解大數(shù)據(jù)教學(xué)之困，助力建設(shè)發(fā)展新工科

首批跨專(zhuān)業(yè)零基礎(chǔ)學(xué)生翻轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)科學(xué)訓(xùn)練營(yíng)

　　近日，由IBM (NYSE:IBM)與上海交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地聯(lián)合打造的“數(shù)據(jù)科學(xué)訓(xùn)練營(yíng)”迎來(lái)了首批50名結(jié)業(yè)學(xué)生。與此同時(shí)，IBM也與上海交通大學(xué)簽署合作協(xié)議，將IBM大數(shù)據(jù)大學(xué)學(xué)習(xí)平臺(tái)及虛擬實(shí)驗(yàn)室部署在學(xué)校內(nèi)部的私有數(shù)據(jù)中心上，以更好地支持學(xué)校開(kāi)展大數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)科學(xué)方面的教學(xué)工作，促進(jìn)學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)。這是繼2016年IBM大數(shù)據(jù)大學(xué)與上海交通大學(xué)“好大學(xué)在線(xiàn)”慕課平臺(tái)進(jìn)行合作之后，雙方圍繞“大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)科學(xué)”在校企協(xié)同育人方面的又一次突破性的合作。

　　聚焦產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，助力新工科建設(shè)

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，工科高等教育也需要轉(zhuǎn)型，支撐服務(wù)發(fā)展動(dòng)能轉(zhuǎn)換，為產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供智力和人才動(dòng)力。教育部高等教育司張大良司長(zhǎng)在前不久舉行的“工科優(yōu)勢(shì)高校新工科建設(shè)研討會(huì)”上就指出，“當(dāng)前中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨動(dòng)能轉(zhuǎn)換、方式轉(zhuǎn)變、結(jié)構(gòu)調(diào)整的繁重任務(wù)，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)和新模式蓬勃興起。工程教育與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系、相互支撐，新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要靠工程教育提供人才支撐，特別是應(yīng)對(duì)未來(lái)新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，必須主動(dòng)布局工程科技人才培養(yǎng)，提升工程教育支撐服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力”。[1]

　　大數(shù)據(jù)技術(shù)是驅(qū)動(dòng)這輪新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心技術(shù)之一，但在國(guó)內(nèi)外各行業(yè)都存在巨大的人才缺口。為了加快大數(shù)據(jù)人才的培養(yǎng)，全國(guó)各地高校紛紛設(shè)立了大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)或?qū)W院。從2016年2月至2017年3月，共計(jì)35所高校獲教育部批準(zhǔn)設(shè)立“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”本科新專(zhuān)業(yè)。

　　建設(shè)發(fā)展新工科，離不開(kāi)技術(shù)導(dǎo)向，更離不開(kāi)產(chǎn)業(yè)需求。尤其在設(shè)置新的培養(yǎng)計(jì)劃和課程體系時(shí)，學(xué)校需要了解最新的業(yè)界技術(shù)趨勢(shì)和市場(chǎng)應(yīng)用案例才能制定出真正符合企業(yè)大數(shù)據(jù)用人需求的教學(xué)內(nèi)容。而目前，很多學(xué)校都面臨著對(duì)新技術(shù)缺乏了解、適合教學(xué)實(shí)踐使用的大數(shù)據(jù)與應(yīng)用案例不足和缺乏適合的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)這三大挑戰(zhàn)，從而陷入兩難的境地。

　　作為占據(jù)Gartner數(shù)據(jù)科學(xué)魔力象限領(lǐng)導(dǎo)地位的科技企業(yè)，IBM始終以開(kāi)放的態(tài)度大力支持大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)科學(xué)人才培養(yǎng)，不僅承諾要在全球范圍內(nèi)培養(yǎng)超過(guò)100萬(wàn)名數(shù)據(jù)科學(xué)家和數(shù)據(jù)工程師，還傾力打造了一個(gè)以開(kāi)源技術(shù)為主體內(nèi)容的慕課教育平臺(tái) -- IBM大數(shù)據(jù)大學(xué)。在這所已有全球100多萬(wàn)活躍學(xué)習(xí)用戶(hù)的云端大學(xué)里，有超過(guò)60多門(mén)包括Hadoop、Spark、Python、R、數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等在內(nèi)的大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的高質(zhì)量免費(fèi)課程，課程以“數(shù)據(jù)科學(xué)家”、“數(shù)據(jù)工程師”、“數(shù)據(jù)分析師”等不同的學(xué)習(xí)路徑被編排組合在一起，以提供良好的學(xué)習(xí)向?qū)?同時(shí)，課程還會(huì)根據(jù)技術(shù)的演進(jìn)發(fā)展而持續(xù)進(jìn)行內(nèi)容的更新迭代。

　　除了持續(xù)新鮮的課程內(nèi)容之外，IBM大數(shù)據(jù)大學(xué)最大的亮點(diǎn)就是為學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)“一站式”數(shù)據(jù)科學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室具有云端“軟件及服務(wù)(SaaS)”的特點(diǎn)，無(wú)須任何本地安裝、配置和維護(hù)，只需一分鐘的簡(jiǎn)單注冊(cè)即可開(kāi)始使用，節(jié)省了學(xué)習(xí)者部署集群環(huán)境所須耗費(fèi)的大量的時(shí)間和資源。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室還集成了包括Jupyter/iPython notebook、Apache Zeppelin、RStudio IDE、OpenRefine在內(nèi)的一系列可快速、便捷調(diào)用的開(kāi)源編程語(yǔ)言、工具和執(zhí)行環(huán)境，并自帶了大量的開(kāi)放數(shù)據(jù)集和基于真實(shí)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的教學(xué)案例。

　　IBM大學(xué)合作部教育合作項(xiàng)目總監(jiān)周恩昌表示：“課程、數(shù)據(jù)、案例和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，所有這些功能與特性，都是從大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)的根本需求出發(fā)，很大程度上解決了大數(shù)據(jù)教學(xué)的三大難點(diǎn)。接下來(lái)，我們將把這些來(lái)自產(chǎn)業(yè)界的教育資源與現(xiàn)有的工程教育體系做進(jìn)一步的融合，積極探索與嘗試校企協(xié)同育人的新模式，助力新工科的建設(shè)與發(fā)展，培養(yǎng)符合新經(jīng)濟(jì)需求的工程科技人才。此次與上海交通大學(xué)的合作，即是雙方在該方向上的一次有效嘗試。”

　　攜手上海交大，打造跨學(xué)科大數(shù)據(jù)教育創(chuàng)新典范

　　IBM與上海交大合作的“數(shù)據(jù)科學(xué)訓(xùn)練營(yíng)”面向全校不同年級(jí)和專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，在“IBM大數(shù)據(jù)大學(xué)”在線(xiàn)課程的基礎(chǔ)之上精心設(shè)計(jì)了為期六周的線(xiàn)下培訓(xùn)。課程以Python作為編程語(yǔ)言，分為數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)、Python編程基礎(chǔ)、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)可視化、機(jī)器學(xué)習(xí)以及數(shù)據(jù)科學(xué)項(xiàng)目答辯六大模塊，共計(jì)18個(gè)學(xué)時(shí)。經(jīng)學(xué)校教務(wù)處、工程訓(xùn)練中心以及各個(gè)院系的推薦選拔，首批學(xué)員進(jìn)入訓(xùn)練營(yíng)，其中非IT專(zhuān)業(yè)學(xué)生占80%以上，涉及生命醫(yī)學(xué)工程、媒體與設(shè)計(jì)、材料科學(xué)、航空航天、機(jī)械與動(dòng)力、船舶海洋與建筑工程、數(shù)學(xué)、物理等等院系專(zhuān)業(yè)。作為本次實(shí)踐型課程的重頭戲，大量的動(dòng)手練習(xí)被安排在了云端虛擬實(shí)驗(yàn)室上，學(xué)員們還需分成多個(gè)小組，結(jié)合各自的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，自行找到合適的數(shù)據(jù)集，利用所學(xué)的方法在虛擬實(shí)驗(yàn)室上，合作完成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)科學(xué)項(xiàng)目。

　　盡管全部課時(shí)都安排在周末，這門(mén)新穎的非學(xué)分課程仍然保持了高達(dá)95%的出勤率。很多學(xué)生表示，無(wú)論現(xiàn)在的專(zhuān)業(yè)或未來(lái)從事什么工作，都需要面對(duì)和處理龐大且多樣的數(shù)據(jù)，掌握領(lǐng)先的大數(shù)據(jù)分析工具將大大提升他們的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，大數(shù)據(jù)大學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室所提供的便利的軟硬件環(huán)境極大地節(jié)省了他們準(zhǔn)備學(xué)習(xí)的時(shí)間，使其能將更多的精力放到編程和數(shù)據(jù)科學(xué)本身的學(xué)習(xí)當(dāng)中。

　　作為六周緊張培訓(xùn)的成果，學(xué)員開(kāi)發(fā)的11個(gè)數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目全部運(yùn)行成功并通過(guò)了由IBM講師與學(xué)校教授組成的聯(lián)合評(píng)審團(tuán)答辯，其多樣化的選題涉及通過(guò)爬取和分析全球電影資源庫(kù)的公共數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)未來(lái)電影的投資、制作及發(fā)行做預(yù)測(cè)、借助白血病案例研究數(shù)據(jù)做可視化展現(xiàn)并分析白血病與基因的關(guān)聯(lián)關(guān)系、通過(guò)對(duì)犯罪記錄以及房屋銷(xiāo)售數(shù)據(jù)的分析來(lái)幫助消費(fèi)者找尋最安全的住房、分析銀行異常交易數(shù)據(jù)來(lái)為反欺詐決策提供支持、以及通過(guò)對(duì)歷史H1B 簽證數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性分析來(lái)為將來(lái)的簽證申請(qǐng)者提供指導(dǎo)和幫助。

　　基于雙方此次在教學(xué)實(shí)踐上的成功合作，IBM與上海交通大學(xué)決定并簽署了合作協(xié)議，將IBM大數(shù)據(jù)大學(xué)學(xué)習(xí)平臺(tái)及虛擬實(shí)驗(yàn)室整體部署在校內(nèi)的私有數(shù)據(jù)中心上，利用穩(wěn)定高速的校內(nèi)局域網(wǎng)確保教師教學(xué)和學(xué)生實(shí)踐的穩(wěn)定性、便捷性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的全功能開(kāi)放以及可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)處理能力，為教學(xué)與實(shí)踐提供更多的延展性服務(wù)。此外，IBM還將聯(lián)合上海交大慕課研究院圍繞這一技術(shù)平臺(tái)抓緊建設(shè)更多面向計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)課程。

　　上海交通大學(xué)教務(wù)處副處長(zhǎng)付宇卓教授表示：“這次與IBM關(guān)于的課程與平臺(tái)方面的合作，給我印象很深，我們既看到了IBM數(shù)據(jù)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)業(yè)水平和敬業(yè)精神，又體驗(yàn)到了IBM在數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)以及平臺(tái)方面的領(lǐng)先性。更重要的是，我們感受到了交大學(xué)子們對(duì)于業(yè)界新興技術(shù)的極大熱情以及快速的學(xué)習(xí)能力。我們?cè)诮窈筮€要推出更多這樣的熱門(mén)課程。”

　　IBM大數(shù)據(jù)大學(xué)大中華區(qū)項(xiàng)目總監(jiān)吳仲毓表示：“此次與上海交通大學(xué)有關(guān)‘IBM大數(shù)據(jù)大學(xué)學(xué)習(xí)平臺(tái)及虛擬實(shí)驗(yàn)室’的合作，是IBM大數(shù)據(jù)大學(xué)在大中華地區(qū)私有云部署的第一個(gè)成功案例，為校企合作開(kāi)展大數(shù)據(jù)教學(xué)和人才培養(yǎng)提供了良好的示范效應(yīng)。這也是IBM承諾全球數(shù)據(jù)科學(xué)家和數(shù)據(jù)工程師培養(yǎng)計(jì)劃，在中國(guó)邁出的重要一步。”