣。热点问题引入实验教学可实现教与用的对接，达到优化教学效果的目的。

关键词：大数据技术实验;传染病模型;新冠肺炎

1 引言

近年来，大数据技术引起了政界、商界和学术界的极大关注。2018年、2019年、2020年新增开设大数据专业的学校数量分别为225所、192所、138所，截至2021年，共有730所高校开设了大数据专业。大数据技术在实现诸多便利的同时，也为高校培养相关人才和构建相应课程体系带来挑战。由于大数据是一门应用性极强的学科，所以实验教学对于促进学生掌握大数据技术来说至关重要。现有的大数据实验教学课程体系中，一般包括Hadoop的部署与管理、MapReducer原理与实践、用Pandas进行气象数据分析等实验环节。这些实验环节中，缺少与热点问题对接的部分，难以很好的调动学生的学习热情。针对如上问题，我们尝试研究引入与新冠肺炎相关的传染病传播模型到大数据技术实验课程中。

2 大数据人才培养的现实需求

随着信息技术的迅速发展，当今社会已经迈入“人工智能”和“大数据”的数据信息时代，由此使得大数据技术领域出现了大量的人才缺口。世界很多国家把发展大数据技术纳入国家战略，并采取相应措施促进大数据产业的发展与其他多业态的融合。为了促进大数据业态的发展，相关技术人才的培养显得尤为重要。自2015年大数据专业在高校出现开始，国务院就明确指出：创新人才培养模式，建立完善合理的大数据专业人才培养体系，鼓励跨学科、跨校联合培养，鼓励校企联合培养，积极培养大数据应用及创新型人才。基于此，我们可以看出实验教学在大数据专业建设中的重要地位。

在发展大数据产业的过程中，众多高校积极投入人力物力财力，申请并建设大数据专业，为大数据人才的培养打牢基础。多所高校和地方政府加强大数据人才培育和引进等队伍建设，从而完善大数据人才培养机制，在完善人才培养机制的过程中，建设合理高效的专业课程体系成为重要建设内容。

3  大数据人才培养的现存问题

近年来，随着大数据产业需求和相关技术的兴起，世界多国的高校纷纷成立与大数据相关的实体学院，有的组建大数据科研院所，有的高校借助社会力量对在校相关教师和技术人员进行培训，以此提高师资水平，促进专业教学质量的提高。

从高校大数据专业建设的情况来看，大数据课程体系包括大数据平台和大数据分析两个方向。大数据平台方向侧重于Hadoop等相关技术的运维和管理，以及数据库建模和管理等相关教学内容。大数据分析方向侧重数据挖掘技术及应用实践等内容。两个专业方向的实践性均较强。

纵观大数据专业的课程建设现状，对其实验课的改革和重视程度有待加强，培养具有工程实践能力的技术人才需要完善高效的实验课程体系，如何围绕教学体系、教学目标和教学内容做好实验课程教学改革，是当前大数据专业建设存在的重要问题。

4 新冠肺炎传染病模型

新冠肺炎自2019年爆发以来，在世界范围内造成了极大损失。新冠肺炎是一种呼吸道传染病，符合传染病模型。研究传染病的基本数学模型，就是研究传染病的传播速度、空间范围、传播途徑等问题，以指导对传染病的有效预防和控制。新冠肺炎的病例分布情况，感染时间和地点，病例的行动轨迹，与病例接触人员的行动轨迹，并结合区域密度和人口流动率等大数据，可以凭借相关数据对传染病的发展速度及分布区域等进行预测，从而为疾控决策给出参考数据。因此，在大数据实验课程中引入新冠肺炎的相关数据作为实验素材，做出相应的预测和分析，是可行有效且有实际意义的。

5 如何去做

大数据技术对新冠肺炎疫情的分析预测是一个面向现实应用的实验，该实验环节应该放在“Hadoop的部署与管理”实验之后。该实验可以通过网络在线

实验的形式完成，云端的虚拟机可以实现大数据平台的仿真构建，使学生方便的通过网络在线模拟实验。实验设计上应首先介绍实验目的、先学知识（如python的基本语法）、实验原理（包括新冠肺炎传染病模型的介绍）、然后给出实验步骤（包括新冠肺炎传染病的分析预测数据及可视化）和对照的实验结果。

6 总结

大数据技术是当今的技术热点之一，随着众多高校开设大数据专业，建设高质量的大数据课程体系是十分重要的专业建设环节。大数据技术实验是大数据课程体系的重要一部分，怎样提升大数据实验课程的趣味性和学生的学习热情是亟待解决的问题。课程改革中把社会热点问题和技术结合起来，将新冠肺炎疫情数据作为实验素材，以此增强大数据课程学习的趣味性和实用性。当然改革过程还需要逐步调优，解决教学过程中存在的不足。我们在做大数据实验课程教改的过程中，仍然面临着多方面挑战，在此过程中，我们应当运用实验课的实践性，从实用、趣味和实战出发，将实验课的教改工作不断推向前进。

参考文献：

[1]陈一明.“互联网+”时代课程教学环境与教学模式研究[J].西南师范大学学报（自然科学版），2016，41（3）：228-232.

[2]夏大文，王林，张乾，魏嘉银，冯夫健，李华青.大数据应用技术课程教学改革与实践[J].大数据，2020，6（04）：115-124.

河南省教育科学十三五规划课题（2020YB0149）、国家级大学生创新创业训练计划项目（202110485023）、郑州航空工业管理学院大学生创新创业训练计划项目（“在线学习环境下学习者特征模型构建及应用研究”）。

作者简介：苏冰山（1989—），男，汉，籍贯：河南省焦作市，职称：助理实验师，学历：硕士，单位：郑州航空工业管理学院智能工程学院，研究方向：信号与信息处理。