統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)大數(shù)據(jù)分析與處理課程規(guī)劃

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關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)分析與處理；課程規(guī)劃；Python；課程教學(xué)

1大數(shù)據(jù)背景

大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，在商業(yè)、經(jīng)濟(jì)及其他領(lǐng)域中基于數(shù)據(jù)和分析去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并做出科學(xué)、客觀的決策越來(lái)越重要[1]。大數(shù)據(jù)從各領(lǐng)域的專業(yè)角度來(lái)看，大致可以從兩個(gè)方面來(lái)理解：一是大數(shù)據(jù)體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的量、類型及產(chǎn)生速度上，不僅數(shù)據(jù)海量，還包含著各種半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；二是在數(shù)據(jù)處理流程中，利用常規(guī)的統(tǒng)計(jì)軟件已經(jīng)無(wú)法對(duì)當(dāng)今的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)有效的存儲(chǔ)、分析及運(yùn)用[2]。在數(shù)據(jù)的搜集上，相對(duì)于傳統(tǒng)的普查及抽樣等調(diào)查取得一手?jǐn)?shù)據(jù)和通過(guò)非調(diào)查手段獲得的二手?jǐn)?shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨使數(shù)據(jù)搜集方式變?yōu)樵诰€互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取的二手?jǐn)?shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)分析上，統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采取的是對(duì)樣本數(shù)據(jù)的有目的的建模，而大數(shù)據(jù)分析技術(shù)則是通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)，對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘[2]。此外，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)將幫助企業(yè)用戶在合理時(shí)間內(nèi)獲取、管理、處理以及整理海量數(shù)據(jù)，為企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策提供積極的幫助,而數(shù)據(jù)分析作為一門前沿技術(shù)，廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)[3]。有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析人才已經(jīng)成了各企業(yè)爭(zhēng)奪的熱門，而與此發(fā)展趨勢(shì)不相協(xié)調(diào)的則是高校相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生在大數(shù)據(jù)方向上基礎(chǔ)薄弱，真正掌握大數(shù)據(jù)管理、分析和產(chǎn)品研發(fā)等相關(guān)技術(shù)的人才極度匱乏[2]。為了推動(dòng)我國(guó)大數(shù)據(jù)的發(fā)展，滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)分析人才需求，我校特面向統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)分析與處理課程。

2課程規(guī)劃與設(shè)計(jì)

2.1培養(yǎng)對(duì)象和目標(biāo)

對(duì)于統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，要想成為一個(gè)兼具統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)知識(shí)和大數(shù)據(jù)分析技能的合格人才，需要具備以下基礎(chǔ)：一是完整的數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)體系，以專業(yè)理論知識(shí)為基礎(chǔ)，理解處理數(shù)據(jù)時(shí)采用的相關(guān)模型；二是具備搜集數(shù)據(jù)的能力，包括傳統(tǒng)的抽樣調(diào)查和從互聯(lián)網(wǎng)上抓取數(shù)據(jù)；三是具有計(jì)算編程的能力，以實(shí)現(xiàn)Hadoop、Hive等計(jì)算工具在大規(guī)模多源異構(gòu)數(shù)據(jù)上的處理[4]，特別地，應(yīng)該掌握最兼容的腳本語(yǔ)言Python。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析與處理課程的學(xué)習(xí)，使統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)學(xué)生不僅能利用Python進(jìn)行科學(xué)計(jì)算、可視化繪圖、數(shù)據(jù)預(yù)處理，還能利用聚類、回歸、分類等算法對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析與建模，將理論知識(shí)與實(shí)踐運(yùn)用相結(jié)合，為將來(lái)從事數(shù)據(jù)分析和挖掘研究工作奠定基礎(chǔ)。

2.2課程規(guī)劃思路

本課程的規(guī)劃主要擬從以下幾個(gè)方面展開(kāi)：一是結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)，考慮其對(duì)課程的接受程度，選擇和安排合適的課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式。在課堂教學(xué)過(guò)程中，深入淺出地講解理論知識(shí)，特別地，要避免課堂上枯燥乏味的數(shù)學(xué)論證，同時(shí)需結(jié)合實(shí)例交叉進(jìn)行，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)與探索的興趣。二是將理論與實(shí)踐相結(jié)合，合理分配理論學(xué)時(shí)與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。配合課程的理論知識(shí)與實(shí)例，安排學(xué)生進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)，利用Python實(shí)現(xiàn)相關(guān)實(shí)例的操作與驗(yàn)證。三是補(bǔ)充練習(xí)與案例討論部分，并在課程結(jié)束時(shí)安排課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。除了教材內(nèi)的案例，適當(dāng)補(bǔ)充當(dāng)前生活中出現(xiàn)的具有代表性新案例，與時(shí)俱進(jìn)；也可將學(xué)生進(jìn)行分組，每個(gè)小組選擇一個(gè)感興趣的新案例進(jìn)行深入分析與探討，以強(qiáng)化學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、融會(huì)貫通的能力。

2.3課程教學(xué)內(nèi)容安排

本課程擬采用黃紅梅和張良均編寫(xiě)的教材《Python數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用》。在教學(xué)過(guò)程中，將采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手分析能力，因此，在總共40學(xué)時(shí)的課程學(xué)習(xí)中，安排理論課時(shí)16課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)24課時(shí)。在理論學(xué)習(xí)中，通過(guò)任務(wù)引入概念、原理和方法；在實(shí)驗(yàn)上機(jī)練習(xí)中，充分地利用現(xiàn)有的硬件資源和網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，指導(dǎo)學(xué)生使用NumPy進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，利用matplotlib進(jìn)行基礎(chǔ)圖形繪制以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，使用pandas進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)預(yù)處理，使用sklearn進(jìn)行建模，同時(shí)結(jié)合三個(gè)典型的綜合案例，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與企業(yè)需求相結(jié)合，將知識(shí)活學(xué)活用[3]。課程學(xué)時(shí)分配如表1所示，具體的理論教學(xué)內(nèi)容如表2所示。

2.4教學(xué)效果評(píng)價(jià)與考核方式

對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)分析與處理這門課程側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，而教學(xué)效果體現(xiàn)在學(xué)生平時(shí)上機(jī)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)中的動(dòng)手操作能力，因此，該課程的考核方式設(shè)置為考查，學(xué)生的成績(jī)由平時(shí)實(shí)驗(yàn)作業(yè)、課堂出勤以及課程設(shè)計(jì)三部分構(gòu)成，占比為4:2:4。

3結(jié)論

本文對(duì)面向統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的大數(shù)據(jù)分析與處理課程進(jìn)行教學(xué)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，結(jié)合學(xué)生的學(xué)情與基礎(chǔ)，在有限的課時(shí)內(nèi)合理安排理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式，使學(xué)生既能理解大數(shù)據(jù)分析與處理的原理與方法，又能掌握分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]張良均.Python與數(shù)據(jù)挖掘?qū)崙?zhàn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2016.

[2]張海波,黃世祥.統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)學(xué)生大數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)方式選擇[J].統(tǒng)計(jì)與決策,2014(24):66-68.

[3]黃紅梅,張良均.Python數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社,2018.

[4]王濤,邵國(guó)強(qiáng),鄒紅,付丹丹.“基于Hadoop的大數(shù)據(jù)分析”課程規(guī)劃與設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2015(11):190-192.

作者：何少芳 周麗 單位：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)