大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)挖掘課程的教學(xué)方法探討

陳欣　王月虎

摘 要： 傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能適應(yīng)和滿足本專業(yè)學(xué)生了解數(shù)據(jù)處理和分析最新技術(shù)和方法的迫切需要，必須不斷創(chuàng)新和改革課程教學(xué)模式。本文結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘課程特點(diǎn)，討論了數(shù)據(jù)挖掘模型與實(shí)現(xiàn)的教學(xué)方法，并提出了建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)挖掘 課程教學(xué) 實(shí)踐應(yīng)用 大數(shù)據(jù)

一、高校數(shù)據(jù)挖掘課程教學(xué)的現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)挖掘是高校經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)中非常重要的專業(yè)主干課，旨在培養(yǎng)學(xué)生針對(duì)運(yùn)營(yíng)管理和決策過程中的實(shí)際問題，特別是面向大數(shù)據(jù)環(huán)境下管理決策新問題，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘處理和優(yōu)化分析技術(shù)，尋求管理問題最佳解決方案的綜合實(shí)踐能力。課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)變化迅速，數(shù)據(jù)挖掘模式不斷演變與提升。近年來，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅速發(fā)展，以大數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)引起了廣泛關(guān)注。2012年初，美國(guó)政府投入2億美元啟動(dòng)“大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展計(jì)劃”，使得大數(shù)據(jù)研究上升為國(guó)家意志，這意味著大數(shù)據(jù)對(duì)將來科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以至于國(guó)家安全將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)可以歸結(jié)為四個(gè)V[1]：Volume（體量大），Variety（模態(tài)多），Velocity（速度快）和Value（價(jià)值密度低）。從這樣的大數(shù)據(jù)中挖掘和發(fā)現(xiàn)潛在有用的信息和知識(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)理論分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的要求相應(yīng)提高。傳統(tǒng)教學(xué)模式并不能適應(yīng)和滿足管理學(xué)生了解數(shù)據(jù)處理和分析最新技術(shù)和方法的迫切需要。

國(guó)內(nèi)學(xué)者在大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)挖掘課程教學(xué)方面開展相關(guān)研究。如朱恒民[2]（2013）在分析專業(yè)學(xué)生開設(shè)數(shù)據(jù)挖掘課程的必要性和可行性的基礎(chǔ)上，討論課程在教學(xué)過程中存在的問題和設(shè)置的教學(xué)目標(biāo)，著重從教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)上探索數(shù)據(jù)挖掘課程的具體教學(xué)方案及其實(shí)施。張艷[3]（2014）針對(duì)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，以構(gòu)建課程核心知識(shí)體系為主題，采用案例教學(xué)法，改革傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)方式，理論結(jié)合實(shí)踐進(jìn)行研究生數(shù)據(jù)挖掘課程教學(xué)創(chuàng)新嘗試，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，受到學(xué)生好評(píng)。李海林[4]（2014）針對(duì)目前大數(shù)據(jù)帶來的社會(huì)影響力，根據(jù)大數(shù)據(jù)具體特性及數(shù)據(jù)挖掘?qū)W科交叉性強(qiáng)的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分別從培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識(shí)、改進(jìn)理論體系、創(chuàng)新教學(xué)方法和深入科學(xué)研究等四個(gè)方面探索如何設(shè)計(jì)高校數(shù)據(jù)挖掘課程。石洪波等[5]（2015）從社會(huì)和就業(yè)需求的角度出發(fā)，提出財(cái)經(jīng)院校信息類專業(yè)數(shù)據(jù)管理與分析課程群建設(shè)思路，指出課程群立體化結(jié)構(gòu)體系，并對(duì)其中的教學(xué)手段與方法、教學(xué)內(nèi)容及團(tuán)隊(duì)建設(shè)等內(nèi)容進(jìn)行探討。李珊珊等[6]（2015）為了解決數(shù)據(jù)挖掘教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容與就業(yè)需求相脫節(jié)問題，探討以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向的數(shù)據(jù)挖掘課程內(nèi)容體系，該課程體系包含三大環(huán)節(jié)：基于縱向和橫向案例的理論教學(xué)；包含驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)；基于自主學(xué)習(xí)的討論式教學(xué)。

二、數(shù)據(jù)挖掘課程教學(xué)面臨的問題

1.課程理論性要求較高與學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)缺陷之間的矛盾問題[7]。數(shù)據(jù)挖掘課程涉及數(shù)理統(tǒng)計(jì)與概率論、數(shù)據(jù)庫、機(jī)器學(xué)習(xí)等課程的相關(guān)內(nèi)容，課程內(nèi)容以公式推導(dǎo)和算法分析為主，具有較強(qiáng)的理論性，同時(shí)對(duì)學(xué)生前置課程基礎(chǔ)要求較高，然而，經(jīng)管專業(yè)學(xué)生一般僅具備統(tǒng)計(jì)學(xué)和數(shù)據(jù)庫課程的，機(jī)器學(xué)習(xí)及其他知識(shí)儲(chǔ)備較弱，因此學(xué)生在課程學(xué)習(xí)之初普遍感覺難度較大。

2.如何分配課堂理論授課與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)學(xué)時(shí)比例的問題[8]。數(shù)據(jù)挖掘課程內(nèi)容豐富，交叉學(xué)科特征明顯，因此必須保證足夠的理論教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)量。同時(shí)，在教學(xué)過程中避免僅僅講授理論知識(shí)，忽視上機(jī)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的指導(dǎo)。如果教學(xué)過程中對(duì)理論算法和知識(shí)點(diǎn)的學(xué)時(shí)花費(fèi)過多，則學(xué)生在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)時(shí)就會(huì)相應(yīng)減少，這不利于體現(xiàn)課程面向?qū)嵺`應(yīng)用的特性，學(xué)生實(shí)際動(dòng)手分析數(shù)據(jù)的能力得不到鍛煉，必然導(dǎo)致課程授課效果不佳和學(xué)生積極性不高等現(xiàn)象。因此，特別是對(duì)于經(jīng)管專業(yè)學(xué)生來說，應(yīng)特別注意在總課時(shí)一定的情況下，科學(xué)合理分配理論授課和實(shí)踐指導(dǎo)的課時(shí)，讓學(xué)生在實(shí)踐中提高分析問題和解決問題的能力。

3.教學(xué)形式不夠豐富，學(xué)生在課堂上參與性不高。以往的以“灌輸式”為主的“老師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式，不利于數(shù)據(jù)挖掘課程授課效果的增強(qiáng)，因?yàn)檎n程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，如果老師僅憑講授，忽視學(xué)生的參與，就很難激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)分析的聽課興趣，更談不上學(xué)生在課程之后的知識(shí)應(yīng)用能動(dòng)性和創(chuàng)新性的培養(yǎng)。隨著社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步、互聯(lián)網(wǎng)信息經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)挖掘課程教學(xué)過程中遇到的矛盾問題還將不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)教學(xué)模式將越來越不適合當(dāng)前高等教育發(fā)展所提出的新要求，必須不斷創(chuàng)新和改革課程教學(xué)模式，建立以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)模式及面向創(chuàng)新開放式實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)以教為中心向以學(xué)為中心的轉(zhuǎn)變，以傳授知識(shí)為主向以培養(yǎng)能力為主的轉(zhuǎn)變。與此同時(shí)，《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》明確指出要注重學(xué)思結(jié)合，倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。《江蘇省教育廳關(guān)于全面提高高等學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》明確提出加強(qiáng)理論與實(shí)踐融合，推行基于問題、基于項(xiàng)目、基于案例的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法。加強(qiáng)綜合性實(shí)踐科目設(shè)計(jì)和應(yīng)用，支持學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

三、數(shù)據(jù)挖掘課程教學(xué)的建議

1.以學(xué)科特色與科研項(xiàng)目為背景，結(jié)合課程和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)應(yīng)用型和實(shí)踐性強(qiáng)的課程問題和以案例體系為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，以“課程問題”為引導(dǎo)，突破以往以教師為主的“灌輸式”教學(xué)模式的做法，豐富和生動(dòng)課程教學(xué)方法，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在教學(xué)中不斷提高學(xué)生探索問題興趣和對(duì)學(xué)科知識(shí)的求知欲，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)對(duì)培養(yǎng)本科生自主學(xué)習(xí)能力具有重要的實(shí)踐意義。

2.以應(yīng)用為目的設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)管科專業(yè)學(xué)生就業(yè)需求和培養(yǎng)目標(biāo)等要求，在數(shù)據(jù)挖掘課程授課時(shí)，教師應(yīng)能夠?yàn)閷W(xué)生精心挑選知識(shí)點(diǎn)，包括對(duì)經(jīng)典挖掘算法的重點(diǎn)介紹，并適當(dāng)增加商業(yè)管理決策的應(yīng)用案例介紹和分析。比如，在講授過程中增加若干關(guān)于數(shù)據(jù)挖掘的幽默故事、經(jīng)典案例和在各行業(yè)中的應(yīng)用案例，通過分析案例加深學(xué)生對(duì)算法應(yīng)用的理解。endprint

3.針對(duì)課程體系和問題設(shè)計(jì)場(chǎng)景，設(shè)計(jì)和選取合適課程教學(xué)方式和形式。教學(xué)方式應(yīng)以提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率為核心，緊密結(jié)合教材、管理專業(yè)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)和人才培養(yǎng)目標(biāo)。重點(diǎn)在教學(xué)手段及內(nèi)容組織的改革上，通過充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生最大限度地參與教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，更深刻地掌握數(shù)據(jù)挖掘與管理決策知識(shí)。與此同時(shí)，教學(xué)方式和形式改革的關(guān)鍵在于通過課程學(xué)習(xí)達(dá)到培養(yǎng)其分析問題、獨(dú)立思考問題和解決問題的能力，以及學(xué)生口頭表達(dá)觀點(diǎn)和邏輯思維的能力的目的。

4.融合課堂參與度和課后作業(yè)等表現(xiàn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程考核方法和標(biāo)準(zhǔn)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，對(duì)學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)普遍采用“平時(shí)成績(jī)+考試成績(jī)”式的評(píng)價(jià)方法，這種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于平時(shí)成績(jī)的考量具有較強(qiáng)隨意性，很難體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)際情況，而且容易造成教師采用傳授和應(yīng)試的教學(xué)方法，以及學(xué)生平時(shí)不鞏固，臨考抱佛腳的不利局面，教學(xué)效果不是很好。通過在教學(xué)過程中建立每位學(xué)生過程考核檔案，設(shè)計(jì)好成績(jī)考核指標(biāo)和分配比例，真正做到對(duì)學(xué)生的考核評(píng)價(jià)分解到平時(shí)學(xué)習(xí)和討論過程中，從而使學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的過程得到持續(xù)評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)掌握知識(shí)和提高自主學(xué)習(xí)能力。

四、結(jié)語

數(shù)據(jù)挖掘是一門新型的多學(xué)科交叉的學(xué)科，知識(shí)體系不斷地發(fā)展和更新。目前在大數(shù)據(jù)背景下，開設(shè)數(shù)據(jù)挖掘課程有其現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)對(duì)教學(xué)是一個(gè)挑戰(zhàn)，需要在教學(xué)過程中不斷探索和研究。因此，在教學(xué)過程中針對(duì)學(xué)生，尤其是應(yīng)用型學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平，認(rèn)真設(shè)計(jì)基于問題的教學(xué)內(nèi)容和方法，更有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力，從而使學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)挖掘課程的總體框架、基本概念、基本模型和技術(shù)有較深入的理解和掌握，最終達(dá)到教學(xué)目的。

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項(xiàng)目基金：南京財(cái)經(jīng)大學(xué)2016年度校級(jí)高教研究課題（項(xiàng)目編號(hào)：JGY1753）。endprint