大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計學(xué)本科教學(xué)體系研究

程勝

摘要：本文歸納了大數(shù)據(jù)發(fā)展的特點，分析了統(tǒng)計學(xué)面臨的挑戰(zhàn)，就統(tǒng)計學(xué)本科教學(xué)體系中存在的問題進(jìn)行了梳理，并提出了教學(xué)改革的方向和相應(yīng)措施。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；統(tǒng)計學(xué)；教學(xué)體系

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）16-0169-02

一、引言

大數(shù)據(jù)的本質(zhì)是實體社會的虛擬化，無處不在的海量信息正改變著整個世界和日常生活方式。大數(shù)據(jù)之所以“大”，首先在于數(shù)據(jù)采集成本低、數(shù)據(jù)累積速度快，由于計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，人們記錄、采集數(shù)據(jù)的成本較以前有了極大地降低，而且數(shù)據(jù)累積速度更加快捷。其次，數(shù)據(jù)來源多元化，如從產(chǎn)品全生命周期階段來看，貫穿設(shè)計到制造、從使用到維護(hù)、直到維修整個階段都會產(chǎn)生許多結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)不僅體量大，增長速度快，而且數(shù)據(jù)的多樣性，即數(shù)據(jù)的來源、種類也日益復(fù)雜。再次，數(shù)據(jù)處理速度快，快速的處理是大數(shù)據(jù)內(nèi)在要求，大數(shù)據(jù)的時間價值十分重要，如GPS位置信息，快消品網(wǎng)站、金融交易及用餐時間的外賣網(wǎng)站點擊流等，由于用戶眾多，短時間內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量十分龐大且具有強(qiáng)時效性就要求處理速度快速化。最后，數(shù)據(jù)價值密度低，正是由于數(shù)據(jù)產(chǎn)生量巨大，數(shù)據(jù)自動采集成本低，數(shù)據(jù)被記錄完整的可能性較以前有了極大提升，但也意味著包含了大量噪音信息。這也使得有用信息的提取及數(shù)據(jù)規(guī)律的探尋面臨前所未有的挑戰(zhàn)。

本質(zhì)上，大多科學(xué)研究活動并非從事先設(shè)想好的理論架構(gòu)或科學(xué)原理來演繹、推理科學(xué)問題，而是從數(shù)據(jù)本身出發(fā)，運(yùn)用不同分析方法歸納總結(jié)和發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律。大數(shù)據(jù)環(huán)境下問題越來越復(fù)雜，使演繹研究變得愈發(fā)困難。高維、高頻的不同來源、不同結(jié)構(gòu)、不同形式的海量數(shù)據(jù)可以快速、方便地被整合，使原來處于孤立、分散的數(shù)據(jù)更加容易地聯(lián)系起來，為發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后的規(guī)律打開了更寬廣的視圖，更能發(fā)現(xiàn)小數(shù)據(jù)時代不易發(fā)現(xiàn)的新現(xiàn)象、新知識和新規(guī)律。

在大數(shù)據(jù)時代，部分傳統(tǒng)的統(tǒng)計方法在來源多元性、多重結(jié)構(gòu)的大數(shù)據(jù)環(huán)境下失效，也難以完成復(fù)雜的計算和存儲。當(dāng)然，盡管大數(shù)據(jù)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析條件，但也得付出如人力成本、時間成本和計算成本等。大數(shù)據(jù)并不能提供一個適宜于所有問題的解決方案，仍需要采用適合的統(tǒng)計方法來解決不同的問題，如抽樣、相關(guān)分析、因果推斷仍是可選手段。因此，大數(shù)據(jù)背景下，如何發(fā)展統(tǒng)計學(xué)學(xué)科？如何開展適應(yīng)時代要求的統(tǒng)計學(xué)教育活動及培養(yǎng)人才？這些命題都需要統(tǒng)計學(xué)者思考。

二、本科統(tǒng)計學(xué)教學(xué)體系存在的問題

大數(shù)據(jù)為傳統(tǒng)統(tǒng)計分析方法提供了可觀測足夠多的樣本，但也提出了如何刪選、提取數(shù)據(jù)，如何整合異質(zhì)性多元數(shù)據(jù)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的難題，同時在實際中，數(shù)據(jù)并非單純的越多越好，大數(shù)據(jù)所負(fù)載的信息價值存在邊際遞減效應(yīng)，當(dāng)數(shù)據(jù)體量越大，信息收集邊際成本在增加，而信息價值在遞減，如何平衡信息成本和效用同樣是一個巨大挑戰(zhàn)。因此，如何培養(yǎng)適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代的統(tǒng)計學(xué)人才以滿足市場需要是目前高校教學(xué)體系改革的重要問題。目前，大多國內(nèi)本科統(tǒng)計學(xué)教學(xué)體系存在以下幾個問題。

第一，培養(yǎng)目標(biāo)和大數(shù)據(jù)契合度不高。傳統(tǒng)的本科統(tǒng)計學(xué)專業(yè)培養(yǎng)體系更多地關(guān)注如何培養(yǎng)學(xué)生收集、整理和分析數(shù)據(jù)的能力，而大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)的獲取較為容易且更為全面，與計算機(jī)技術(shù)的融合愈發(fā)緊密，傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)分析模式已經(jīng)不能適宜于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征。這就需要統(tǒng)計學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)從傳統(tǒng)的應(yīng)用型向數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、計算機(jī)科學(xué)高度融合的復(fù)合型轉(zhuǎn)變。

第二，培養(yǎng)方案中缺乏對數(shù)據(jù)收集、抽樣的訓(xùn)練環(huán)節(jié)。大多數(shù)高校本科統(tǒng)計學(xué)培養(yǎng)過程都是基于統(tǒng)計技術(shù)開展的，如強(qiáng)調(diào)回歸分析、協(xié)整、預(yù)測、時間序列及判別、聚類等分類技術(shù)的運(yùn)用，而忽視了如何開展數(shù)據(jù)收集、如何抽樣的教學(xué)訓(xùn)練。另外，大數(shù)據(jù)的生成與采集在人為的設(shè)計框架之下，可能存在系統(tǒng)性偏差，抽樣可以與大數(shù)據(jù)交叉驗證。

第三，教學(xué)內(nèi)容與大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。目前大多高校統(tǒng)計學(xué)教學(xué)都圍繞著統(tǒng)計學(xué)原理、計量經(jīng)濟(jì)學(xué)、應(yīng)用回歸分析、時間序列分析等課程開展。但是在大數(shù)據(jù)環(huán)境中，統(tǒng)計學(xué)離不開數(shù)學(xué)和計算機(jī)科學(xué)的支撐。同時，大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域包括經(jīng)濟(jì)、管理、生物、傳播學(xué)等多個領(lǐng)域，教學(xué)內(nèi)容的學(xué)科交叉是大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計學(xué)人才培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)。另外，統(tǒng)計學(xué)的培養(yǎng)體系須注重教學(xué)內(nèi)容的模塊化，因此，教學(xué)內(nèi)容則要從不同培養(yǎng)的目標(biāo)出發(fā)，設(shè)計如經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計、管理統(tǒng)計、金融統(tǒng)計、生物統(tǒng)計等方向的教學(xué)內(nèi)容模塊，并引導(dǎo)學(xué)生從多個模塊中尋求大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)新規(guī)律，創(chuàng)造新知識。

第四，實踐環(huán)節(jié)薄弱。由于數(shù)據(jù)邊際成本降低，過去以模型驅(qū)動的教學(xué)體系已不適應(yīng)實際應(yīng)用的需求，以模型出發(fā)，收集數(shù)據(jù)以證明模型或機(jī)制的正確與否往往無法逃離人為設(shè)計機(jī)制的嫌疑，且更多地是“過去式”規(guī)律的研究。大數(shù)據(jù)時代，更多需要從數(shù)據(jù)出發(fā)，以相關(guān)分析為基礎(chǔ)，以因果關(guān)系檢驗為主要工具，探尋大數(shù)據(jù)間隱藏的、不被認(rèn)知的科學(xué)規(guī)律。因此，盡管大多高校都設(shè)計了教學(xué)實習(xí)、認(rèn)知實習(xí)及畢業(yè)實習(xí)等環(huán)節(jié)，但由于應(yīng)用領(lǐng)域的細(xì)分，統(tǒng)計學(xué)學(xué)生在實習(xí)過程中，往往因為沒有相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識，實習(xí)的效果并不明顯。

三、本科統(tǒng)計學(xué)教學(xué)改革的方向和措施

由以上分析可知，大數(shù)據(jù)的來臨是統(tǒng)計學(xué)人的機(jī)遇，同樣也是挑戰(zhàn)，統(tǒng)計學(xué)人才的培養(yǎng)不能再在理論到理論的閉環(huán)中轉(zhuǎn)圈，只有結(jié)合大數(shù)據(jù)的特點，積極開展教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實踐的調(diào)整和改革，才能在新的時代環(huán)境中，培養(yǎng)具有扎實理論的復(fù)合型人才。

第一，重構(gòu)教學(xué)體系，重新設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。大數(shù)據(jù)的出發(fā)點在于體量巨大的數(shù)據(jù)，更加注重數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、統(tǒng)計學(xué)理論知識和計算機(jī)技術(shù)的訓(xùn)練，更加關(guān)切數(shù)據(jù)應(yīng)用。因此，統(tǒng)計學(xué)教學(xué)體系的改革要從基礎(chǔ)和應(yīng)用兩方面著手，一是加強(qiáng)高等數(shù)學(xué)、概率論、統(tǒng)計學(xué)知識的基礎(chǔ)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S和扎實的基礎(chǔ)知識；二是增加計算機(jī)技術(shù)的課程，加強(qiáng)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)計算的架構(gòu)認(rèn)知，了解計算機(jī)并行計算、優(yōu)化計算的算法設(shè)計特點，開設(shè)JAVA設(shè)計課程，培養(yǎng)學(xué)生良好的編程習(xí)慣，提高編程能力；三是基于不同的應(yīng)用，開設(shè)多門選修課程，引導(dǎo)學(xué)生基于興趣開展相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識學(xué)習(xí)。有意識地培養(yǎng)適應(yīng)與不同行業(yè)需要的統(tǒng)計學(xué)新型人才。

第二，創(chuàng)新教學(xué)模式。教學(xué)模式的創(chuàng)新必須遵從以發(fā)揮自身優(yōu)勢為原則，以解決實際問題為目的，以市場需求為導(dǎo)向，各培養(yǎng)院所應(yīng)結(jié)合自身特點，設(shè)計合理的教學(xué)模塊，改革教學(xué)模式，體現(xiàn)大數(shù)據(jù)時代統(tǒng)計學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的方向。大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)模式須強(qiáng)化案例教學(xué)，在講授基礎(chǔ)知識的同時，也應(yīng)注重以新現(xiàn)象、新問題、新案例為基礎(chǔ)，積極開展課堂討論和交流，引導(dǎo)學(xué)生如何將知識轉(zhuǎn)化成能力，提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。同時，課堂教學(xué)中，也可以論壇的形式，老師和同學(xué)們一起來厘清問題的結(jié)構(gòu)、邊界、層次及面臨的解決困境，共同提出解決問題的方法邏輯及工具清單。同樣，教學(xué)模式的改革也要注重科學(xué)研究能力的培養(yǎng)，可設(shè)立多導(dǎo)師組制度，以研究問題為主軸，以多個學(xué)科組成的導(dǎo)師組為輔助，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的各種實踐和理論問題。另外，教學(xué)模式的改革需要從個性化的、行業(yè)化的角度開展實踐，培養(yǎng)單位需從自身的學(xué)科特長、遵從學(xué)科優(yōu)勢發(fā)揮的原則，創(chuàng)新適宜于自身特點的特色教學(xué)模式、特色教學(xué)內(nèi)容，以培養(yǎng)個性化的行業(yè)大數(shù)據(jù)分析人才。

第三，加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的統(tǒng)計學(xué)課程體系中經(jīng)管設(shè)計了課程實踐、認(rèn)知實踐等內(nèi)容，但由于較少涉及到實際案例及應(yīng)用，學(xué)生實習(xí)效果不佳。大數(shù)據(jù)背景下，實踐環(huán)節(jié)需要從兩個方面加強(qiáng)，一是強(qiáng)化學(xué)生計算機(jī)技術(shù)的實踐環(huán)節(jié)，目前大多統(tǒng)計學(xué)學(xué)生的計算機(jī)基礎(chǔ)較為薄弱，不了解云計算的邏輯框架，不了解并行計算的原理，不了解數(shù)據(jù)庫的基本結(jié)構(gòu)就不能很好地利用計算機(jī)技術(shù)架構(gòu)數(shù)據(jù)平臺。二是加強(qiáng)以項目式訓(xùn)練的實踐環(huán)節(jié)，大數(shù)據(jù)具有行業(yè)分布廣，市場導(dǎo)向性強(qiáng)，專業(yè)知識要求高的特點，這就要求以系列不同類型、不同行業(yè)的項目開展學(xué)術(shù)訓(xùn)練，如此不僅能拓展學(xué)生的專業(yè)視野，提升學(xué)生動手參與解決實際問題的能力，也將提前完成學(xué)生就業(yè)的磨合期，讓學(xué)生能夠更加從容地、專業(yè)地參與到實際工作中。

統(tǒng)計學(xué)作為一門具有較強(qiáng)應(yīng)用特征的顯性學(xué)科，在大數(shù)據(jù)浪潮中，只有真實面對自身學(xué)科局限，探索學(xué)科前沿，以充分發(fā)揮其基礎(chǔ)性作用為基石，才能在新背景、新形勢下得到更好地發(fā)展。同時，統(tǒng)計學(xué)本科培養(yǎng)單位也應(yīng)結(jié)合大數(shù)據(jù)的特點和自身優(yōu)勢，開展課程體系和課程內(nèi)容的適時調(diào)整，強(qiáng)化統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)知識與計算機(jī)技術(shù)的高度融合，凸顯教學(xué)模塊化的設(shè)計理念，注重教學(xué)實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練和導(dǎo)向性，培養(yǎng)適宜于大數(shù)據(jù)要求的多學(xué)科交叉、復(fù)合型人才。

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