導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)學(xué)建模和數(shù)據(jù)分析，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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隨著新技術(shù)和新應(yīng)用帶動數(shù)據(jù)爆發(fā)式的增長，大數(shù)據(jù)正逐步走進人們生活，并對傳統(tǒng)數(shù)學(xué)建模課程產(chǎn)生深刻的影響。近年來，在美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽中，具有顯著大數(shù)據(jù)特征的賽題不斷涌現(xiàn)，以2017年A賽題為例，其關(guān)于贊比西河管理問題的解決涉及大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，特別是地理數(shù)據(jù)，對數(shù)學(xué)建模能力的考核已經(jīng)不再表現(xiàn)為分析問題能力和數(shù)據(jù)執(zhí)行能力的獲取，而是上述兩種能力的合取。2018年大賽甚至系統(tǒng)性地專門增加一個數(shù)據(jù)處理題以反映時代對這方面的要求。因此，在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中，任何割裂分析問題能力與數(shù)據(jù)執(zhí)行能力聯(lián)系的做法已經(jīng)無法應(yīng)對大數(shù)據(jù)對數(shù)學(xué)建模能力提出的挑戰(zhàn)。具體到教學(xué)改革上，需要我們分析好大數(shù)據(jù)型問題對數(shù)學(xué)建模課程的影響，對傳統(tǒng)數(shù)學(xué)建模的課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)手段做出相應(yīng)調(diào)整。

一、構(gòu)建體現(xiàn)大數(shù)據(jù)特點的數(shù)學(xué)建模課程目標(biāo)

課程目標(biāo)是教學(xué)活動的指導(dǎo)思想，是課程設(shè)計的出發(fā)點和依托。因此，數(shù)學(xué)建模課程目標(biāo)應(yīng)順應(yīng)大數(shù)據(jù)發(fā)展的要求進行相應(yīng)調(diào)整，為構(gòu)建與大數(shù)據(jù)處理相適應(yīng)的，新的課程觀、課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程結(jié)構(gòu)和課程活動方式奠定基礎(chǔ)。

數(shù)學(xué)建模的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)理論和知識解決實際問題的能力，而應(yīng)用好數(shù)學(xué)解決問題的前提是建模時首先能正確地面對數(shù)據(jù)類型和關(guān)系，進行合理假設(shè)。人們在自覺和非自覺狀態(tài)下創(chuàng)造的大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)，它們有些表現(xiàn)為傳統(tǒng)的數(shù)、表等結(jié)構(gòu)化特征，有些則表現(xiàn)為諸如文本數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)等現(xiàn)代非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，多且雜亂。因此，在數(shù)學(xué)建模課程目標(biāo)的設(shè)定上首先應(yīng)體現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點對調(diào)整數(shù)學(xué)建模課程目標(biāo)提出的要求。

大數(shù)據(jù)具有5V特征，即Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Value（低價值密度）、Veracity（真實性）。如，智能制造中設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流實時、高速，這些高速數(shù)據(jù)通過通訊網(wǎng)絡(luò)快速與控制系統(tǒng)鏈接，數(shù)據(jù)流數(shù)量級的計算加速大幅提升數(shù)據(jù)處理與分析的效率，使得機器硬件性能得以充分挖掘，進而提升經(jīng)營與管理的效益；其他如醫(yī)學(xué)掃描數(shù)據(jù)、天文數(shù)據(jù)、網(wǎng)站流量等，其具有低價值密度的特點。這些不同于以往數(shù)據(jù)的特征要求我們需要有新的數(shù)學(xué)建模課程目標(biāo)與之匹配，這主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)觀、數(shù)據(jù)刻畫及數(shù)據(jù)表現(xiàn)等幾個方面。

傳統(tǒng)數(shù)學(xué)建模中，數(shù)據(jù)收集只能通過隨機樣本，利用少數(shù)的特征對總體的屬性進行統(tǒng)計推斷。在大數(shù)據(jù)時代，人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)、即時通訊工具以及數(shù)據(jù)庫，獲取各種海量數(shù)據(jù)。因此，大數(shù)據(jù)背景下，全數(shù)據(jù)或海量數(shù)據(jù)成為樣本數(shù)據(jù)，即樣本就是總體，樣本就是大數(shù)據(jù)。

面對這樣的全樣本或海量數(shù)據(jù)，隨機抽樣有時僅表現(xiàn)為一種邏輯上的意義。而在大數(shù)據(jù)背景下，一方面，?稻菔占?過分地依賴技術(shù)手段，很難進行人為的精度控制；另一方面，數(shù)據(jù)無論在空間和時間方面，來源更加復(fù)雜，格式更加多樣，這就使得數(shù)據(jù)的前期清洗處理變得非常困難。由于存在系統(tǒng)性的偏差，很難將全部的雜質(zhì)項從數(shù)據(jù)中萃取掉，在秉持“數(shù)據(jù)多比少好”的情況下，就得接受數(shù)據(jù)混亂和不確定性的代價。當(dāng)然，在大數(shù)據(jù)中，忽略一部分模型的精確性，并不是說不要模型的精確性，而是指我們對于模型精確性的可控性在減弱。所以，新的數(shù)學(xué)建模分析應(yīng)更加側(cè)重于發(fā)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)下的各種關(guān)聯(lián)細(xì)節(jié)，這可以成為數(shù)學(xué)建模邏輯思維能力培養(yǎng)新的補充目標(biāo)，從而使我們在知識與技能、過程與方法等維度上把握好該課程的教學(xué)。

隨著數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，尤其是移動智能設(shè)備的普及發(fā)展，人們可以在任何時間和地點信息和獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的實時分析成為提高大數(shù)據(jù)分析效率的必由之路。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比，數(shù)據(jù)不再局限于一條條記錄，伴隨著大量由物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等產(chǎn)生的圖片、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，實時分析需要學(xué)生掌握新的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，并以集群、分割、孤立點分析及其他算法深入數(shù)據(jù)內(nèi)部挖掘價值，從而實現(xiàn)處理數(shù)據(jù)量和處理數(shù)據(jù)速度的統(tǒng)一。

此外，數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的不斷完善，推動著數(shù)據(jù)以圖形和圖像等可視化方式的執(zhí)行，[1]展示數(shù)據(jù)、理解數(shù)據(jù)、演繹數(shù)據(jù)呼喚數(shù)據(jù)的可視化；從直方圖到網(wǎng)狀圖，從三維地圖到動態(tài)模擬，從動畫技術(shù)到虛擬現(xiàn)實，枯燥乏味的數(shù)據(jù)生動形象起來，爆炸性數(shù)據(jù)壓縮起來，這對于數(shù)學(xué)建模的數(shù)據(jù)輸出提出新挑戰(zhàn)。

二、構(gòu)建兼顧大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)特點的數(shù)學(xué)建模課程內(nèi)容

數(shù)學(xué)建模本質(zhì)上是一種數(shù)學(xué)實驗，人們在實驗、觀察和分析的基礎(chǔ)上，對實際問題的主要方面做出合理的假設(shè)和簡化，明確變量和參數(shù)，應(yīng)用數(shù)學(xué)語言和方法，形成一個明確的數(shù)學(xué)問題，然后用數(shù)學(xué)或計算的方法精確或近似地求解該數(shù)學(xué)問題，進而檢驗結(jié)果是否能說明實際問題的主要現(xiàn)象，能否進行預(yù)測。這樣的過程多次反復(fù)進行，直到能較好地解決問題，這就是數(shù)學(xué)建模的全過程。

大數(shù)據(jù)的處理也有自身的步驟，一般來說可以分為6個不同階段：（1）存儲管理階段，它實現(xiàn)了多維數(shù)據(jù)的聯(lián)機分析；（2）數(shù)據(jù)倉庫階段，它解決數(shù)據(jù)整合集成問題；（3）聯(lián)機分析階段，它實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲管理和快速組織；（4）數(shù)據(jù)挖掘階段，它實現(xiàn)探索性分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后模式和有用信息；（5）輔助決策階段，它綜合運用數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機分析和數(shù)據(jù)挖掘，實現(xiàn)結(jié)果；（6）大數(shù)據(jù)分析，它實現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、海量數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)的分析。

因此，面?Υ笫?據(jù)，如何實現(xiàn)上述兩者的有機融合，必然需要注意新數(shù)學(xué)建模各階段表現(xiàn)出的新的特點，如在實驗、觀察階段，樣本數(shù)據(jù)收集的信息化與自動化，海量信息和全樣本數(shù)據(jù)成為分析常態(tài)。在問題的數(shù)學(xué)刻畫階段，相關(guān)分析可以作為進行模型分析之前數(shù)據(jù)探索的一個手段，這是因為由于數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，變量眾多，數(shù)據(jù)體量大，有時候很難用一個“普世”函數(shù)描述出變量之間的準(zhǔn)確關(guān)系，在無法綜合評價出變量之間關(guān)系的情況下，我們可以部分揭示出變量之間的關(guān)系。事實上，由于相關(guān)分析無需太多模型假設(shè)，運算成本較低等眾多原因，使得相關(guān)關(guān)系的分析成為了大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。[2]在模型驗證階段，以數(shù)據(jù)為中心的非普世和精確化的數(shù)學(xué)模型往往可以得到海量信息和全樣本數(shù)據(jù)的支撐等。

因此，在數(shù)學(xué)建模課程內(nèi)容架構(gòu)中，應(yīng)兼顧大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)的特點，逐漸改變數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在數(shù)學(xué)建模教學(xué)上輔的作用，將有關(guān)計算機和信息技術(shù)的教學(xué)很好地落實到課程計劃、課程標(biāo)準(zhǔn)和教科書中。如在教學(xué)中，可以增加通過“網(wǎng)絡(luò)爬蟲”程序直接抓取互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的內(nèi)容；從傳感器、云端直接獲取智能制造中現(xiàn)實數(shù)據(jù)的方法；將并行處理數(shù)據(jù)的思想引入建模教學(xué)；加強相關(guān)分析的內(nèi)容教學(xué)等。所有這些可以讓計算機的數(shù)據(jù)采集能力和數(shù)據(jù)處理能力成為變量間邏輯關(guān)系探索、復(fù)雜模型構(gòu)建的有力工具，推動人們對數(shù)學(xué)建模的認(rèn)知。

三、強化數(shù)學(xué)建模中的軟件教學(xué)

首先，強化數(shù)學(xué)軟件的教學(xué)。常見的數(shù)學(xué)軟件有Matlab、Mathematica，Lingo，SAS、SPSS、Eview、

R、Python等，它為計算機解決現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)各領(lǐng)域中所提出的數(shù)學(xué)問題提供求解手段。

其次，加強數(shù)學(xué)算法的介紹。常見的數(shù)學(xué)算法包括運籌學(xué)類的算法、概率分析與隨機算法、時間序列算法等，其他的如十大經(jīng)典算法等。

另外，對于以往建模中的數(shù)據(jù)處理，人們更習(xí)慣運用SPSS、Eview等這類封裝好的、以體驗式為主的方式進行，然而，相比于機械的拖拽軟件分析數(shù)據(jù)，編程分析更加靈活，因為，編程使數(shù)據(jù)處理無論在體量上，還是在方式的靈活度上，更有利于激發(fā)數(shù)據(jù)分析者的主動性和創(chuàng)造性，因此，能夠駕馭軟件編程的教學(xué)應(yīng)是更高的數(shù)學(xué)建模課程的要求。

當(dāng)然，大數(shù)據(jù)處理也還有其他特殊的技術(shù)，如大規(guī)模并行處理數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫、虛擬化和內(nèi)存計算等，其中，大規(guī)模并行數(shù)據(jù)處理運用的hadoop技術(shù)，內(nèi)存計算的hana工作原理等在教學(xué)過程需要予以關(guān)注。

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隨著信息技術(shù)的普及，傳統(tǒng)的演算式的數(shù)據(jù)處理方法已經(jīng)逐漸地退出歷史舞臺，現(xiàn)今社會數(shù)據(jù)處理方法指的是以計算機為載體、利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對數(shù)字信息進行整理分析的方法。現(xiàn)行的數(shù)據(jù)處理方法以表格和圖示最為常見，一般的對近幾年來的數(shù)據(jù)趨勢進行分析時，往往將數(shù)據(jù)整理起來繪制折線統(tǒng)計圖，以直觀的顯示數(shù)據(jù)走勢。而統(tǒng)計每一部分?jǐn)?shù)據(jù)所占整體的百分比時，一般都是用扇形圖，明確地反映出數(shù)據(jù)比例。傳統(tǒng)的圖形繪制一般都是利用紙和筆進行的，而現(xiàn)今軟件技術(shù)的發(fā)展為數(shù)據(jù)模型的抽象化和數(shù)字化提供了可能。將數(shù)據(jù)錄入到電腦系統(tǒng)中，通過電腦軟件繪制圖表，在一定程度上大大增加了數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，提高了數(shù)據(jù)處理的效率。

二、數(shù)據(jù)處理方法

在數(shù)學(xué)建模競賽中的應(yīng)用在數(shù)學(xué)建模的初級階段，數(shù)據(jù)處理方法可以幫助分析出模型內(nèi)部各元素和數(shù)據(jù)量之間的關(guān)系，使得參賽者對自身的數(shù)學(xué)建模工作有一個基本認(rèn)知。其中一小部分的數(shù)學(xué)模型可以借助數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法在大量的數(shù)據(jù)中提取有效數(shù)據(jù)，建立模型，還有人可以利用模型的理論知識與實際知識的差異度分析建模時的問題所在?？梢姡瑪?shù)據(jù)處理是數(shù)學(xué)建模競賽中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，數(shù)據(jù)處理方法在數(shù)學(xué)建模競賽中的應(yīng)用對建模結(jié)果有著直接的影響作用。

（一）建模數(shù)據(jù)的基本分析

一般來說，建模過程中涉及的數(shù)據(jù)往往是以電子表格的形式儲存在計算機中的，電子表格可以對數(shù)據(jù)進行排序、篩選、求和和公式運算等一系列處理。除此之外，其他的計算機軟件如文檔等，還可以利用其中的繪圖功能將數(shù)據(jù)繪制成更利于觀察和研究的直方圖、散點圖等圖像。對建模數(shù)據(jù)的基本分析是數(shù)據(jù)處理方法在數(shù)學(xué)建模競賽過程中的第一步，也是其他方法的基礎(chǔ)。

（二）數(shù)據(jù)插值

數(shù)據(jù)插值的理論含義是在已有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，將其他數(shù)據(jù)按照某種公式或規(guī)律插入的行為。一般情況下，只有在已有的數(shù)據(jù)量不足以支撐建模完成時才使用數(shù)據(jù)插值的處理方法，基本的數(shù)據(jù)插值往往是固定在兩點之間的。當(dāng)然，數(shù)據(jù)插值的方法需要遵循理論公式才可以進行，理論公式能夠保證后插入的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，繪制真實的圖表。不同的理論公式，最終形成的插值效果圖也就不同，因此在選擇插值需要遵循的公式時，需要認(rèn)真的考量。美國1998年的比賽中就用到了三維插值的方法，取得了巨大的成功。

（三）數(shù)據(jù)模擬和綜合分析

數(shù)據(jù)模擬主要分為數(shù)學(xué)模擬和計算機模擬，數(shù)學(xué)模擬是建立在數(shù)學(xué)學(xué)科公式的基礎(chǔ)上的，而計算機模擬則主要是借助計算機技術(shù)來實現(xiàn)的。現(xiàn)行的數(shù)據(jù)處理方法中以計算機模擬的方式居多，利用計算機技術(shù)，改變模擬模型的不合理結(jié)構(gòu)和錯誤參數(shù)，為最終的模型塑造樣本。數(shù)據(jù)的綜合分析是建模競賽中數(shù)據(jù)處理的最后一步，主要是對前幾個步驟的整理和總結(jié)，并對其中的數(shù)據(jù)進行采樣實證。根據(jù)抽樣的數(shù)據(jù)分析，檢驗數(shù)據(jù)與模型之間的對應(yīng)關(guān)系是否合理、模型的最終版本是否有著足夠的數(shù)據(jù)支撐，為建模過程守好最后一道關(guān)卡。

三、結(jié)論

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Matlab是美國TheMathWorks公司于1984年出品的集數(shù)據(jù)分析、數(shù)值計算和數(shù)據(jù)可視化于一體的數(shù)學(xué)類軟件。Matlab軟件所具有的強大數(shù)值計算能力和豐富的工具箱，幾乎在高等應(yīng)用數(shù)學(xué)的各個分支都具有廣泛應(yīng)用。比如說高等數(shù)學(xué)、概率與數(shù)理統(tǒng)計、計算數(shù)學(xué)及優(yōu)化問題等方面。此外，Matlab表達(dá)方式與傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式十分接近并且操作簡單，編程操作方便。這些對于理工科應(yīng)用型院校的學(xué)生來說，比較易于掌握。因此，Matlab軟件早已成為數(shù)值分析、運籌學(xué)、最優(yōu)化理論以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等課程的基本教學(xué)軟件。

2、數(shù)學(xué)建模理論的特點及教學(xué)中的問題

2.1建模課程內(nèi)容涉及的范圍廣

當(dāng)前，數(shù)學(xué)建模課程的授課性質(zhì)主要分為兩類，一類是為數(shù)學(xué)類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，另一類是為非數(shù)學(xué)類專業(yè)中開設(shè)的數(shù)學(xué)公共選修課。數(shù)學(xué)建模課程涉及的領(lǐng)域廣，研究的內(nèi)容主要包括初等模型、微分方程模型及灰色系統(tǒng)模型等。該課程的主要目的是使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)建模的一般步驟，能夠?qū)⑤^復(fù)雜實際問題“翻譯”為數(shù)學(xué)語言，能進行數(shù)學(xué)推導(dǎo)計算，并能進行簡單的理論分析（如模型的誤差分析和靈敏性分析等），同時要求學(xué)生熟練地掌握一定軟件編程技巧，以便解決常見模型的求解計算問題，因此，可以說數(shù)學(xué)建模課程既與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)有所不同，又與其相互配合、補充，使學(xué)生得到完整的數(shù)學(xué)訓(xùn)練。

2.2模型求解的計算量較大

求解數(shù)學(xué)模型時，對于簡單模型（如初等模型）的還可以進行傳統(tǒng)手工求解，但為了多角度地呈現(xiàn)已經(jīng)很好地解決實際問題時，即使是簡單模型也往往要利用圖形輔助說明；對于較復(fù)雜的模型很難甚至是無法進行手工計算，而這些問題往往運用Matlab軟件的強大繪圖功能及工具箱即可方便地進行解決。

2.3任課教師的專業(yè)背景

單一由于建模課程所涉及的知識領(lǐng)域不只是數(shù)學(xué)，其它專業(yè)知識也十分廣泛，針對一些具有較強專業(yè)背景的實際問題，不僅學(xué)生，即使是教師，不熟悉問題的實際背景就會感覺無從下手。一般來說，數(shù)學(xué)建模課程的任課老師是由數(shù)學(xué)教師擔(dān)任，而數(shù)學(xué)老師缺少工程背景和專業(yè)基礎(chǔ)，并且課程難度大，而往往要求教師投入大量時間和精力，但該課程教學(xué)工作量的計算卻與其他課程一樣，這樣使從事數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)的教師慢慢地削弱其積極性和主動性，不利于數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)。因此，數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)師資隊伍的建設(shè)工作已是一個高等院校無法忽視的問題。

3結(jié)合Matlab軟件進行實踐教學(xué)

根據(jù)前面分析的數(shù)學(xué)建模理論教學(xué)的特點和存在問題，若要使學(xué)生更好地理解和掌握這門課程的理論、方法，以便提升該課程的教學(xué)效果，應(yīng)改進現(xiàn)有的傳統(tǒng)教學(xué)手段。因此，將Matlab軟件應(yīng)用于數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)，便會有良好的教學(xué)效果，如在講解預(yù)測模型時，當(dāng)要說明已知數(shù)據(jù)變化趨勢，模型結(jié)果及其誤差分析，就可通過圖形的方式直觀展示給學(xué)生，如下面例子所示。例1根據(jù)某地區(qū)在1990-2009年間的年平均降雨量數(shù)據(jù)，建立灰色災(zāi)變序列預(yù)測模型對未來年均降雨量趨勢進行預(yù)測。經(jīng)分析，該地區(qū)年均降雨量大約在400mm-600mm之間，降雨量年變化波動較大，年均降雨量550mm，根據(jù)多年實際經(jīng)驗，該地年均降雨量少于平均年降雨量二成以上就會造成明顯的旱災(zāi)。根據(jù)該地區(qū)近20年年均降雨量數(shù)據(jù)特點，選擇年均降雨量災(zāi)變異常值450mm。為了使學(xué)生直觀了解其年均降雨量數(shù)據(jù)變化情況，給出圖1進行展示。

4、結(jié)束語

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關(guān)鍵詞：信息與計算科學(xué);專業(yè)實踐教學(xué);措施

Abstract: This paper analyzes the existing teaching at the present stage of information and computing science practice problems and deficiencies, combined with the actual situation of the professional, to applied talents characteristics as the starting point, the practice curriculum system of modular teaching of different training direction based on the perfect, at the same time in order to better achieve the training objectives, training three aspects respectively, the construction and serious thoughts on reforming the practical teaching contents and methods, establishing information platform, young teachers, the teaching level and quality.

Keywords: information and computing science; practice teaching; measures

中圖分類號：G3 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

引言

該專業(yè)是信息科學(xué)、計算科學(xué)、運籌與控制科學(xué)交叉滲透的一門理科專業(yè)，目前開設(shè)該專業(yè)的學(xué)校較多，但大多是第一次開設(shè)數(shù)學(xué)類專業(yè)，除了少數(shù)院校辦學(xué)經(jīng)驗比較成熟，已辦出特色外，大多數(shù)院校尚未形成自己的特色，所以近幾年許多院校都對信息科學(xué)專業(yè)的專業(yè)內(nèi)涵、人才培養(yǎng)模式、課程體系等重大問題進行認(rèn)真負(fù)責(zé)的研討和改革，以期辦出特色，為社會輸送合格人才。

1.信息與計算科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)的特點與原則

基于對實踐教學(xué)的認(rèn)識以及對信計專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的理解，對比與本專業(yè)關(guān)系最為密切的三個專業(yè)(數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、統(tǒng)計學(xué))，結(jié)合信計專業(yè)辦學(xué)實踐，我們提煉得到信計專業(yè)實踐教學(xué)的特點。

1.1開創(chuàng)性：雖然1998年信計專業(yè)誕生至今已逾10年，但對大多數(shù)辦學(xué)點來說仍然是新專業(yè)，處于辦學(xué)初期的定位與建設(shè)階段。實踐教學(xué)由于認(rèn)識、經(jīng)濟、精力和歷史等條件的限制，尚未進入重點建設(shè)階段。缺乏適用的教學(xué)資料，對實踐內(nèi)容的組織沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒，信計專業(yè)的實踐教學(xué)總體來講還處于初創(chuàng)期。

1.2多樣性：這里所指的多樣性來自兩個方面，其一是信計專業(yè)自身的綜合性，它涵蓋信息科學(xué)、計算數(shù)學(xué)、運籌學(xué)和控制論四個主干學(xué)科。其二是信計專業(yè)辦學(xué)點背景的多樣性，這里將其分為四類，具備多年數(shù)學(xué)專業(yè)辦學(xué)經(jīng)驗的數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院、有計算機學(xué)與技術(shù)專業(yè)辦學(xué)經(jīng)驗的計算機或信息學(xué)院、有統(tǒng)計學(xué)專業(yè)辦學(xué)經(jīng)驗的管理學(xué)院或財經(jīng)或金融學(xué)院，以及沒有任何相關(guān)專業(yè)辦學(xué)背景的理工科學(xué)校的基礎(chǔ)教學(xué)部等。不同辦學(xué)條件的辦學(xué)點的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置，在內(nèi)容、模式、時間安排等方面呈現(xiàn)出豐富的多樣性。

1.3重要性：無論從新時期我國高等教育的總?cè)蝿?wù)，還是從信計專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)看來，關(guān)鍵在于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力。僅靠單純的理論教學(xué)或僅附屬于某一門理論課的實驗課，希望學(xué)生通過自己的鉆研，自發(fā)地達(dá)到融會貫通，具備本專業(yè)所要求的熟練應(yīng)用計算機解決信息技術(shù)等領(lǐng)域中的某些實際問題，乃至于具備知識更新和自主創(chuàng)新的能力，是不切實際的。綜合性、集中安排的、以解決實際問題為線索的實踐教學(xué)，是信計專業(yè)人才培養(yǎng)的必要、而且愈來愈重要的環(huán)節(jié)。

2.信息與計算科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)改革思路和措施

2.1完善實踐課程體系，實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色

首先從突出應(yīng)用型人才特色出發(fā)，改革傳統(tǒng)的研究型人才培養(yǎng)的教學(xué)體系，使學(xué)生在實踐過程中加深對理論知識的理解，掌握數(shù)據(jù)分析與處理的基礎(chǔ)理論和最新技術(shù)，更好地運用先進的計算方法和計算工具，提高應(yīng)用軟件和數(shù)值軟件研發(fā)能力。為此，把實踐教學(xué)體系的教學(xué)內(nèi)容劃分為的三個模塊：數(shù)學(xué)建模能力模塊、計算機應(yīng)用能力模塊和科學(xué)計算能力模塊。

2.1.1數(shù)學(xué)建模能力模塊。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)授課模式主要是傳授數(shù)學(xué)理論，而在實踐教學(xué)中貫穿數(shù)學(xué)建模思想，讓學(xué)生不僅能掌握數(shù)學(xué)的理論知識，并且能通過數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用來理解和領(lǐng)會這是一種很好的教學(xué)改革。該模塊側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型及模型求解能力，以進一步開發(fā)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識解決工程實際問題的能力，使學(xué)生能實際體會數(shù)學(xué)理論在工程中的應(yīng)用，并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和獨立解決問題的能力。為此開設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程、數(shù)學(xué)建模的課程設(shè)計和數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)班，帶領(lǐng)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競賽工作，培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到社會實際工程與管理中。近幾年在全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中獲得一等獎1次，二等獎6次，在上海市大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中獲得一等獎7次的好成績。

2.1.2計算機應(yīng)用能力模塊。信息與科學(xué)專業(yè)除了要學(xué)生培養(yǎng)具有良好的數(shù)學(xué)修養(yǎng)外，還要具備較強的計算機應(yīng)用能力，能運用所學(xué)的知識和熟練的計算機技能解決實際問題，所以計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)貫穿于整個教學(xué)過程，并通過實踐體系的強化，學(xué)生的應(yīng)用能力得到了很大提高，具備了很高的競爭力。

2.1.3科學(xué)計算能力。通過開設(shè)的“數(shù)值分析及MATLAB應(yīng)用”、“數(shù)據(jù)分析”、“數(shù)學(xué)實驗”等課程和課程設(shè)計，進一步提高學(xué)生的分析能力、代數(shù)與幾何知識綜合應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生充分運用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識和計算機數(shù)學(xué)軟件求解工程實際問題的能力，提高學(xué)生的應(yīng)用能力，為培養(yǎng)高層次的學(xué)生奠定了扎實的基礎(chǔ)。

2.2改革實踐教學(xué)內(nèi)容和手段，理論教學(xué)和實踐教學(xué)緊密結(jié)合

2.2.1為了能更好地做到理論教學(xué)和實踐教學(xué)緊密結(jié)合，在實踐課程設(shè)置時注意和理論課程的銜接，比如計算機應(yīng)用訓(xùn)練、程序設(shè)計訓(xùn)練、數(shù)據(jù)分析、數(shù)值計算、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用訓(xùn)練等課程設(shè)計分別有對應(yīng)的理論課程，實踐課程既是對理論課程的一種論證和應(yīng)用，又是理論課程的拓展和延伸，在實踐過程中每年都會結(jié)合企業(yè)需求、社會需要及熱點問題調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，更好地辦出特色。

2.2.2在師資上以課程組形式進行運作，理論課程教師和實踐課程老師在同一個課程組，或者有些實踐課就是由理論課程教師擔(dān)任，這樣既能在每個方向上聚集足夠的師資，凝練研究方向，又能通過課程組教師集體研究確定課程設(shè)計的內(nèi)容、提出設(shè)計任務(wù)和要求，并在開學(xué)之初就公布，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課程之前就明確要解決的實際問題，學(xué)生在隨后的學(xué)習(xí)過程中，以問題為中心，有目的地去學(xué)習(xí)相關(guān)的課程，為課程設(shè)計打下良好的理論基礎(chǔ)。

同時在整個實踐過程中重視學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，實踐過程的指導(dǎo)和控制，積極構(gòu)建以學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)模式，探索以啟發(fā)為核心的教學(xué)方法。比如程序設(shè)計訓(xùn)練整個實習(xí)課程共40學(xué)時，只安排了8學(xué)時進行理論講授，其余32學(xué)時要求學(xué)生集中上機完成自己的作品，教師隨時根據(jù)學(xué)生出現(xiàn)的問題進行啟發(fā)、點撥和指導(dǎo)?？己朔绞揭仓匾晫嵺`過程，考核包含平時成績、學(xué)生報告、學(xué)生作品和答辯四部分，同時學(xué)生通過自己鉆研教材或有關(guān)資料，同伴協(xié)作、教師幫助完成課題。這種教學(xué)形式適合應(yīng)用性、趣味性強，難度適當(dāng)?shù)膬?nèi)容。實踐證明，這種教學(xué)策略對于培養(yǎng)學(xué)生的操作技能以及認(rèn)知能力和創(chuàng)造能力都是非常有效的。

3.結(jié)束語

本專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)為具有良好的數(shù)學(xué)修養(yǎng)，具備較強的計算機應(yīng)用能力，掌握信息科學(xué)、計算數(shù)學(xué)和金融數(shù)學(xué)的基本理論和方法，受到科學(xué)研究的初步訓(xùn)練，能運用所學(xué)的知識和熟練的計算機技能解決實際問題，能在科技、教育和經(jīng)濟等部門從事研究、開發(fā)和管理的高級專門人才。所以應(yīng)該有針對性地對培養(yǎng)模式進行與時俱進的改革以及動態(tài)更新教學(xué)內(nèi)容，不斷提高教師的教學(xué)能力，不斷提高教學(xué)管理水平，真正實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量過程控制，培養(yǎng)能適應(yīng)社會需求的合格人才。

參考文獻

1.謝祥云,胡林,李渭清. 探索信息與計算科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)的新思路[J]. 大學(xué)數(shù)學(xué),2008(4):5-9.

篇5

1.強化數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)是信息技術(shù)的重要基礎(chǔ)之一，信息與計算科學(xué)專業(yè)作為數(shù)學(xué)類的專業(yè)，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識有著必不可少的重要地位，這也使得這個專業(yè)的學(xué)生具有較強的適應(yīng)性和競爭力。根據(jù)1998年教育部頒布的專業(yè)目錄，信息與計算科學(xué)專業(yè)開設(shè)的課程分為專業(yè)基礎(chǔ)課（數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)等數(shù)學(xué)類課程）、專業(yè)必修課（數(shù)學(xué)建模、數(shù)字信號處理、信息論與編碼等）以及專業(yè)限選課（運籌與優(yōu)化、密碼學(xué)等）。通常在大一和大二，是學(xué)生強化數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的階段，數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)內(nèi)容既要考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，也要考慮到專業(yè)特色，和數(shù)學(xué)知識對學(xué)生就業(yè)核心競爭力的貢獻率。課程的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)當(dāng)?shù)陀趹?yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的課程要求，但要高于信息與電子類專業(yè)數(shù)學(xué)類課程的要求。數(shù)學(xué)課程的教學(xué)中應(yīng)注重數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)，淡化理論，避免過分復(fù)雜的技巧。

2.加強計算機、信息理論的學(xué)習(xí)。學(xué)生選擇信息與計算科學(xué)專業(yè)，主要是沖著“信息”兩個字。從目前信息與計算科學(xué)專業(yè)現(xiàn)狀來看，本專業(yè)面向社會需要信息計算和處理的各個行業(yè)，部分優(yōu)秀畢業(yè)生完全勝任軟件的設(shè)計、應(yīng)用開發(fā)以及金融、物流管理等行業(yè)的工作。這也要求本專業(yè)必須強化計算機和信息技術(shù)專業(yè)的知識和技能的教學(xué)，使學(xué)生通過四年的學(xué)習(xí)，不僅具有扎實的數(shù)學(xué)理論，也具備應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)解決實際問題、進行管理的能力。這是本專業(yè)重要特色，也是其在現(xiàn)代社會中保持寬廣的適應(yīng)性的根源所在。信息技術(shù)類課程和數(shù)學(xué)課程相輔相承，一方面，數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)為學(xué)生打下良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，而信息技術(shù)類課程則為學(xué)生提供專業(yè)技能訓(xùn)練，是本專業(yè)的主干課程。信息科學(xué)方面的課程設(shè)置可以考慮數(shù)據(jù)分析、信息與編碼理論、數(shù)字圖像處理等課程；另一方面，也要強調(diào)計算機軟件的基礎(chǔ)課程。信息科學(xué)、計算科學(xué)是以計算機為工具的科學(xué)，因此信息與計算科學(xué)專業(yè)的學(xué)生對計算機技術(shù)要有一定的了解并且初步具備利用計算機進行科學(xué)計算、軟件開發(fā)與研制的能力，從而計算機軟件的基礎(chǔ)課程，如離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機語言（C++）是本專業(yè)較好的選擇。

3.重視數(shù)學(xué)建模類課程。數(shù)學(xué)建模就是在實驗、觀察和分析的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)的思想和方法解決實際問題。通過數(shù)學(xué)建模課程的學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練，一方面，加深學(xué)生對所學(xué)數(shù)學(xué)理論和計算機知識的理解和應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；另一方面，也能培養(yǎng)學(xué)生初步的科研和解決問題的能力，為將來走上工作崗位后解決更為復(fù)雜的實際問題做準(zhǔn)備。數(shù)學(xué)建模的訓(xùn)練，對于培養(yǎng)學(xué)生的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，具有十分重要的意義。近年來，本專業(yè)為學(xué)生開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程和講座，組織學(xué)生進行數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)，多次參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，屢創(chuàng)佳績，獲得廣西、全國的獎項。

篇6

關(guān)鍵詞：工作流；Petri網(wǎng)；建模

中圖分類號：TP391 文獻標(biāo)t口碼：A 文章編號：1672-3198(2009)24-0266-01

1　過程建模方法的評價標(biāo)準(zhǔn)

工作流是對業(yè)務(wù)流程的抽象表示，因此建立相應(yīng)的工作流模型是必不可少的。而如何建立工作流模型或者說采用什么工具建立工作流模型顯得更為重要。為了評價建模工具，必須首先給出確定過程模型的標(biāo)準(zhǔn)或者說是功能特征。建模工具必須依托于某種建模方法。針對過程建模的特點，過程建模方法必須滿足以下的基本條件：

(1)支持面向過程的建模。過程建模的對象是過程，是以過程為中心的，建模方法只有支持以過程為對象，才可以進行過程建模。

(2)同時支持靜態(tài)分析與動態(tài)分析。過程建模的目的是為了模擬現(xiàn)實，現(xiàn)實是動態(tài)多變的，因此建模方法必須具有動態(tài)的模擬功能。

(3)具有各種復(fù)雜的邏輯關(guān)系的表達(dá)能力。各種過程的邏輯關(guān)系是復(fù)雜的，過程中的各個實體的關(guān)系也是復(fù)雜的，因此建模方法必須具有表達(dá)這些復(fù)雜邏輯關(guān)系的能力。

(4)具有形式化的能力。過程模型需要通過形式化的語言進行表達(dá)。

(5)具有抽象能力，能支持分層次表達(dá)。必須有一定的抽象機制，采用分層的表達(dá)方式才可以清楚的建模。

2　工作流建模的主要方法

由于工作流必須首先描述一個經(jīng)營過程是怎樣進行的，因此，許多工作流模型都是從過程定義人手，比如狀態(tài)圖和活動網(wǎng)絡(luò)圖等。常用于工作流建模的方法有；IDEF族方法、EPC方法、RAD方法、DFD方法、Petri網(wǎng)。

IDEF族利用圖形符號和自然語言，簡單準(zhǔn)確，容易理解和掌握。同時采用層次化的建模方法，過程的自身規(guī)律得到分解，能夠清楚的描述過程及過程間的關(guān)系。IDEF族的方法基本上是靜態(tài)建模，缺少動態(tài)的功能。由于其主要是圖形化的表達(dá)方式，在表達(dá)復(fù)雜的邏輯關(guān)系和非確定的信息方面有所缺陷。

EPC由Keller、Knolmayer等人提出的，它的主要元素是功能和事件，功能被時間觸發(fā)，功能也能產(chǎn)生相應(yīng)的事件，它最大的優(yōu)點在于它兼顧了模型描述能力強與模型易讀性這兩個方面，可被未受過專業(yè)訓(xùn)練的普通用戶使用。

RAD從角色、目的和規(guī)則方面來描述過程，其主要特點是可以很好的描述活動之間的關(guān)系。但RAD只是靜態(tài)的分析了活動間的相互關(guān)系，缺少動態(tài)的模擬能力。同時其在復(fù)雜邏輯關(guān)系建模和對不確定信息建模方面也有一定的缺陷。

DFD是一種結(jié)構(gòu)化圖示方法，是以一定格式的圖形來描述和分析數(shù)據(jù)的運動、處理功能和支持技術(shù)文件的相互作用、相互連續(xù)的流程圖。其特點主要是：直觀、簡便、準(zhǔn)確；具有很好地描述數(shù)據(jù)處理功能和數(shù)據(jù)運動特性，可以采用自頂向下、逐層分解地方法來描述一個企業(yè)過程，著重于數(shù)據(jù)分析。

3　Petri網(wǎng)方法

Petri網(wǎng)是一種圖形化、數(shù)學(xué)化的建模方法。作為一種圖形化工具，可以把Petri網(wǎng)看作與數(shù)據(jù)流圖和網(wǎng)絡(luò)相似的方法來描述系統(tǒng)模型，作為一種數(shù)學(xué)化工具，Petri網(wǎng)可以建立各種狀態(tài)方程、代數(shù)方程和其他描述系統(tǒng)行為的數(shù)學(xué)模型。因此，它非常適合工作流的建模，具體敘述如下t

(1)很強的表達(dá)能力。

Petri網(wǎng)有足夠豐富的表達(dá)能力，可以支持所有用于工作流建模的元素，因此，工作流模型中的所有流程結(jié)構(gòu)都可以用Petri網(wǎng)建模。此外，Petri網(wǎng)還可以明確表達(dá)整個流程的狀態(tài)。Petri網(wǎng)是一種圖形語言，因此。Petri網(wǎng)具有直觀和容易學(xué)習(xí)的特點，有利于用戶之間的交流，可準(zhǔn)確描述用戶環(huán)境及改進模型。

(2)圖形化表現(xiàn)基礎(chǔ)上的形式化語義。

Petfi網(wǎng)的形式化語義使得用Petri網(wǎng)說明的工作流具有清晰準(zhǔn)確的定義，不存在二義性，可以成為互相交流的基礎(chǔ)，也有利于推理、分析工作流的各種屬性。此外，工作流管理聯(lián)盟給出的標(biāo)準(zhǔn)只是停留在實現(xiàn)技術(shù)的角度，強詞的是語法，而不是語義，缺乏概念層次上的共識，因此，有必要明確定義基本構(gòu)造塊的形式化語義，提供概念層次上的共識。

(3)豐富的分析技術(shù)。

通過對Petri網(wǎng)的研究，人們找到了許多基于Petri網(wǎng)的分析技術(shù)，Petri網(wǎng)建模的形式化語義和豐富的分析技術(shù)為我們對工作流模型的各種特性的分析提供了可能。這些分析技術(shù)可以用來驗證安全性、不變性、合理性以及死鎖等屬性，也可以用來計算各種性能參數(shù)如響應(yīng)時間、等待時間、評價執(zhí)行時間和資源利用率等，用這些分析技術(shù)可以從多方面來評價工作流。

(4)易于計算機化。

Petri網(wǎng)是一種獨立于任何具體軟件工具的建模和分析框架，是一種具有普遍適用性的建模方法，它以較少的元素庫所、變遷和連接弧實現(xiàn)了對復(fù)雜模型的建模，通過對托肯著色、給變遷加上時間屬性，容易實現(xiàn)對模型的控制流建模和模型的時間性能分析，通過層次建?？梢院苋菀讓崿F(xiàn)面向?qū)ο蟮奶匦裕虼?，易于用計算機程序?qū)崿F(xiàn)基于Petr{網(wǎng)的工作流建模的工作流管理系統(tǒng)。

(5)具有良好的抽象特性。

一方面，工作流的控制流可以通過托肯著色和變遷點火條件等方法加以解決，能夠?qū)⒖刂屏髯鳛槟Ｐ偷囊徊糠衷诮＿^程中得以實現(xiàn)。這樣，工作流的控制流和程序能夠?qū)崿F(xiàn)分離，程序中不需要對控制流進行處理t有利于工作流結(jié)構(gòu)的改變；另一方面，Petri網(wǎng)能夠通過分層技術(shù)實現(xiàn)自頂向下的建模，可以實現(xiàn)子系統(tǒng)之間的復(fù)用，易于抽象分離子系統(tǒng)，使系統(tǒng)容易獲得面向?qū)ο蟮奶匦?。這些都使得基于Petri網(wǎng)的工作流建模具有良好的抽象特性。

(6)動態(tài)特性。

因為Petri網(wǎng)是基于狀態(tài)的，這就使得過程定義具有更多的柔性特征。對于工作流管理系統(tǒng)而言，具備一定的柔性是必不可少的，比如，能夠動態(tài)地修改過程實例、可以實現(xiàn)與其他工作流管理系統(tǒng)的交互、對異常情況做出響應(yīng)。對于Petri網(wǎng)而言，只需對網(wǎng)中的托肯與點火做相應(yīng)的處理。就能夠比較容易地實現(xiàn)上述功能。

4　綜合比較及結(jié)論

篇7

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)科學(xué)；人才；課程

一、數(shù)據(jù)科學(xué)人才需求

數(shù)據(jù)科學(xué)強調(diào)以數(shù)據(jù)為導(dǎo)向，是一門交叉學(xué)科，結(jié)合了諸多領(lǐng)域中的理論和技術(shù)，包括應(yīng)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計、模式識別、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)倉庫以及高性能計算、社會科學(xué)等，目標(biāo)是用數(shù)據(jù)揭示復(fù)雜的自然、人類和社會現(xiàn)象的特征或規(guī)律。具體而言，數(shù)據(jù)科學(xué)主要有兩個內(nèi)涵：一是研究數(shù)據(jù)本身，研究數(shù)據(jù)的各種類型、狀態(tài)、屬性以及變化形式和變化規(guī)律；二是為自然科學(xué)和社會科學(xué)研究提供一種新的方法，稱為科學(xué)研究的數(shù)據(jù)方法，其目的在于揭示自然界、社會的現(xiàn)象和規(guī)律[1]。

正是數(shù)據(jù)科學(xué)的提出與發(fā)展，為目前火熱的大數(shù)據(jù)的發(fā)展與應(yīng)用提供了理論支撐[2]，以致形成了科學(xué)研究的第四范式――數(shù)據(jù)密集型科學(xué)研究。與主張模擬仿真的第三范式相比，第四范式則是以數(shù)據(jù)為導(dǎo)向，主張從數(shù)據(jù)出發(fā)，通過觀察、分析數(shù)據(jù)，提煉出信息、知識、理論，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。無論是大數(shù)據(jù)技術(shù)還是第四范式，均需依托于數(shù)據(jù)科學(xué)。與計算機科學(xué)相比，數(shù)據(jù)科學(xué)的內(nèi)涵和外延更加寬泛[3]。

在我國，未來3～5年需要180萬數(shù)據(jù)科學(xué)人才，但目前只有約30萬人。面對此缺口，高校應(yīng)盡快制訂培養(yǎng)方案，設(shè)置課程體系，投入師資，以培養(yǎng)出滿足社會發(fā)展需求的數(shù)據(jù)科學(xué)人才。

二、國內(nèi)外培養(yǎng)現(xiàn)狀

在美國，很多知名大學(xué)都已設(shè)立了數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位，如紐約大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)、伍斯特理工學(xué)院、弗吉尼亞大學(xué)、北卡羅來納州立大學(xué)、東北大學(xué)、德州農(nóng)工大學(xué)、路易斯安那州立大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校等。紐約大學(xué)和哥倫比亞大學(xué)還設(shè)置了博士學(xué)位。在英國，鄧迪大學(xué)、謝菲爾德大學(xué)和愛丁堡大學(xué)設(shè)立了碩士學(xué)位。

在我國，復(fù)旦大學(xué)、清華大學(xué)、香港中文大學(xué)都設(shè)置了碩士學(xué)位。中國科學(xué)院、中山大學(xué)、華東師范大學(xué)等成立了數(shù)據(jù)科學(xué)研究機構(gòu)。2015年，阿里云、慧科教育啟動了“阿里云大學(xué)合作計劃AUCP”，已與多所高校聯(lián)合，擬培養(yǎng)和認(rèn)證一批云計算和數(shù)據(jù)科學(xué)人才。

雖然數(shù)據(jù)科學(xué)方向的人才培養(yǎng)在國內(nèi)高校中受到了重視，但學(xué)科體系并沒有建立起來，人才的培養(yǎng)缺乏系統(tǒng)性。

三、人才培養(yǎng)思路

與傳統(tǒng)學(xué)科不同，對數(shù)據(jù)科學(xué)方向的人才需求是市場驅(qū)動的。因此，數(shù)據(jù)科學(xué)的學(xué)科體系構(gòu)建的原則應(yīng)是針對各種應(yīng)用，所培養(yǎng)的人才能夠理解應(yīng)用需求，根據(jù)需求設(shè)計算法級別（或系統(tǒng)級別）求解框架，具備較強的數(shù)學(xué)建模能力，能夠使用合適的工具進行數(shù)據(jù)分析，搭建計算平臺，并能夠通過提供一定的算法將數(shù)據(jù)的價值挖掘出來。

1.先決條件

為了開設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)，高校需滿足一些先決條件。第一，計算條件。第二，數(shù)據(jù)資源。高校應(yīng)建立實驗場，提供足夠的多樣數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)源。充足的數(shù)據(jù)資源有助于學(xué)生實踐操作，有助于學(xué)生的學(xué)以致用。第三，師資條件。這是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵因素。目前，這方面的師資力量比較匱乏，為了培養(yǎng)數(shù)據(jù)科學(xué)人才，需要不同專業(yè)背景的教師協(xié)同合作。第四，如果有條件，高校應(yīng)與政府、企業(yè)合作。高校的優(yōu)勢在于理論和技術(shù)研究，但并沒有數(shù)據(jù)應(yīng)用場景，通過與企業(yè)、政府合作，可以彌補這一點，并且更易獲得充足的數(shù)據(jù)資源，同時可以從政府、企業(yè)吸取具有一線工作經(jīng)驗的人才，以補充師資。

2. 課程設(shè)置

具備先決條件后，我們來分析怎樣為數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)配置課程。要想做一位完美的數(shù)據(jù)科學(xué)家，至少需要具備統(tǒng)計學(xué)、編程功底，同時需要具備一定的領(lǐng)域知識和良好的溝通能力。只有具備統(tǒng)計學(xué)和編程能力還不夠，處理數(shù)據(jù)不僅需要理論和技巧，更需要領(lǐng)域知識的支持，并以此獲得對數(shù)據(jù)的敏感度和洞察力。完美的數(shù)據(jù)科學(xué)家需要能夠處理好關(guān)于數(shù)據(jù)的方方面面：不僅能從理論角度進行分析建模，還能夠運用技術(shù)手段進行分析、描述、預(yù)測，并能讓結(jié)論落地，服務(wù)于現(xiàn)實中的行業(yè)，讓數(shù)據(jù)的價值得以變現(xiàn)。

因此，在設(shè)置課程時，四類課程不可少。一是統(tǒng)計學(xué)。許多知識挖掘方法都源于統(tǒng)計學(xué)的模型。二是數(shù)據(jù)分析。培養(yǎng)學(xué)生建模的能力，并能使用工具進行數(shù)據(jù)分析。三是分布式計算、并行計算。大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)規(guī)模往往很大，非單機環(huán)境能夠承受，這就需要面向集群環(huán)境進行系統(tǒng)架構(gòu)，編寫高效的分布式或并行計算算法。四是機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘。除此之外，還應(yīng)學(xué)習(xí)一定的領(lǐng)域知識，如財務(wù)分析、服務(wù)業(yè)中的分析、健康醫(yī)療、供應(yīng)鏈管理、綜合營銷溝通中的概率模型等，這樣才能夠?qū)⒅R轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力，能夠真正服務(wù)于業(yè)務(wù)。

由于數(shù)據(jù)科學(xué)方向的人才需求是多類型的，數(shù)據(jù)科學(xué)人才的培養(yǎng)也應(yīng)多類型，如科研人才和應(yīng)用人才的培養(yǎng)側(cè)重點各有不同。對于科研人才，需要注重理論能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以及科研方法的培養(yǎng)，使他們善于從各種類型的數(shù)據(jù)中揭示模式，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。這類人才需要具備深厚的數(shù)學(xué)功底、良好的計算機編程能力。對于應(yīng)用型人才，則應(yīng)注重技能的訓(xùn)練，比如，熟練使用大數(shù)據(jù)工具，如Hadoop，Spark等，具備分析特定類型數(shù)據(jù)的能力。無論培養(yǎng)科研人才還是應(yīng)用型人才，都需要進行大量的實踐，通過操作真實數(shù)據(jù)，培養(yǎng)他們對數(shù)據(jù)的分析能力和洞察力。

3.授課模式

授課模式可分為認(rèn)證課程、本科課程、碩士課程以及博士課程四個層次。

認(rèn)證課程可采取線上方式進行，課程結(jié)束授予證書。

在當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代，培養(yǎng)信息素養(yǎng)是至關(guān)重要的。培養(yǎng)信息素養(yǎng)，應(yīng)該從本科生抓起，而數(shù)據(jù)科學(xué)則為信息素養(yǎng)的培養(yǎng)提供了一個很好的切入點。對于本科生，無論學(xué)生的專業(yè)背景是什么，都應(yīng)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)科學(xué)概論等基礎(chǔ)課程。

對于普通高校而言，在本科階段設(shè)置數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)士學(xué)位并不明智，原因在于，數(shù)據(jù)科學(xué)需要足夠的計算機基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)理論功底，而本科階段的學(xué)生在四年學(xué)制下難以達(dá)到這種要求。因此，設(shè)置相應(yīng)的碩士、博士學(xué)位比較合理。正如第三節(jié)所介紹的國內(nèi)外現(xiàn)狀，知名大學(xué)大多在研究生階段開設(shè)相關(guān)學(xué)位，而非在本科階段。在碩士、博士階段，有了本科階段的理論基礎(chǔ)，校方應(yīng)幫助學(xué)生建立明確的學(xué)科規(guī)劃，配置科學(xué)、合理的課程體系，搭建真正的業(yè)務(wù)平臺，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)建模能力、數(shù)據(jù)計算能力、跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)分析能力，等等。

數(shù)據(jù)科學(xué)人才的培養(yǎng)，不僅是各行各業(yè)的需要，也關(guān)系著國家發(fā)展的核心競爭力。培養(yǎng)數(shù)據(jù)科學(xué)人才，高校應(yīng)首當(dāng)其沖。高校需結(jié)合自身情況，選擇相應(yīng)的授課模式，進行合理的課程配置，構(gòu)建師資團隊，并通過與企業(yè)、政府合作，搭建真正的業(yè)務(wù)平臺，強化數(shù)據(jù)科學(xué)人才培養(yǎng)能力，不斷為國家、社會輸送時代需要的人才。

參考文獻：

[1]朱揚勇，熊 .大數(shù)據(jù)時代的數(shù)據(jù)科學(xué)家培養(yǎng)[J].大數(shù)據(jù)，2016（3）.

篇8

（吉林省通化鋼鐵股份有限公司，吉林 通化 134003）

摘 要：數(shù)據(jù)是企業(yè)的重要資源，利用大數(shù)據(jù)管理，通過對數(shù)據(jù)資源的深入開發(fā)和利用，形成指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理的知識信息，為做好統(tǒng)計管理基礎(chǔ)、實現(xiàn)輔助領(lǐng)導(dǎo)開展管理決策，提升企業(yè)核心競爭能力，提供了智力支持和技術(shù)保證。

關(guān)鍵詞 ：數(shù)據(jù)管理；架構(gòu)；統(tǒng)計管理；資源開發(fā)

中圖分類號：TD672 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1000-8772-（2015）02-0093-02

綜觀企業(yè)信息化，主要包括硬件、軟件和數(shù)據(jù)三大部分的建設(shè)和管理工作。其中硬件是基礎(chǔ)，軟件是平臺，數(shù)據(jù)管理是根本核心，也是最高層次?！叭旨夹g(shù)、七分管理、十二分?jǐn)?shù)據(jù)”，就說明僅有硬件和軟件系統(tǒng)并不等于成功和完善的企業(yè)信息化，更重要的是要構(gòu)建一套科學(xué)、合理的企業(yè)數(shù)據(jù)管理體系架構(gòu)，以實現(xiàn)有效支撐數(shù)據(jù)資源的深入開發(fā)和利用工作。

一、構(gòu)建通鋼股份數(shù)據(jù)管理體系架構(gòu)

通鋼股份公司數(shù)據(jù)管理體系的架構(gòu)應(yīng)分為四層，即：操作數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)清洗轉(zhuǎn)儲層、數(shù)據(jù)倉庫層和數(shù)據(jù)在線分析層（見圖1）。

(一)操作數(shù)據(jù)層(ODS)

ODS (Operate Data Save)——操作數(shù)據(jù)存儲。在這一層次中主要包括企業(yè)內(nèi)部的采購數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢斤數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、財務(wù)成本數(shù)據(jù)、人事數(shù)據(jù)等。目前，比較常見和流行的大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有：Microsoft SQL Server、Oracle、DB2、Sybase、Informix等。通鋼采用的是Microsoft SQL Server大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。在操作數(shù)據(jù)層的管理上必須注意兩點。

1.重視數(shù)據(jù)資源規(guī)劃工作

數(shù)據(jù)資源管理的核心和基礎(chǔ)，是進行數(shù)據(jù)資源規(guī)劃工作，主要包括數(shù)據(jù)元素規(guī)劃和信息分類編碼。數(shù)據(jù)元素是最小的不可再分的數(shù)據(jù)單位，是一類數(shù)據(jù)的總稱，它的質(zhì)量是建立堅實的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的關(guān)鍵。因此，應(yīng)根據(jù)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合企業(yè)實際，建立數(shù)據(jù)元素標(biāo)準(zhǔn)——數(shù)據(jù)元素命名標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)和一致性標(biāo)準(zhǔn)。通過對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析和規(guī)劃，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，以打好通鋼股份公司信息化應(yīng)用的基礎(chǔ)。

2.重視基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入、采集和管理工作

在開展信息化的過程中，務(wù)必要避免“重硬輕軟”“重軟輕數(shù)”的觀念。避免出現(xiàn) “大馬拉小車”“跑空車”或“拉錯人”等現(xiàn)象。

(二)數(shù)據(jù)清洗轉(zhuǎn)儲層(ETL)

ETL：數(shù)據(jù)抽取（Extract）、轉(zhuǎn)換（Transform）、清洗（Clean）、裝載（Load）。從操作層的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)倉庫，必須經(jīng)過ETL過程的處理，即，根據(jù)數(shù)據(jù)分析和利用工作對數(shù)據(jù)倉庫的要求，首先，要從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源抽取出所需的數(shù)據(jù)，再經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和清洗，最后，按照預(yù)先定義好的數(shù)據(jù)倉庫模型，加載、轉(zhuǎn)儲到數(shù)據(jù)倉庫中去，這是構(gòu)建通鋼數(shù)據(jù)倉庫的重要一環(huán)。

1.通過ETL過程處理數(shù)據(jù)的必要性

一是數(shù)據(jù)集中管理的需要。

二是數(shù)據(jù)規(guī)范化的需要。

2.在ETL過程中，必須注意解決好兩個問題

（1）解決好ETL數(shù)據(jù)處理的速度和運作軟件信息系統(tǒng)工作效率的關(guān)系

利用大數(shù)據(jù)管理技術(shù)；采用先進的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；優(yōu)化數(shù)據(jù)抽取機制，如分為實時抽取和定時抽取；利用數(shù)據(jù)映像技術(shù)將ETL數(shù)據(jù)處理過程合理分解成數(shù)據(jù)抽取和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、清洗、裝載兩個階段，這樣做可以有效降低數(shù)據(jù)抽取工作對數(shù)據(jù)源的影響?？傊仨氁獙崿F(xiàn)ODS和ETL兩項工作對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的操作達(dá)到負(fù)載均衡，實現(xiàn)ETL過程中的數(shù)據(jù)抽取和轉(zhuǎn)換、清洗、轉(zhuǎn)儲工作安全高效。

（2）在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫之間建立良好的接口標(biāo)準(zhǔn)

將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲到數(shù)據(jù)倉庫以后，在將來的數(shù)據(jù)分析和利用工作中雖然主要是針對數(shù)據(jù)倉庫進行，但在進行鉆取、切片和其它分析工作時也可能需要連接到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)。因此，必須在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫之間建立一套良好的接口標(biāo)準(zhǔn)。

(三)數(shù)據(jù)倉庫層(DW)

數(shù)據(jù)倉庫（Data Warehouse）是指在企業(yè)管理和決策中面向主題的、集成的、與時間相關(guān)的、不可修改的數(shù)據(jù)集合，它是通過對原有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時序性地進行抽取、轉(zhuǎn)換、清洗、裝載而形成的真實、全面、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式，是以傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為存儲數(shù)據(jù)和管理資源的基本手段，以統(tǒng)計分析技術(shù)作為分析數(shù)據(jù)和獲取信息的有效方法，以人工智能技術(shù)作為挖掘知識和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的科學(xué)途徑，并通過運用在線分析處理技術(shù)（On-Line Analytical Processing）、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)(Data Mining)來實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理等決策支持（DSS）的數(shù)據(jù)應(yīng)用。

1.建立數(shù)據(jù)倉庫的必要性

目前，通鋼對現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用主要集中于運作軟件信息系統(tǒng)，雖然它能保證業(yè)務(wù)處理過程的自動化，但對這些操作型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的應(yīng)用，一般被限制在運作軟件信息系統(tǒng)所規(guī)定的固定功能上，缺乏更靈活的數(shù)據(jù)查詢和分析能力，無法滿足更高層次數(shù)據(jù)分析和決策支持的需要。

2.做好數(shù)據(jù)倉庫的設(shè)計和建模工作是構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫的基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)倉庫要求能夠良好的支持海量數(shù)據(jù)和快速查詢的功能，要求能以面向主題、以多種維度進行挖掘和探索數(shù)據(jù)，這就要求必須對數(shù)據(jù)倉庫從網(wǎng)絡(luò)物理構(gòu)建、數(shù)據(jù)庫存儲管理技術(shù)、內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等各方面進行超前設(shè)計，并建立科學(xué)實用的數(shù)學(xué)模型，解決數(shù)據(jù)建模的綜合評價、綜合排序、預(yù)測與決策等問題。

3.做好維護和優(yōu)化工作，是保證數(shù)據(jù)倉庫持久運行在最優(yōu)狀態(tài)的關(guān)鍵

數(shù)據(jù)倉庫永遠(yuǎn)處于發(fā)展和變化當(dāng)中，它是隨著企業(yè)各項業(yè)務(wù)管理工作、運作軟件信息系統(tǒng)的不斷運行以及企業(yè)對數(shù)據(jù)分析、決策支持的不斷發(fā)展的需求而發(fā)展變化的。要對數(shù)據(jù)倉庫持續(xù)不斷地進行維護和優(yōu)化，以確保數(shù)據(jù)倉庫持久運行在最優(yōu)狀態(tài)，滿足企業(yè)對數(shù)據(jù)管理的各種需求。

4.關(guān)于數(shù)據(jù)集市

從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源的角度分析，相關(guān)運作軟件信息系統(tǒng)生成的操作型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，是數(shù)據(jù)集市產(chǎn)生的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；從面向主題的數(shù)據(jù)分析和決策支持需求的角度分析，數(shù)據(jù)集市恰恰是面向某個特定主題的數(shù)據(jù)集合，這是數(shù)據(jù)集市產(chǎn)生的業(yè)務(wù)需求原因；從均衡數(shù)據(jù)倉庫操作負(fù)載的角度分析，數(shù)據(jù)集市的存在可以在一定程度上緩解訪問數(shù)據(jù)倉庫的瓶頸，這是數(shù)據(jù)集市產(chǎn)生的技術(shù)原因。

(四)數(shù)據(jù)在線分析層(OLAP)

在線分析處理（On-Line Analytical Processing），是基于數(shù)據(jù)倉庫的應(yīng)用，對數(shù)據(jù)進行層次更深、范圍更廣的分析、挖掘以及信息，為通鋼股份公司科學(xué)決策提供支持服務(wù)。主要工具有統(tǒng)計分析工具、數(shù)據(jù)挖掘工具等。

1.在線分析和應(yīng)用數(shù)據(jù)信息以提供決策支持是加強數(shù)據(jù)管理真正的目的和最高階段

利用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)挖掘等工具，依據(jù)數(shù)學(xué)模型，對存在于數(shù)據(jù)倉庫中的不同時期、企業(yè)內(nèi)外的相關(guān)數(shù)據(jù)進行科學(xué)、深入的分析，揭示企業(yè)運行狀況，找出優(yōu)勢與不足，利用決策支持系統(tǒng)（Decision Support System）形成客觀的分析結(jié)果并直觀地展現(xiàn)給企業(yè)管理者，以輔助進行企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理重大決策，真正達(dá)到提升企業(yè)核心競爭能力、實現(xiàn)企業(yè)生存與發(fā)展的最高目標(biāo)。

2.利用統(tǒng)計分析工具實現(xiàn)編制統(tǒng)計報表、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)展現(xiàn)

利用統(tǒng)計分析工具，可以定期或不定期地按照需求提取數(shù)據(jù)，編制各種統(tǒng)計報表，對數(shù)據(jù)進行詳細(xì)分析，并可展現(xiàn)分析結(jié)果，同時可以更好地支持企業(yè)統(tǒng)計工作，實現(xiàn)統(tǒng)計管理信息化。

3.利用數(shù)據(jù)挖掘工具對數(shù)據(jù)從時間及空間維度上進行提取、分析和展現(xiàn)

數(shù)據(jù)挖掘(Data mining)：是一種決策支持過程，是一個跨學(xué)科的知識領(lǐng)域，它汲取了數(shù)據(jù)庫技術(shù)、人工智能、機器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計學(xué)、模式識別、知識庫系統(tǒng)、知識獲取、信息檢索、高性能計算、數(shù)據(jù)可視化等方面的成果，對數(shù)據(jù)采取鉆取、切片、旋轉(zhuǎn)等各種分析動作，深入剖析數(shù)據(jù)，高度自動化地分析企業(yè)原有的數(shù)據(jù)，進行總結(jié)分析和預(yù)測，支持企業(yè)決策者做出正確的決策。

4.建立決策模型

建立科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臎Q策模型是對數(shù)據(jù)進行深入分析、提供解決方案、輔助企業(yè)管理者做出科學(xué)決策的必要基礎(chǔ)。建立決策模型必須了解通鋼股份公司生產(chǎn)經(jīng)營管理相關(guān)知識，必須掌握科學(xué)的管理決策知識，必須掌握數(shù)據(jù)信息與企業(yè)運行狀況之間的內(nèi)在聯(lián)系，必須熟練掌握數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)字典，通過長期經(jīng)驗的積累，需要形成一整套指導(dǎo)企業(yè)運行的統(tǒng)計管理和預(yù)警指標(biāo)體系。

5.信息系統(tǒng)

信息系統(tǒng)，是將分析形成的數(shù)據(jù)信息及時到相應(yīng)的地點和用戶?；赪eb的信息系統(tǒng)是滿足多用戶訪問的最有效方法。

二、結(jié)語

篇9

中國零售業(yè)所面臨的最具挑戰(zhàn)的競爭，就是顧客和市場需求的紛繁復(fù)雜及其飄忽不定的變化。而零售企業(yè)成功乃至存活的關(guān)鍵，就是如何采取靈活多變且機智的應(yīng)對行動，這就要求管理者要能夠順應(yīng)市場的變化、快速發(fā)現(xiàn)并處理問題，并且及時的制定解決方案和抓住市場機會。因此，基于數(shù)據(jù)和事實，質(zhì)量更高、速度更快、成本更低的決策顯現(xiàn)了前所未有的重要性。

中國零售企業(yè)在經(jīng)歷的十幾年的信息化高度發(fā)展的歷程，也積攢了大量的寶貴數(shù)據(jù)，但面對大數(shù)據(jù)這個“金礦”，各家企業(yè)由于經(jīng)營模式、管理風(fēng)格、重視程度、資金投入等不同，對于這個“金礦”的挖掘程度有極大的不同，零售大數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用均處在不同的階段，甚至出現(xiàn)的“兩極分化”的局面。

下面就是我在日常和零售企業(yè)接觸的過程所總結(jié)出來的零售大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的四個階段，希望能夠給大家指明方向。

第一階段丨集成展示

有句話說的好“銷售額首先是追蹤出來的，其次才是分析出來的”。

ERP在中國普及進程已經(jīng)有了10多年歷史，沒有ERP的企業(yè)可謂越來越少。零售企業(yè)利用ERP可以搜集和整合整個企業(yè)的數(shù)據(jù)，形成一個完整的數(shù)據(jù)流，把企業(yè)內(nèi)不同來源的數(shù)據(jù)信息集中到單一的一個倉庫中來，使各個職能在自己需要的時間和地點通過圖表看板、計分板的形式看到自己所需要的數(shù)據(jù)，并且展現(xiàn)出決策者最為關(guān)注的運營要素—關(guān)鍵績效指標(biāo)如銷售額、坪效、利潤率、客單價、進店率、轉(zhuǎn)化率、目標(biāo)完成率、同比增長率等等，這些都可以以“商業(yè)報告”的形式出現(xiàn)，該報告的主題緊緊圍繞著“過去發(fā)生了什么”以及“正在發(fā)生什么”而展開，這也是大多數(shù)BI系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心平臺的核心功能。

這一階段的最大的困難為數(shù)據(jù)的集成和整合，每個零售企業(yè)都有數(shù)十個大大小小的部門系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)都是一個獨立的數(shù)據(jù)源，他們都有自己的定義、標(biāo)準(zhǔn)和側(cè)重，而對這些來源不同數(shù)據(jù)進行合并、清理、轉(zhuǎn)換和簡化，最終建立一致性的數(shù)據(jù)是非常有挑戰(zhàn)性的。

第二階段丨分析判斷

在第一階段整合了數(shù)據(jù)來源后，零售業(yè)決策者關(guān)心的重點發(fā)生了轉(zhuǎn)移，從“發(fā)生了什么”轉(zhuǎn)向“為什么發(fā)生”。分析判斷數(shù)據(jù)的目的是了解數(shù)據(jù)報表、商業(yè)報告的背后的含義，以及這些過往行為發(fā)生的動機和原因，這就需要對更加詳細(xì)的數(shù)據(jù)進行多維度的分析。這種分析判斷更多的是建立在對于零售業(yè)務(wù)邏輯的理解之上，一般會采用簡單有效的分析方法和簡便的分析工具對數(shù)據(jù)進行處理。

該階段數(shù)據(jù)分析師這一角色開始真正出現(xiàn)，數(shù)據(jù)分析師需要非常熟悉業(yè)務(wù)，最好有實際業(yè)務(wù)操作的背景，能夠用業(yè)務(wù)的語言和邏輯把運營異常解釋的通順，此階段不要求對算法、模型和工具的應(yīng)用非常高深，而對于快速將數(shù)據(jù)分析結(jié)果進行落地，贏取各個業(yè)務(wù)部門的信任的要求非常高。

例如一個服裝品牌的一款裙裝銷售好的超出預(yù)期，那就要找從“人、貨、場”三個核心來找原因分析判斷火爆原因：

是否有什么買贈、打折、捆綁、支付等促銷活動，店員對該商品是否有特殊的推薦等;

該商品的陳列、包裝、設(shè)計、款式等是否有特色、是否是限量銷售、限時特價等等;

以及顧客購買此商品的動機是什么，是否要釋放壓力、還是從眾心理、攀比心態(tài)等;

此外，還要考慮競爭對手是否有斷貨問題、大型企業(yè)客戶是否有團購等因素，甚至出現(xiàn)了在排除各種原因之后才知道，這款裙裝和當(dāng)時熱播電視劇中某個明星穿的比較相似，因電視劇熱播而帶動了該款裙子的熱銷，雖然在該款衣服上所投入過多的市場資源其實并不多。

第三階段丨預(yù)測未來

企業(yè)在有了前兩個階段的基礎(chǔ)之后，關(guān)注點會進一步超越當(dāng)前，開始思考更貼近經(jīng)營上的問題：“將來會發(fā)生什么”。

從本質(zhì)上說預(yù)測就是根據(jù)零售企業(yè)所過去發(fā)生的事件以及當(dāng)前實時的影響因素，對于銷售額、利潤率、成本等未來的取值做出自動化和智能化的估計。簡單的分析對于估算暢銷概率的作用有限，在大多數(shù)復(fù)雜的應(yīng)用中，需要建立數(shù)學(xué)模型來還原零售的業(yè)務(wù)規(guī)律。

例如建立銷售預(yù)測模型來量化銷量的影響因素及各因素之間的交互影響、建立定價優(yōu)化模型來還原價格與銷量之間的關(guān)系并找到最科學(xué)的價格以實現(xiàn)經(jīng)營目標(biāo)。而建立模型的目的就是將之前各個角落里的經(jīng)驗用數(shù)學(xué)的形式表現(xiàn)出來，雖然并不是十全十美，但會無限逼近真實情況。

要建立數(shù)學(xué)模型要解決三個問題，首先是數(shù)據(jù)的量要達(dá)到一定的規(guī)模和質(zhì)量;其實是用什么樣的算法，如用時間序列還是回歸或是人工智能算法;第三是“數(shù)據(jù)+算法”可以圍繞什么業(yè)務(wù)場景，建立什么樣的模型及參數(shù)。

例如Google的工程師從眾多關(guān)于流感的關(guān)鍵詞組合中，挑出45個重要檢索詞條作為特征，訓(xùn)練了一個線性回歸模型來預(yù)測2007年和2008年流感傳播的趨勢、時間和地點，該模型預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確率最后高達(dá)97%，而該模型完全可以和關(guān)于流感的商品如口罩、營養(yǎng)食品、非處方藥品等銷售建立起聯(lián)系，構(gòu)建“流感商品銷售指數(shù)”，來指導(dǎo)這些商品在特定時間、地點的具體銷售數(shù)量。

再例如7-Eleven零售門店通過衛(wèi)星云圖了解到兩天后氣溫將上升兩度，會提前訂購比平常銷量多30%的礦泉水。

第四階段丨指導(dǎo)決策

這一階段側(cè)重于對業(yè)務(wù)、營運、經(jīng)營、戰(zhàn)略的決策的指導(dǎo)，回答的問題其實就是：“我應(yīng)該做什么”才能達(dá)到最佳的狀態(tài)。前三個階段都不是終極目的，例如銷售預(yù)測不是為了預(yù)測而預(yù)測，預(yù)測準(zhǔn)確率達(dá)到100%又如何，關(guān)鍵是做了預(yù)測以后能給企業(yè)的決策行為帶來什么樣的幫助，對于零售企業(yè)而言，銷售預(yù)測以后緊接著的行為就是補貨，補貨過程中就會涉及到多級庫存管理。

而補貨行為又驅(qū)動了后續(xù)的采購、生產(chǎn)、物流、倉儲等行為，同時企業(yè)的決策層可以根據(jù)未來的預(yù)測來做出是否要開設(shè)渠道、建立工廠、購買倉庫等重要戰(zhàn)略決策，這些行為的決策都是建立在前三個階段之上的。同時決策模擬也是這個階段的重要應(yīng)用，針對零售流程中的隨機因素，引入各種約束條件，構(gòu)建出若干個相互關(guān)聯(lián)的場景模型來全真模擬真實情景，從而事先預(yù)知各種決策可能的結(jié)果，提高決策準(zhǔn)確性。

大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)悄然來臨，不懂大數(shù)據(jù)就做不了大生意，未來甚至做不了生意。

篇10

[關(guān)鍵詞] 數(shù)學(xué)建模； 管理會計； 教學(xué)改革

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 15. 069

[中圖分類號] G420 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）15- 0105- 02

管理會計是高職會計專業(yè)的核心課程和工商管理專業(yè)的必修課程，其理論和方法已經(jīng)成為企業(yè)管理必須掌握的基本知識。管理會計越來越多地應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法來進行分析研究。具體地說，管理會計中數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用是以廣泛地應(yīng)用數(shù)學(xué)模型為重要標(biāo)志。管理會計中所用的數(shù)學(xué)模型具有多種表現(xiàn)形式，包括一般代數(shù)模型、數(shù)學(xué)分析模型、數(shù)學(xué)規(guī)劃模型、矩陣代數(shù)模型及概率模型等。所以，管理會計教學(xué)中突出數(shù)學(xué)思想方法，特別是數(shù)學(xué)建模思想的滲透就顯得十分重要。如何將數(shù)學(xué)建模思想和管理會計課程的教學(xué)改革有機地結(jié)合起來，是對管理會計教學(xué)改革的大膽探索和有益嘗試。

1 管理會計教學(xué)融入數(shù)學(xué)建模思想的意義

1.1 符合管理會計的學(xué)科特點

管理會計的學(xué)科特點之一是數(shù)學(xué)方法的廣泛應(yīng)用。財務(wù)會計應(yīng)用數(shù)學(xué)方法的范圍較小，一般只涉及初等數(shù)學(xué)。而現(xiàn)代管理會計越來越廣泛地應(yīng)用許多高等數(shù)學(xué)和現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，生產(chǎn)經(jīng)營的日趨復(fù)雜，企業(yè)規(guī)模的不斷擴大，整個企業(yè)管理正朝著定量化的方向發(fā)展。現(xiàn)代管理會計為適應(yīng)企業(yè)管理的這一重大轉(zhuǎn)變，要求用高等數(shù)學(xué)和現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法來“武裝”自己，使其與企業(yè)管理的發(fā)展相適應(yīng)。把高等數(shù)學(xué)、運籌學(xué)和數(shù)理統(tǒng)計學(xué)中的數(shù)量方法吸收、引進、應(yīng)用到現(xiàn)代管理會計中來，可以將復(fù)雜的經(jīng)濟活動用簡明的數(shù)學(xué)模型表述出來，揭示有關(guān)變量間的內(nèi)在聯(lián)系及變化規(guī)律，以便為管理人員正確地進行經(jīng)營決策提供依據(jù)。所以，一方面，管理會計是一門實踐性、應(yīng)用性較強的課程，教學(xué)中的許多案例，包括根據(jù)實際問題改編的案例都可以充實數(shù)學(xué)建模的內(nèi)容。另一方面，數(shù)學(xué)思想方法，特別是數(shù)學(xué)建模思想運用于管理會計教學(xué)不僅是教學(xué)方法的改變，而且可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識和能力。因此，管理會計課程的教學(xué)改革和數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)是相得益彰的關(guān)系，而不是魚和熊掌不可兼得的關(guān)系。

1.2 改善管理會計教學(xué)現(xiàn)狀

目前，管理會計教學(xué)中存在許多問題，如教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用脫離嚴(yán)重，教學(xué)方法單一，教學(xué)手段落后，學(xué)時少，考核制度不完善等。這些問題直接導(dǎo)致課堂上學(xué)生學(xué)習(xí)目的不明確，積極性不高，課堂參與程度低。如何改善這種狀況呢？在管理會計教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想是一個有效的辦法。首先，傳統(tǒng)教學(xué)中，以基本概念和基本理論的講授為主，而數(shù)學(xué)建模思想從解決實際問題出發(fā)，在課堂上引入實際的管理案例，或者根據(jù)實際問題改編的案例容易引起學(xué)生的興趣。其次，傳統(tǒng)教學(xué)以教師為中心，而數(shù)學(xué)建模思想采用分組討論的形式，學(xué)生各抒己見，每個人都有參與的機會。再次，可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。在數(shù)學(xué)建模時，常常需要數(shù)學(xué)知識的綜合運用、良好的專業(yè)背景和一定的計算機基礎(chǔ)及文字表達(dá)能力。由于數(shù)學(xué)建模教學(xué)本身是一個不斷探索、不斷創(chuàng)新、不斷完善的過程，所以在這個過程中，教師可以通過實際教學(xué)案例的設(shè)計有意識地培養(yǎng)學(xué)生的抽象概括能力、洞察力、想象力、自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。

1.3 推動高職課程改革的進程

管理會計教學(xué)融入數(shù)學(xué)建模思想是高職教學(xué)改革的新思路。首先，它密切了公共基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的聯(lián)系，更好地推動基礎(chǔ)課教學(xué)改革。以經(jīng)濟管理類專業(yè)為例，管理會計、統(tǒng)計學(xué)、財務(wù)管理和經(jīng)濟學(xué)等課程不但與數(shù)學(xué)課之間有著直接的關(guān)系，而且也與公共英語、計算機基礎(chǔ)等公共基礎(chǔ)課有著密切的聯(lián)系。分析這些聯(lián)系，更有利于將公共基礎(chǔ)課的改革落到實處。其次，它密切了專業(yè)課之間的聯(lián)系，提高了專業(yè)課的教學(xué)實效。目前，在高職教學(xué)中，不同程度地存在著專業(yè)課內(nèi)容重復(fù)的現(xiàn)象。如管理會計與財務(wù)管理、成本會計之間的內(nèi)容都有交叉。數(shù)學(xué)建模思想融入專業(yè)課教學(xué)不僅是教學(xué)方法的改變，更有利于打破專業(yè)課之間界限，有利于解決專業(yè)課教學(xué)理論學(xué)時減少與學(xué)科門類繁雜，內(nèi)容重復(fù)等矛盾。再次，它密切了高職教師之間的聯(lián)系，有利于打造復(fù)合知識結(jié)構(gòu)的教師隊伍或教學(xué)團隊。目前，高職院校不同程度地存在輕視基礎(chǔ)課、重視專業(yè)課，輕視理論教學(xué)、重視專業(yè)實訓(xùn)的現(xiàn)象。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因主要是高職教師缺乏對課程體系的整體認(rèn)識，割裂了學(xué)科之間的聯(lián)系。解決這一問題的有效途徑是，一方面要求教師之間增加互動，特別是公共基礎(chǔ)課教師與專業(yè)課教師之間的經(jīng)常性互動，另一方面教師通過進一步學(xué)習(xí)不斷豐富和調(diào)整知識結(jié)構(gòu)。

總之，在管理會計教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想，不僅是對管理會計教學(xué)方法改革的大膽探索，也是對高職課程體系改革的有益嘗試。

2 管理會計教學(xué)融入數(shù)學(xué)建模思想的原則

2.1 循序漸進，體現(xiàn)教學(xué)過程的“活動”特點

數(shù)學(xué)建模思想融入管理會計教學(xué)首先應(yīng)體現(xiàn)“活動”的特點，教學(xué)過程設(shè)計的著眼點應(yīng)考慮怎樣讓學(xué)生更多地參與進來，讓他們做什么，怎么做，或者怎樣讓他們自己悟出該做什么，該怎樣去做。而要體現(xiàn)這一特點需要一個循序漸進的過程。首先，教師的思想準(zhǔn)備和知識儲備問題。教師必須樂于探索這一教改活動，從觀念上更新，從知識結(jié)構(gòu)上做必要的準(zhǔn)備，要有比較合理的知識結(jié)構(gòu)。其次，為了更好地突出“活動”特點，必須對學(xué)生進行全面了解，比如學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、計算機水平和已有的專業(yè)背景等。從教學(xué)內(nèi)容上看，哪部分適宜進行課改，哪部分適宜首先進行課改。

2.2 找好“切入點”，與正常教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合

“切入”是指教師通過一定的方式把一個較復(fù)雜的問題進行分解，或者根據(jù)實際情況把建模的某一環(huán)節(jié)（如問題分析，假設(shè)，模型求解等）放到正常的局部環(huán)節(jié)上，并且注意要經(jīng)常這樣做。我們可以用“化整為零”、“細(xì)水長流”來描述這種做法。比如，在講授成本性態(tài)時，讓同學(xué)們搜集有關(guān)行業(yè)的成本構(gòu)成情況，分析哪些是變動成本，哪些是固定成本，哪些是混合成本。在講解混合成本的分解前，讓大家了解Excel軟件關(guān)于數(shù)據(jù)擬合的方法等。在講解存貨管理時，引導(dǎo)學(xué)生考慮存貨管理的目標(biāo)是什么，影響存貨成本有哪些因素，哪些是相關(guān)成本，哪些是非相關(guān)成本。課堂上重點介紹基本模型的建立，把模型的求解和模型的拓展通過設(shè)計實際問題交給學(xué)生去完成。教師也可以向?qū)W生布置一些開放性的、有一定難度的題目，放在課后以小組的形式完成，或者撰寫小論文作為期末考核的一部分?？傊?，“切入”的內(nèi)容應(yīng)該和正常的教學(xué)環(huán)節(jié)相協(xié)調(diào)，以便于學(xué)生更好地理解和掌握專業(yè)知識。

2.3 突出重點，反映管理會計的學(xué)科特點

目前， 數(shù)學(xué)建模思想教學(xué)得到越來越多的關(guān)注。有些高校正在探索在數(shù)值分析、離散數(shù)學(xué)、程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、電動與拖動和物理學(xué)等課程教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想，并取得一定的成效。自2003年起，中國電機工程學(xué)會杯全國大學(xué)生電工數(shù)學(xué)建模競賽已經(jīng)成功舉辦10年，產(chǎn)生了一定的影響。管理會計教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想應(yīng)該注意精選教材內(nèi)容，針對核心概念，不搞遍地開花，不追求自成體系，自我完善，在與教材內(nèi)容結(jié)合時，要自覺當(dāng)好配角?？傊?，將數(shù)學(xué)建模思想融入管理會計教學(xué)，對管理會計的教學(xué)改革應(yīng)是錦上添花，而不是喧賓奪主。

3 管理會計教學(xué)融入數(shù)學(xué)建模思想的基本思路

3.1 培養(yǎng)學(xué)生實際問題數(shù)學(xué)化的能力——突出模型假設(shè)的講解

所謂實際問題數(shù)學(xué)化就是數(shù)學(xué)模型的建立過程。數(shù)學(xué)模型的建立過程一般要經(jīng)過問題分析、合理的簡化假設(shè)、建立模型、求解模型和對模型解的分析、檢驗、修改與推廣等環(huán)節(jié)。這里模型的假設(shè)很重要，有時也很復(fù)雜。管理會計課程中有許多數(shù)學(xué)模型，這些模型都是建立在一定假設(shè)基礎(chǔ)上的，如存貨控制的基本模型有“七大假設(shè)”，很多教材根本不提及，有的教材把確定性存貨控制模型分解成若干種情況，直接給出結(jié)論。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差的學(xué)生面對大量復(fù)雜的公式望而生畏，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好的學(xué)生也只是盲目套用公式，知其然而不知其所以然，形成了基礎(chǔ)課做題，專業(yè)課也套用公式做題的局面。在管理會計教學(xué)中，分析、強調(diào)這些假設(shè)非常重要，一是可以體驗問題分析的過程，了解結(jié)論形成的前提條件，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。二是通過對已有模型假設(shè)的分析提高自身解決問題的能力。在具體問題中，合理的假設(shè)不僅要求有一定的數(shù)學(xué)功底，比如能夠捕捉經(jīng)濟變量之間的關(guān)系，數(shù)學(xué)符號的使用要簡潔、通用等，同時也需要具備良好的專業(yè)背景，如在存貨管理中，要明確哪些是決策需要考慮的相關(guān)成本，哪些是可以不考慮的非相關(guān)成本，存儲費用和進貨費用包括哪些內(nèi)容，等等。在建立模型時，如果考慮的假設(shè)過少，特別是遺漏關(guān)鍵性假設(shè)，就不能建立起高質(zhì)量的模型，考慮的假設(shè)過多，往往難以將實際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型，有時即使能轉(zhuǎn)化成功，也可能是一個復(fù)雜的難以求解的模型，從而使建模失敗。所以模型假設(shè)可以直接影響所建模型的質(zhì)量。

3.2 提高數(shù)學(xué)模型求解能力——加大Excel軟件的使用力度

管理會計是以定量計算為主的學(xué)科，涉及大量的數(shù)學(xué)計算和數(shù)學(xué)模型，選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愎ぞ呋蛴嬎丬浖浅Ｖ匾?。與Matlab、Mathematics等專業(yè)數(shù)學(xué)軟件相比，Excel是一款特別值得關(guān)注的軟件。首先，操作簡單。Excel軟件漢化水平非常高，而Matlab、Mathematics等軟件都是英文的；Matlab、Mathematics等軟件需要記住一些命令和編程，而Excel軟件以菜單操作為主，所見即所得，直觀易操作。所以，Excel軟件相比其他軟件更容易挖掘其功能。其次，功能強大。Excel軟件具有豐富的函數(shù)、強大的數(shù)值計算、數(shù)據(jù)分析和繪圖等功能，所以特別適合于作為管理會計中的計算和模型求解工具。再次，轉(zhuǎn)換成本低。Excel軟件不需要專門購買和學(xué)習(xí)。目前幾乎每一臺電腦都安裝Excel軟件，作為公共基礎(chǔ)課計算機基礎(chǔ)的重要內(nèi)容，每個學(xué)生對Excel軟件都有一定的了解，而其他軟件需要專門購買和從頭學(xué)起。

3.3 模型結(jié)論實踐化的能力——提高管理決策能力

所謂模型結(jié)論的實踐化能力就是將數(shù)學(xué)模型求解得出的結(jié)論，經(jīng)過整理和組織，再應(yīng)用于實際問題中的能力，它是一種解決問題能力的延伸，強調(diào)“從實踐中來，回到實踐中去”的能力，是數(shù)學(xué)建模的高要求，這也符合高職教育和管理會計教學(xué)改革的方向。如在本量利模型中得出的結(jié)論都是基于單位變動成本和產(chǎn)品單價與產(chǎn)量或銷量保持線性關(guān)系、產(chǎn)銷平衡和品種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等假設(shè)的基礎(chǔ)之上的，這些假設(shè)與某些企業(yè)的實際情況接近，但與多數(shù)企業(yè)的實際情況并不相同，這時就要修正假設(shè)，進一步根據(jù)實際情況建立模型，得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。管理實踐中有時為了獲得滿意的數(shù)學(xué)模型，常常需要經(jīng)歷幾次建模過程，包括由簡到繁，也包括由繁到簡，這符合人們認(rèn)識問題的規(guī)律。教師在設(shè)計教學(xué)案例時，要注意問題的開放性，不要搞“唯一正確答案”。在這個過程中，教師要計劃地培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和問題解決能力，提高他們的總結(jié)歸納能力和知識遷移能力等。

主要參考文獻

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