劉崢，王俊昌

（南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院、軟件學(xué)院，南京 210023）

數(shù)據(jù)挖掘等進(jìn)階課程在本科高年級的教學(xué)方法

劉崢，王俊昌

（南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院、軟件學(xué)院，南京 210023）

在本科高年級學(xué)生中開設(shè)符合學(xué)術(shù)研究和工業(yè)應(yīng)用熱點(diǎn)的進(jìn)階課程是十分必要的。以數(shù)據(jù)挖掘課程為例，本科高年級學(xué)生了解并掌握數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)技術(shù)，對于其今后的工作、學(xué)習(xí)不無裨益。著重闡述數(shù)據(jù)挖掘等進(jìn)階課程在本科高年級學(xué)生中的教學(xué)方法，基于本科高年級學(xué)生的實(shí)際情況，以及進(jìn)階課程的知識體系特點(diǎn)，提出有針對性的教學(xué)方法參考，從而提高進(jìn)階課程的教學(xué)效果。

數(shù)據(jù)挖掘；進(jìn)階課程；教學(xué)方法研究；本科高年級學(xué)生

0 引言

在本科高年級學(xué)生中開設(shè)數(shù)據(jù)挖掘等進(jìn)階課程是十分必要的，以大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘?yàn)槔?，其相關(guān)技術(shù)不僅是當(dāng)前學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)，也是各家企事業(yè)單位招聘中重要崗位的要求之一。對于即將攻讀碩士或博士學(xué)位的學(xué)生，對于即將走上工作崗位的學(xué)生，了解并掌握一些大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，尤其是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，都是不無裨益的。在目前本科教學(xué)中，對于數(shù)據(jù)挖掘等課程的教學(xué)，由于前序課程的要求，往往是放在本科四年級進(jìn)行。如何激發(fā)本科四年級學(xué)生在考研，找工作等繁雜事務(wù)中的學(xué)習(xí)興趣，從而更好地掌握數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)技術(shù)是本課程面臨的主要挑戰(zhàn)，也是所有本科進(jìn)階課程所面臨的難題之一。

1 數(shù)據(jù)挖掘等進(jìn)階課程所面臨的問題

1.1 進(jìn)階課程知識體系的綜合性

進(jìn)階課程由于其理論與技術(shù)的先進(jìn)性，往往是學(xué)術(shù)研究的前沿，工業(yè)應(yīng)用的熱點(diǎn)，是綜合多方面知識的課程。以數(shù)據(jù)挖掘課程為例，其中包括數(shù)據(jù)庫、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、統(tǒng)計(jì)、可視化、高性能技術(shù)，算法等多方面的知識內(nèi)容。雖然學(xué)生在前期的本科學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了部分相關(guān)內(nèi)容，如數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計(jì)、算法等，但對于其他內(nèi)容如機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、模式識別、可視化等，有的是與數(shù)據(jù)挖掘課程同時(shí)開設(shè)的進(jìn)階課程，有的已經(jīng)是研究生的教學(xué)內(nèi)容。對于進(jìn)階課程繁雜的知識體系，應(yīng)該如何把握廣度和深度的關(guān)系尤為重要。

1.2 進(jìn)階課程的教學(xué)的目的要求

進(jìn)階課程的知識體系的綜合性體現(xiàn)在知識點(diǎn)過多、技術(shù)特征復(fù)雜。從教學(xué)效益的角度出發(fā)，進(jìn)階課程的教學(xué)目的是在有限的課時(shí)內(nèi)最大化學(xué)生的知識收獲。從教學(xué)結(jié)果的可測度出發(fā)，進(jìn)階課程的教學(xué)需要能夠有效驗(yàn)證學(xué)生掌握重點(diǎn)知識的學(xué)習(xí)成果。

1.3 本科高年級學(xué)生的實(shí)際情況

本科高年級學(xué)生需要處理考研復(fù)習(xí)，找工作等繁雜事務(wù)，往往對于剩余本科階段的學(xué)習(xí)不重視，存在得過且過的心態(tài)。進(jìn)階課程往往是專業(yè)選修課程，部分學(xué)分已經(jīng)修滿的學(xué)生往往放棄這部分課程的學(xué)習(xí)，一來沒有時(shí)間，二來怕拖累學(xué)分。

2 數(shù)據(jù)挖掘等進(jìn)階課程的具體教學(xué)方法

進(jìn)階課程的教學(xué)理念是在有限的課時(shí)內(nèi)，盡可能地提高課程的廣度，增加介紹性內(nèi)容，在授課中著重講解1～2個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，如在數(shù)據(jù)挖掘課程中，著重講解分類中的決策樹算法，聚類中的K-Means算法等復(fù)雜度一般，應(yīng)用廣泛的重要知識點(diǎn)，并利用實(shí)踐來檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果。

2.1 進(jìn)階課程的課堂教學(xué)

數(shù)據(jù)挖掘等進(jìn)階課程所涉及的知識點(diǎn)眾多，在課堂上則采用演示和講授相結(jié)合的方法，對大部分知識點(diǎn)做廣度介紹，而對需要重點(diǎn)掌握知識點(diǎn)具體講授，結(jié)合實(shí)踐案例及板書。在介紹工業(yè)實(shí)踐案例的過程中，對于具體數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)的來龍去脈解釋清楚，尤其是對于問題的歸納，數(shù)據(jù)的處理，算法的選擇等步驟，并在不同的知識點(diǎn)的教學(xué)中重復(fù)介紹和總結(jié)數(shù)據(jù)挖掘的一般性流程，可以加深學(xué)生對于數(shù)據(jù)挖掘的深入理解。對于一些需要記憶的知識點(diǎn)，在課堂上采用隨機(jī)問答的方式，必要的時(shí)候可以在每堂課的開始重復(fù)提問，提高學(xué)習(xí)的效果。

2.2 進(jìn)階課程的課后教學(xué)

對于由于時(shí)間限制無法在課上深入討論的知識點(diǎn)，只能依靠學(xué)生在課后自學(xué)掌握。本科高年級學(xué)生的課后自學(xué)的動(dòng)力不像低年級學(xué)生那么充足，可以布置需要?jiǎng)邮謱?shí)踐并涵蓋相關(guān)知識點(diǎn)的課后實(shí)踐，但盡量降低作業(yè)的工程量。鼓勵(lì)學(xué)生利用開源軟件和框架，基于提供的數(shù)據(jù)集，實(shí)際解決一些簡單的數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)，讓學(xué)生掌握相關(guān)算法技術(shù)的使用，并對算法有一定的了解。利用學(xué)院與大數(shù)據(jù)相關(guān)企業(yè)建立的合作關(guān)系，在課后通過參觀，了解大數(shù)據(jù)技術(shù)在當(dāng)前企業(yè)實(shí)踐中是如何應(yīng)用的，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 進(jìn)階課程的教學(xué)效果考察

進(jìn)階課程的考察不宜采取考試的形式，可以采用大作業(yè)的形式。從具體的數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵺`中檢驗(yàn)教學(xué)的成果，力求是學(xué)生在上完本課程后可以解決一些簡單的數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)，將較復(fù)雜的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的學(xué)習(xí)留給學(xué)生自己。

3 結(jié)語

數(shù)據(jù)挖掘是來源于實(shí)踐的科學(xué)，學(xué)習(xí)完本課程的學(xué)生需要真正理解，掌握相關(guān)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，并能夠在實(shí)際數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)中應(yīng)用相關(guān)算法解決問題。這也對教師的教學(xué)水平提出了挑戰(zhàn)，并直接與教師的科研水平相關(guān)。在具體的教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)往往是在講授實(shí)際科研中遇到的問題時(shí)，學(xué)生的興趣較大，對于書本上的例子則反映一般。進(jìn)階課程在注重教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，對于教師的科研水平提出了新的要求，這也是對于教師科研的反哺，使教學(xué)過程變成了教學(xué)相長的過程。

[1]孫宇，梁俊斌，鐘淑瑛．面向工程的《數(shù)據(jù)挖掘》課程教學(xué)方法探討[J]．現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2014（13）.

[2]蔣盛益，李霞，鄭琪．研究性學(xué)習(xí)和研究性教學(xué)的實(shí)證研究——以數(shù)據(jù)挖掘課程為例[J]．計(jì)算機(jī)教育，2014（24）.

[3]張曉芳，王芬，黃曉．國內(nèi)外大數(shù)據(jù)課程體系與專業(yè)建設(shè)調(diào)查研究[C]．2nd International Conference on Education,Management and Social Science（ICEMSS 2014），2014.

[4]郝潔．《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》課程特點(diǎn)、挑戰(zhàn)和解決方案[J]．現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2016（35）.

[5]王永紅．計(jì)算機(jī)類專業(yè)剖析中課程分析探討[J]．現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2011（04）.

Teaching Method of Advanced Courses like Data Mining for Senior Undergraduate Students

LIU Zheng，WANG Jun-chang
（College of Computer Science,Nanjing University of Posts and Telecommunications,Nanjing 210023）

It is necessary for senior undergraduate students to learn some advanced technologies before their graduation.Technologies of popular research areas help students in their further graduate study or professional work.Based on the practical situation of senior undergraduate students,and the characteristics of advanced courses,proposes some constructive teaching methods to help students understand advanced courses better.

Data Mining;Advanced Courses;Teaching Methods;Senior Undergraduate Students

1007-1423（2017）10-0040-03

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.10.011

劉崢（1980-），男，江蘇南京人，博士，研究方向?yàn)閳D挖掘、事件挖掘、多媒體數(shù)據(jù)挖掘等

2017-02-06

2017-03-20

南京郵電大學(xué)引進(jìn)人才科研啟動(dòng)基金（No.NY215045）

王俊昌（1982-），男，云南昆明人，博士，研究方向?yàn)椴⑿杏?jì)算、軟件定義網(wǎng)絡(luò)等