大數(shù)據(jù)時代下軟件工程教學(xué)改革措施

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摘要：分析大數(shù)據(jù)對軟件工程專業(yè)的影響，指出大數(shù)據(jù)時代軟件工程專業(yè)改革的目標(biāo)，從教學(xué)內(nèi)容、師資隊伍、教學(xué)方式3方面提出切實可行的改革方案，以適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代對高校軟件工程專業(yè)教育的要求。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)時代；軟件工程；教學(xué)改革

0引言

大數(shù)據(jù)[1]（bigdata）或稱巨量信息，指的是所涉及的信息量規(guī)模巨大，以至無法通過目前的主流軟件工具在合理時間內(nèi)實現(xiàn)采集、管理和處理，并成為幫助企業(yè)經(jīng)營決策以達(dá)到更積極目的的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)這個術(shù)語最早的引用可追溯到Apache基金會的開源項目Nutch，當(dāng)時大數(shù)據(jù)用來描述為更新網(wǎng)絡(luò)搜索索引，需要同時進(jìn)行批量處理或分析的大量數(shù)據(jù)集。隨著谷歌MapReduce、GFS（googlefilesystem）以及Hadoop的[2]，大數(shù)據(jù)不再僅用來描述大量的數(shù)據(jù)，還表示處理數(shù)據(jù)的速度。全球知名咨詢公司麥肯指出，“數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到當(dāng)今每一個行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，成為重要的生產(chǎn)因素。人們對于海量數(shù)據(jù)的挖掘和運(yùn)用預(yù)示著新一輪生產(chǎn)率增長和消費(fèi)者盈余浪潮的到來”。大數(shù)據(jù)的市場前景廣闊，對各行各業(yè)的貢獻(xiàn)也將是巨大的。目前來看，未來大數(shù)據(jù)技術(shù)能否達(dá)到預(yù)期的效果，關(guān)鍵在于能否找到適合信息社會需求的應(yīng)用模式以及能否建立起配套的教育培訓(xùn)體系，為大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展輸送合適的人才，使大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)保持創(chuàng)新能力和長期可持續(xù)的發(fā)展[3]。

1大數(shù)據(jù)對軟件工程專業(yè)教育的影響

大數(shù)據(jù)技術(shù)在企業(yè)界有廣泛的需求。未來大數(shù)據(jù)技術(shù)人才的需求者不僅是大企業(yè)，還有大量的中小企業(yè)，而目前能夠掌握并運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的企業(yè)數(shù)量不足3成，后發(fā)企業(yè)迫切需要對現(xiàn)有IT人員進(jìn)行大數(shù)據(jù)方面的技術(shù)培訓(xùn)，人才缺口是長期且巨大的。2013年是大數(shù)據(jù)元年。從阿里巴巴的去IOE運(yùn)動到“雙11節(jié)”淘寶1天350億元人民幣的交易額，大數(shù)據(jù)時代開始席卷整個互聯(lián)網(wǎng)。在大數(shù)據(jù)技術(shù)迅猛發(fā)展的時期，系統(tǒng)掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)的軟件工程師必將成為整個互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)炙手可熱的人才。目前，很多高校都已經(jīng)開設(shè)軟件工程專業(yè)，培養(yǎng)了大批軟件工程專業(yè)人才。然而，大數(shù)據(jù)帶來前所未有機(jī)遇的同時，也給現(xiàn)有的軟件工程技術(shù)和軟件工程專業(yè)教育帶來一系列挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)日新月異的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)對人才的需求，高校需要及時調(diào)整軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，培養(yǎng)系統(tǒng)掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)的軟件人才，這也是軟件工程專業(yè)改革的必然趨勢。

2大數(shù)據(jù)時代下軟件工程專業(yè)教育改革

在大數(shù)據(jù)時代背景下，軟件工程專業(yè)改革的目標(biāo)是緊密貼合產(chǎn)業(yè)需求，培養(yǎng)既具備前沿軟件工程思想，又具備大數(shù)據(jù)分析與處理能力，系統(tǒng)掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)的高層次、復(fù)合型、創(chuàng)新型軟件人才。

2.1教學(xué)內(nèi)容的改革

1）教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置要緊密貼合行業(yè)和技術(shù)發(fā)展。大數(shù)據(jù)時代，軟件工程專業(yè)教育必須適應(yīng)軟件行業(yè)和大數(shù)據(jù)行業(yè)的需求，關(guān)注大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建設(shè)問題，在大數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件、程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等方面對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，以滿足大數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用的需要。目前行業(yè)使用較為廣泛的大數(shù)據(jù)平臺是基于Apache開源社區(qū)版本的Hadoop生態(tài)體系，阿里巴巴、騰訊、百度、網(wǎng)易、Facebook、Twitter等國內(nèi)外大名鼎鼎的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的存儲及數(shù)據(jù)處理基本都采用Hadoop生態(tài)系統(tǒng)。軟件工程專業(yè)課程設(shè)置應(yīng)該在原有經(jīng)典課程體系中加入Hadoop生態(tài)系統(tǒng)中使用最為廣泛的HBase、Hive、Zookeeper、數(shù)據(jù)交換、大數(shù)據(jù)查詢、大數(shù)據(jù)項目實踐等核心內(nèi)容，以電商后端數(shù)據(jù)貫穿整個課程項目。真正的大數(shù)據(jù)課程需要有分布式的實驗環(huán)境支撐，為了達(dá)到良好的教學(xué)效果，還應(yīng)該建立擁有大數(shù)據(jù)實驗平臺的大數(shù)據(jù)實驗室，供學(xué)生完成專業(yè)學(xué)習(xí)和實驗。

2）教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置要與企業(yè)的實際需求接軌。在大數(shù)據(jù)時代，創(chuàng)新型人才是稀缺資源，企業(yè)需要員工不僅具備扎實的基礎(chǔ)知識和專業(yè)理論知識，還具備較強(qiáng)的動手能力以及對新知識、新技術(shù)的學(xué)習(xí)能力和對新產(chǎn)品的開發(fā)能力。因此，課程的教學(xué)應(yīng)與企業(yè)真實需求接軌，通過融入大量企業(yè)實踐案例，全方位提升學(xué)生解決實際問題的能力。為了確保課程的教學(xué)內(nèi)容根植于企業(yè)的真實需求[4]，教師可采取以下4種方式：①作充分的市場調(diào)研，了解各大企業(yè)真實的崗位需求；②定期到企業(yè)技術(shù)需求部門走訪交流，獲得企業(yè)人才與技術(shù)需求的第一手資料；③邀請知名企業(yè)技術(shù)總監(jiān)與學(xué)生交流，現(xiàn)場了解企業(yè)人才需求；④回訪在應(yīng)聘過程中遇到困難的同學(xué)，了解他們遇到的問題，尋找解決方法，及時調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容；⑤聘請知名企業(yè)優(yōu)秀的技術(shù)專家尤其是企業(yè)大數(shù)據(jù)高級軟件工程師授課，這些技術(shù)專家來自一線，有豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗，非常清楚地知道學(xué)生從事與軟件和大數(shù)據(jù)相關(guān)工作需要掌握的知識與技能，這些經(jīng)驗是學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)的精華。

2.2師資隊伍的改革

大數(shù)據(jù)時代，學(xué)校需要不斷增強(qiáng)師資隊伍的實力。軟件工程專業(yè)的教師不僅需要扎實的理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)的實踐能力和豐富的開發(fā)經(jīng)驗，而且需要熟練掌握目前軟件項目開發(fā)和設(shè)計的新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)。提高師資團(tuán)隊水平可以采取以下幾種方式：①輪流選派教師到知名企業(yè)實踐交流，讓教師實際參與企業(yè)的項目開發(fā)，以便教師能充分了解企業(yè)對技術(shù)和人才的需求，在教學(xué)中引入真實的企業(yè)項目和案例，不斷調(diào)整和更新教學(xué)內(nèi)容，積極主動地培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需要的人才；②選派教師參加大數(shù)據(jù)系列課程培訓(xùn)，全面掌握Hadoop的架構(gòu)原理和使用場景，從產(chǎn)學(xué)研角度推進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。

2.3教學(xué)方式的改革

1）改革實踐教學(xué)方式。

（1）改革實驗環(huán)境和實驗平臺。企業(yè)在開發(fā)、測試、部署實際項目時需要有特定的軟件環(huán)境。在實踐教學(xué)過程中，不但要讓學(xué)生熟悉這些環(huán)境，還要特別注意在實際工作中容易出現(xiàn)的各種問題和錯誤，找到相應(yīng)的解決方法。為此，教師應(yīng)該在校內(nèi)搭建真實的實驗環(huán)境，采用企業(yè)項目案例進(jìn)行實踐教學(xué)。真正的大數(shù)據(jù)課程需要有分布式的實驗環(huán)境支撐，基于Hadoop搭建大數(shù)據(jù)實驗平臺，給學(xué)生提供大數(shù)據(jù)分析、儲存、管理的實驗環(huán)境，讓學(xué)生掌握Hadoop中HBase、Hive、Zookeeper等關(guān)鍵技術(shù)并熟練掌握數(shù)據(jù)交換、大數(shù)據(jù)查詢、大數(shù)據(jù)項目實踐等核心內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上再結(jié)合真實的電商企業(yè)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。大數(shù)據(jù)環(huán)境下，傳統(tǒng)的實驗室無法滿足教學(xué)需要，需要構(gòu)建云環(huán)境下的虛擬實驗室，結(jié)合云計算和虛擬技術(shù)，打破時空限制，為學(xué)生提供開放的實驗平臺，讓教師和學(xué)生隨時隨地都能訪問和使用實驗資源[5]。

（2）加強(qiáng)校企合作。當(dāng)前，解讀大數(shù)據(jù)已成為時代的任務(wù)，利用大數(shù)據(jù)是時代的機(jī)遇。高校和企業(yè)雖然擔(dān)任著不同的社會角色，但是同樣肩負(fù)著推動社會進(jìn)步的歷史使命。為了更好地促進(jìn)軟件工程專業(yè)人才與社會人才需求接軌[6]，與企業(yè)緊密合作將更加有利于以理論促進(jìn)技術(shù)，以技術(shù)推動產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)高校提高教育質(zhì)量，企業(yè)提升產(chǎn)業(yè)效益，校企共同謀求人類福祉的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。學(xué)校擁有大量的人才資源，企業(yè)擁有真實的環(huán)境和數(shù)據(jù)資源，學(xué)校和企業(yè)合作可以為學(xué)生提供真實的社會實踐機(jī)會，一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力，令學(xué)生學(xué)以致用；另一方面可以令學(xué)生通過企業(yè)實踐深刻體會企業(yè)的需求[7]，促使自己更有目的地學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的動力。通過實踐還可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神，幫助學(xué)生畢業(yè)后更快地融入企業(yè)的工作團(tuán)隊。企業(yè)在學(xué)生實踐的過程中選拔優(yōu)秀人才，樹立企業(yè)形象，宣傳產(chǎn)品，實現(xiàn)校企雙贏。

（3）建立在線教學(xué)平臺。為了讓學(xué)生充分利用課余時間學(xué)習(xí)，教師可搭建適合軟件工程專業(yè)教學(xué)的在線教育平臺[8]，實現(xiàn)如下功能：①學(xué)生留言。學(xué)生可以隨時向教師留言提問各種問題，并且其他同學(xué)也可以看到這些問題以及教師的回復(fù)。②在線交流。學(xué)生可以利用在線交流平臺適時和教師進(jìn)行交流溝通。③在線微課程。教師將課程內(nèi)容全部劃分成微知識點(diǎn)，錄制成微課程，通過考試檢測學(xué)生學(xué)習(xí)知識點(diǎn)的盲區(qū)；學(xué)生通過在線微課程查漏補(bǔ)缺，彌補(bǔ)上課學(xué)習(xí)的不足。

2）引入分層教學(xué)理念。與IT行業(yè)其他領(lǐng)域相比，大數(shù)據(jù)更需要復(fù)合型人才。在軟件工程相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)上，具備數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等專業(yè)知識的畢業(yè)生在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域有廣闊的就業(yè)前景[9]。由于學(xué)生入學(xué)時基礎(chǔ)各不相同，同時還存在學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)能力上的差異，為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，可以采取分層教學(xué)方法：軟件工程專業(yè)學(xué)生在經(jīng)過一年的基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)之后，通過分層考試，結(jié)合平時的學(xué)習(xí)狀況，分成精英班和普通班；成績優(yōu)異的少數(shù)學(xué)生分到技術(shù)較難的大數(shù)據(jù)高級軟件工程師精英班，其余的學(xué)生進(jìn)入軟件工程普通班學(xué)習(xí)。精英班除了學(xué)習(xí)普通班的軟件工程和大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程之外，還增加Hadoop企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)技術(shù)、Hadoop項目規(guī)劃部署與企業(yè)管理等專業(yè)和實踐性較強(qiáng)的課程，目標(biāo)就是培養(yǎng)優(yōu)秀的大數(shù)據(jù)軟件工程師。

3結(jié)語

大數(shù)據(jù)時代給現(xiàn)有的軟件工程技術(shù)和軟件工程專業(yè)教育帶來了一系列挑戰(zhàn)，高校軟件工程專業(yè)教學(xué)的變革是必然的，培養(yǎng)系統(tǒng)掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)的軟件人才是軟件工程專業(yè)改革的趨勢。筆者從教學(xué)內(nèi)容、師資隊伍、教學(xué)方式3方面提出切實可行的軟件工程專業(yè)教學(xué)改革方案。大數(shù)據(jù)時代背景下，軟件工程專業(yè)教學(xué)改革需要從方方面面入手，循序漸進(jìn)，最終培養(yǎng)出適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代需要并能真正為企業(yè)和科研作貢獻(xiàn)的專業(yè)人才。

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作者：佘亮 曾陽艷 陳榮元 單位：湖南商學(xué)院計算機(jī)與信息工程學(xué)院