大數(shù)據(jù)背景下數(shù)學與信息交叉學科人才培養(yǎng)策略

李敏 林鳳琴

[摘? ? ? ? ? ?要]? 大數(shù)據(jù)不僅給社會帶來海量的信息資源，同時也點燃了數(shù)據(jù)科學研究和人才培養(yǎng)的引擎。結合移動通信與金融行業(yè)的招聘案例，針對高校數(shù)學與信息交叉專業(yè)人才培養(yǎng)給出一些探討：傳統(tǒng)數(shù)學教學模式的轉變、基于雙導師或多導師的復合型人才培養(yǎng)模式和依托高校產(chǎn)學研基地的委托人才培養(yǎng)模式。

[關? ? 鍵? ?詞]? 大數(shù)據(jù);高校;數(shù)學專業(yè);培養(yǎng)人才策略

[中圖分類號]? G645? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）28-0130-02

習近平總書記在十八屆中央政治局第九次集體學習的講話中指出：人才資源是第一資源，也是創(chuàng)新活動中最活躍、最為積極的因素。大數(shù)據(jù)作為信息化新時代的標志，點燃了產(chǎn)業(yè)界對數(shù)據(jù)人才以及數(shù)據(jù)科學研究極大需求的引擎。于是，高校作為人才輸送和培養(yǎng)的集結地，如何緊跟技術發(fā)展的步伐，培養(yǎng)新時代所需的人才成為教育工作者值得思考的問題。

眾所周知，數(shù)學與信息科學相互影響，相互促進。20世紀，哥德爾、圖靈、馮·諾依曼和香農(nóng)等眾多數(shù)學家進行基礎研究工作，促使數(shù)學在信息與計算科學領域的創(chuàng)新發(fā)展。其中，數(shù)學演算所體現(xiàn)的辯證統(tǒng)一特征為信息科學與技術提供了強大的理論支撐。于是，21世紀信息技術得到了突飛猛進的發(fā)展，比如大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、移動互聯(lián)網(wǎng)以及云計算等朝陽產(chǎn)業(yè)，其背后就是數(shù)學在做支撐。因此，這也就為數(shù)學與信息交叉學科人才培養(yǎng)提出新的發(fā)展需求。

目前，移動通信與大數(shù)據(jù)分析技術的聯(lián)系越來越緊密。比如，高效收集和管理用戶資料、存儲和處理巨量分散的信息和數(shù)據(jù)以及快速有效實現(xiàn)高層面上的信息語義解釋等任務全部依賴于這項技術。因此，通訊行業(yè)提出的用人要求是：具備良好的應用數(shù)學和統(tǒng)計學背景、具有獨立獲取海量信息的能力、具有分析海量數(shù)據(jù)、預測和優(yōu)化選擇的能力等。很明顯，通訊行業(yè)要求的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新人才必須對數(shù)學、統(tǒng)計學和信息處理等多門學科具有廣泛了解，同時要具備優(yōu)秀的自我學習能力、操作能力，能夠在工作中不斷創(chuàng)新，并且與所在團隊積極協(xié)作。

另外，銀行金融業(yè)對大數(shù)據(jù)分析技術的依賴程度也很高。由于數(shù)不勝數(shù)的商業(yè)活動，銀行金融機構通常擁有龐大的數(shù)據(jù)。面對這些海量數(shù)據(jù)，如何充分有效地利用大數(shù)據(jù)分析技術，獲取其中蘊藏的巨大實際價值，已經(jīng)成為銀行金融業(yè)所面臨的主要任務。因此，銀行金融業(yè)在招聘時對應聘者提出的要求是：具備大數(shù)據(jù)挖掘技術能力、具備對多源數(shù)據(jù)實現(xiàn)快速高效分析和處理的能力、具備數(shù)據(jù)轉換為經(jīng)濟效益的能力和具備依托數(shù)據(jù)分析，提升決策者的判斷方向，為企業(yè)降低投資風險的能力等。事實上，上述提到的數(shù)據(jù)分析和挖掘技術離不開數(shù)學建模，而在建模過程中，專業(yè)人才必須具備良好的線性代數(shù)、泛函分析和統(tǒng)計學基礎。

綜上所述，在基于數(shù)學與信息交叉學科的人才培養(yǎng)中，我們應該引入數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、統(tǒng)計分析、聚類分類、識別追蹤、順序排列、回歸計算、模式識別、神經(jīng)元網(wǎng)絡等應用型前沿理論與算法，學以致用，讓學生在學習數(shù)學基礎知識的過程中，明白相應的應用背景。另外，針對具體的實際問題，引導學生主動思考，積極尋找數(shù)學課程與信息交叉學科課程的共同切入點，給出實際問題基于數(shù)學理論建模的精辟闡述，從而使學生具備從錯綜復雜的表象中形成簡明數(shù)學邏輯的能力。具體的實施環(huán)節(jié)主要包括以下幾個方面。

一、傳統(tǒng)數(shù)學學科建設的改變

科學技術是第一生產(chǎn)力，是先進生產(chǎn)力的集中體現(xiàn)和主要標志。21世紀，新技術革命異軍突起，促使諸多交叉領域突破接踵而至。其中，數(shù)據(jù)科學和技術發(fā)展方興未艾，并迅速成為社會經(jīng)濟持續(xù)增長的主要因素。國務院頒布的《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要

（2006—2020）》明確指出：信息產(chǎn)業(yè)、信息技術、交叉學科、新興學科和科學前沿問題等重點領域都涉及核心數(shù)學及其在信息交叉領域的應用。這也就為數(shù)學與信息交叉學科的建設提出新的發(fā)展需求，即傳統(tǒng)的數(shù)學理論和應用研究都應向著多元交叉的方向發(fā)展。

近年來，教育部明確提出了在高校開展自主設置二級學科博士、碩士學位點的實施意見，特別強調交叉學科的自主設置與調整，要求“擬設交叉學科應是跨學科門類或多個一級學科的交叉學科，其基礎理論、研究方法已經(jīng)超出一級學科的范圍，并且由于研究對象的不同，將促進新的理論形成和發(fā)展或產(chǎn)生新的研究方法”。于是，這就進一步為數(shù)學與信息交叉學科的發(fā)展指明了方向，為人才培養(yǎng)給出了制度保障。

總之，數(shù)學必須遵循科學發(fā)展趨勢和科技創(chuàng)新規(guī)律，丟掉學科割據(jù)，樹立跨學科多元合作的新理念。而數(shù)學與信息學科間的交叉融合有利于打破思維定式，實現(xiàn)對未知領域的啟迪和探索。

二、傳統(tǒng)數(shù)學教學模式的改革

傳統(tǒng)的教學模式主要是教師講授，學生接受。在新的教學模式中，提倡以數(shù)學與信息交叉類項目任務為驅動，逐漸凸顯學生自主學習和動手的教學模式。主要思路是：在低年級學懂弄通數(shù)學分析、高等代數(shù)、泛函分析、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、常微分方程和線性代數(shù)等課程基本理論，在高年級通過“選講課”“創(chuàng)新性短課”和“品牌通識課”強化這些基礎理論知識在數(shù)學建模方面的應用。另外，將數(shù)理統(tǒng)計、幾何多尺度分析、概率模型、數(shù)值分析、凸優(yōu)化、矩陣論、機器學習、數(shù)據(jù)挖掘、信息抽取與集成及海量數(shù)據(jù)分析與挖掘等課程作為重要的專業(yè)必修課或選修課進行講授。最后，聘請移動通訊行業(yè)或銀行金融界相關領域的工程師和專家學者就大數(shù)據(jù)研究領域的實時動態(tài)為數(shù)學專業(yè)的學生開展一系列的專題講座和“創(chuàng)新性短課”，從而提高學生的專業(yè)素養(yǎng)。此外，也可以結合雙學位和輔修等策略，拓寬學生跨學科的思維和學術視野。

三、基于雙導師或多導師的復合型人才培養(yǎng)模式

高校必須基于現(xiàn)實，著眼未來，制定符合自身特色的交叉學科人才培養(yǎng)方案。

一方面，打破和克服傳統(tǒng)單一學科人才培養(yǎng)模式，同時還要防止和避免在交叉發(fā)展過程中丟掉本專業(yè)知識的科學化和系統(tǒng)性。另一方面，要建立良好的導師梯隊，鼓勵導師多元化，跨學科去培養(yǎng)人才。對數(shù)學與信息交叉學科的人才培養(yǎng)，應鼓勵和提倡雙導師或多導師體系。比如，以數(shù)學領域的老師為主，外配一名或多名信息領域的老師，實現(xiàn)多元交叉，跨越單一的數(shù)學與信息學科界限，對學生因材施教。此外，鼓勵和提倡數(shù)學與信息學科的老師開展跨學科項目合作和資源共享。積極引導學生主持和參與導師負責下的交叉研究領域的相關課題，有目的地培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，從而切實提高學生的創(chuàng)新能力。

另外，“復合型人才”指的是具有多學科思維的高層次人才，不是所有的學生都具備相應的條件。因此，這就需要課題組精挑細選，發(fā)掘優(yōu)秀學生，將通識教育與寬口徑專業(yè)教育有機融合，打破單科專業(yè)界限，精心培養(yǎng)，從而保證學生交叉學習能力和創(chuàng)新能力的切實提升。

四、依托產(chǎn)學研基地，實現(xiàn)企業(yè)委托人才培養(yǎng)

大數(shù)據(jù)時代，普通高等學校單槍匹馬地培養(yǎng)交叉學科的人才往往事倍功半。因為所有大數(shù)據(jù)全部來源于特定行業(yè)，例如移動通信用戶的姓名、年齡、號碼及狀態(tài)碼等數(shù)據(jù)、金融企業(yè)中用戶的交易數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)以及每日以超百萬速度增長的網(wǎng)頁內容。因此，依托企業(yè)在高校設立產(chǎn)學研基地是必要的。根據(jù)行業(yè)需求設置一些特殊課程，并要求該課程由產(chǎn)學研基地的合作單位提供。比如，開設實現(xiàn)抽象應用場景、搭建問題模型、分析案例、構建原型系統(tǒng)、評測結果等教學內容，讓學生理論聯(lián)系實踐，從而更好地培養(yǎng)學生針對實際應用發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。此外，針對不同的研究方向，設立可實習的崗位，讓學生擁有實戰(zhàn)的機會。

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◎編輯 馬燕萍