數(shù)學(xué)專業(yè)本科生隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群的教學(xué)改革研究

周慶欣

【摘要】隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群指以數(shù)理統(tǒng)計(jì)、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等課程構(gòu)成的一系列課程。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以隨機(jī)數(shù)學(xué)為工具，解決了許多重要的理論和實(shí)踐問題。本文以哈爾濱商業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)為例，探討了大數(shù)據(jù)時(shí)代下如何合理、有效、科學(xué)的構(gòu)建隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群，使本科數(shù)學(xué)專業(yè)課程更利于數(shù)學(xué)學(xué)科與經(jīng)濟(jì)、計(jì)算機(jī)、管理等學(xué)科相融合，為我校各個(gè)專業(yè)的發(fā)展搭建厚重平臺(tái)。

【關(guān)鍵詞】隨機(jī)數(shù)學(xué) ； 課程群 ； 課程改革

【基金項(xiàng)目】哈爾濱商業(yè)大學(xué)2016年度教學(xué)改革與教學(xué)研究項(xiàng)目：我校數(shù)學(xué)專業(yè)本科生隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群的教學(xué)改革，HSDJY021。

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）08-0135-02

大數(shù)據(jù)時(shí)代到來(lái)改變了人們的生產(chǎn)生活方式，同時(shí)為人類認(rèn)知世界、改變世界、進(jìn)行科技創(chuàng)新開辟了嶄新的道路。因此，掌握基于大數(shù)據(jù)理論的分析、解決問題的方法，己經(jīng)成為目前社會(huì)對(duì)本科數(shù)學(xué)專業(yè)人才素養(yǎng)的新要求。隨之而來(lái)的就是該方面人才培養(yǎng)中有關(guān)隨機(jī)數(shù)學(xué)課程體系建設(shè)、課程設(shè)置、教學(xué)方法、方式的改革。國(guó)內(nèi)大部分高校都在嘗試對(duì)隨機(jī)數(shù)學(xué)系列課程進(jìn)行優(yōu)化配置，努力建設(shè)高水平的隨機(jī)數(shù)學(xué)課程體系。哈爾濱商業(yè)大學(xué)作為黑龍江省重點(diǎn)建設(shè)的十所高校之一，也在這方面審時(shí)度勢(shì)、適應(yīng)時(shí)代要求。我校數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)目前也在努力嘗試對(duì)隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群進(jìn)行改革，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)方法與手段，使我們培養(yǎng)出來(lái)的本科數(shù)學(xué)人才能更好的滿足社會(huì)需要，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力！

1.我校隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群改革的必要性

目前，嘗試對(duì)我校數(shù)學(xué)專業(yè)本科生隨機(jī)數(shù)學(xué)群系列課程進(jìn)行改革、優(yōu)化配置 ，努力建設(shè)高水平的隨機(jī)數(shù)學(xué)群課程體系主要基于以下幾點(diǎn)原因[1]：

（1）隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群的改革為時(shí)代所需

目前，隨機(jī)數(shù)學(xué)問題已成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿問題之一，其基本理論與方法已成為信息時(shí)代重要的理論支撐之一。隨機(jī)數(shù)學(xué)涉及各領(lǐng)域，其基本理論與思想已經(jīng)滲透到經(jīng)濟(jì)、管理、信息等各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)隨機(jī)數(shù)學(xué)的研究一直是國(guó)內(nèi)外的重點(diǎn)課題。

國(guó)內(nèi)一些高校，例如北京大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、吉林大學(xué)等高校，不僅在數(shù)學(xué)專業(yè)課程上設(shè)置了時(shí)間序列分析、隨機(jī)過程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)等隨機(jī)數(shù)學(xué)課程，而且加大了這些核心課程的課時(shí)，在教學(xué)上逐漸向其傾斜。我校數(shù)學(xué)專業(yè)對(duì)隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群的教學(xué)改革，將從戰(zhàn)略意義上確保數(shù)學(xué)專業(yè)教育能有新平臺(tái)、新高度。

（2）隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群的改革有利于我校各專業(yè)的發(fā)展與融合

針對(duì)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)，建立以數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)為工具的隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群，更利于數(shù)學(xué)學(xué)科與經(jīng)濟(jì)、管理、計(jì)算機(jī)等學(xué)科相融合，為我校各個(gè)專業(yè)的發(fā)展搭建厚重平臺(tái)。

（3）隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群的改革有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，拓寬學(xué)生的就業(yè)渠道

哈佛大學(xué)前校長(zhǎng)陸登庭曾經(jīng)說：“新世紀(jì)最好的教育是有利于人們形成創(chuàng)新性思維品質(zhì)，使人們更善于思考，更有追求的理想和洞察力”[2]。因此，對(duì)數(shù)學(xué)專業(yè)本科生隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群的教學(xué)改革的基于以下出發(fā)點(diǎn)：

使教學(xué)更加貼近學(xué)生實(shí)際，貼近現(xiàn)代數(shù)學(xué)前沿，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計(jì)建模能力、專業(yè)知識(shí)和應(yīng)用軟件的綜合能力、數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵺`能力，這既是對(duì)新科技人才素質(zhì)的要求，也是社會(huì)專業(yè)人才需求的隨機(jī)性。通過對(duì)人才培養(yǎng)方式的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而拓寬學(xué)生的就業(yè)方向及專業(yè)深造選擇領(lǐng)域。

（4）新課程體系構(gòu)建，更有利于開展學(xué)生畢業(yè)實(shí)習(xí)工作，有利于科研團(tuán)隊(duì)與具有豐富大數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)的公司及有大數(shù)據(jù)分析的政府機(jī)關(guān)進(jìn)行校企合作。

（5）隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群的改革有利于提高教師的科研能力及課堂教學(xué)水平

一方面，通過對(duì)隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群的學(xué)習(xí)研究，更利于我院組建成熟的數(shù)據(jù)挖掘與大數(shù)據(jù)分析研究團(tuán)隊(duì)。在提高教學(xué)科研能力的同時(shí)，也提高了科研隊(duì)伍的科研能力。另一方面，隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群體系的改革，將使本科數(shù)學(xué)課程建設(shè)更加規(guī)范，課程安排更加合理，教學(xué)環(huán)節(jié)更加完善，進(jìn)而促進(jìn)本科教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量[3]。

2.我校本科隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群現(xiàn)狀

在我校2013版專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)開設(shè)的課程結(jié)構(gòu)框架圖如下：

必修課程共105學(xué)分，1910學(xué)時(shí)，選修課共計(jì)29學(xué)分，683學(xué)時(shí)，其中在基礎(chǔ)教育與專業(yè)教育平臺(tái)下的隨機(jī)數(shù)學(xué)系列課程主要指概率論基礎(chǔ)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、多元統(tǒng)計(jì)分析、自動(dòng)控制原理、運(yùn)籌學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等12門課程，總計(jì)29學(xué)分/520學(xué)時(shí)。概率論基礎(chǔ)與運(yùn)籌學(xué)一般在第四學(xué)期開設(shè)，學(xué)時(shí)分別為68與64學(xué)時(shí)；數(shù)理統(tǒng)計(jì)與隨機(jī)過程在第五學(xué)期開設(shè)，學(xué)時(shí)分別為68與51學(xué)時(shí)；除此之外，在第五至第六學(xué)期還陸續(xù)開設(shè)多元統(tǒng)計(jì)分析、自動(dòng)控制原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、博弈論等多門課程。

由于數(shù)學(xué)專業(yè)教師在講授課程時(shí)非常注重知識(shí)體系的嚴(yán)密性，所以可能會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)，重理論、輕實(shí)踐，有的很少利用計(jì)算機(jī)軟件。這樣將導(dǎo)致學(xué)生掌握的知識(shí)面小，運(yùn)用數(shù)學(xué)理論知識(shí)能力低，不能很好的解決實(shí)際問題。

2003年，我們對(duì)數(shù)學(xué)專業(yè)本科生的課程進(jìn)行了初步改革，改革的基本目標(biāo)是使數(shù)學(xué)教學(xué)更加貼近工科專業(yè)及我校的經(jīng)管類專業(yè)，突出培養(yǎng)學(xué)生的解決實(shí)際問題的動(dòng)手能力及科學(xué)研究能力，特別是數(shù)學(xué)建模能力；運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)值分析、時(shí)間序列分析和數(shù)學(xué)知識(shí)，利用計(jì)算機(jī)（包括公共語(yǔ)言工具和數(shù)學(xué)軟件）建立數(shù)學(xué)模型，解決實(shí)際工程問題；培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)專業(yè)知識(shí)與計(jì)算機(jī)軟件相結(jié)合的能力，部分課程的考核方式采取提交研究報(bào)告或課程論文形式；重點(diǎn)講授數(shù)學(xué)思想、問題的實(shí)際背景，而不是一味的理論推導(dǎo)。

通過這次改革，我校在隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群建設(shè)方面取得了一定的成績(jī)，數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力也逐漸增強(qiáng)，這一點(diǎn)可以通過歷年各類數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽獲獎(jiǎng)情況加以說明。雖然取得了一些成績(jī)，但這只是一個(gè)開端，在隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群建設(shè)中還存在一些問題。綜合各方面因素，從大數(shù)據(jù)角度出發(fā)，從建設(shè)一流課程的高度著手，我們?nèi)孕枰媲缶淖龊孟乱徊焦ぷ?，?017版培養(yǎng)方案的修訂工作。endprint

3.我校隨機(jī)數(shù)學(xué)課程群改革的情況及階段性成果

目前，2017版培養(yǎng)方案的修訂工作已經(jīng)進(jìn)入尾聲，在實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)分析板塊、計(jì)算算法板塊都進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的調(diào)整。例如：刪除了物理實(shí)驗(yàn)、金融數(shù)學(xué)課程增加了數(shù)理邏輯、集合論與組合分析課程；數(shù)據(jù)與軟件方面，在數(shù)據(jù)庫(kù)原理與SQL Serve、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程基礎(chǔ)上，增加了數(shù)據(jù)挖掘、Java語(yǔ)言、R語(yǔ)言課程，強(qiáng)化學(xué)生的數(shù)學(xué)軟件操作能力。經(jīng)此次微調(diào)后，2017版培養(yǎng)方案將在總學(xué)時(shí)減少的情況下，增加了隨機(jī)數(shù)學(xué)系列課程及實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)。

除了成功調(diào)整數(shù)學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案外，我校數(shù)學(xué)專業(yè)在教師科研環(huán)節(jié)與學(xué)生的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)也取得了一定成就：

1.以王勇老師為負(fù)責(zé)人，由我?；A(chǔ)科學(xué)學(xué)院十余位數(shù)學(xué)專業(yè)優(yōu)秀教師組成的大數(shù)據(jù)分析團(tuán)隊(duì)的研究項(xiàng)目《經(jīng)濟(jì)管理領(lǐng)域大數(shù)據(jù)分析的實(shí)現(xiàn)方法與應(yīng)用價(jià)值》已經(jīng)成功申報(bào)哈爾濱商業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)計(jì)劃項(xiàng)目；

2.我校積極推進(jìn)數(shù)學(xué)專業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃，努力建設(shè)走訪實(shí)習(xí)基地與用人單位。最近，基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院與石家莊學(xué)院簽署了一個(gè)學(xué)生實(shí)習(xí)協(xié)議，使其成為我們學(xué)校數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生的另一個(gè)實(shí)習(xí)基地。

3.與此同時(shí)，2017年6月，我校數(shù)學(xué)專業(yè)還與河北省中科恒運(yùn)軟件科技股份有限公司進(jìn)行合作。該公司是一家以大數(shù)據(jù)和三維仿真為核心技術(shù)，為政府、軍隊(duì)、壟斷行業(yè)提供政務(wù)軟件及軍事軟件產(chǎn)品的高科技企業(yè)。一方面，為其輸送在校生及畢業(yè)生前去實(shí)習(xí)或工作，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的實(shí)習(xí)、工作環(huán)境；另一方面，與其開展大數(shù)據(jù)分析與挖掘業(yè)務(wù)，計(jì)劃于2017年下半年建立橫向課題，進(jìn)一步加強(qiáng)雙方的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)合作伙伴關(guān)系。

大數(shù)據(jù)給我們帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，我們一定不負(fù)歷史的重托，勇于創(chuàng)新實(shí)踐，構(gòu)建大數(shù)據(jù)時(shí)代下理工科高層次人才教育中科學(xué)、合理、有效的隨機(jī)數(shù)學(xué)課程體系。在理工科高層次隨機(jī)數(shù)學(xué)教學(xué)中，要了解高層次人才的基本專業(yè)背景，熟悉隨機(jī)數(shù)學(xué)的前沿，并結(jié)合大數(shù)據(jù)時(shí)代的特點(diǎn)，以問題為動(dòng)力，實(shí)施理工科高層次人才隨機(jī)數(shù)學(xué)系列教學(xué)，努力培養(yǎng)有扎實(shí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、獨(dú)立思考和自主創(chuàng)新的高層次人才。

參考文獻(xiàn)

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