信息技術(shù)及大數(shù)據(jù)背景下的課程改革與實際應(yīng)用

張曼麗

摘要：《多元統(tǒng)計分析》是統(tǒng)計專業(yè)、大數(shù)據(jù)專業(yè)和計算機(jī)專業(yè)本科生的必修課之一，是數(shù)理統(tǒng)計學(xué)中與社會經(jīng)濟(jì)等實際活動聯(lián)系最緊密的一個分支，多元統(tǒng)計分析在經(jīng)濟(jì)、管理、金融、心理學(xué)、醫(yī)學(xué)、體育等領(lǐng)域，都有著非常廣泛的應(yīng)用。大數(shù)據(jù)背景下多元統(tǒng)計的很多方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)的處理，因此應(yīng)該將多元統(tǒng)計最新的研究方法在實際教學(xué)中有所體現(xiàn)，這樣才使得學(xué)生畢業(yè)之后走上數(shù)據(jù)分析的道路不至于和現(xiàn)實脫軌。本文就多元統(tǒng)計分析課程中教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容上展開改革研究。

關(guān)鍵詞：教學(xué)內(nèi)容、多元統(tǒng)計分析、大數(shù)據(jù)

一、引言

現(xiàn)在的時代是信息爆炸時代，與之伴隨的是海量的數(shù)據(jù)，很多時候我們想從數(shù)據(jù)中獲取更多更深入的信息，多元統(tǒng)計里的方法實際對數(shù)據(jù)處理是非常有效的，但是當(dāng)今高等學(xué)校使用最多和最受歡迎的多元統(tǒng)計課本中的內(nèi)容都比較陳舊，很多應(yīng)運(yùn)大數(shù)據(jù)背景下產(chǎn)生的多元統(tǒng)計方法都非常的實用，而且理解和操作都并不是很難，可以供給本科生階段的大學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。因此在實際教學(xué)中加入和現(xiàn)在數(shù)據(jù)分析公司接軌的多元統(tǒng)計的方法是十分有必要的，也是縮小大學(xué)生畢業(yè)參加工作時與實際公司能力要求的脫軌程度。因此在多元統(tǒng)計教學(xué)中實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的改革是十分有必要的。

其次在實際的教學(xué)中大部分的教學(xué)方式是灌輸方式，不能很好的調(diào)動學(xué)生的積極性，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率也偏低。而且學(xué)生在實驗課中也僅僅是課本例子的一個簡單實現(xiàn)?，F(xiàn)實公司中實際上是團(tuán)隊合作的一種形式，因此在教學(xué)方法上要改變這一局面，提高學(xué)生的主觀能動性，發(fā)揮學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。真對上面的問題學(xué)習(xí)方法上的改革也是勢在必行的。

二、教學(xué)方法和內(nèi)容改革

在教學(xué)的實際過程中打算采用翻轉(zhuǎn)課堂和傳統(tǒng)的課堂結(jié)合。翻轉(zhuǎn)課堂[1]是一種新型的教學(xué)模式，通過對課堂內(nèi)外時間的重新調(diào)整，把原來在課堂所講授的知識點模塊用視頻的形式在學(xué)習(xí)本知識點之前先發(fā)送給學(xué)生們，使得學(xué)生們利用課下的時間自主學(xué)習(xí)，并帶有啟發(fā)式的問題。學(xué)生們通過課下的學(xué)習(xí)將自己有疑問的知識點和提出的想法在實際的教學(xué)課堂中和老師們一起展開。這樣不僅可以提高學(xué)生的積極性而且還能用問題作為引導(dǎo)提升同學(xué)們的主觀能動性。有些知識點確實很難，需要適當(dāng)?shù)挠冒鍟茖?dǎo)，面對面的講授，對于這類知識點模塊依然采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式來講授，保證同學(xué)們的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

教學(xué)內(nèi)容中主要改革的方向是課本上的很多模型在處理大數(shù)據(jù)層面有瑕疵。在保證教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)學(xué)習(xí)的前提下搜集時下公司中數(shù)據(jù)分析師熱門的方法，還有從實用的角度出發(fā)以經(jīng)濟(jì)、管理、金融、心理學(xué)、醫(yī)學(xué)、體育等更貼近生活的領(lǐng)域采集數(shù)據(jù)，以更接近公司處理的數(shù)據(jù)為抓手，鍛煉學(xué)生們的分析數(shù)據(jù)的能力。并且通過收集數(shù)據(jù)，選擇合適的模型，并對模型結(jié)果進(jìn)行解釋形成不同的教學(xué)案例。比如說在多元統(tǒng)計分析中主成分分析是非常重要的章節(jié)，上面提到的主流高校使用的多元統(tǒng)計課本中都沒有介紹主成分在圖像壓縮、識別等應(yīng)用，而這一方法在醫(yī)學(xué)圖像、圖像聚類、圖像識別都應(yīng)用非常廣泛的，像這樣的會錄入到教學(xué)案例中。當(dāng)然在搜集的案例既應(yīng)符合要求，又要具有現(xiàn)實意義和實用性。案例實踐教學(xué)手冊的建立可以使學(xué)生從身邊事、身邊人中體會多元統(tǒng)計分析原理，思想和過程，體會到所學(xué)知識的實用性，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)內(nèi)容中添加大數(shù)據(jù)背景下的新方法，縮短同學(xué)們與公司之間的脫軌程度。具體的添加內(nèi)容的模塊如圖1所示：

三、多元統(tǒng)計分析的實際應(yīng)用舉例

在多元統(tǒng)計的案例中增加生活中實用的例子這里就舉兩個例子。這都是公司常用但課本中所沒有的應(yīng)用體現(xiàn)，并且是很實用的多元統(tǒng)計分析在生活中的應(yīng)用。我們以多元統(tǒng)計在圖像的聚類和圖像的壓縮方面的例子展開。

首先來看主成分在圖像壓縮中的應(yīng)用，在實際生活中經(jīng)常會遇到上傳的圖片過大，主成分不僅可以解決縮小圖片的大小，而且還可以保重圖片的清晰度。具體的操作可以選擇任意一張圖片，我們選擇一張湖邊美景為例，采用R語言，基于函數(shù)prcomp（）為基礎(chǔ)進(jìn)行語言的編寫。主要選取主成分的個數(shù)為3、10、100來進(jìn)行對比，具體的圖示如圖2所示。第三個圖片已經(jīng)非常接近原圖但它的大小僅有原來圖片的0.16倍。

其次我們來看一下K-means聚類方法在圖像色彩中的應(yīng)用，具體的過程選擇任意一張圖片，這里我們以一張美秋圖為例，利用R語言進(jìn)行編程，對顏色進(jìn)行K均值聚類，聚類過程中K分別等于2，4.16，32我們來進(jìn)行查看圖像的結(jié)果：如圖3所以;我們也可以得到聚類圖中的調(diào)色板如圖4所示。在實際的處理中也可以根據(jù)實際的需求得到自己想要的顏色，在這里我們就不再一一展示了。

四、結(jié)論

多元統(tǒng)計分析課程的教學(xué)模式和課程內(nèi)容建設(shè)，對整個以數(shù)據(jù)處理為核心應(yīng)用的相關(guān)專業(yè)的發(fā)展態(tài)勢起著很大的影響作用。因此多元統(tǒng)計的內(nèi)容必須與現(xiàn)實中公司的數(shù)據(jù)處理中多元統(tǒng)計分方法接軌。在實際的教學(xué)中必須接近現(xiàn)在最新使用方法的講授，這樣才能更好的提升學(xué)生的多元統(tǒng)計中數(shù)據(jù)分析能力。

五、參考文獻(xiàn)

[1]來鵬.淺談《多元統(tǒng)計分析》課程教學(xué)改革[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013（01）：72-72