數(shù)據(jù)科學(xué)與管理本科通識(shí)課程建設(shè)

戴永輝，徐 波，馮彥杰，朱韻桐

（上海對(duì)外經(jīng)貿(mào)大學(xué) 工商管理學(xué)院，上海 201620）

0 引言

2015 年9 月，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》中明確提出，“數(shù)據(jù)已成為國(guó)家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源，大數(shù)據(jù)正日益對(duì)全球生產(chǎn)、流通、分配、消費(fèi)活動(dòng)以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行機(jī)制、社會(huì)生活方式和國(guó)家治理能力產(chǎn)生重要影響”[1]。大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略作為國(guó)家戰(zhàn)略的一個(gè)重要組成部分，對(duì)我國(guó)的科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等各領(lǐng)域的發(fā)展起著重要推動(dòng)作用[2]。高等院校作為我國(guó)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的重要參與者，緊跟國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的步伐，相繼推出了一系列舉措，不少高校成立了大數(shù)據(jù)研究院、新增大數(shù)據(jù)類專業(yè)、開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)類課程等。2014 年，數(shù)據(jù)科學(xué)研究院在清華大學(xué)成立，開(kāi)始跨學(xué)科培養(yǎng)碩士。2015 年，大數(shù)據(jù)學(xué)院在復(fù)旦成立，從事大數(shù)據(jù)相關(guān)的產(chǎn)學(xué)研究與人才培養(yǎng)。2016 年，數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué)院在華東師范大學(xué)成立，以綜合型數(shù)據(jù)人才作為培養(yǎng)目標(biāo)，同年，北京大學(xué)、中南大學(xué)、對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)等3 所國(guó)內(nèi)著名高校申請(qǐng)開(kāi)設(shè)“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”本科專業(yè)成功。此后的2017 年和2018 年，分別又有32 所和248 所高校申請(qǐng)?jiān)搶I(yè)成功[3]。

在我國(guó)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略逐步推進(jìn)下，大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，與此同時(shí)，大數(shù)據(jù)復(fù)合型人才在就業(yè)市場(chǎng)所形成的巨大需求缺口同樣引人注目。據(jù)麥肯錫公司出具的報(bào)告和清華經(jīng)管互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與治理研究中心聯(lián)合LinkedIn 發(fā)布的《中國(guó)經(jīng)濟(jì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型：人才與就業(yè)》報(bào)告表明，全球商業(yè)界將會(huì)感覺(jué)到下一個(gè)10 年數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)人士的緊缺，尤其是善于從大量靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的情報(bào)的數(shù)據(jù)分析師，缺口達(dá)150 萬(wàn)[4]。在上述背景下，高等學(xué)校開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)相關(guān)的通識(shí)課程，進(jìn)行大數(shù)據(jù)復(fù)合型人才的培養(yǎng)意義重大。

1 國(guó)內(nèi)外課程開(kāi)設(shè)分析

數(shù)據(jù)科學(xué)與管理通識(shí)課程涉及數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)科與管理學(xué)學(xué)科，是典型的學(xué)科交叉類課程，其中，數(shù)據(jù)科學(xué)教導(dǎo)人們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)數(shù)據(jù)去發(fā)現(xiàn)知識(shí)、挖掘信息和獲取有用信息[5]，它是以數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，通過(guò)綜合運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)挖掘、信息可視化等手段，對(duì)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)管理進(jìn)行研究的一門(mén)學(xué)科[6]；管理學(xué)是一門(mén)研究人類社會(huì)管理活動(dòng)中各種現(xiàn)象及規(guī)律的學(xué)科[7]，它研究企業(yè)或單位如何在現(xiàn)有條件下對(duì)人、財(cái)、物等因素進(jìn)行配置以及構(gòu)建合理的組織，以提高組織效益和效率。

從國(guó)內(nèi)外的課程開(kāi)設(shè)情況來(lái)看，管理學(xué)是基礎(chǔ)課程，在高等院?；径加虚_(kāi)設(shè)。數(shù)據(jù)科學(xué)課程的開(kāi)設(shè)則尚在起步階段，2011 年，美國(guó)的佛羅里達(dá)大學(xué)最早開(kāi)設(shè)了名為“Data Science:Largescale Advanced Data Analysis”的課程，此后哥倫比亞大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校等高校相繼開(kāi)設(shè)了類似的課程[8]。在我國(guó)，中國(guó)人民大學(xué)的朝樂(lè)門(mén)老師較早開(kāi)設(shè)了數(shù)據(jù)科學(xué)課程，并于2016 年出版了《數(shù)據(jù)科學(xué)》一書(shū)[9]。從所開(kāi)設(shè)課程的內(nèi)容來(lái)看，主要分為兩類，一類是以基礎(chǔ)理論為主，如華東師范大學(xué)開(kāi)設(shè)的數(shù)據(jù)科學(xué)通識(shí)導(dǎo)論課程；另一類是以應(yīng)用為主，如浙江大學(xué)開(kāi)設(shè)的大數(shù)據(jù)解析與應(yīng)用導(dǎo)論課程。前者主要講述數(shù)據(jù)科學(xué)的理念、理論、方法、技術(shù)和工具的使用，后者則主要講解數(shù)據(jù)科學(xué)在某一學(xué)科或某些學(xué)科的應(yīng)用與影響。

2 通識(shí)課程建設(shè)

2.1 課程教學(xué)理念

現(xiàn)代社會(huì)科技的發(fā)展和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，使得企業(yè)對(duì)管理人才的需求發(fā)生了改變，掌握數(shù)據(jù)科學(xué)與管理學(xué)知識(shí)的復(fù)合型人才成為就業(yè)市場(chǎng)的剛需。為更好地應(yīng)對(duì)社會(huì)和市場(chǎng)對(duì)管理人才需求的變化，數(shù)據(jù)科學(xué)與管理通識(shí)課程將系統(tǒng)講述數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)的數(shù)據(jù)預(yù)處理[10]、數(shù)據(jù)特征分析[11]、數(shù)據(jù)挖掘等方面的專業(yè)知識(shí)及其在管理上的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)思維能力和管理應(yīng)用技能[12]，在提升學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，凸顯上海對(duì)外經(jīng)貿(mào)大學(xué)創(chuàng)新知識(shí)、能力、素質(zhì)“三位一體”的人才培養(yǎng)模式特色。

數(shù)據(jù)科學(xué)與管理課程開(kāi)設(shè)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析與管理能力，以應(yīng)對(duì)信息量巨大而復(fù)雜多變的環(huán)境，運(yùn)用數(shù)據(jù)分析工具為企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)分析、市場(chǎng)預(yù)測(cè)和科學(xué)管理決策服務(wù)。課程以講授法與研討法相結(jié)合的方式教學(xué)，學(xué)生在教師主持下進(jìn)行數(shù)據(jù)科學(xué)與管理的專業(yè)知識(shí)探究。

2.2 課程定位和教學(xué)目標(biāo)

課程立足于數(shù)據(jù)為管理決策服務(wù)視角，讓學(xué)生了解哪些業(yè)務(wù)問(wèn)題可以轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)問(wèn)題，怎樣使用數(shù)據(jù)處理工具和方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，怎樣才能將枯燥的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為美觀的可視化圖像來(lái)呈現(xiàn)，幫助決策者更清晰地閱讀數(shù)據(jù)。

通過(guò)數(shù)據(jù)科學(xué)與管理課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)科學(xué)與管理的重要性，對(duì)數(shù)據(jù)挖掘、信息檢索、自然語(yǔ)言處理等技術(shù)有基本的了解和認(rèn)識(shí)；能掌握分析思維方式，并應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)的管理中；能運(yùn)用數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行分類、預(yù)測(cè)和聚類分析，為成為數(shù)據(jù)科學(xué)與管理知識(shí)的復(fù)合型人才打下基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)科學(xué)與管理課程，對(duì)于學(xué)生今后無(wú)論是從事學(xué)術(shù)研究，還是就業(yè)工作均有幫助。

2.3 課程內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)

1）教學(xué)內(nèi)容與知識(shí)點(diǎn)。

課程立足于數(shù)據(jù)為管理決策服務(wù)視角，對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與管理中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行介紹，課程教學(xué)內(nèi)容涵蓋數(shù)據(jù)科學(xué)簡(jiǎn)介、數(shù)據(jù)科學(xué)與管理基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)分析方法、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、數(shù)據(jù)挖掘簡(jiǎn)介、機(jī)器學(xué)習(xí)、基于數(shù)據(jù)分析的管理決策，主要知識(shí)點(diǎn)如圖1 所示。

圖1 課程主要知識(shí)點(diǎn)

2）教學(xué)方案。

（1）課程項(xiàng)目共分8 講，要求學(xué)生做到課前預(yù)習(xí)指定的課程閱讀材料和講義。

（2）教師在課堂上對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與管理的相關(guān)概念、算法、實(shí)踐進(jìn)行闡述和解釋。

（3）將學(xué)生分成小組（3～5 人/組），選取其中1 人做組長(zhǎng)。組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織小組成員進(jìn)行課堂討論，總結(jié)小組成員對(duì)老師所提出的啟發(fā)性問(wèn)題的思考結(jié)果，對(duì)布置的課堂練習(xí)進(jìn)行收集，并按照老師安排的小組進(jìn)行互評(píng)，互評(píng)負(fù)責(zé)人為該小組組長(zhǎng)，由其負(fù)責(zé)對(duì)其他組的作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)分析。

（4）布置課后作業(yè)，以小組形式完成并在老師規(guī)定的截止日前提交，老師對(duì)作業(yè)進(jìn)行批改，并在課上對(duì)小組作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

以上這些都將有助于理解數(shù)據(jù)科學(xué)與管理課程內(nèi)容，從而能更好地達(dá)到課程教學(xué)目的。

3）教學(xué)設(shè)計(jì)。

課程的教學(xué)周次共8 周，第9 周提交課程論文，具體的周次、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)安排見(jiàn)表1。

表1 數(shù)據(jù)科學(xué)與管理通識(shí)課教學(xué)設(shè)計(jì)

2.4 課程考核方式

課程的考核成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)構(gòu)成，其所占比例分別為50%，其中平時(shí)成績(jī)中包括考勤20%、課堂討論10%、課后作業(yè)20%，期末成績(jī)中包括課程論文。

除了課程考核比重外，課程考核的其他要求如下：①課程缺勤率高于1/3 的學(xué)生，其課程期末成績(jī)?yōu)?，課程成績(jī)也為0；②在布置的課程內(nèi)容討論課上，參與討論發(fā)言的學(xué)生將給予課堂討論加分，每回答1 次加5 分，最多加10 分；③完成期末所要求的課程論文，并在指定日期之前提交。

3 教學(xué)實(shí)踐效果

3.1 選課學(xué)生的描述性統(tǒng)計(jì)分析

選擇數(shù)據(jù)科學(xué)與管理通識(shí)課程的學(xué)生共162人，分為4 個(gè)班，兩個(gè)班學(xué)員為40 人，另兩個(gè)班為41 人，按性別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的選課人數(shù)中，女生為92 人，男生為70 人，女生略多于男生，這與上海對(duì)外經(jīng)貿(mào)大學(xué)的總體生源特征基本吻合。作為以培養(yǎng)高層次、應(yīng)用型、國(guó)際化經(jīng)貿(mào)人才為使命的一所高校，學(xué)校生源里女生數(shù)量略多于男生。

按專業(yè)統(tǒng)計(jì)的選課人數(shù)如圖2 所示，選擇數(shù)據(jù)科學(xué)與管理通識(shí)課程的學(xué)生來(lái)自于全校的國(guó)際貿(mào)易、工商管理等29 個(gè)專業(yè)，充分體現(xiàn)了數(shù)據(jù)科學(xué)與管理通識(shí)課程面向全校培養(yǎng)交叉型復(fù)合型知識(shí)人才的特性，其中，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)專業(yè)人數(shù)最多，有16 人，這可能是因?yàn)榇碎T(mén)課程的內(nèi)容涉及數(shù)理統(tǒng)計(jì)專業(yè)知識(shí)，對(duì)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)具有吸引力。

此外，在整個(gè)9 周的課程段里，學(xué)生的整體出勤率為91.7%，缺勤率為5.8%，請(qǐng)假率為2.5%，總體上學(xué)生的出勤率尚可。

3.2 學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的反饋

從課后對(duì)學(xué)生進(jìn)行的調(diào)研和他們的作業(yè)完成情況來(lái)看，課程知識(shí)模塊的難易程度反饋如圖3 所示。

從圖3 可知，學(xué)生大多認(rèn)為基礎(chǔ)理論和管理職能知識(shí)模塊比較容易，75%以上的學(xué)生選擇該選項(xiàng)；而機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)預(yù)處理知識(shí)模塊則有些難，45%以上的學(xué)生選擇該項(xiàng)；數(shù)據(jù)可視化模塊和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)知識(shí)模塊難易程度適中，選擇一般和容易的學(xué)生累計(jì)約70%。

3.3 學(xué)生完成作業(yè)的質(zhì)量

授課過(guò)程中所布置的個(gè)人作業(yè)、團(tuán)隊(duì)作業(yè)和期末課程論文，81 位學(xué)生均按時(shí)提交，一些學(xué)生的團(tuán)隊(duì)作業(yè)名稱見(jiàn)表2。

從學(xué)生所提交的作業(yè)來(lái)看，完成質(zhì)量尚可，他們基本掌握了數(shù)據(jù)科學(xué)與管理的思維和Excel、Matlab、R 語(yǔ)言等部分?jǐn)?shù)據(jù)分析工具。

圖2 按專業(yè)統(tǒng)計(jì)的選課人數(shù)

圖3 知識(shí)模塊難易程度反饋

表2 學(xué)生期末課程論文名稱示例

4 教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

4.1 圍繞教學(xué)目的講解

數(shù)據(jù)科學(xué)與管理通識(shí)課程的教學(xué)目的需要體現(xiàn)通曉“基本知識(shí)”的特征，因此其與統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘、管理學(xué)課程不同，并不是講授統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等課程的全部知識(shí)，而是為學(xué)生今后進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，重點(diǎn)在培養(yǎng)他們對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與管理知識(shí)的興趣、自學(xué)和動(dòng)手能力，因此，在課程的知識(shí)點(diǎn)和授課時(shí)間上需要根據(jù)內(nèi)容有的放矢，例如，本課程在機(jī)器學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)上增加了一些時(shí)間。除了上述知識(shí)的概念和工具介紹外，重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)他們的興趣。

4.2 理論聯(lián)系實(shí)踐

考慮到選修學(xué)生來(lái)自不同專業(yè)，因此在授課過(guò)程中除了進(jìn)行理論介紹外，還可以加入一些實(shí)際應(yīng)用案例，更能激發(fā)學(xué)生對(duì)于數(shù)據(jù)科學(xué)與管理進(jìn)行探索的好奇心，提升課程教學(xué)效果。以指導(dǎo)大二學(xué)生參與的上海市計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力大賽參賽作品“愛(ài)心助學(xué)小幫手——基于深度學(xué)習(xí)”為例，在授課中，與學(xué)生探討機(jī)器學(xué)習(xí)算法，這讓學(xué)生親眼看到和感受到以往認(rèn)為的知識(shí)難點(diǎn)其實(shí)并不如想象中那樣難，從而加深他們對(duì)于理論和工具的理解。理論與實(shí)踐相結(jié)合對(duì)于數(shù)據(jù)科學(xué)與管理通識(shí)課程教學(xué)非常重要。

4.3 布置團(tuán)隊(duì)作業(yè)

在參考其他高校在數(shù)據(jù)科學(xué)類課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)后[11]，數(shù)據(jù)科學(xué)與管理通識(shí)課程特意設(shè)置了學(xué)生完成團(tuán)隊(duì)作業(yè)這一環(huán)節(jié)。學(xué)生自由組成3～5 人的團(tuán)隊(duì)，對(duì)自行收集的數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)處理、圖表展現(xiàn)與數(shù)據(jù)分析報(bào)告，并且要求他們?cè)谧鳂I(yè)中寫(xiě)明組員分工和對(duì)作業(yè)的貢獻(xiàn)。學(xué)生普遍反映團(tuán)隊(duì)作業(yè)讓他們對(duì)團(tuán)隊(duì)成員有了更深的認(rèn)識(shí)，合作意識(shí)得到加強(qiáng)，在感受到合作樂(lè)趣的同時(shí)，鍛煉了團(tuán)隊(duì)管理和溝通協(xié)調(diào)能力，這對(duì)于學(xué)生今后無(wú)論是學(xué)習(xí)、就業(yè)，還是學(xué)術(shù)深造均有幫助。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，數(shù)據(jù)科學(xué)與管理人才的培養(yǎng)刻不容緩，高等院校在開(kāi)設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)類課程時(shí)，不僅要遵循數(shù)據(jù)科學(xué)類課程建設(shè)的一般規(guī)律，還需要考慮所在高校自身學(xué)生的特征，因地制宜、有針對(duì)性地進(jìn)行課程建設(shè)，這樣才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的管理思維能力與數(shù)據(jù)分析能力，為其成為具有數(shù)據(jù)科學(xué)與管理知識(shí)的復(fù)合型交叉人才打下基礎(chǔ)。

在今后的教學(xué)中，將通過(guò)更多輪次的授課，收集更多樣本數(shù)量的學(xué)生反饋，對(duì)數(shù)據(jù)分析實(shí)例進(jìn)行完善，由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生更高效地學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)科學(xué)與管理課程。