[摘要]隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，更多的人開(kāi)始關(guān)注現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)。本文以大數(shù)據(jù)背景下如何提高大學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力作為目標(biāo)，分別從實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的必要性、主要內(nèi)容、基本途徑以及擬解決的問(wèn)題四個(gè)方面進(jìn)行了探討和闡述。

[關(guān)鍵詞]大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)數(shù)據(jù)分析能力必要性途徑分析

[基金項(xiàng)目]安徽省質(zhì)量工程教學(xué)研究項(xiàng)目基金（2020jyxm0649）;國(guó)家自然科學(xué)項(xiàng)目基金（11901006）;安徽省自然科學(xué)項(xiàng)目基金（1908085QA06）。

[中圖分類(lèi)號(hào)]G64

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]2095-3089（2021）17-0147-03

一、引言

2015年9月5日中國(guó)政府網(wǎng)印發(fā)國(guó)務(wù)院促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要的通知，從發(fā)展意義與形勢(shì)、總的目標(biāo)與思想、所面臨的任務(wù)、相關(guān)政策機(jī)制四個(gè)角度闡述了大數(shù)據(jù)作為一種重要的新型國(guó)家資源，現(xiàn)代社會(huì)處在充滿改革與急速發(fā)展的各類(lèi)復(fù)雜數(shù)據(jù)時(shí)代。大數(shù)據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)也稱為海量數(shù)據(jù)，它的主要特點(diǎn)可以用四個(gè)“V”去描述。第一個(gè)是數(shù)據(jù)的體量很高（Volume）即數(shù)據(jù)的維數(shù)和數(shù)據(jù)的樣本量都很大;第二個(gè)是數(shù)據(jù)相依結(jié)構(gòu)多樣化（Variety）即包括復(fù)雜非線性相依和復(fù)雜高維;第三個(gè)是數(shù)據(jù)的稀疏值復(fù)雜（Value）即數(shù)據(jù)的變量很多但有用的變量可能很少;第四個(gè)是計(jì)算的有效性不穩(wěn)定（Velocity）即由于數(shù)據(jù)的高維數(shù)和大樣本量常使得傳統(tǒng)的計(jì)算方法失效。無(wú)論發(fā)展中國(guó)家還是發(fā)達(dá)國(guó)家都愈發(fā)重視大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，這就需要從事海量數(shù)據(jù)分析的專職人才。統(tǒng)計(jì)學(xué)是以數(shù)據(jù)為中心的學(xué)科，統(tǒng)計(jì)學(xué)的本質(zhì)就是利用統(tǒng)計(jì)工具分析和挖掘數(shù)據(jù)所包含的有用信息。這就需要學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，能夠從海量的數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息，并能夠給出科學(xué)的決策建議和意見(jiàn)。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，更多的人開(kāi)始關(guān)注現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)。本文以大數(shù)據(jù)背景下如何提高大學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力作為目標(biāo)，分別從實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的必要性、主要內(nèi)容、基本途徑以及擬解決的問(wèn)題四個(gè)方面進(jìn)行了探討和闡述。

二、現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中提高大學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的迫切性和必要性

在上個(gè)世紀(jì)初期，統(tǒng)計(jì)學(xué)還處于描述統(tǒng)計(jì)階段，沒(méi)有形成公理化，人們對(duì)數(shù)據(jù)的定義和觀念只是些數(shù)字，比如身高、體重、臂長(zhǎng)等，這些數(shù)據(jù)都是被收集和被記錄的阿拉伯?dāng)?shù)字所構(gòu)成，而且這些傳統(tǒng)的經(jīng)典小數(shù)據(jù)的收集方法、加工方法、處理方法都與現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)中的前沿技術(shù)有所不同。一個(gè)經(jīng)典的例子就是英國(guó)著名生物學(xué)家兼統(tǒng)計(jì)學(xué)家高爾頓于19世紀(jì)在研究人類(lèi)遺傳學(xué)所提出的回歸分析問(wèn)題。高爾頓當(dāng)年從遺傳學(xué)的角度關(guān)心的是父母的身高對(duì)子女的身高有沒(méi)有影響，如果有影響又該如何刻畫(huà)這種影響，為此高爾頓在1877年的四月五號(hào)、十二號(hào)和十九號(hào)分別在自然期刊上提出著名的回歸系數(shù)，那里的回歸系數(shù)就是本科教材中的經(jīng)典的皮爾遜積矩相關(guān)系數(shù)，是兩個(gè)隨機(jī)變量的重要數(shù)字特征，這個(gè)經(jīng)典例子說(shuō)明傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)從估計(jì)、檢驗(yàn)和預(yù)測(cè)的角度去挖掘和刻畫(huà)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)有關(guān)的隨機(jī)現(xiàn)象和問(wèn)題。

然而，在現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)中，數(shù)據(jù)的定義和概念要寬泛了很多。只要能夠被數(shù)字化的信息載體，都能夠稱之為數(shù)據(jù)。例如高速公路上及城市各個(gè)路口的攝像頭記錄的影像視頻，消費(fèi)者網(wǎng)上購(gòu)物停留在網(wǎng)頁(yè)界面的時(shí)間流量，公安系統(tǒng)的刑偵人員對(duì)嫌疑犯人臉頭像的甄別圖片，生物統(tǒng)計(jì)中基因組生物信息載體等等，盡管這些都不是被收集和被記錄的阿拉伯?dāng)?shù)字所構(gòu)成，但是它們都是數(shù)據(jù)或者說(shuō)都是可以數(shù)字化的數(shù)據(jù)。特別地，這些數(shù)據(jù)相依類(lèi)型復(fù)雜、數(shù)據(jù)的價(jià)值具有低密度性，當(dāng)數(shù)據(jù)的容量達(dá)到一定程度后，傳統(tǒng)的經(jīng)典處理方法都會(huì)失效，掌握前沿先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)推斷知識(shí)技能的數(shù)據(jù)分析能力就非常有必要了。另一方面，近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速提升，使得海量數(shù)據(jù)的采集、處理以及精準(zhǔn)高速的運(yùn)算都成為現(xiàn)實(shí)，人們步入大數(shù)據(jù)時(shí)代。在現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常遇到要處理高維或超大樣本數(shù)據(jù)的情形，這種情形在經(jīng)濟(jì)、金融、生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)工程中尤為常見(jiàn)。

與統(tǒng)計(jì)學(xué)特別是現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)有關(guān)的高等教育培養(yǎng)體系目標(biāo)中，應(yīng)該把海量數(shù)據(jù)的處理辦法、加工方法和收集技術(shù)包含進(jìn)來(lái)，這些技術(shù)方法應(yīng)該成為當(dāng)今高等教育中學(xué)生的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容。為了使高等教育中的學(xué)生可以較快適應(yīng)和具備當(dāng)代統(tǒng)計(jì)學(xué)的海量數(shù)據(jù)的分析能力，應(yīng)該把數(shù)據(jù)分析的常用技術(shù)技巧加入到相關(guān)課程中去?，F(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中大學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)應(yīng)該是與高等教育中學(xué)生的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)是一致的。由于每行每業(yè)有海量數(shù)據(jù)信息需要去挖掘和分析，因此這也一定程度上提升了學(xué)生的跨學(xué)科進(jìn)行學(xué)術(shù)研究的本領(lǐng)。另一方面，從各個(gè)行業(yè)的需求以及發(fā)展的角度來(lái)看，適應(yīng)和掌握大數(shù)據(jù)特別是海量數(shù)據(jù)學(xué)科思想是迫切的和必須的。在當(dāng)今信息爆炸的時(shí)代，從來(lái)不會(huì)缺少數(shù)據(jù)，甚至無(wú)處不在，相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明幾乎百分之九十九的海量數(shù)據(jù)的信息都處于深度睡眠狀態(tài)，需要我們?nèi)ネ诰蚝烷_(kāi)發(fā)。因此在新時(shí)代的大背景下，高校的學(xué)生更應(yīng)該積極主動(dòng)地去學(xué)習(xí)海量數(shù)據(jù)的處理技巧和統(tǒng)計(jì)分析軟件。針對(duì)新形式的背景，經(jīng)典的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的傳統(tǒng)課程已無(wú)法滿足新的需求。因?yàn)檫@些課程都注重理論知識(shí)的傳授和培養(yǎng)，常常忽略了統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)科思維，即數(shù)據(jù)思維。因?yàn)閷?shí)踐問(wèn)題中我們拿到的數(shù)據(jù)都不是經(jīng)典的，經(jīng)常無(wú)法滿足理想的模型假設(shè)，在這種情況下去利用標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)推斷分析方法所得到的結(jié)論可能是錯(cuò)誤的，甚至是不可信的。這就要求高校學(xué)生應(yīng)積極主動(dòng)學(xué)習(xí)海量數(shù)據(jù)思維，特別是當(dāng)已有模型都無(wú)法適應(yīng)新的數(shù)據(jù)的時(shí)候該如何解決。另外，傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)教育主要關(guān)注學(xué)生的考試能力，這種以考試成績(jī)?yōu)槟繕?biāo)的培養(yǎng)是不利于學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)的。因此，為了培養(yǎng)出能夠適應(yīng)和勝任海量數(shù)據(jù)分析能力的高等教育人才，就必須也很有必要對(duì)現(xiàn)有的課程體系進(jìn)行相關(guān)的革新。

三、現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中提高大學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的主要內(nèi)容

（一）構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容課程體系

海量數(shù)據(jù)的信息提取必須具有一定的理論基礎(chǔ)，從而線性代數(shù)、高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等課程是必修的。而過(guò)分強(qiáng)調(diào)理論會(huì)使得高校學(xué)生的數(shù)據(jù)思維被扼殺掉，因此高校應(yīng)該開(kāi)設(shè)一些數(shù)據(jù)挖掘，機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的課程，這些課程應(yīng)該包含與數(shù)據(jù)分析特別是海量數(shù)據(jù)分析有關(guān)的無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)如大數(shù)據(jù)降維、向前回歸和向后回歸、特征篩選、變量篩選等;半監(jiān)督學(xué)習(xí)如聚類(lèi)分析、因子分析、主成分分析等;有監(jiān)督學(xué)習(xí)如回歸分析、方差分析等。

（二）課程案例教學(xué)設(shè)計(jì)研究

經(jīng)典和優(yōu)秀的案例分析不僅能夠加強(qiáng)課程的實(shí)踐性，還能提升課程的趣味性。海量數(shù)據(jù)分析經(jīng)典案例有很多，比如文本分析、基因路徑分析、數(shù)據(jù)可視化分析等。把這些優(yōu)秀例子結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)理論進(jìn)行講授，不僅可以開(kāi)發(fā)學(xué)生的數(shù)據(jù)思維，還能觸通旁類(lèi)，啟發(fā)學(xué)生橫向?qū)W習(xí)和縱向?qū)W習(xí)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力。讓學(xué)生如何在數(shù)據(jù)案例中學(xué)習(xí)理論，學(xué)以致用。

（三）課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)研究

經(jīng)典的教學(xué)課程首先向?qū)W生呈現(xiàn)的是數(shù)學(xué)公式，然后把數(shù)據(jù)當(dāng)作數(shù)字導(dǎo)入公式計(jì)算，然后對(duì)所得計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)解釋。這樣做完全違背了統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)科發(fā)展過(guò)程，統(tǒng)計(jì)學(xué)首先是從描述統(tǒng)計(jì)開(kāi)始，剛開(kāi)始只有實(shí)際問(wèn)題沒(méi)有任何理論背景，直到前蘇聯(lián)的著名數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)家安德雷·尼古拉耶維奇·柯?tīng)柲缏宸驈臏y(cè)度論角度把統(tǒng)計(jì)學(xué)進(jìn)行公理化才有概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)這門(mén)學(xué)科。因此，在教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，應(yīng)該從數(shù)據(jù)出發(fā)，摒棄相關(guān)理論，側(cè)重統(tǒng)計(jì)軟件的運(yùn)用，有目的地、有組織地展開(kāi)能夠?yàn)閷W(xué)生提升數(shù)據(jù)思維的環(huán)境。

四、現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中提高大學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的基本途徑

（一）統(tǒng)計(jì)理論和案例應(yīng)用相結(jié)合

以理論為基礎(chǔ)側(cè)重統(tǒng)計(jì)知識(shí)的應(yīng)用，開(kāi)展海量數(shù)據(jù)分析方法，基于統(tǒng)計(jì)分析軟件，結(jié)合海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)，提升高校大學(xué)生的數(shù)據(jù)分析思維。近幾年來(lái)，統(tǒng)計(jì)建模大賽受到學(xué)校和各級(jí)部門(mén)的高度重視，作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的一部分和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要手段之一，有利于高校學(xué)生利用統(tǒng)計(jì)計(jì)算軟件解決實(shí)際問(wèn)題的本領(lǐng)，特別是統(tǒng)計(jì)模型的建立和統(tǒng)計(jì)方法的運(yùn)用。進(jìn)一步有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和提高他們的應(yīng)用知識(shí)的水平。特別是伴隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，重大的變化需求也發(fā)生在各行各業(yè)對(duì)現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)高質(zhì)量人才的要求，這對(duì)與統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)的高等教育提出新的要求和挑戰(zhàn)。應(yīng)該積極鼓勵(lì)學(xué)生參加各類(lèi)統(tǒng)計(jì)和數(shù)學(xué)建模，通過(guò)對(duì)統(tǒng)計(jì)建模課程教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查分析，確定統(tǒng)計(jì)建模課程改革的指導(dǎo)思想，探討課程內(nèi)容體系和教學(xué)內(nèi)容體系的構(gòu)建，提出實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施模式，對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下統(tǒng)計(jì)建模教學(xué)方法進(jìn)行探索與實(shí)踐。

（二）課程教學(xué)和上機(jī)實(shí)踐相結(jié)合

結(jié)合課程教學(xué)，我們安排上機(jī)實(shí)踐課程以提高學(xué)生的統(tǒng)計(jì)軟件能力。運(yùn)用軟件進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，調(diào)用函數(shù)、編寫(xiě)復(fù)雜程序、仿真、模擬實(shí)驗(yàn)等。運(yùn)用軟件對(duì)統(tǒng)計(jì)理論進(jìn)行驗(yàn)證。一方面提高學(xué)生統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用能力，另一方面加深學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)理論的理解。進(jìn)一步布置較為開(kāi)放性的命題，將學(xué)生分成若干組，要求結(jié)合自己的專業(yè)查找有關(guān)資料和大數(shù)據(jù)，然后利用軟件完成相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)合各組上交的作業(yè)情況和各組講解作業(yè)完成思路的表現(xiàn)綜合打分。

（三）教師的教研和科研項(xiàng)目與教學(xué)相結(jié)合

任課教師應(yīng)該積極主動(dòng)開(kāi)展和教學(xué)、教研有關(guān)的科學(xué)研究，并積極主動(dòng)申請(qǐng)相關(guān)項(xiàng)目，并把學(xué)生以參與人的方式加入到項(xiàng)目中去。從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，和學(xué)生一起以合作方式完成相關(guān)項(xiàng)目包括論文的撰寫(xiě)。從數(shù)據(jù)的收集處理、模型的建立、模型假設(shè)的驗(yàn)證、數(shù)據(jù)分析結(jié)果的解釋說(shuō)明等內(nèi)容，能使學(xué)生在一個(gè)項(xiàng)目中得到收獲激發(fā)他們的興趣愛(ài)好。

五、現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中提高大學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力過(guò)程中擬解決的問(wèn)題

（一）課程體系和教學(xué)內(nèi)容體系的構(gòu)建問(wèn)題：經(jīng)典的數(shù)理統(tǒng)計(jì)類(lèi)課程不能將所學(xué)知識(shí)與專業(yè)研究有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。在大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下新課程在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上注重理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，并凸顯數(shù)據(jù)建模的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值，提升統(tǒng)計(jì)建模人才的綜合性技能。

（二）開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)的可行性：從學(xué)生的發(fā)展和需求及課程本身出發(fā)，結(jié)合我校實(shí)際情況，從實(shí)踐教學(xué)的硬件和軟件，如大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)觀念、師資團(tuán)隊(duì)、實(shí)踐課程體系設(shè)置、數(shù)據(jù)來(lái)源等方面探討新課程實(shí)踐教學(xué)的可行性。

（三）適合多層次統(tǒng)計(jì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)平臺(tái)的搭建問(wèn)題：大數(shù)據(jù)時(shí)代人才的培養(yǎng)需要多方主體的參與，不僅需要具有專業(yè)知識(shí)的高校，還需要具有熟練實(shí)踐知識(shí)的政界和企業(yè)界，三方交流合作才能培養(yǎng)出適合多層次的統(tǒng)計(jì)應(yīng)用型人才，高校與政府、高校與企業(yè)進(jìn)行多方合作的方式及可操作性問(wèn)題是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在我們的研究團(tuán)隊(duì)中已有關(guān)注生物大數(shù)據(jù)應(yīng)用的業(yè)界人員，這為我們解決這一關(guān)鍵問(wèn)題提供了契機(jī)。

六、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)今的教育體制下學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)已經(jīng)涉及到不同學(xué)科。作為一名高校統(tǒng)計(jì)學(xué)教育教學(xué)工作者，應(yīng)該積極主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)自身存在的不足，提出了制定適合信息與統(tǒng)計(jì)科學(xué)專業(yè)學(xué)生的數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程大綱、實(shí)驗(yàn)大綱和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，編寫(xiě)具有時(shí)代特色的數(shù)理統(tǒng)計(jì)教材，增加計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課程，加強(qiáng)案例教學(xué)和項(xiàng)目教學(xué)，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，改革考核方式等解決辦法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力，適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展的要求，為國(guó)家和社會(huì)發(fā)展輸送更多高素質(zhì)應(yīng)用和學(xué)術(shù)型的人才，積極探索新型的教學(xué)手段和教育方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要的通知[R]，中國(guó)政府網(wǎng)，2015-09-05.

[2]孟生旺，袁衛(wèi).大數(shù)據(jù)時(shí)代的統(tǒng)計(jì)教育J統(tǒng)計(jì)研究，2015.

[3]朱力平大數(shù)據(jù)面前，統(tǒng)計(jì)學(xué)的價(jià)值在哪里N光明日?qǐng)?bào)，2019-03-30.

作者簡(jiǎn)介：

許凱（1988年10月-），男，博士，副教授，主要從事統(tǒng)計(jì)推斷及課程教學(xué)方面的研究工作。