大数据时代计算机实验教学改革分析

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摘要：大数据时代到来之后，对计算机技术人才需求的程度有了明显的提升，然而很多高校实验教学水平同大数据企业用人需求仍有着较大差距。本文针对大数据时代下计算机专业中的实验教学进行一定的调整和改革，构建一个大数据实验教学体系，并对现有实验教学方法做出针对性改革，从而更好的促进和保障计算机专业实验教学的发展。

关键词：大数据技术；计算机专业；实验教学

近几年兴起的云计算、物联网服务，让我们社会每天产生的数据无论是在内容还是规模上都有了海量的增加。当前全球每天产生的新数据都达到了数百万TB，这么多数据的处理和分析工作，需要大量的人力和较为先进的技术。所以，近年针对大数据专业人才培养方面的需求显现了出来。我国未来在大数据管理方面的人才需求会呈现一个逐年增长的趋势，比如大数据系统的管理人员、开发大数据平台的工程师以及系统架构师等职位.在社会之中都有很大需求。我国几乎各个行业都需要专业人才，比如金融机构、互联网企业以及府之中构建起来的数据中心都对大数据专业方面的人才有着很大的需求。我国高校之中当前仍然重视对那些基础理论人才的培养，而对人才的实践能力却不够重视。企业之中，前沿技术知识教育体制更新速度缓慢，这就造成大数据产业之中在人才方面的需求难以得到满足。很多公司都认为培训大数据人员方面有着一些障碍，比如Hadoop等具备应用开源大数据技术方面人才的稀缺就比较明显，而且这些技术人才招聘的价格也都比较高。由此，我国一些高等院校之中先后开设了有关于大数据技术与应用专业的硕士专业，希望通过这种方法培养一些具有高水平和技能熟练的大数据技能人才，并使他们能够擅长采集那些数据，掌握数据分析、管理以及储存等功能的人才。无论针对的是课程体系本身，还是针对课程教学实践模式都要进行一定创新，努力让人才水平，与企业发展的需求相契合。

一、当前实验教学的现状

实验教学的本身需要对理论知识进行深入的挖掘和理解，重点从全面的方向提升学生们的综合实践能力，给学生们培养一个较为良好的创新意识。实验教学在大数据背景应该紧密的结合各个领域科研工作，努力培养一些具有较强实践创新能力的人才。实验教学能够更好的为那些紧缺人才的产业发展提供一份助力。不过，分析当下实验教学现状可以发现存在以下几个方面的问题：第一，有关于大数据和云计算等新型技术的实验教学，更加侧重的是让学生们了解一些基本的概念，一直都把基础试验项目当成是工作开展的中心，因为大数据分析过程，必须有云计算平台为其提供充分的保障。所以，锻炼学生们实践能力的层次实验一般会因为条件带来的限制而很少涉及，实验内容常常和当前的科研以及行业的前沿出现脱节，针对大数据的创新实验予以开发，并且为学生们的创新实践能力进行培养已经成为了当前亟待完成的任务；第二，当前大数据时代背景之下需要较多的人才，虽然当前大数据仍然处在一个前沿发展的方向之上，伴随时间不断推移，我国对于大数据人才需求逐年都会增长，高校中对于人才的培养也出现了脱节的问题；第三，从本质上来看，大数据和传统的数据库实验教学之间存在着极为明显的差异。不过，因为数据类型不只是以我们所知的传统计算机和设备作为来源，诸如不同感测装置和各种智能手机也会产生数据。所以，相比于过往数据源来说，我们当前系统能够搜集到的数据源也有了很大的变化。另外，数据也里常常会有很多内容属于非结构化形态，所以处理这些信息的时候也必然和传统的做法有着极大的差异。诸如数据规模和数据结构等方面都有着很明显的区别；第四，改革传统实验教学方法。因为开展的传统计算机实验教学工作，一般都指定了实验项目的具体内容，学生们常常都是一人一机的按照一种固定的流程操作。但是，不过实验教学更多是要培养学生们创新意识和强化他们创新能力，对于大数据时代的计算机专业人才已经不能应用传统教学方法来培养。尤其一些创新型的试验更要求老师可以结合学生们的具体兴趣，以及学生们具备的能力来自主的给他们选择实验项目。所以，就亟需对当前的实验教学方法和内容加以探索和创新。

二、大数据时代针对实验教学的改革方法

（一）对于目标的改革。对于目标的改革工作需要运用好大数据时代这个背景，和当前行业和科研项目的前沿紧密结合起来，针对云计算、高性能的计算以及大数据分析来对实验教学体系进行探索和研究，另外还要结合计算机专业的实际需求和既定的培养方案，提供一些可以选择和参考的实验内容。通过构建起具有开放性特点的实验平台，针对从前的教学模式和实验考核的具体评价机制加以改革和完善，引导着学生们对当前发展前沿的大数据给予充分关注，启迪学生们具备一定的科研思维，熟练掌握和灵活运用一些全新的科研方法，为学习计算机专业学生们的实践创新能力重点进行培养，这样来使他们能够与当前大数据时代IT行业发展的实际需求相匹配。（二）针对实验教学内容予以改革。1.针对两维度三层次的大数据实验体系予以构建。以计算机专业自身具有的特点作为中心，对于实验教学开展期间的内容进行合理设计，并且依托于构建的平台建设实验平台，开展实验实践教学等多个方面的改革，紧密围绕着自身院校培养人才的具体目标和院校的实际特点，探索一些已经总结出来的处在行业和科研前沿的经验，针对高性能计算、云计算以及大数据这三个层次来对实验的教学体系做出一个深入的探索，根据专业存在的差异设计出需求不同的实验内容，为计算机各个不同专业既定的学生培养方案，提供一些可供选择的合理的实验内容。两个性能计算层次分别关系到：有关于MPI并行程序的设计，有关于OpenMP多线程程序的设计，关于GPU并行程序的设计，对于并行算法的分析和设计，针对于分布式的计算等。关于云计算层次：首先利用虚拟化的技术，之后实现云储存，利用云安全，提供云服务，实现实现云应用等。2.以云计算平台为基础，构建大数据实验教学平台。大数据实验教学平台构建之后能让学生们拥有一个具有开放性特点的实验平台。当前关于大数据实验分析平台之中以Hadoop得到的好评最多。以Hadoop和HDFS作为技术基础，为大数据构建起分析管理和储存的实验教学平台，让学生们可以拥有一个开放式的实验平台。充分利用云平添，对于虚拟实验教学平台进行构建，构建起一个虚拟化的试验环境和技术平台，结合着学生们需求上的差异性，生成配置各不相同的虚拟机，这样还能保证学生能够在正常的指定时间里面进行使用。一经应用云计算技术之后，我们能够有效的构建出实验教学资源，这样能让云计算服务开展期间处在一个虚拟的环境之中，让较适合学生可以结合自身的时间随时去使用，比如对资源的访问，对资源与他人分享，对于现有资源的管理，对所需资源进行使用等。另外，我们应用云计算服务器，还有数据中心，还能够获取到实验之中需要应用的资源。3.对于实验教学模式予以改革。灵活的应用团队式、自助式以及研究式等学习的模式。和当前学生为本的教改要求紧密的结合在一起，帮助学生们培养较强的核心能力和创新意识。引导着学生们把自身固有的一些主观能动性发挥出来，创新实验的环节之中应该让学生们，可以结合自己的意愿自主选择实验课题，也可以根据自己现有的经验拟定实验课题。而且，开展团队协作模式的时候，老师需要努力创新实验的内容，保证一组有2名到4名学生，由他们自主的拟定整个实验具体实施的方案，然后还要完成既定实验里面的所有项目，并且整理和记录出关于试验项目的报告。对学生们查阅资料的能力做出一定培养，结合相关的要求和学生们的能力设计实验内容，充分考虑到学生们总结归纳的能力，还要掌握他们论文撰写和宣传的能力。因为大数据实验教学无论在内容还是形式上都处在我们学术研究的前沿之中，实施研究式的学习具有着十分必要的意义，老师如果能够灵活的应用实验教学内容，把实验教学和当前我们取得的科研成绩紧密结合的话能够调动学生们主动和积极性，这能帮助学生们动手能力提升，还利于培养他们问题分析和解决的能力，最终也就能实现学生们综合素质的提升和创新精神的培养。4.针对实验的评价机制和考核方法予以改革。尝试着探索改革实验考核方式的具体方案，结合实验教学本身具备的特点，我们从利于学生们实验兴趣激发的角度，把学生们实验能力提升当成目的和出发点，进而构建起具有多元化特点的实验考核方式。结合层次和类型不同的实验来选择一些方法具有针对性的考核。基础训练类型的实验之中考察的主要内容是，学生们对于那些指定的技术方法掌握水平，考核的重点内容是学生们是否真的理解了实验的原理，还有学生们在实验阶段动手实际操作的能力。如果开展实验的本质是一些设计类型的话，们可以把实验参考的项目，当成是整个实验开展过程中的任务，对学生们主要应用答辩的方法来进行考核，而且答辩小组还要对学生们进行层层的审核。如果实验属于研究创新型，那么可以由教师或者学生们自拟实验选择的课题，无论是实验的方法设计，还是实验采用的方案，以及对于作品的制作都要由学生们自主来完成，最后由学生们汇总成科研论文或者技术总结的方式，把实训报告提交给老师。整个考核的方法包括了学生们有没有发表一些科技方面的论文，是否对自己的研究申请了专利，以及是否有各种类型的奖项获取。5.把科技竞赛和实验教学的工作，与大学生们创新实验项目紧密结合。伴随大数据时代的来临和技术发展，科技竞赛方面的相关活动也都逐渐开始开展，比如在大数据时代的创意程序大赛，我们国家高校组织的云计算应用大赛等比赛。老师要提供正确和灵活的知道，鼓励着学生们敢于和理性的参与到科技竞赛之中。指导着学生们对于大学生们创新实验项目进行申报，还可以指导着大学生们参与一些科研训练的计划项目，采用这种方法能够更好的实现锻炼学生们时间创新能力的效果。

三、培养计算机专业人才能力方法的教学实践

高校在大数据时代之下，需要为计算机专业人才数据资源的处理能力加以培养，这就需要学生们要具备较高数据分析、采集等方面的能力。教学期间需要以云计算和平台开发的能力当成核心。为学生们数据处理能力进行培养和开展教学期间，需要把主要内容定为学生们实际操作能力的培训。为了让学生们计算机专业理论基础知识进行提升，使他们的数据分析能力和实际操作水平得以提高。可以安排学生们Hadoop课程学习期间，常识性的进行一些技术模拟运营。伴随着实践和理论知识的训练，帮学生们培养自身的综合能力。可以给学生们提供一些关于选择网络平台的方法，比如帮助他们选择一些新兴的服务行业。让学生们自己组建一个研究团队，可以尝试给那些现代的企业提供一些电子商务、云计算、医疗卫生等技术，让学生们能够积极自主和这些企业进行联系和接触，应用计算机专业理论和实践促使教学目标得以实现。

四、结束语

大数据时代计算机专业实验教学改革自身具有多种特点，比如在内容上和行业的发展情况紧密结合，和大数据时代能力层面需求的变化相匹配和适应。为层次和专业不同的学生们提供一些可以选择的项目，为学生构建层次和专业不同的实验项目。实验设置的内容和科技竞赛内容可以结合起来，把大数据时代里面一些具有挑战性的内容计入到创新性实验之中。本文简要分析当前大数据时代背景之下，改革计算机专业实验教学的方法，希望能为阅读本文人员提供一些经验层面的参考。

参考文献

[1]孔璐.大数据时代计算机专业实验教学改革研究[J].农家参谋,2019(12):260.

[2]唐星光.基于大数据技术的计算机应用人才培养模式研究[J].无线互联科技,2019,16(07):90-91.

[3]赵晓娟.大数据时代计算机专业实验教学改革研究[J].电脑迷,2017(06):169.

作者:陈钊男 单位:贵阳学院