基于大數據的應用統(tǒng)計學專業(yè)人才培養(yǎng)探析

吳宏鍔,郭學軍

(南陽理工學院 數學與統(tǒng)計學院，河南 南陽 473004)

云計算技術的發(fā)展，使大數據革命正在席卷全世界。伴隨著大數據越來越滲入人們的生活，利用先進技術對海量數據的分析和處理實現了數據信息的增值，顛覆著人類社會的各個方面，應用統(tǒng)計學由于自身專業(yè)的屬性，不可避免被大數據時代沖擊和影響。傳統(tǒng)的應用統(tǒng)計學面對大數據有些力不從心，我們必須要抓住大數據時代的良好機遇，迎接挑戰(zhàn)，認真研究，準確把握二者之間的相互關系，積極改進應用統(tǒng)計學專業(yè)建設方案，融合創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)出社會需要的有用人才。

一、大數據與應用統(tǒng)計學

(一)應用統(tǒng)計學

統(tǒng)計學是一門很古老的科學，他通過收集、整理、分析等手段，采用專業(yè)的統(tǒng)計方法和統(tǒng)計技術挖掘數據信息，來推斷研究對象的本質，預測其未來可能情況的一門綜合性科學。統(tǒng)計學使用了大量的數學及其它學科的專業(yè)知識，而應用在社會科學和自然科學的各個領域。應用統(tǒng)計學是一門應用性很強的學科，他將統(tǒng)計學的理論和知識與實際學科相結合，收集所獲取的系統(tǒng)性數據研究和分析。主要利用概率論建立數學模型進行量化分析、歸納、總結，進而推斷和預測，為相關決策提供參考和依據。由于應用統(tǒng)計學在各個專業(yè)領域具有巨大應用價值，在現實生活中的很多方面得以應用，發(fā)揮著舉足輕重的作用，因此，理工類、管理類等高校專業(yè)人才培養(yǎng)方案中大都設置了應用統(tǒng)計學課程。

(二)大數據時代

什么叫數據？世界的本質就是數據，是對客觀事物的性質、狀態(tài)以及相互關系等進行記載的物理符號或這些物理符號的組合，表示客觀事物的未經加工的的原始素材。什么叫大數據？大數據指擁有5V特點(IBM提出)：Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、Value(低價值密度)、Veracity(真實性)的數據，無法靠人工和常規(guī)軟件處理的數據集合。我們現在進入了依靠數據說話的時代，數據的處理不再僅僅是決策，而且還有預測，大數據的核心就是預測。大數據時代可以處理所有數據，將改變我們的理解和組建社會的方法，在教學上要求我們將數據融入課堂，使教學內容標準化、教學手段多樣化、教學反饋及時化，形成既注重教學體驗又以教學結果為導向的教學體系。

(三)大數據時代的應用統(tǒng)計學

經過長時間的發(fā)展，應用統(tǒng)計學的理論體系較為完善。應用統(tǒng)計學從所研究的領域或專門問題出發(fā)，根據研究對象的性質采用適當的指標體系和統(tǒng)計方法，以解決所研究的問題。大數據是一種戰(zhàn)略資源，它的理論體系還不算太完善。大數據依托于云計算技術真對海量數據進行分析處理，整體把握數據信息表象特征，進行準確預測。

大數據與應用統(tǒng)計學有著內在的聯(lián)系，大數據分析更適合對海量的數據對象，應用統(tǒng)計學需要數據的數量不一定很多，需要的是對關鍵數據進行分析統(tǒng)計得出比較精確的答案。大數據的研究一定離不開傳統(tǒng)統(tǒng)計學的知識，大數據分析時經常運用統(tǒng)計學分類整合、數據整理手段，使用統(tǒng)計學的數學模型，但兩者在使用模式、數據形式和運用方式上并不完全相同。然而，大數據時代的信息處理模式，極大地沖擊了傳統(tǒng)應用統(tǒng)計學，使得我們必須要發(fā)展和創(chuàng)新應用統(tǒng)計學。

二、應用統(tǒng)計學專業(yè)人才培養(yǎng)的現狀

南陽理工學院原來只有數學與應用數學專業(yè)，為適應社會對統(tǒng)計學人才的需求的增長，2012年設置應用統(tǒng)計學專業(yè)。應用統(tǒng)計學專業(yè)建設初期主要沿襲了傳統(tǒng)的應用統(tǒng)計學人才培養(yǎng)方案，同時也采納了數學與應用數學專業(yè)培養(yǎng)方案中的一些好的成熟的內容和做法,也曾對人才培養(yǎng)起到一定的積極作用。但是，在大數據時代和高校轉型發(fā)展的雙重背景下，原有的人才培養(yǎng)方案就顯得有些落伍，有些滯后，有些力不從心。

(一)專業(yè)定位寬，針對性不強

原有的應用統(tǒng)計學專業(yè)的培養(yǎng)目標，是培養(yǎng)具備扎實的數學與統(tǒng)計學基本理論，熟練掌握統(tǒng)計學方法和數據采集、建模與分析處理技能的高素質、復合型、應用型人才。專業(yè)定位覆蓋籠統(tǒng)、模糊，實用性和針對性不強，培養(yǎng)的人才什么都會卻什么都不精，遠遠跟不上大數據時代社會發(fā)展對人才的需求。隨著科技和經濟的發(fā)展，知識大爆炸，社會對人才的需求觀念已從“學會數理化，走遍天下都不怕”轉變?yōu)椤耙徽絮r吃遍天”，作為地方性本科院校對自己的專業(yè)定位針對性不夠,培養(yǎng)出來的學生不能很好地滿足社會就業(yè)的要求。對我校最近幾年畢業(yè)生就業(yè)跟蹤調查表明,市場對大數據人才需求迫切，而應用統(tǒng)計學專業(yè)畢業(yè)生對大數據技術只是略知一二，對其應用還存在有不小的差距。

(二)課程設置不合理

一是數學基本理論知識模塊的比重較大，如拓撲學等理論性較強的數學基礎課程偏多，擠壓了統(tǒng)計模塊。二是統(tǒng)計知識模塊基本理論知識比重較大，實踐比重較小。三是計算機語言及編程課程偏少。四是課程體系中涉及到大數據的人才培養(yǎng)內容較少，僅在專業(yè)方向模塊上開設了2學時“數據挖掘”課程。 總體上來說，原有的培養(yǎng)方案重基礎理論知識的培養(yǎng)，而對實踐和應用的重視程度不夠，技能培養(yǎng)體現不足。再加上大數據這一新的挑戰(zhàn)，使得學生利用軟件處理實際問題時顯得束手無措，手忙腳亂。由此可見，原有的培養(yǎng)方案已經不能很好的滿足社會對統(tǒng)計學人才的需求，尤其是對于培養(yǎng)學生的大數據理念，提高學生的大數據分析能力是極為不利的。

(三)大數據對應用統(tǒng)計學專業(yè)沖擊

隨著高新科技的應用，海量數據不斷產生，大數據時代來臨。大數據不僅僅是數據量的增多，更呈現了數據結構的多樣性和數據關系的復雜性。大數據的處理往往僅告知信息，不解釋信息，要想解釋信息，挖掘價值，必須對其進行去粗取精、去偽存真的加工。這就像我們開汽車，需要使用的是“汽油”，而大數據僅是“原油”，不能被直接使用，這就需要提煉。提煉的過程，就是數據分析的過程，使用工具主要是統(tǒng)計學，使用的技術被稱為大數據技術。大數據時代，盡管統(tǒng)計學依然是數據分析的靈魂工具，但大數據元素的融入，使得社會對統(tǒng)計學人才的需求更富有挑戰(zhàn)意義。

(四)學校整體改革現狀

南陽理工學院是一所地方應用型本科院校，是全國起步較早進行應用型教學改革與探討的高校之一，并取得了顯著的成效。學校走產學研用一體化和開放辦學之路，致力于應用型人才培養(yǎng)，先后獲批國家應用型本科產教融合工程項目學校100所之一，教育部卓越工程師教育試點學校，河南省示范性應用型本科院校10所之一，河南省整體轉型發(fā)展試點學校，成功入選2018年度全國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)典型經驗高校。近年來，學校加大了教學改革力度，人才培養(yǎng)方案經過幾次大的調整，極大地助推了學校的發(fā)展。應用統(tǒng)計學專業(yè)借助這些創(chuàng)建活動，以培養(yǎng)學生綜合素質為目標，豐富了現有的教學模式和教學手段。然而，轉型發(fā)展是地方院校應用統(tǒng)計學專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，我們必須積極推動課程體系改革，創(chuàng)新融合大數據背景下的應用統(tǒng)計學專業(yè)。

(五)教學理念落后，教學創(chuàng)新不足

地方高校大多用數學專業(yè)教師擔任統(tǒng)計學教師，這一類教師學的基礎理論東西較多，形成了較為固化的思維模式，在教學上也容易沿用傳統(tǒng)的教學模式。一些教師慣于從“教”的角度看待“學”，一切教師做主，“我怎么教，他怎么學”，忘記了學生可以有自己的學習方法。其實像情感、創(chuàng)造這些東西是無法教的，但可以學來。在缺乏有力的措施和制度約束下，在沒有積極的政策鼓勵下，缺少“推”和“拉”的兩個因素促進，很難有教學改革的動力。素質教育和非素質教育的不同，表現在教學方法的不同，實際上在深處是教學理念的不同，而教學方法的不同源于教師起初的想法，也就是出發(fā)點的不同，由于理論水平和思維方式的影響，有些教育工作者不能洞見司徒見慣的教學行為中存在教學理念的差異，因此在自己的日常教學中缺少教學創(chuàng)新改革的源動力。

三、大數據時代應用統(tǒng)計學人才培養(yǎng)改革

互聯(lián)網行業(yè)處于一個新的飛速發(fā)展時期，對大數據人才的需求同步急劇增長，對大數據人才的需求日趨迫切。在大數據時代背景下如何培養(yǎng)應用統(tǒng)計學專業(yè)人才，培養(yǎng)什么樣的人才，是擺在我們面前的一個突出問題。

(一)確定統(tǒng)計分析為主線的培養(yǎng)目標

1.OBE教育理念

成果導向教育(OBE,Outcome Based Education)亦稱能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育。新的培養(yǎng)方案遵循OBE的人才培養(yǎng)理念，以人才需求為導向，以促進學生發(fā)展為基本要求，以職業(yè)標準為參照，著力培養(yǎng)學生面向職業(yè)崗位的能力和素養(yǎng)，體現知識、能力、素質協(xié)調發(fā)展，即遵循如圖1所示的人才培養(yǎng)方案設計原則，構建一個“由上向下設計，由下向上支撐”的人才培養(yǎng)過程，重構應用統(tǒng)計學專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系。

圖1 人才培養(yǎng)方案設計原則

2.準確目標定位

應用統(tǒng)計學專業(yè)培養(yǎng)學生德、智、體、美全面發(fā)展，具備扎實的數學與統(tǒng)計學基礎，具備一些大數據方面的基本理論、基本方法，具備應用計算機軟件處理和分析數據的能力，并能在統(tǒng)計、金融、電信、電子商務等多個領域從事統(tǒng)計調查、數據分析，并依此做出研究、評估和預測的高素質的統(tǒng)計應用人才。目標強調了大數據基本素養(yǎng)的培育，強調了計算機軟件處理和分析數據的能力的培養(yǎng)。通過大學四年的學習，學生畢業(yè)時應具備熟練使用計算機軟件的能力，了解或掌握數據分析及數據挖掘的軟件、工具和方法，初步具備數據分析師的基本素養(yǎng)。

(二)緊扣就業(yè)方向，優(yōu)化課程體系

1.調查就業(yè)情況

大數據時代的到來引發(fā)了傳統(tǒng)統(tǒng)計學的一次革命。依據調查大數據時代有關專業(yè)的就業(yè)情況，并進行廣泛的調研和論證，然后融入大數據內容修訂后的人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化人才培養(yǎng)過程。大數據主要的三大就業(yè)方向：大數據系統(tǒng)研發(fā)類人才、大數據應用開發(fā)類人才和大數據分析類人才。對于應用統(tǒng)計學專業(yè)來說，大數據分析類是統(tǒng)計專業(yè)的首選，培養(yǎng)數據分析人才是應用統(tǒng)計學專業(yè)義不容辭的責任。而根據中國商業(yè)聯(lián)合會數據分析專業(yè)委員會統(tǒng)計，而市場對大數據人才需求巨大，未來中國基礎性數據分析人才缺口將達到1400萬。

2.構建課程體系

根據確立的以統(tǒng)計分析能力培養(yǎng)為主線，按照知識、能力、素質、改革和創(chuàng)新協(xié)調發(fā)展的思路設計課程體系。特別是參考不同級別數據分析師的知識、能力要求，搭建由通識平臺、專業(yè)平臺、專業(yè)方向模塊、素質拓展模塊四部分組成如圖2所示的課程體系，并對平臺與模塊課程的重新構建及優(yōu)化，以此來支持畢業(yè)生要求。

圖2 課程專業(yè)體系構建

(三)優(yōu)化課程結構，注重學生應用能力培養(yǎng)

1.整體課程結構優(yōu)化

培養(yǎng)應用型統(tǒng)計學專業(yè)人才，必須高度重視實踐教學。由表1知，實踐環(huán)節(jié)的比例由原來的29.7.%，提高到了35.3%。淡化了部分課程的理論深度，強化了一些課程的實驗、實踐部分，如“描述統(tǒng)計學”“抽樣調查”有50%學時是實驗和實踐；加大了設計性、綜合性實驗的比重，設計性、綜合性實驗的比重占實驗課程的60%；“統(tǒng)計預測與決策”“數學建?！钡日n程均加強了學生應用能力、操作能力的培養(yǎng)；增加了統(tǒng)計軟件實訓、統(tǒng)計建模實訓；加強了大學生學科競賽等素質拓展部分的內容。強化了綜合性、設計性、創(chuàng)新性實踐環(huán)節(jié)設計，構建了分階段、多層次，校內外、課內外相結合的實踐培養(yǎng)體系，以實現實踐教學全程化和學生能力訓練的全程化。

表1 調整后課程結構和學分比例

注：實踐環(huán)節(jié)包括實驗、實習、實訓、課程設計、專業(yè)綜合訓練、畢業(yè)設計(論文)等。

2.改革統(tǒng)計學課程的內容

目前應用統(tǒng)計學專業(yè)課程在數據探索與處理方面，主要是講授數據的分布。但是，大數據特點一般不滿足正態(tài)分布規(guī)律，有時也不需要對數據分布進行分布檢驗。傳統(tǒng)的統(tǒng)計教學內容和研究方法已不能完全適應大數據背景下統(tǒng)計學科建設的需要。為了適應大數據能力培養(yǎng)的需求，對一部分專業(yè)課程內容進行了適當的調整。在非參數統(tǒng)計課程中引入多元非參數統(tǒng)計方科法、非參數回的歸模型和半參數回歸模型及其代碼實現；在回歸分析析課程中引入回歸樹、boosting回譯；在多元統(tǒng)計分析課程中引入高維統(tǒng)計分析方法及其實現等。針對大數據背景下數據的管理、分析與挖掘的技能與方法類課程需要增加，尤其需要增加一些有關大數據的統(tǒng)計實踐類課程。

3.重視學生素質拓展

就業(yè)對畢業(yè)生素質能力的要求越來越高，課程設置要從整體結構上更優(yōu)化，更重視學生基本素質的培養(yǎng)，把學生的拓展模塊課程作為單獨的模塊列出，以促進學生全面發(fā)展和個性化發(fā)展為基本要求，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入培養(yǎng)過程，著力培養(yǎng)學生面向職業(yè)崗位實際的實踐能力和工程素養(yǎng)，體現知識、能力、素質協(xié)調發(fā)展。課程設置比重見表1所示。同時，為適應不同層次學生的學習需求，如考研學生的需求，學校可以采用分層次教學模式，在專業(yè)選修模塊中增加數學分析專題研究、高等代數專題研究等，適應學生對課程的素質培養(yǎng)要求。

(四)對專業(yè)課程進行必要的優(yōu)化

1.增設大數據的基礎理論課

專業(yè)課程設置主要由數學、統(tǒng)計學、計算機軟件、大數據四大支柱搭建而成，調整后各模塊比例見表2所示，與原培養(yǎng)方案相比，專業(yè)課程設置上更加優(yōu)化。在專業(yè)選模塊中增加“大數據技術應用”，目的讓學生掌握大數據相關的基礎知識，掌握大數據技術基礎工具的應用。增加“數據分析與挖掘”學時的比重，以使學生熟練掌握數據挖掘與分析的基本概念和基本算法，并通過實際操作掌握算法的特點和應用；增加“數據可視化技術”，以培養(yǎng)學生的信息數據可視化處理能力。

表2 專業(yè)模塊比例

2.適當減少基礎數學理論課

為了強化學生實踐動手能力和應用能力的培養(yǎng)，學校在課程設置上，要適當減少基礎數學理論課程學時。將專業(yè)平臺模塊中的“數學分析”課程學時由原來的272學時降低到240學時，并加大了數學分析實驗學時，弱化理論難度，強化計算能力和應用能力的培養(yǎng)。高等代數與解析幾何合并為一門課程，由原來的148學時降為120學時，把兩課中交融、重疊的部分重新優(yōu)化組合,精簡一些內容,在保證兩課主體內容不被削弱的前提下，增加了實驗學時的比例，保證學生學習和掌握更先進、更現代、更實用的知識與技能。減少“實變函數”的學時，選修模塊中的“微分幾何”“拓撲學”等學有余力的學生可以在老師的指導下自修。

3.增加配套的計算機軟件課程

在通識平臺課程模塊中設有“大學計算機基礎”，除進行計算機基礎知識教學外，以加強計算機基礎軟件統(tǒng)計軟件EXCEL方面的訓練，為數據分析課程打下技術基礎。在專業(yè)平臺模塊中，設有“數據庫原理與應用”，以使學生掌握數據庫設計的基本理論和方法，并掌握數據庫管理系統(tǒng)的應用，為后續(xù)的數據挖掘等課程打下堅實的理論和技術基礎。增設“C語言程序設計”，以鞏固學生程序編程基礎；增加“C++程序設計”，以強化學生的設計能力；增設“JAVA程序設計”，為大數據的數據挖據奠定語言基礎。總之，通這些課程的設置，強化計算機技能的培養(yǎng)，并為各門課程的學習提供計算機分析與計算工具，尤其是為數據的統(tǒng)計與分析打下基礎。

(五)深化教學創(chuàng)新改革

1.重視教學方法改革

大數據對統(tǒng)計學的挑戰(zhàn)，要求統(tǒng)計學教師改變填鴨式、陳舊式、厭教式的教學模式。教師不僅要加強專業(yè)學習，還要及時學習和接受新的知識，提供貼近實際生活的問題的教學案例要給學生；要改單向灌輸的課堂模式為啟發(fā)式、引導探究式、互動式等課堂模式，鼓勵并帶領學生參與方案設計、學科競賽、教師的科研等，配合學生采用創(chuàng)新形式參與調查、調研、統(tǒng)計分析；要充分使用教學新媒體，發(fā)揮各媒體在統(tǒng)計教學中的作用，形象生動地開展多樣的教學形式，為教師提高授課技巧創(chuàng)造有利條件，為學生提升表達、協(xié)作、創(chuàng)新的綜合能力提供有力保障。要理論與實際應用相結合，培養(yǎng)學生在未來工作中的邏輯思維和理論與實踐結合能力，為實現理論創(chuàng)新和知識創(chuàng)新、數據處理方法創(chuàng)新的有效融合打下良好的基礎。

2.建立完善的實踐教學系統(tǒng)

將理論教學與實踐相結合，做好基本知識技能實驗，也就是理論教學的課內實驗，這是專業(yè)基礎的實踐教學；做好綜合性實踐教學，對于采集的綜合性數據，使用數據挖掘、統(tǒng)計軟件進行分析和處理，這是工具應用的實踐；做好探索性實踐教學工作，創(chuàng)造設計社會調查形式，建立第三方畢業(yè)實習基地，多類人員多種形式指導畢業(yè)論文完成。要加強產學研的有機結合，完善合作制度建設，保障三方合作的正常運行，使學生獲得扎實的專業(yè)技能，提前接觸社會和生活，快速適應畢業(yè)后的工作崗位，促進“知行合一”創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)。

3.改革考試評價方式

應用統(tǒng)計學是一門應用性很強的學科， 統(tǒng)計學科考試應將基本理論、統(tǒng)計實踐、統(tǒng)計思想納入考試體系中，課程學習一般要求學生掌握基本知識、基本理論和基本技能三個內容，要求學生具備綜合分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生獨立思考的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。因此，課程考試改革應按照“綜合考試”的思路設計，將學生獨立思考和創(chuàng)新意識列入考試評分標準中，并遵循多元化、動態(tài)性、過程性原則，使考試模式不拘一格靈活多樣。考試內容采用基礎知識與綜合實驗能力創(chuàng)新能力測試相結合的形式，注重對學生分析問題和解決問題的綜合運用能力考查；考試形式用卷面形式和其他形式相結合的方式，可以是討論、上機形式、課程論文等，也可以是方案設計、數據挖掘、統(tǒng)計軟件應用等。

四、結束語

大數據時代的到來催生社會經濟生活的變革，倒逼著人才培養(yǎng)方式的轉變。應用統(tǒng)計學專業(yè)如何適應這一時代發(fā)展的要求，需要我們不斷地思考與探索。文章以我校應用統(tǒng)計學專業(yè)人才培養(yǎng)方案為例，談了我們的一些做法和認識，雖然取得了一定的成效，但深感這方面的探討還任重而道遠。如何把大數據與統(tǒng)計學課程有機的結合優(yōu)化課程設置，采用什么樣的教學方式和手段來強化數據分析能力的培養(yǎng)等，這些都是我們在統(tǒng)計學專業(yè)培養(yǎng)中不得不思考的問題。因此，我們必須主動適應大數據時代的客觀要求，加大教學改革力度，改進應用統(tǒng)計學人人才培養(yǎng)方案，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，積極面對大數據時代所帶來的挑戰(zhàn)和機遇。