大数据时代计算机专业实验教学的思考

成亚利

摘要：大数据时代的来临使得各行各业对相关人才的需求日益剧增，针对传统的实验教学方法滞后于大数据时代发展要求的现状，通过改革计算机专业实验教学，搭建大数据实验教学平台，利用大数据和云计算平台为学生制定个性化实验要求。借助校企合作，改革实验教学模式和方法，培养顺应大数据时代发展需求的应用型人才。

关键词：实验教学；大数据；云計算平台

随着计算机时代的发展，信息爆炸已经积累到了一个开始引发变革的程度。它促使全球的数据规模和种类迅速增长，从而迎来了大数据时代。大数据与云计算联系密切，是构成信息化世界的基本元素，广泛应用于学术界、各行各业乃至政府机构。

一、实验教学现状

实验教学是一种借助于实验进行发现和验证理论知识的实践性教学方法。它有别于灌输式教学，能够让学生深入理解理論知识，形成知识体系，培养创新意识，从而使自身综合实践能力得以提高。在大数据时代，实验教学是一种与行业和科研前沿结合，培养具有创新实践能力人才的重要手段。

传统实验教学，偏重于对所学知识的验证，学生在规定的时间内，根据书上规定的实验步骤和方法，完成验证性实验。它不能满足大数据时代的需求，严重阻碍了大数据应用型人才培养计划的推进。目前，计算机专业实验教学问题主要表现在以下方面：

（1）目前，大数据实验教学还处在基本概念的了解阶段。这一阶段主要完成验证性基础实验项目，而大数据分析主要依靠云计算平台，这一实验条件的缺少使得在实验教学中较少涉及可以锻炼学生实践应用能力的实验，实验内容脱离行业与科研前沿。因此，结合大数据时代的发展需求，开发大数据创新实验以提高学生创新能力和动手操作能力迫在眉睫。

（2）随着大数据时代发展步伐的不断加快，大数据人才的需求与日俱增，部分高校已有的实验条件不能很好地满足大数据人才培养的需要，因此，高校人才培养容易出现脱节。

（3）实验教学方法和手段有待改革。在传统实验教学中，学生仅需要按照实验指导，循序渐进地完成实验项目，不需要创新性思考。而大数据实验教学与行业和科研前沿密切结合，旨在培养学生创新能力和动手操作能力。显然，采用传统计算机实验教学方法不能培养出顺应大数据时代的人才。因此，实验教学方法和手段的改革是当务之急。

（4）实验教学模式单一化。在高校的学分制管理模式下，大学生学习方式更为多样化，自由支配的时间更充足，上课时间也更为灵活。但是，很多高校计算机专业仅仅开设和专业课相关的实验课，并且，实验室的开放时间不够灵活。这不利于学生充分利用资源自主学习，创新实验。所以，实验教学模式也应在原有模式上有所改革与创新，以满足学生的学习需要，为学生创新实践提供良好的环境。

二、大数据实验教学改革

1.改革目标。

在大数据时代，通过依托大数据和云计算平台搭建实验教学平台，利用校企合作，改革计算机实验教学模式和考核方法，完善实验室的开放制度，为学生创建良好的实验学习环境，结合科研和行业前沿，引导学生自主创新，团队协作，培养适应大数据时代的应用型专业人才。

2.改革内容。

（1）以云计算为依托，搭建大数据实验教学平台。基于云平台，构建虚拟实验教学平台，建立虚拟实验环境，构建在线学习系统，利用Hadoop和HDFS进行大数据的管理、分析和存储，记录学生学习进展、互动情况、自主学习进度等信息，分析学生的知识体系和已有知识的理解程度，帮助学生查漏补缺，结合不同学生的不同特点，制定个性化实验要求，因材施教，启发式指引不同层次学生进行实验训练。

（2）利用校企合作为有效途径。很多高校因为某些客观原因没能很好地提供真正的大数据环境给学生，而仅仅依靠偏向于理论的教育，很难培养出符合大数据时代需求的实用型人才，所以大数据时代计算机专业实验教学必须强调与企业实践有机结合。一方面，积极聘请企业中有实战经验的专家到学校授课，使得学生有机会接触工程项目，紧跟企业和社会发展，把握市场需求脉搏，积累实战经验。另一方面，希望校企合作的企业为学生提供实习机会，给予优先录用机会，以提高学生创新实践的积极性。

（3）改革实验教学模式。大数据实验教学与科研前沿密切相关，研究式学习方式很重要。因此，应当改变传统的一人一机、按部就班的实验教学模式，充分发挥学生主观能动性，采用团队式、研究式和自主式的实验教学方法。

（4）改革实验考核方法。结合不同实验的特点，设置弹性的实验考核方法。基础训练类实验需要学生利用指定方法验证已有的理论知识，旨在考察学生的基础实验能力，这类实验成绩应以学生对实验原理的理解以及实际操作能力为依据。综合设计类实验成绩以项目的任务指标为参考，通过答辩、论文等形式进行考核，最终成绩经过答辩小组审核，可认定为相关环节学分。研究型实验，根据学生兴趣和能力自主选择项目题目，项目的方案、方法的设计和作品的制作均由学生自主完成，最后提交科研论文或技术总结。依据学生申请专利、科研论文发表、各类获奖等情况考核。改革实验考核方法，充分调动学生创新性实验的积极性，提供实践能力，满足社会需求。

三、特色总结

大数据时代背景下，计算机专业实验教学改革特色为：（1）以云计算为依托，搭建大数据实验教学平台，为学生制定个性化实验要求，满足不同层次学生的需求；（2）校企结合，使实验内容与行业发展和科研前沿结合，为计算机专业学生提供工程实践机会，顺应大数据时代的发展需求；（3）改革以往单一的传统实验教学模式，开放实验室，利用创新创业训练项目和各类大数据竞赛，引导学生对大数据发展动态的关注，启迪学生科研思维，提高科研方法，培养计算机专业学生创新、动手操作、团队协作等综合能力；（4）改革实验考核制度，结合不同实验的要求设置弹性考核制度，调动学生参与实验的积极性。

参考文献：

[1] 李鸿健.大数据时代计算机专业实验教学改革研究[J].现代计算机，2012，（13）：29-31.

[2] 郭鑫.大数据教学资源共享系统的研究[J].电脑知识与技术：学术交流，2014，（3）：446-447.