融合课程思政的大数据技术专业综合实践教学探索

牟晋娟　宁方美　赵春燕

［摘           要］  为推动大数据技术的发展，高等职业教育需要培养大量大数据相关领域的高素质、高技能的创新人才。大数据技术专业课程教学活动中，积极推进课程思政教学改革，采用教师引导、任务渗透、体验探索、总结反思等方法将社会主义核心价值观、社会责任感、科学思维和创新思维融入教学过程中，实现思政教育的隐性融入，提升学生的思政素养。

［关    键   词］  大数据技术；课程思政；教学改革

［中图分类号］  G712                   ［文献标志码］  A                   ［文章编号］  2096-0603（2023）14-0０42-04

一、引言

伴随互联网技术的发展和人类文明的发展需求，全球范围内，研究发展大数据技术、运用大数据推动经济发展、完善社会治理、提升政府服务和监管能力正成为趋势[1]。为实现中华民族伟大复兴，党中央决定实施国家大数据战略。目前我们处于生产大数据、使用大数据的时代，为推动大数据技术未来的发展，高等职业教育需要培养大量大数据相关领域的高素质、高技能的创新人才。

党的十八大以来，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议等重要专题会议上，多次强调高校要“使各类课程与思想政治理论课同向同行”[2-3] ，把立德树人融入教育各环节，全员、全程、全方位育人。 2020年5月，教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》也指出： “全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用。”[4]

课程思政建设的总目标是立足于培养什么人、如何培养人、为谁培养人等根本问题。当前全国高校已经打开全员、全程、全方位育人的新格局，正在全面深入推进课程思政的建设，培养担当中华民族复兴大任的新时代接班人。

二、大数据技术专业课程思政要素

立德树人的成效一直是检验高等教育工作的根本标准，在大数据技术专业课程教学活动中，不仅要提高学生专业技术水平，更要把社会主义核心价值观、社会责任感、科学思维和创新思维融入其中。

大数据技术专业课程教学要注重学生科学思维能力训练、专业技能训练和数据科学伦理的思想教育，培养学生勇于探索、勇于创新、精益求精的“工匠精神”，激发学生投身科技事业报国的爱国主义情怀。此外，特别注重强化大数据安全与法律法规的教育，培养学生实事求是和一丝不苟的态度[5]。

三、基于课程思政的“大数据应用开发项目”教学设计

（一）课程基本信息

大数据应用开发项目是我校工学院2020级大数据技术专业的必修课，共150学时，课程属性为专业综合实践。先修课程涵盖本专业大部分专业基础课和专业核心课，主要有Web前端开发项目、程序设计高级、Hadoop大数据平台、大数据应用开发实战项目（Spark分布式计算框架）。

（二）课程目标

1.能力目标

掌握大数据开发和生产环境配置，常见组件安装和使用（Spark/数据库/服务器等）；能够熟练使用Scala编程语言实现业务功能；能够熟练使用Spark核心技术提供的API（Spark ML/Streaming），完成對应业务功能；能够熟练把业务数据存储到MongoDB数据库并能从数据库中按条件抓取业务数据；掌握离线推荐算法和实时推荐算法设计，以及使用Scala语言对算法进行实现；能够使用HTML/CSS/VUE/Spring MVC完成一个简单的电商推荐Web网站；能够进行Web网站的远程部署；能够使用Maven进行项目的开发与基本管理；能够使用Flume，Kafka，Spark等相关技术完成实时推荐系统的联调。

2.思政育人目标

在实践过程中融入团结合作、不怕困难、勇于探索、勇于创新、精益求精的“工匠精神”，培养学生科学严谨、永攀高峰的精神，培养学生自主学习、自我管理的能力。

（三）课程内容

本课程以电商推荐系统的设计与开发为任务目标，涉及技术主要有SparkSQL，SparkStreaming，Spark-MLib，Flume，Kafka，ZooKeeper，Redis，MongoDB等组件，课程内容如图1所示。

（四）课程思政融入路径

着眼“立德树人”的根本任务，基于成果导向理念，以社会主义核心价值观为主线，结合项目内容特点与岗位职业素养要求，系统设计课程思政内容，如表 1 所示。采用教师引导、任务渗透、体验探索、总结反思等方法融入教学过程中，实现思政教育的隐性融入，提升学生的思政素养。

（五）教学实施展示

教学实施展示选取课程中的“任务5：推荐系统项目开发”，主要完成电商推荐系统的设计、开发与联合调试。

1.教学目标

（1）知识目标

理解推荐系统的功能需求；掌握SparkSQL读写MongoDB数据库的方法；掌握Tomcat日志文件中设置数据埋点的方法；学会使用Spark Mlib，Spark SQL技术实现实时推荐算法；学会使用Java编写Kafka消息的生产和消费；掌握Flume采集Web网站日志的配置方法。

（2）能力目标

能够根据项目开发需求，完成项目功能模块设计；能够完成Web网站远程部署；能够完成基于协同过滤的推荐算法的开发；能够完成实时推荐系统的联调。

（3）思政育人目标

通过推荐系统项目的设计、开发与调试，培养学生团队合作、生产安全、合作共赢、换位思考的意识，同时培养学生创新精神、工匠精神和勇攀高峰的精神。

2.课程思政

（1）设计理念

实时推荐系统功能模块多，模块间数据流向复杂，开发有一定的难度，因此采用团队合作的方式来实施。在整个项目的设计、开发、调试过程中采用以学生为主、教师为辅的教学策略。主要目的是培养学生的综合运用能力、团队合作能力、创新能力、自主学习能力、深度思考能力、推理思辨能力、举一反三能力等。

（2）思政育人主题与结合点

①通过分组讨论的形式进行实时推荐系统设计，能够培养学生主动思考、主动探索、主动学习、主动解决问题的能力。

②通过参与分组开发，学生能够亲身体验团队合作的重要性，并能提升学生的团队合作能力。代码的开发与调试能够培养学生不怕困难、精益求精的工匠精神。

③实时推荐系统联调，增强学生“大我集体主义”“爱国主义”“科教兴国”的意识，懂得协作互助的重要性。

3.教学过程

（1）实时推荐系统设计

①教学要点概述

项目以推荐系统建设领域知名的经过修改过的中文亚马逊电商数据集作为依托，以某电商网站真实业务数据为基础，包含了离线推荐与实时推荐体系，综合利用了协同过滤算法以及基于内容的推荐方法来提供混合推荐。完成从前端应用、后台服务、算法设计实现、平台部署等多方位的闭环的业务实现，项目总体架构如图2。

了解了项目开发需求及总体架构后，思考本项目包含哪些功能模块，模块之间的数据流向是怎样的。学生通过分组讨论进行实时推荐系统功能模块及模块间数据流向的设计。

②设计意图

实时推荐系统功能模块多，模块间数据流向联系紧密且复杂，通过分组讨论，学生能够主动思考、主动探索、主动学习、主动解决问题，完成实时推荐系统的功能模块及模块间的数据流向的设计和展示。这种以学生为主的教学方法能够帮助学生树立强大的自信心，增强学生的学习热情，同时也培养了学生面对困难无所畏惧的进取精神，只要坚持并运用科学依据一定会找到解决问题的方法。

（2）分组开发

①教学要点概述

实时推荐系统设计完成后，模拟公司项目开发与管理，进入分組开发阶段，每组由队长和成员组成，人数为4～7人，组内按照功能模块进行分工，队长负责系统总体架构、技术支持、进度安排、工作安排、总体协调和管理工作，队员负责完成各自的模块开发和调试。

②设计意图

团结互助是中华民族的传统美德，无论是个人的成功还是集体的获胜都离不开团结，一个国家、一个民族只有团结起来才能强大。实时推荐系统开发涉及的技术体系多，代码量大，功能模块多、综合性强。学生通过参与分组开发，能够亲身体验团队合作的重要性，同时提升学生的团队合作能力。通过代码的开发与调试培养学生不怕困难、精益求精的工匠精神。

（3）实时推荐系统联调

①教学要点概述

实时推荐系统联调是指实时推荐系统开发完成后，在Spark分布式计算平台上进行的实时推荐功能的调试。引导学生掌握联调过程和方法，包括实时推荐模块的工作原理是什么，实时推荐功能的数据流向是怎样的，SparkStreaming，Flume，Kafka，ZooKeeper等组件是如何协同工作的，如何采集业务系统产生的用户行为日志，Maven项目如何打包，等。学生以实时推荐模块的工作原理、数据流向、联合调试为线索，正确阐述并理解实时推荐功能的运行是通过不同组件的协同工作完成的。

②设计意图

学生通过实时推荐系统联调的学习，不仅掌握了实时推荐系统的工作原理及调试方法，更重要的是增强了学生“大我集体主义”“爱国主义”“科教兴国”的意识，懂得了协作互助的重要性，正如实时推荐系统的运行需要多种组件的参与并协同工作一样，我们伟大祖国的建设事业也需要人人参与，齐心协力才能实现我们的强国梦。

4.思政教学效果

（1）价值塑造成效

通过分组讨论实时推荐系统设计，学生能够主动思考、主动探索、主动学习、主动解决问题，完成了实时推荐系统的功能模块及模块间的数据流向的设计和展示，帮助学生树立强大的自信心，增强学生的学习热情。学生通过参与分组开发，能够亲身体验团队合作的重要性，同时提升学生的团队合作能力。通过代码的开发与调试培养学生不怕困难、精益求精的工匠精神。最后学生通过实时推荐系统联调的学习，不仅掌握了实时推荐系统的工作原理及调试方法，更重要的是增强了学生“大我集体主义”“爱国主义”“科教兴国”的意识，懂得了协作互助的重要性。班级中有许多学生对推荐系统开发产生了浓厚的兴趣，尝试到了成功的喜悦，找到了专业归属感，经常在课上和课下主动与教师交流未来职业发展定位。科学技术是第一生产力也让学生们满怀爱国情怀和身负专业使命感。

（2）知识传授成效

从整体上看70%的同学在本次项目设计开发中收获了许多知识和技能：如Web网站的远程部署方法、Kafka消息生产与消费机制、Flume日志采集配置方法、如何开发日志埋点程序、基于协同过滤的实时推荐算法实现等。全班共分10组，完成率达90%，其中有3组同学的项目全部完成，效果最好，成功实现了商品的实时推荐，并将推荐结果展示到了前端页面上。

（3）能力培养成效

本任务内容是任务1～任务4的核心知识和技术的综合运用，尤其是最后的实时推荐系统的联调所运用的技术层层递进、环环相扣。全体学生以小组的形式参与项目的设计与开发，最终实现了实时推荐功能。在以学生为主体的自主学习与开发中，培养了学生辩证分析问题、科学地解决问题和准确归纳总结的能力，更重要的是拓展了学生的知识面、技能面。

5.反思与改进

（1）思政元素反思

挖掘思政元素并与课程内容进行有效结合是課程思政教学的关键。思政资源一定要能被学生认同才能引起学生的共鸣，才能在润物无声中达到理想信念确立和价值的引领。本任务所挖掘的思政资源还不够丰富，还需要进一步提炼和挖掘。

（2）教学方法反思

本任务教学方法以小组为单位，以学生的自主探讨和实践为主。在这个过程中教师的引导和技术支持是很重要的，不能完全放手交给学生，教师要全程参与，对每个小组在每个阶段的完成情况以及遇到的困难要详细了解，并给予针对性的有效指导和评价。

（3）学生能力培养反思

教学的目的不仅仅是传授知识和技能，更重要的是学生能力的培养。如学生的团队合作能力、创新能力、自主学习能力、深度思考能力、推理思辨能力、举一反三能力等，这些能力并不是通过几次课就能提高，它是一个长期的过程。因此，教学团队应根据学情，围绕教法和学法对学生能力培养的影响开展研究，不断完善教学设计，创新教学方法，探索各种形式的教学策略。

四、结语

身为师者，坚持立德树人，积极推进课程思政教学改革，是我们的责任和使命，通过深入挖掘专业课中的思政素材，对学生的思想意识、行为举止产生积极影响[6]，为社会培养更多高素质、高技能人才。

参考文献：

［1］梅宏.大数据：发展现状与未来趋势［ＥＢ/OL］.http：//www.npc.gov.cn/npc/c30834/201910/653fc63003104

12f841c90972528be67.shtml.

［2］新华社.中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议［N］.人民日报，2020-11-04（1）.

［3］新华社.习近平在全国高校思想政治工作会议强调：把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面［N］.人民日报，2016-12-09（1）.

［4］教育部.教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知［Z］.2020-05-28.

［5］李大舟，高健.课程思政融入数据科学与大数据技术专业实践教学探索［J］.中国教育信息化，2021（20）：93-96.

［6］霍世平，赵怡.课程思政优秀教学案例精选［M］.北京：中共中央党校出版社，2022-03.

编辑 王亚青