新工科背景下数据科学及大数据技术专业培养方案思考

新工科背景下数据科学与大数据技术专业培养方案思考李辉2017年05月25日沈阳主要内容培养目标1毕业要求22课程体系3传统工科存在问题•传统工科人才培养存在的问题：理科、人文基础不够，缺乏创新性；专业设置不应对新兴经济行业；专业划分偏窄、偏细，缺乏交叉性。问题导火索•建设理念不适应问题导火索•知识体系不合理问题导火索•人才结构不合理亟需解决问题城镇化中产阶层增加气候变化环境污染气候变化疾病流行贫困资源短缺能源紧张人口老龄化经济危机创新全球化资源短缺人口迁移未来六大变化趋势美国：《2016-2045新兴科技趋势》全球在行动国内新经济国际国家全力推进“中国制造2025”、“一带一路”、“互联网＋”等国家战略，大力发展新经济。发达国家抢占产业和科技革命的制高点，大力推动“工业4.0”、人工智能技术等新经济产业高校工程教育需要直面挑战，融入发展促发展新工科如何建设：六问一问产业需求建专业二问技术发展改内容新工科建设三问学校主体推改革四问学生志趣变方法六问国际前沿立标准五问内外资源创条件新工科的内涵与特征新理念：应对变化，塑造未来新工科新要求：培养多元化、创新型卓越工程人才新途径：继承与创新，交叉与融合，协调与共享新工科：以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养多元化、创新型卓越工程人才，为未来提供智力和人才支撑。“新工科”顶层设计学校--突破结构的固化突破传统院系利益格局，鼓励院系之间融合，推进办学资源的共享资源分配学生层理工交叉／专业交叉／强化实践突破传统评价模式，鼓励教师跨专业融合，促进对未知科技的探索考核机制面向未来创新方向面向新经济新方向新工科平台突破传统管理机制，促进跨部门跨院系的协同发展管理机制信息化各学科交叉研究院教师层突破传统信息化孤岛，促进跨专业选课与个性化培养计划的实现工科学院（工科之间融合）课程融合学生融合专业融合教师融合理科学院理工之间融合各个理科学院各个工科学院各个工科学院各个理科学院建设高质量的新工科人才培养体系措施更新教育理念：面向行业需求和可持续竞争力的教育理念专业知识体系创新：新技术、新行业引领新工科专业知识体系构建多学科融合的教师队伍：没有一流师资，就没有一流教育人才培养模式创新：按照新工科发展规律来改革创新人才培养模式跨学科学习与研讨环境：为学生创造一个多维度的学习空间创新教育体系及平台：创新创业教育是新工科教育的重要特征工业合作伙伴：校企合作协同育人是新工科教育的重要方式国际合作伙伴：国际化办学是培养具有国际竞争力人才的基本途径新工科人才何以为“新”？与传统工程人才相比，新工科人才培养目标应该致力于：更加具备价值理性；更加具备解决复杂工程问题能力；更加具备创造力；更加具备领导力更加具备国际视野及交往能力；更加具备终身学习能力。价值理性解决复杂工程部题能力创造力终身学习能力国际视野及交往能力领导力培养目标以产出导向为培养体系办学者…学生以产出导向为培养体系能力学科期望专业利益在校生,校友教师,雇主…群体教师毕业要求课程教学课程体系考核评价培养目标形成支撑学校定位实现支撑学校的人才培养目标证明支撑培养目标设计原则培养目标定位符合学校办学宗旨，满足社会需求，服务国家和区域发展战略，具有国际视野，体现前瞻性和引领性。（目标定位）培养目标表述明确具体、可衡量、可达成，反映毕业生发展预期，体现专业特色和优势。（目标内涵）专业培养目标设计思路原则一：目标定位•目标定位：对本专业本科人才的基本素养、服务面向、人才定位的总体描述。例如：原则二：目标内涵目标内涵：对本专业毕业生应具有的职业能力，以及在毕业后5∽10年左右预期能够达到的职业和专业成就的总体描述例如：某研究型大学药学专业培养目标：能在新药创制及其相关行业从事科研、开发、检验和管理等方面的工作。（专业技能）以重要的法律、伦理、监管、社会、环境和经济等方面宽广的系统视角考虑新药开发的问题。（职业素养）在终身学习、专业发展和领导力上表现出担当和进步。（职业素养）培养目标关注点：社会对本专业究竟有哪些需求？本专业能够培养什么类型的学生？这些学生毕业若干年后，应具有什么职业能力和职业素养？预期会有哪些成就？培养目标完整表述：目标定位＋目标内涵本专业致力于培养具有良好道德修养、社会责任感和心理素质，具有国际视野及创新能力，适合全国经济一体化和我国经贸发展需要，具备扎实的国际经济与贸易理论、精通国际经济交往与国际贸易实践操作技能的高级复合型专业人才。学生毕业后：1.能在政府涉外部门、外经贸企业、跨国公司开展国际经济与贸易运营、管理、市场开拓或者理论政策研究等工作；2.能遵守国际商贸相关法律和惯例、积极开展跨国商务交流与合作；3.能通过自主学习和学业深造，精进业务，发展事业。培养目标示例专业技能职业素养人才定位基本素养某国际经济与贸易专业培养目标服务面向预期成就培养目标示例面向国家现代农业发展对大数据研究与应用的需求，以培养具有大数据复杂工程问题处理能力，满足大数据工程技术发展需求的复合型人才为宗旨。根据产业高速发展的需求，培养掌握处理和解决大数据复杂工程问题所需相关知识和基本理论方法，适应国际化竞争环境的高素质、复合型、农业信息化领军人才。在专业知识要求方面，系统地掌握大数据分析与处理技术的基本理论和基本知识，掌握本专业所需的农业业务知识、计算机技术、应用数学等相关学科的基本理论和基本知识；具有扎实专业理论知识、具有较强系统分析和决策能力及创新意识的大数据工程技术人才。毕业要求工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂大数据工程问题。1.1能够运用数学与自然科学的基本概念和原理描述和解决复杂大数据工程中的问题；1.2能够运用工程基础和专业知识，针对一个复杂大数据工程选择恰当的数学模型，并在满足一定精度要求的前提下，完成必要的推理、演算和求解。毕业要求问题分析：能够应用数学、自然科学和大数据科学的基础原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂大数据工程问题，以获得有效结论。2.1能运用数学、自然科学的基础原理对实际问题进行推理分析，归纳识别出大数据的工程问题；2.2能够运用大数据科学的基础原理，并通过文献，研究和分析复杂的大数据工程问题，分析研究出解决途径；2.3能够应用数学、自然科学和大数据科学的基础原理，并通过文献分析研究解决实际中出现的复杂大数据工程问题，并得到有效结论。毕业要求设计/开发解决方案：能够设计对复杂大数据工程问题的解决方案，包括满足特定需求的系统设计、部件选择、工程实施流程或方案设计，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。3.1能够针对复杂大数据工程问题，根据用户需求，给出大数据系统的规划与设计，部署与实施、管理与运维方案；3.2能够针对复杂大数据工程问题，根据用户需求，给出大数据系统的开发、测试与智能分析方案；3.3能够针对复杂大数据工程问题，根据特定的场景，给出应用大数据系统的设计方案；3.4能够在大数据系统的规划与设计、部署与开发、管理与安全保障体过程中，关注到信息与公共安全、经济与社会、文化与伦理、环境保护等因素的可能影响，并在相关的法律与规范框架下，在设计或实施方案中予以必要的考虑。毕业要求问题研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂大数据工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。4.1能够针对复杂大数据工程系统中涉及的局部性功能或性能问题进行研究，并设计相关的实验方案，对实验结果与数据进行分析，并给出合理的结论；4.2能够针对复杂大数据工程系统中涉及的领域性功能或性能问题进行研究，设计相关的实验方案，并对结果和数据进行分析和总结；4.3能够基于大数据系统工作原理，进行复杂大数据工程问题的整体研究，就全局的功能或性能问题设计相关的实验方案，对实验结果和数据进行分析，并通过信息综合得到合理有效的结论。毕业要求使用现代工具：能够针对复杂大数据工程问题，开发，选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预侧与模拟，并能够理解其局限性；5.1能够针对复杂大数据工程问题，选择、使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，对复杂工程问题做出预测和模拟；5.2能够针对复杂大数据工程问题，开发与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，对复杂工程问题进行预测和模拟；5.3能够理解针对复杂大数据工程问题开发、选择与使用的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，的使用局限性。毕业要求工程与社会：能够基于计算机相关背景知识进行合理分析，评价大数据工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。6.1能够了解大数据系统解决方案或大数据工程实践对于社会、健康、安全、法律以及文化的可能影响，并理解应承担的责任；6.2在系统设计及工程实践中具备综合考虑多种制约因素的意识，能够合理分析和评价工程实践对于社会、健康、安全、法律以及文化的影响。毕业要求环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂大数据工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。7.1具有环境保护的基本自觉和可持续发展意识；7.2了解本行业与环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规；7.3能够理解和评价针对复杂大数据工程问题的系统解决方案或大数据工程实践对环境、社会可持续发展的影响。毕业要求职业规范：具备人文社会科学素养、社会责任感，能够在大数据工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。8.1具备基本的人文社会科学素养；8.2能够运用历史、哲学的知识与方法认识、分析社会现象，具有思辨能力与批判精神；8.3具有良好的社会公德与社会责任感；8.4能够理解并遵守大数据工程的相关职业道德和规范，能够在大数据工程实践中承担质量、安全、服务和环保等方面的社会责任。毕业要求个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。9.1能够理解团队合作的意义，能与团队成员有效沟通，用人单位和社会评价良好；9.2能够在多学科背景下的团队中很好地承担自己的角色，发挥应有的作用，工作能力得到充分体现。毕业要求沟通：能够就复杂大数据工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通、交流和撰写文档。10.1报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流；10.2具备沟通交流的基本技巧与能力，良好的口头与书面表达能力，有效表达自己思想与意愿的能力、倾听与理解他人需求和意愿的能力，适应工作与人际环境变化的能力；10.3能够依照相关的工程标准或行业规范，进行大数据系统需求分析报告、技术解决方案、工程设计或实施方案、工程实施报告等相关工程技术文档的撰写与交流表达；10.4具备一门外语的基本听、说、读、写、译的能力，能够阅读大数据工程专业领域的外文资料，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。毕业要求项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。11.1能够理解工程活动中涉及的项目管理与经济决策方法；11.2能够将项目管理原理与经济决策方法应用于多学科环境中，并解决复杂问题。终身学习：具有自主学习和终身学习的愈识，有不断学习和适应发展的能力。12.1对于自我探索和学习的必要性有正确的认识；12.2能够采取适合的方式通过学习发展自身能力，并表现出自我学习和探索的成效。什么是“复杂工程问题”“复杂工程问题”不是单一课程中的难题；“复杂工程问题”至少是多门课程相融合的难题；“复杂工程问题”甚至是跨学科融合的难题；“复杂工程问题”不只是纯技术、理论的问题，其同时还融合了大量非技术性的问题，往往是系统性的难题；“复杂工程问题”是针对本科毕业生在职业岗位中所面对的实际复杂工作难题；工作中的难题大多都无法用单独的一门技术课、专业课来加以解决，甚至往往不知这些难题与哪门课程相关？不同的职业岗位所面对的“复