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2019新形勢下本科數(shù)據(jù)挖掘課程教學的反思與改革論文
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的迅速發(fā)展，尤其移動互聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)性發(fā)展，越來越多的公司憑借其備受歡迎的系統(tǒng)和APP如雨后春筍般發(fā)展起來，如滴滴打車、共享單車等。海量數(shù)據(jù)自此不再是Google等大公司的專利，越來越多的中小型企業(yè)也可以擁有海量數(shù)據(jù)。如何從浩如煙海的數(shù)據(jù)中挖掘出令人感興趣和有用的知識，成為越來越多的公司急需解決的問題。因此，他們對數(shù)據(jù)挖掘分析師求賢若渴。在這一社會需求下，培養(yǎng)出優(yōu)秀的數(shù)據(jù)挖掘分析師，是各個高校目前急需完成的一項任務。
一、教學現(xiàn)狀反思
目前，各大高等院校本科階段爭相開設數(shù)據(jù)挖掘課程。然而，該課程是一門相對較新的交叉學科，涵蓋了概率統(tǒng)計、機器學習、數(shù)據(jù)庫等學科的知識內(nèi)容，難度較大。因此，大部分高校一般將此課程開設在研究生階段，在本科生中開設此課程的學校相對較少。另外，不同的學校將其歸入不同的專業(yè)中，如計算機專業(yè)、信息管理專業(yè)、統(tǒng)計學、醫(yī)學等�？梢哉f，這一課程基本上處于探索的過程中。我院災害信息系于2013年在信息管理與信息系統(tǒng)本科學生中首次開設了該課程。通過開設此課程，學生能夠掌握數(shù)據(jù)挖掘的基本原理和各種挖掘算法等，掌握數(shù)據(jù)分析和處理、高級數(shù)據(jù)庫編程等技能，達到數(shù)據(jù)聚類、分類、關聯(lián)分析的目的。然而，通過前期教學過程，我們發(fā)現(xiàn)教學效果不理想，存在很多問題。
1.數(shù)據(jù)內(nèi)驅力差
以往數(shù)據(jù)挖掘課程重點講授數(shù)據(jù)挖掘算法，對數(shù)據(jù)源的獲取和處理極少獲取。目前各大教材都在使用一些公共數(shù)據(jù)資源，這些數(shù)據(jù)資源有些已經(jīng)非常陳舊了，比如20世紀80年代的加州房價數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)脫離現(xiàn)實，分析這些數(shù)據(jù)，學生沒有任何興趣和學習動力，也就無法發(fā)現(xiàn)價值。
2.過于強調(diào)學習數(shù)據(jù)挖掘理論及算法的學習
大量具有難度的數(shù)據(jù)挖掘算法的學習，使學生喪失了學習興趣，學完即忘，不知所用。
3.忽視對數(shù)據(jù)預處理過程的學習
以往所使用的公共數(shù)據(jù)源或軟件自帶數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)量小，需要的預處理工作比較少；這部分內(nèi)容基本只安排一次理論課、一次實驗課。而實際通過爬蟲獲取的數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)量大；這部分工作量比較大，需要占到整個數(shù)據(jù)挖掘工作量的一半以上。因此，一次理論課和一次實驗課是無法讓學生掌握數(shù)據(jù)預處理技能的。
4.算法編程實現(xiàn)難度較大
要求學生學習一門新的編程語言，如R語言、Python語言，對本科非計算機專業(yè)的學生來說難度是非常大的，尤其是課時安排只有48課時。
5.數(shù)據(jù)挖掘分析及應用技能較差
學生能夠理解課堂案例，但在實際應用中，無法完成整個數(shù)據(jù)分析流程。
二、數(shù)據(jù)挖掘課程改革
該課程的教學對象是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)本科大四學生。因此，培養(yǎng)實際應用人才，使其完成整個實際數(shù)據(jù)挖掘分析流程是教師的教學目的。筆者對智聯(lián)招聘、中華英才網(wǎng)、51job等幾個大型招聘網(wǎng)站的幾百個數(shù)據(jù)挖掘分析師相關職位進行分析，主要分析了相關職位的工作內(nèi)容、職位要求以及需求企業(yè)。數(shù)據(jù)分析師主要利用數(shù)據(jù)挖掘工具對運營數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)源進行預處理、建模、挖掘、分析及優(yōu)化。該職位是受業(yè)務驅動的，特點是將現(xiàn)有數(shù)據(jù)與業(yè)務相結合，最大程度地變現(xiàn)數(shù)據(jù)價值。該職位對計算機編程等相關技術不作要求，但是需要有深厚的數(shù)據(jù)挖掘理論基礎，熟練使用主流的數(shù)據(jù)挖掘（或統(tǒng)計分析）工具�；诖�，教師可以采取以下策略進行教學改革。
1.加強對業(yè)務數(shù)據(jù)的理解
數(shù)據(jù)挖掘分析師是受業(yè)務驅動的，所以要理解實際業(yè)務，明確本次數(shù)據(jù)挖掘要解決什么問題。教師可以構建案例庫，包括教師案例庫、學生討論案例庫。教師案例庫由教師構建，可用于課堂講授。學生案例庫由學生分組構建，并安排討論課，由學生講述、討論并提交報告。
2.加強對數(shù)據(jù)的獲取
對學生感興趣的數(shù)據(jù)源進行挖掘，這樣才能更好地幫助學生理解吸收知識。因此，可以教授學生爬蟲技術，編寫爬蟲程序，使其自主獲取感興趣的數(shù)據(jù)。
3.加強對數(shù)據(jù)的預處理工作
在數(shù)據(jù)挖掘之前使用數(shù)據(jù)預處理技術，能夠顯著提高數(shù)據(jù)挖掘模式的質(zhì)量，降低實際挖掘所需要的時間，應將其作為整門課程的重點進行學習。增加理論課程和實驗課時，使學生掌握數(shù)據(jù)清理、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)歸納等數(shù)據(jù)預處理技術，并能夠應對各種復雜數(shù)據(jù)源，最終利用爬蟲程序獲取的各種數(shù)據(jù)源進行預處理工作。
4.強化數(shù)據(jù)挖掘分析
教師可以選擇SPSS Modeler這款所見即所得的數(shù)據(jù)挖掘軟件作為配套實驗平臺。該軟件具有必需的數(shù)據(jù)預處理工具及預設的挖掘算法，學生可以把注意力放在要挖掘的數(shù)據(jù)及相關需求上，設定挖掘的主題，然后通過鼠標的點擊拖拉即可完成相關主題的數(shù)據(jù)挖掘過程。學生最終可對自己獲取并已處理過的數(shù)據(jù)進行挖掘分析。
5.加強教師外出培訓學習
數(shù)據(jù)挖掘技術以及大數(shù)據(jù)技術是近來比較新穎而且發(fā)展迅速的技術。教師長期身處三尺講臺之上，遠離了新技術，脫離了實際。因此，需派遣教師到知名高校學習數(shù)據(jù)挖掘教學技術，到培訓機構進行系統(tǒng)學習，到企業(yè)進行實戰(zhàn)學習。
基于以上分析，形成了新的數(shù)據(jù)挖掘理論課程內(nèi)容和實踐課程內(nèi)容，安排如表1和表2所示。共安排48學時，其中理論課24學時，實驗課24學時。理論課重點講授數(shù)據(jù)的獲取、數(shù)據(jù)的理解、數(shù)據(jù)的預處理以及常用挖掘算法。實驗課重點學習基于SPSS modeler的數(shù)據(jù)挖掘，對理論課的內(nèi)容進行實踐。整個學習以工程項目為載體，該工程貫穿整個學習過程。學生通過爬蟲程序獲取自己感興趣的數(shù)據(jù)源，根據(jù)課程進度，逐步完成后續(xù)數(shù)據(jù)的理解，再進行預處理，建模分析，評估整個過程。在課程結束時，完成整個項目，并提交報告。
三、結論
在數(shù)字時代，越來越多的企業(yè)急需數(shù)據(jù)挖掘分析人才。教師應以培養(yǎng)實際應用人才為目的，充分培養(yǎng)學生對數(shù)據(jù)挖掘的學習興趣，以工程項目為載體，貫穿整個課程周期。在教學中，打牢數(shù)據(jù)獲取、理解預處理這一基石，加強建模挖掘分析，弱化對晦澀算法的編程學習，使學生真正掌握數(shù)據(jù)挖掘技術，滿足社會需求。
參考文獻：
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