1 “数据链”教学法构建的必要性
目前数据驱动的管科人才培养是促进社会经济建设的重要举措，社会极度缺乏懂数据的复合型管理科学人才，他们不仅需要掌握数学、统计学、数据分析、算法设计、机器学习等多方面知识，还需灵活应用 [1]。
2020 年，新文科建设工作会议上教育部发布的《新文科建设宣言》中提出将鼓励支持高校开设跨学科跨专业新兴交叉课程、实践教学课程，培养学生的跨领域知识融通能力和实践能力 [2]，故针对大数据管理与应用专业方向在育人过程中，教师授课缺乏教学工具、教学中理论知识培养与实践能力培养脱节、学生缺乏“软＋硬”实力 3 个问题，通过打造 CPS 数据计算平台开展新管科人才培养改革实践，凝练成“数据链教学法”，包括获取数据、管理数据、探索数据、使用数据，最终持续推进新文科背景下的新平台、新课堂、新实践“三新”以提升教学实效。
2 “数据链”教学法构建目标及思路
2.1 构建目标
“数据链”教学法围绕“管理问题提出、获取数据、管理数据、探索数据、使用数据”的逻辑链条，向学生传授其中每个环节的相关概念、理论和工具方法，借助大数据教学平台、虚拟仿真教学模式、管智交叉教学内容，培养学生具备数据驱动的管理决策思维方式、知识体系和实践能力。
2.2 构建思路
“数据链”教学法管理问题的提出包括审视管理决策内涵和界定管理决策问题；获取数据包括界定数据资源体系和建设获取数据能力；管理数据包括数据质量管理和数据生命周期管理；探索数据包括分析探索视角和获得分析工具；使用数据包括数据驱动的决策支持和形成数据决策报告。将“数据链”教学法通过数字物理系统（CPS）数据计算平台，搭建数据驱动的大数据分析教学工具，打造基于虚拟仿真平台的虚实结合教学模式，创设管理理论与大数据技术相结合的教学内容，将有效增强大数据管理与应用专业教师的授课能力，提升学生的学习兴趣和数据分析能力。
2.2.1 夯实理论基础
重视培养学生具备管理科学与计算机技术跨学科领域扎实的理论基础，在授课、科研和实践过程中不断强化学生的大数据管理理论学习，以满足我国当前管理大数据人才需求。
1）创建“两融入、一机制、一模式”的育人路径。
两融入：①将前沿信息技术融入教学工具手段，建设大数据教学实践计算平台，设计大数据教学系统，支撑本专业 4 门技术相关课程的教学工作，有效突出大数据管理与应用专业教学特色；②将前沿信息技术融入教学模式内容，编写《大数据技术基础》教材过程中同步编写配套源代码，打造线上大数据管理虚拟仿真实验，提升学生的数据编程分析能力和大数据管理思维能力。
一机制：在育人模式机制创新方面，由管理学院、自动化学院、数学与统计学院和软件学院30 余人的研究生组建团队，围绕用户行为分析与智能决策国际前沿交叉领域开展跨学科研究，形成多学科交叉相对均衡、优势互补、结构合理的“跨院组队”新机制。
一模式：面向国家企业重大需求，全职聘请高水平软件工程师加入团队，并建立学生负责人制，以项目为牵引培养交叉学科学生实践能力，厚植他们的家国情怀和综合专业能力，实施项目牵引“科学家 + 工程师”育人新模式。
2）构建“个性交互 + 案例实验 + 效果考评”的多元化教学模式。
培养模式如图 1 所示，主要包括以下 3 个阶段：个性化交互式学习、案例实验训练、学习效果考核与评价模块。
个性化交互式学习：在真实的案例场景实验训练过程中，以学生为课程的主体，对于不同能力的学生采取个性化培养模式，自己选定实验数据、实验方法并根据不同方法得到分析结果，提供决策支持。实验平台还设立互动区，学生可以向教师和其他学生提问，交流学习心得，实现生生互动、师生互动。
案例实验训练：综合凝练大数据技术相关知识和操作，让学生通过数据采集、存储、处理、分析等过程，体验大数据管理与应用的体系化流程操作，循序渐进地指导学生开展大数据驱动的管理决策研究与应用。
学习效果考核与评价模块：创新地应用交互式的动态考核方式，在试错与探究过程中完成知识点的巩固过程。系统根据学生提交的结果，以科学的评价指标客观、全面地评价学生成绩，考核学生对于大数据技术基础理论原理和处理分析工具的掌握程度。
2.2.2 强化实践应用
平台构架如图 2 所示。
1）建设维护大数据技术系统平台。
大数据技术系统平台为 XData-SDH 大数据存储分析工具，为教学、实验提供真实的大数据运行环境、软硬件配置。本平台为项目实验提供基础的分布式存储文件系统、分布式实验工具等实验材料。平台为大数据技术基础、社交网络分析、数据库基础等多门本科生课程提供基础计算工具，有效弥补当前大数据专业教学中做不到、做不了、做不好的不足。
2）构建丰富大数据技术知识库。
大数据技术知识库为老师和学生提供翔实可靠的方法及模型库、案例数据库及学习成果评价标准，后续可持续更新，老师和学生可根据需求自主选择进行管理。方法及模型库包括大数据技术相关概念、理论基础、数据处理和分析流程、机器学习模型相关知识及算法实现。案例数据库包括真实、复杂的商业大数据案例，对大数据管理与应用的处理流程进行体系化、详细的阐述，指导学生开展大数据驱动的管理决策研究与应用。学习评价标准库包括大数据技术编程实战、案例模型评估以及学习效果评价。本库为项目实验提供中间层的模块化算法包、模块化案例库、模块化评价标准库等实验材料。
3）自主设计建设大数据教学系统。
针对管理学院学生计算机技术相对较弱的特点，将负责的大数据底层技术和程序进行封装，提供轻量级交互式大数据析和数据库环境，缓解文科学生学习计算机技术的恐惧感并降低技术门槛。
（1）大数据技术门户网站。大数据技术门户网站为教师提供丰富、可视、易用的教学管理辅助功能，包括实验介绍、团队介绍、考核要求、互动专区、学习资料及说明帮助等实验材料和实验背景知识。
（2）大数据技术基础教学实验平台。大数据技术实验台是交互式实验的工具和环境，采用 B/S 架构向用户提供友好的操作界面、所见即所得的实验环境，有效提高社交网络分析真实实验项目条件下环境配置、数据资源和计算能力。
（3）虚拟仿真全过程实验平台。教学仿真实验室平台以低成本、高效率的方式为国家培养相关人才。平台上师生、生生互动性强，且方便教师随时调整教学重点和实践内容，使教学方法更加灵活。
（4）撰写教材《大数据技术基础》。大数据技术基础是大数据管理与应用专业核心课程，结合管理学院学生特点为该课程撰写教材，并设计实现配套教学内容的源代码，方便学生快速上手并掌握课程重点、难点。在大数据教学实践中，教师对有示范性或高质量的深度学习实践案例给予学生重点指导，并形成案例汇编，根据百度公司公开及提供的资料，推进学生了解并着手使用 AI Studio平台，逐步迁移学习和实验环境到 AI Studio 平台。
3 “数据链”教学法的实践应用
实践应用构成如图 3 所示。
1）通过推动数据驱动的大数据分析教学工具创新，实现大数据管理与应用课程理论讲授与能力传授相结合，解决大数据管理与应用专业教师授课缺乏教学工具的问题。
大数据管理与应用为新专业，面临管理学实验设备条件和数据资源匮乏、缺少教学工具的困境，且授课时数据分析方法传授侧重工科思维，学生掌握不透数据驱动管理决策的内涵。将前沿信息技术融入文科教学，通过大数据科研平台搭建教学实验平台，教师依托于教学实验平台建设相关知识库，让学生进行全过程实验训练，并选择实例化场景进行仿真实验，通过“所见即所得”的方式体验大数据技术解决管理问题的全流程思路和方法。
2）通过推动“理论教学 + 模拟训练”的教学模式创新，实现教学生动性与深刻性的有机统一，解决大数据管理与应用专业理论知识培养与实践能力培养脱节的问题。
大数据管理与应用课程教学长期存在管理知识传授脱离数据场景、学生学习不到数据驱动管理决策的范式，故积极开展虚拟仿真教学实验，设计真实的实践案例，利用虚拟仿真技术开展实际管理问题案例研究。坚持“虚实结合”模式，通过线下课堂教学 + 线上实验教学，将学生的知识能力素质有机结合，培养学生解决实际复杂问题的能力，解决原先大数据实验教学中存在的做不到、做不好、做不了、做不上问题，提高管理类学生利用大数据分析手段解决复杂问题的能力，打造线上交互式、探究式实验环境，改革教学模式。
3）通过推动“大数据管理理论 + 计算机技术”的教学内容创新，实现学科专业建设体系与学生培养质量同提升，解决大数据管理与应用专业学生缺乏“软＋硬”实力的问题。
面对企业实际数据和决策问题，学生缺乏数据驱动管理决策的实践能力，尤其大数据管理与应用专业学生缺乏“软＋硬”实力。结合管理学院学生特点整合课程，在编写教材过程中同步编写配套源代码，通过向学生提供与课程内容同步的源代码和基础编程环境，使学生通过“所见即所得”的方式直接上手开展大数据分析学习，不仅实现教学内容整体优化，与时俱进地构建科学合理与先进的课程体系内容，还将该课程更前沿的教学内容、案例项目沉淀为本课程教学知识点，持续充实完善教学内容，培养懂数据、懂分析技术，更懂价值创造、大数据战略的综合管理类人才。
4 “数据链”教学法的创新点
4.1 教学智能，资源整合，建设面向数据链的 CPS 教学新平台
通过搭建 CPS 教学平台，将现有的教学资源整合起来，形成具有智能化的教学服务平台并在此平台上形成诸多智慧教学的应用。教学平台不仅培养学生的综合能力和创新精神，还推动学院的科学研究和学科建设工作，更新原有专业教育的课程体系和教学内容。
4.2 教学服务，综合创新，搭建数据驱动的大数据分析教学新工具
教学实验平台具有实际科研背景，同时具有完备的技术支持、丰富的实验教学知识库，最终设计全过程实验训练。平台提供扎实的教学服务，有利于实验教学内容的充实、实践教学环节的强化、学生创新意识的建立，为良好的开展实验教学提供重要辅助和管理工具。
4.3 教学互动，虚实结合，打造“数据链”引导的虚拟仿真教学新模式
着眼“新文科”格局，创设虚实结合教学模式，推动“数据链”为核心的大数据管理与应用专业教学创新，显著提升课堂教学效果。通过虚拟仿真平台，创新教学技术手段，推动文科教学与计算机技术有机融合、理论与实践有机对接，增强文科教学的时代感和吸引力，实现生生互动、师生互动，开阔了学生的视野，为大数据管理与应用教学提供了丰富的新内涵。
4.4 教学实效，课程优化，创设“大数据管理理论 + 计算机技术”教学内容新体系
结合专业要求及学生需求，形成教学结合点，创设管理理论与大数据技术相结合的教学内容并撰写教材，设计实现配套教学内容的源代码。通过教学内容的改革与创新，建设特色课程，增强新时代大数据管理与应用专业的教学实效。
5 结 语
“数据链”教学法已在全国高校教改经验交流大会上交流推广，多名教师进行“数据链教学法”教学示范，且多所院校来访学习，进行深度交流，学习先进经验。“数据链”教学法将逐渐向国内各高校管理、电信类院系推广，实现教学资源的最大化应用以及资源共享。目前已与曙光信息进行校企合作共同推广本项目，并维护软件运行的稳定性；与百度进行校企合作推广本项目，丰富应用的实际背景以及数据源的多样性，被推广单位评价为“强化了学生对应用大数据方法解决实际管理问题的全流程思路的理解和实践能力”。
参考文献：
[1] 蒋再兴. 经管类本科院校大数据专业课程建设研究[J]. 科技世界, 2019(34): 45-46.
[2] 中华人民共和国教育部. 新文科建设工作会在山东大学召开[EB/OL]. (2020-11-03)[2022-08-29]. http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987/202011/t20201103_498067.html.
基金项目：2021 年陕西本科和高等继续教育教学改革研究重点攻关类项目“基于虚拟仿真实验的大数据管理与应用课程教学改革”（陕教 [2019]266 号）。
第一作者简介：赵玺，男，西安交通大学教授，研究方向为大数据驱动的行为理论、行为分析和仿真，基于大数据行为的决策支持、人工智能与深度学习、区块链，zhaoxi1@mail.xjtu.edu.cn。
引文格式：赵玺，冯耕中，李轩涯，等. 面向新管科人才培养的“数据链”教学法探索[J].计算机教育,2022(10):31-35.
转自：“计算机教育”微信公众号
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