课程名称
《数据科学导论》
课程简介
《数据科学导论》课程是信息管理与信息系统专业、大数据管理与应用专业本科一年级新生的专业必修基础课程,共51学时,分为34学时理论和17学时实验。
课程设计者
天津师范大学管理学院 翟羽佳
开设目的
通过全面把握数据科学范式的发展脉络和演进历程,以理论与实践相结合的教学模式,增强学生对数据科学概念、理论、方法以及技术应用的理解,构建数据思维,培养学生运用数据、分析数据和利用大数据技术解决实际问题的综合能力。与此同时,以数据科学伦理的思想政治教育为切入点,培养学生积极追求真理、探索未知、勇攀现代科学技术高峰的社会责任感,培育符合新时代需求的大数据应用型人才。
主要内容
本节课程的主要内容分为理论模块和实践模块,两部分交替进行,互为支撑,架构流程如图所示:
在全球范围内,不断创新发展大数据技术、运用大数据思维和技术推动经济发展、促进产业结构调整升级、完善社会治理正成为一种发展趋势。同时,随着移动设备和互联网的迅速崛起,各行各业的数据呈现出一种爆炸性快速增长的态势,这些改变使得大数据掀起了新一轮的产业和技术革命,并深刻影响着各行各业的未来发展道路。而当今社会也不仅仅是一个产生大数据的时代,更是一个需要凝聚大数据获得创新力量的时代。
《数据科学导论》这门课程,以“习近平新时代中国特色社会主义思想”为根本指导,紧紧围绕“立德树人”的教学根本目标,从“数据思维”、“数据分析”、“数据洞察”和“数据治理”四个模块,将具体教学内容与思政元素相融合,建立起“全过程、全方位、全案例”的数据科学实践教学课程思政体系,从而培养学生成为符合新时代需求的“青年科技人才后备军”以及具有爱国主义情怀、国际视野、工匠精神、科学伦理和职业道德的社会主义事业的建设者和接班人。
模块一:数据思维。通过对数据科学领域知识的基本认识与了解,一方面能够让学生逐步了解专业和行业的相互关联,走进数据科学,从而引发学生对自身的行业定位与需求,并激发广大学生投身科技事业报国的爱国主义情怀。另一方面能够让学生逐渐理解大数据的深刻内涵与价值,感受数据之美,从而培养学生的数据思维。例如,辩证思维、创新思维、批判性思维和关联思维。
模块二:数据分析。通过理论与实践相结合的教学方法,在数据分析模块,主要采用小组讨论法和案例法,对相关的数据分析技术、模型和算法进行讲授,让学生在反复的实践过程中,不断提升其对数据分析技术、模型与算法的运用能力。同时,向学生介绍数据科学领域的其他先进科学技术,让他们明白数据分析过程离不开先进的科学技术作为支撑。科学技术始终是第一生产力,国家正在大力发展以大数据信息技术应用为主要代表的多个相关行业,其中最具创造性的技术就是物联网与电子商务平台,这些都与数据分析息息相关。因此,在课程教学活动中,应始终贯穿着把大数据应用技术作为我国现代信息科学技术进步的标志,培养学生树立“技术自信”和“民族自信”。
模块三:数据洞察。通过采用“翻转课堂”的教学模式,让学生以小组为单位按照课堂任务要求收集相关数据,利用小组展示的方式,结合有关问题对该数据进行分析与处理,以提高学生的团队协作能力,以及运用数据、洞悉数据和利用大数据技术解决实际问题的综合能力。同时,为了保证课程考核过程公正、结果公正,体现社会主义核心价值观的“公正”,适当引入学生自我评价,实施小组内学生之间的互相评价。该过程不仅能让学生掌握数据分析、利用以及解决实际问题的技能,也能让学生意识到数据科学对社会产生的深远影响,从而塑造学生符合社会主义核心价值观的道德操守,增强其社会责任感。
模块四:数据治理。通过采用“案例法”和“讨论法”的方式,给学生讲授有关于数据安全、数据隐私和知识产权等方面的典型事例,让学生主动参与其中进行讨论,积极论述自我观点。这一课堂教学过程,应注重强化学生的大数据安全与法律法规的教育,引导其树立正确的法治观念,并深化其对法治基本理念、法律基本原则和相关法律概念的理解,培养学生以实事求是和一丝不苟的态度对待数据科学,同时提高学生运用法治思维和法治方式参与社会公共事务的能力。
(1)知识目标:理解数据科学的关键概念,构建对数据来源、获取与价值的基础认识,对数据科学在现实社会中的应用场景有所了解。
(2)能力目标:能够独立阐释和分辨重点概念,包括数据、信息、知识和智慧,结合科学范式发展的历程,使学生明确科学思维方法对我们认识世界和改造世界的作用。
(3)情感目标:引导学生思考数据科学对社会发展的重要意义,启发学生的创新意识,使其在学习生活中主动使用量化思维解决实际问题。
(1)知识点分析:本节课程的主要内容可以分为什么是数据、数据从哪里来、什么是数据科学这三个部分。其知识点主要在于介绍数据的概念,数据的产生、获取与应用,以及数据科学的未来应用。讲授方式从故事案例引入,在实际应用上落脚,内容生动形象,易于理解。
(2)学生以往知识储备情况:本节课为《数据科学导论》的导学课程,此时学生对于数据科学仍处于一知半解,没有具体概念的状态。因此,本节课程首先需要解决好学生学习数据科学的基础概念问题,从实际案例出发,让学生对数据科学的理解从抽象到实际,从而为后续课程打下良好的基础。
(3)课堂生成期望值:经过本课程的学习,期望学生可以对数据科学的基础概念有具体的理解,对数据科学有一个整体的认识。
(4)可能遇到的困难及解决措施:由于环境场地的局限性,仅凭口头描述学生可能无法理解数据科学的具体应用过程,以及在实际生活中所发挥的作用,从而对相关基础概念把握不到位。对此,在课堂中需要添加相关的实际案例,以类比、具体案例和图片展示等方式,讲解数据科学的相关概念,更加详细地展示相关概念的具体细节,使学生在理解上更易接受和形象化。
教学内容与过程
(1)知行合一,育才育德。以培养新商科复合型人才为目标,面向国家重大发展战略,课程以项目实践教学驱动数据科学理论思想与本土创新案例的融合,解构专业知识与科技强国战略的密切联系,提升学生数据思维与爱国主义情怀。
(2)情景融合,学思并举。课程采用线下线上混合式教学模式,线上构建企业虚拟现实场景,线下走进企业,以数据分析师职业路径为课堂延伸,提升学生专业认同感与对培养方案和未来规划的认知。
(3)启智增慧,教学相长。积极组织参与课程培训与教研,采用翻转课堂、学生考教师、作业互评等形式,强调教师的引导作用,提高学生主动学习及自我知识建构能力。
本节教学内容思路清晰、结构完整,内容符合课程教学大纲要求,教学重点突出、明确。教学设计方面,能够将具体案例融入到讲解的各个环节,讲解方式形象生动,吸引学生的注意力,使学生可以理解得更加深入。同时,结合本节课程内容,运用PPT、类比、案例图片和讨论等方式,将“爱国主义情怀”、“科技创新”、“数据科学思维”和“技术自信”等思政元素融入其中,逐步引导学生进行深入思考,让学生汲取新知识,不断提高学习效率。在教学教育的全过程中,思想政治工作贯穿其中,达到了提升课堂育人质量的要求。