公安院校“數(shù)據(jù)分析方法”課程體系建設(shè)研究

摘 要 隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及、大數(shù)據(jù)科學(xué)的興起，人工智能技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在此背景下，結(jié)合公安院校人才培養(yǎng)特色和實(shí)際公安工作需求，公安院校開(kāi)設(shè)數(shù)據(jù)分析方法課程勢(shì)在必行。文章圍繞公安院?！皵?shù)據(jù)分析方法”課程體系的建設(shè)方向、建設(shè)內(nèi)容及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，為培育新時(shí)代公安信息化人才及公安信息化建設(shè)提供一定參考。

關(guān)鍵詞 公安院校；數(shù)據(jù)分析方法；課程體系建設(shè)

中圖分類號(hào)：G424"""""""""""""""""""""""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""" DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.32.033

Research on the Construction of \"Data Analysis Method\" Curriculum System

in Public Security Colleges

DONG Xu

（Basic Teaching and Research Department， Criminal Investigation Police University of China， Shenyang， Liaoning 110854）

Abstracts With the popularization of the Internet and the rise of big data science， artificial intelligence technology has developed by leaps and bounds. In this context， combined with the characteristics of talent training in public security colleges and the actual needs of public security work， it is imperative for public security colleges to set up data analysis method courses. This paper focuses on the construction direction， construction content and evaluation criteria of the \"data analysis method\" curriculum system in public security colleges， so as to provide a certain reference for cultivating public security informatization talents and public security informatization construction in the new era.

Keywords public security colleges; data analysis method; curriculum system construction

數(shù)據(jù)分析作為一種從海量的數(shù)據(jù)中提取有意義的信息并作出科學(xué)、合理決策有效工具[1]，在加強(qiáng)公安大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究，推進(jìn)新型智慧警務(wù)模式建設(shè)，幫助警務(wù)工作者挖掘數(shù)據(jù)中的潛在規(guī)律、更好地理解現(xiàn)象、作出決策等方面，扮演著不可替代的重要角色[2]。但目前大部分公安院校對(duì)數(shù)據(jù)分析方法課程的重視程度不足，存在課程體系建設(shè)方向不準(zhǔn)確、課程內(nèi)容不完善以及課程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)模糊等問(wèn)題。因此需要加強(qiáng)課程體系創(chuàng)新，突出課程內(nèi)容的實(shí)用性，堅(jiān)持與公安實(shí)戰(zhàn)相結(jié)合，重視學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)[3]。

1" 公安院?！皵?shù)據(jù)分析方法”課程體系的建設(shè)方向

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，新型電信技術(shù)犯罪處于高發(fā)、頻發(fā)態(tài)勢(shì)，對(duì)社會(huì)治安和人民群眾生命、財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成重大威脅，也給公安機(jī)關(guān)在犯罪偵查手段和案件辦理技術(shù)上提出了巨大的挑戰(zhàn)。目前，各級(jí)公安機(jī)關(guān)對(duì)于具有數(shù)據(jù)分析技術(shù)和素養(yǎng)的警務(wù)人才的需求十分緊迫，因此公安院校應(yīng)著眼于已有的課程計(jì)劃，以公安實(shí)際業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向，適當(dāng)增加數(shù)據(jù)分析方法課程的理論教學(xué)課時(shí)和實(shí)踐課時(shí)，調(diào)整數(shù)據(jù)分析方法課程的屬性，比如從選修課調(diào)整為專業(yè)必選課或公共必修課，并寫進(jìn)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃。教師在給學(xué)生講授數(shù)據(jù)科學(xué)和數(shù)據(jù)技術(shù)理論知識(shí)的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合數(shù)據(jù)分析方法對(duì)自身掌握的公安專業(yè)知識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)、融合，提高學(xué)生的應(yīng)用和實(shí)踐能力。教師既要隨時(shí)關(guān)注解決數(shù)據(jù)類型問(wèn)題的新方法和技術(shù)，將其更新到個(gè)人的知識(shí)儲(chǔ)備中，又要把握好課程體系的大方向，構(gòu)建起以實(shí)踐和創(chuàng)新為主體，以公安實(shí)戰(zhàn)為教學(xué)目標(biāo)的高素質(zhì)復(fù)合型人才培養(yǎng)思路，將其逐步滲透到課程體系的每一個(gè)環(huán)節(jié)，作為一個(gè)重要橋梁連接起最新的技術(shù)與公安實(shí)際業(yè)務(wù)需求。

目前，在開(kāi)設(shè)有數(shù)據(jù)科學(xué)與數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的國(guó)內(nèi)外高校中，其人才培養(yǎng)的目標(biāo)和方向大致可分為三個(gè)類型，包括數(shù)據(jù)工程師、數(shù)據(jù)分析師、數(shù)據(jù)科學(xué)家[4]，這三類人才對(duì)數(shù)據(jù)類問(wèn)題的理解深度和數(shù)據(jù)分析方法的掌握程度都有所不同。其中，數(shù)據(jù)工程師要能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行管理、處理、基礎(chǔ)的計(jì)算，為數(shù)據(jù)分析師或數(shù)據(jù)科學(xué)家的工作提供所要分析的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析師要能夠利用已有的方法、模型、工具等圍繞著特定的任務(wù)目標(biāo)開(kāi)展數(shù)據(jù)分析，但不要求改進(jìn)方法或模型；數(shù)據(jù)科學(xué)家要既能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，又能在已有方法和模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，產(chǎn)生新的方法和模型來(lái)解決新的問(wèn)題。于是，結(jié)合實(shí)際情況，公安院校數(shù)據(jù)分析方法課程體系在建設(shè)方向上很難向具有很強(qiáng)工程實(shí)踐能力的數(shù)據(jù)工程師類型的人才培養(yǎng)方向上靠攏。因此，課程體系在建設(shè)方向上要立足于具有行業(yè)應(yīng)用能力，尤其是利用數(shù)據(jù)分析方法和模型解決具體公安業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的應(yīng)用問(wèn)題，為實(shí)際公安工作中的決策提供數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)支撐，向具有較高的創(chuàng)新能力，致力于解決數(shù)據(jù)分析中未知問(wèn)題的數(shù)據(jù)科學(xué)家人才培養(yǎng)方向上靠攏。

2" 公安院?！皵?shù)據(jù)分析方法”課程體系的建設(shè)內(nèi)容

數(shù)據(jù)分析方法是指從數(shù)據(jù)中提取信息、識(shí)別模式、進(jìn)行推斷和作出預(yù)測(cè)的技術(shù)和工具。結(jié)合公安院校人才培養(yǎng)特色和實(shí)際公安工作需求，公安院校數(shù)據(jù)分析方法課程在內(nèi)容上不能以傳統(tǒng)理論灌輸?shù)男问絹?lái)呈現(xiàn)，應(yīng)充分體現(xiàn)課程內(nèi)容的時(shí)效性和應(yīng)用性，引入科技前沿的方法和技術(shù)，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行及時(shí)更新[5]。同時(shí)，針對(duì)具體公安業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的應(yīng)用問(wèn)題，可以構(gòu)建起多角度、多層次的課程內(nèi)容體系。

首先，在課程內(nèi)容建設(shè)上要引導(dǎo)學(xué)生深入理解課程的主要研究對(duì)象。數(shù)據(jù)分析方法課程的主要研究對(duì)象是數(shù)據(jù)，不同公安業(yè)務(wù)場(chǎng)景下產(chǎn)生的數(shù)據(jù)類型也有所不同。對(duì)這些數(shù)據(jù)類型進(jìn)行區(qū)分可以更好地了解數(shù)據(jù)和選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ê湍Ｐ?，從而使分析和研究過(guò)程變得更有效和高效。從數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)上可以將數(shù)據(jù)大致分為五種類型，包括表格數(shù)據(jù)、序列數(shù)據(jù)、多維數(shù)據(jù)、圖數(shù)據(jù)和多模態(tài)數(shù)據(jù)。其中，表格數(shù)據(jù)是一類應(yīng)用較為成熟的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；序列數(shù)據(jù)是一種具有時(shí)間或順序的數(shù)據(jù)，如時(shí)間序列數(shù)據(jù)或自然語(yǔ)言文本；多維數(shù)據(jù)是一種在空間上組織成規(guī)則網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的標(biāo)量值數(shù)組類型數(shù)據(jù)，如圖像或視頻類型數(shù)據(jù)就可以被視為多維數(shù)據(jù)；圖數(shù)據(jù)是一種由一組節(jié)點(diǎn)和一組邊表示具有圖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，該類型數(shù)據(jù)常出現(xiàn)于社交網(wǎng)絡(luò)分析和推薦任務(wù)中；多模態(tài)數(shù)據(jù)是一種包含多種類型的半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如圖像和文本、網(wǎng)頁(yè)、報(bào)表等。這五類數(shù)據(jù)在各類實(shí)際公安業(yè)務(wù)場(chǎng)景中都十分常見(jiàn)，對(duì)其進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)的方法和技術(shù)也十分豐富，比如公安情報(bào)學(xué)專業(yè)的學(xué)生多數(shù)情況下接觸的是表格數(shù)據(jù)、序列數(shù)據(jù)；公安視聽(tīng)技術(shù)專業(yè)的學(xué)生多數(shù)情況下接觸的是圖像或視頻類型的多維數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法專業(yè)的學(xué)生多數(shù)情況下接觸的是半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化的多模態(tài)數(shù)據(jù)。

其次，在明確了主要研究對(duì)象后，要對(duì)各類數(shù)據(jù)的分析方法和技術(shù)進(jìn)行介紹，在其課程內(nèi)容上也要體現(xiàn)多角度、多層次的特點(diǎn)。比如可大致分為幾個(gè)模塊，包括統(tǒng)計(jì)方法、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等。

2.1" 統(tǒng)計(jì)方法

統(tǒng)計(jì)方法是用來(lái)對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行推斷，從中挖掘其總體信息和規(guī)律的一類方法，進(jìn)一步也可將其方法分為兩大類，包括描述性統(tǒng)計(jì)和推斷性統(tǒng)計(jì)。其中，描述性統(tǒng)計(jì)主要利用期望、方差、協(xié)方差、相關(guān)系數(shù)等數(shù)字特征，以及直方圖、箱線圖等可視化工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述；推斷性統(tǒng)計(jì)主要利用已有樣本數(shù)據(jù)的特征對(duì)數(shù)據(jù)總體參數(shù)進(jìn)行估計(jì)的過(guò)程，主要方法包括點(diǎn)估計(jì)、區(qū)間估計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)、回歸分析等。由此可見(jiàn)，想要掌握數(shù)據(jù)分析中的統(tǒng)計(jì)方法，就要有概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程知識(shí)作為基礎(chǔ)，因此，數(shù)據(jù)分析方法課程開(kāi)設(shè)的時(shí)間要放在概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程之后才能有比較好的效果。

2.2" 機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器學(xué)習(xí)是一種讓計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)不斷提升自身性能，并能夠?qū)π聰?shù)據(jù)作出準(zhǔn)確分析和預(yù)測(cè)的一類方法，也可將其進(jìn)一步分為監(jiān)督學(xué)習(xí)和無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)兩種主要的類型。其中，監(jiān)督學(xué)習(xí)主要包含分類與回歸兩類任務(wù)，并且在已知輸出的前提下，前者用于對(duì)數(shù)據(jù)所屬的類別進(jìn)行預(yù)測(cè)，后者用于預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)數(shù)值；無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)主要針對(duì)無(wú)標(biāo)記的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行聚類和數(shù)據(jù)挖掘。由于在實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景中多數(shù)常見(jiàn)的大都是無(wú)標(biāo)記的數(shù)據(jù)，于是產(chǎn)生了針對(duì)無(wú)標(biāo)記數(shù)據(jù)的一種相比于機(jī)器學(xué)習(xí)更靈活、更智能的學(xué)習(xí)方式——強(qiáng)化學(xué)習(xí)。在強(qiáng)化學(xué)習(xí)中，智能體通過(guò)與環(huán)境交互，從自身的嘗試和錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)，以實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)，其具有適用復(fù)雜環(huán)境、決策能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。機(jī)器學(xué)習(xí)作為人工智能技術(shù)領(lǐng)域中的重要分支，在解決許多公安業(yè)務(wù)場(chǎng)景下應(yīng)用問(wèn)題的過(guò)程中也扮演著重要的角色。因此，在數(shù)據(jù)分析方法課程中對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)和方法的講解，對(duì)提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)起到了至關(guān)重要的作用。

2.3" 深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)作為機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一個(gè)分支，通過(guò)模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從數(shù)據(jù)中提取和學(xué)習(xí)復(fù)雜的特征表示，處理復(fù)雜的非線性關(guān)系。深度學(xué)習(xí)在各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中均取得了顯著的成績(jī)，成為解決復(fù)雜問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)人工智能目標(biāo)的有效工具。針對(duì)不同類型數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和任務(wù)目標(biāo)，相對(duì)應(yīng)產(chǎn)生了不同結(jié)構(gòu)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，比如針對(duì)圖像或視頻等多維數(shù)據(jù)，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）憑借其特殊的結(jié)構(gòu)對(duì)局部特征具有強(qiáng)大的捕獲能力，在圖像識(shí)別等視覺(jué)任務(wù)中占據(jù)主導(dǎo)地位；針對(duì)時(shí)間序列、語(yǔ)言或文本等序列數(shù)據(jù)，循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）憑借其特殊的結(jié)構(gòu)能保持記憶并處理不定長(zhǎng)的輸入序列，在自然語(yǔ)言處理和時(shí)間序列分析任務(wù)中嶄露頭角。作為人工智能技術(shù)領(lǐng)域最火熱的新星，其解決實(shí)際應(yīng)用中問(wèn)題的能力不斷在進(jìn)化，比如為解決RNN難處理長(zhǎng)序列數(shù)據(jù)的問(wèn)題，通過(guò)引入門控機(jī)制和記憶單元的結(jié)構(gòu)，構(gòu)建出長(zhǎng)短期記憶循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（LSTM）和門控循環(huán)單元神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GRU）；對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)的信息進(jìn)行捕獲和長(zhǎng)距離依賴關(guān)系的建模，通過(guò)引入自注意力機(jī)制和多頭注意力機(jī)制，構(gòu)建出一種新架構(gòu)的深度學(xué)習(xí)模型（Transformer）。同時(shí)針對(duì)實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景中常見(jiàn)的無(wú)標(biāo)記類型數(shù)據(jù)，以生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GANs）、變分自編碼器（VAEs）及擴(kuò)散模型為代表的深度生成模型，成為近年來(lái)復(fù)雜分布上無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)最具前景的方法之一。由此可見(jiàn)，結(jié)合公安院校人才培養(yǎng)特色，以實(shí)際公安工作需求為導(dǎo)向，在數(shù)據(jù)分析方法課程內(nèi)容中對(duì)深度學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)和方法的講解是必不可少的。

3" 公安院校“數(shù)據(jù)分析方法”課程體系的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

公安院校數(shù)據(jù)分析方法課程體系中的考核評(píng)價(jià)方式不能采用同其他基礎(chǔ)課程相同的常規(guī)模式，由最終成績(jī)的好壞作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在常規(guī)模式的考核評(píng)價(jià)中，占據(jù)主導(dǎo)地位的是期末理論成績(jī)。因此，會(huì)出現(xiàn)部分學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的過(guò)程中不重視、不專注，通過(guò)突擊復(fù)習(xí)在期末考試中取得好成績(jī)的現(xiàn)象。這樣久而久之會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣產(chǎn)生不好的影響，偏離課程的教學(xué)目標(biāo)，甚至妨礙學(xué)校的學(xué)風(fēng)建設(shè)。

為此，在公安院校數(shù)據(jù)分析方法課程體系的建設(shè)過(guò)程中，設(shè)定一個(gè)合理、客觀、面向?qū)嶋H需求的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。為了體現(xiàn)對(duì)整個(gè)過(guò)程的評(píng)價(jià)，在保留常規(guī)考核模式中考勤和課堂表現(xiàn)兩項(xiàng)內(nèi)容的同時(shí)，在課程中期布置一次課程實(shí)踐任務(wù)。課程實(shí)踐的內(nèi)容來(lái)自實(shí)際公安業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的問(wèn)題，學(xué)生可以自行組隊(duì)，每2到3人組成一隊(duì)，每個(gè)隊(duì)伍選擇一個(gè)問(wèn)題，利用課程中所講授的方法和技術(shù)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行建模求解。在課程臨近結(jié)束時(shí)每一個(gè)隊(duì)伍要形成一篇對(duì)問(wèn)題建模求解過(guò)程的論文并組織答辯，答辯主要講述問(wèn)題求解思路、方法選擇和求解過(guò)程中所遇到的問(wèn)題。教師對(duì)每個(gè)隊(duì)伍的論文答辯給予量化成績(jī)，并以論文答辯的成績(jī)、考勤、課堂表現(xiàn)及期末考試成績(jī)作為最終的課程成績(jī)。這種評(píng)價(jià)模式的結(jié)果更具說(shuō)服力，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)課程中學(xué)生學(xué)習(xí)的全過(guò)程跟蹤，保證了學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提升了學(xué)生的實(shí)踐能力。

同時(shí)，公安院校講授數(shù)據(jù)分析方法課程的教師在定期實(shí)踐鍛煉的過(guò)程中，要經(jīng)常參與公安一線工作，了解實(shí)際公安業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的技術(shù)應(yīng)用動(dòng)態(tài)，將應(yīng)用場(chǎng)景下的前沿方法和技術(shù)與數(shù)據(jù)分析方法課程內(nèi)容相結(jié)合，在給學(xué)生布置課程實(shí)踐的任務(wù)時(shí)，能夠很好地把握問(wèn)題設(shè)置方向，準(zhǔn)確給出具有說(shuō)服力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為培育具備數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的復(fù)合型警務(wù)人才助力。

4" 結(jié)語(yǔ)

在公安信息化建設(shè)深入推進(jìn)的過(guò)程中，公安院校承擔(dān)著培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型警務(wù)人才的重要任務(wù)。本文從這一背景出發(fā)，對(duì)公安院校數(shù)據(jù)分析方法課程體系建設(shè)展開(kāi)研究，首先在課程體系建設(shè)方向上要對(duì)齊實(shí)際公安業(yè)務(wù)需求，立足于數(shù)據(jù)分析師類型的人才培養(yǎng)方向，努力向數(shù)據(jù)科學(xué)家類型的人才培養(yǎng)方向靠攏；其次在課程體系建設(shè)內(nèi)容上分別從研究對(duì)象和研究方法出發(fā)，結(jié)合具體公安業(yè)務(wù)場(chǎng)景，構(gòu)建了多角度、多層次的課程內(nèi)容體系；最后制定了合理、客觀、面向?qū)嶋H需求的課程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。隨著公安院校數(shù)據(jù)分析方法課程體系的不斷完善，公安院校大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量逐步提升，公安信息化的發(fā)展和建設(shè)得到有力保障。

基金項(xiàng)目：中國(guó)刑事警察學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目（D2022055）。

參考文獻(xiàn)

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