数据科学与大数据技术专业人才培养目标探析

吴娟 陈清礼 白敏

[摘 要] 大数据作为国家基础性战略资源，已经成为当前学术界、工业界关注的热点和焦点。在全国高等教育“双一流”建设的新形势下，学校如何根据自身教学资源与办学条件，科学定位大数据专业人才培养目标，合理设置人才培养方案，准确把握行业人才需求，培养适应社会经济发展需要的技术人才，促进专业可持续发展，是专业建设必须考虑的首要问题。以长江大学地球物理与石油资源学院为例，从专业内涵、专业建设基础、专业应用前景等方面出发，对数据科学与大数据技术专业人才培养目标和实践教学进行了阐述和研究。

[关键词] 数据科学;大数据技术;地方石油高校

[基金项目] 2019年度国家自然科学基金“基于字典学习的多震源数据高效高精度最小二乘偏移方法研究”（41904110）;2019年度湖北省博士后科技活动择优资助“字典学习稀疏约束的多震源数据最小二乘偏移方法研究”（9621000817）

[作者简介] 吴 娟（1984—），女，湖北十堰人，工学博士，长江大学地球物理与石油资源学院讲师，主要从事大数据、地震信号处理研究;陈清礼（1965—），男，四川眉山人，工学博士，长江大学地球物理与石油资源学院教授，主要从事大数据、人工智能研究;白 敏（1986—），男，河南西平人，工学博士，长江大学地球物理与石油资源学院副教授，主要从事大数据、地震信号处理研究。

[中图分类号] G3     [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）20-0005-04    [收稿日期] 2021-02-22

数据科学与大数据技术专业是一个以计算机技术为基础、大数据分析为核心，涉及计算机科学、数学和统计学三大基础学科的新兴专业。

大数据科学的兴起源于2012年3月，当时美国奥巴马政府宣布投资2亿美元启动“大数据研究和发展计划”，认为大数据是“未来的新石油”，将“大数据研究”上升为国家意志。这是继1993年美国宣布“信息高速公路”计划后的又一次重大科技发展部署[1]，对未来的科技与经济发展必将带来深远影响。

2013年是中国大数据元年，各行业开始高度关注大数据的研究和应用。为了促进国内大数据的发展，2015年8月，国务院颁布了《促进大数据发展行动纲要》，提出要将大数据上升为国家战略。随之，高等院校开始了大数据本科专业的申报。2016年2月，教育部首次批准北京大学、中南大学、对外经济贸易大学三所高校设立数据科学与大数据技术专业[2]。至今，我国先后有600多所高校设立了“数据科学与大数据技术”本科专业[2]。长江大学于2019年获批设立该专业，承担专业建设的是地球物理与石油资源学院。我院于2019年开始首批招生，共招收大一新生79名，到2020年新生扩招至135名。由于考生报考踊跃，生源良好，学院计划今后继续扩大招生规模。

我们知道，专业的生存与发展关键在于人才的培养。人才培养目标有研究型与应用型两种，作为地方性本科院校，大多选择应用型作为人才培养目标。结合石油行业需求，地方高校如何科学地制订人才培养目标，确保学生学有所用、学有所成是我们亟须考虑的问题。

下面从专业内涵、专业建设基础、专业应用前景出发，结合我校现状，探讨“数据科学与大数据技术”专业人才培养的目标定位和教学实践。

一、专业内涵

将从以下两个方面介绍数据科学与大数据技术专业。

1.数据科学。理论科学、实验科学和计算科学作为科学创新的三大支柱，正推动人类文明进步和科技发展。数据科学作为第四个科学范畴，是Jim Gray博士在2007年创造的一个术语。数据密集型科学，简写为数据科学，是指将数据分析执行作为经验科学，直接从数据本身进行学习。数据科学采用收集数据的形式，进行开放式分析，不做预先假定。在许多数据科学项目中，首先要浏览原始数据，形成一个假定，然后基于假定进行调查确认。这里的关键概念是，数据科学是一个经验科学，直接基于數据进行科学处理。

2.大数据与大数据技术。大数据是指传统数据架构无法有效处理的一种新型数据集。对新型数据架构具有约束力的大数据特征是：规模（volume），即数据集的大小;多样性（variety），即数据来自多个数据仓库、多个业务领域，包含多种类型;速度（velocity），即数据流动的速度;易变性（variability），即数据集其他特征方面的变化。上述特性通常被称为大数据的四个“V”。虽然大数据还能总结出其他“V”，但是上述四个“V”是实现成本经济性模式向新型并行架构转变的驱动力。这些大数据特性决定了大数据系统的整体设计。所谓大数据技术，就是从各种类型的海量数据中快速获得有价值信息的技术。

二、专业建设基础

1.师资力量。长江大学地球物理与石油资源学院由翁文波院士于1950年在上海创立的高级地球物理探测班发展而来，是长江大学办学历史最长、在国内外具有较高声誉与学术地位的学院之一。学院现有教职工90人，其中专任教师71人，教授19人，副教授23人。数据科学与大数据技术专业申报之初，学院就有不少教师申请加入该专业。这些教师大都具有良好的数理基础、扎实的计算机基础和精深的地球物理专业知识。同时，学校也从国内外招聘多名大数据管理、大数据分析方面的优秀人才，充实研究团队;学院也有计划地派出教师进行专业进修和参加大数据核心课程培训。多元化的教育背景和研究经历，为数据科学与大数据专业的建设积累了雄厚的师资力量[3]。

2.基础设施。目前，长江大学地球物理与石油资源学院拥有3个省部级重点实验室及3个研究院（中心），共14个教学科研实验室。实验仪器先进，功能完备，运行状态良好，能较好地满足本科实验教学以及高水平科学研究的需要。实验室拥有IBM 256节点并行机和100 TB并行存储系统。2020年年底，华为集团就长江大学地物学院数据科学与大数据技术专业实验室建设向我院派出专家组，为我院数据科学与大数据技术专业的机房建设提出了长远规划意见，并就高性能计算中的关键指标和大量细节做出初步论证。这加强了我院数据科学与大数据技术专业与全球领先企业之间的交流、合作。另外，学校目前正在筹建人工智能研究院，也将对我院数据科学与大数据技术专业建设形成有力的支撑。