信息管理与信息系统专业大数据处理课程教学改革探究

2017-04-10左智

课程教育研究·新教师教学 2016年8期

摘要：全球数据量的激增意味着大数据时代已经来临，同时对相关人才的需求和要求也不断提高。这不仅为信息管理与信息系统专业的建设提出挑战，也为其带来前所未有的发展机遇。大学信息管理与信息系统专业基于大数据时代背景制订了具有自身特色的新型培养模式。

关键词：大数据；信息管理与信息系统；培养模式；课程教学改革

【中图分类号】TP31-4

“大数据”作为时下最火热的IT行业的词汇，随之而来的数据仓库、数据安全、数据分析、数据挖掘等围绕大数据的技术逐渐成为专业人士争相研究的焦点。大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有特定意义的数据进行专业化处理。目前我国政府尚未直接以专有名词对“大数据”给予政策支持。但是在2011年12月8日工业和信息化部发布的物联网“十二五”规划上提出的四项关键技术创新工程（信息处理技术、信息感知技术、信息传输技术、信息安全技术）中，信息处理技术包括了海量数据存储、数据挖掘、图像视频智能分析等大数据的重要组成部分；而另外3项也都与“大数据”密切相关

大数据时代的到来不但对信息管理与信息系统专业人才的需求增加，同时也对信管专业人才培养提出了新的要求。山东理工大学信息管理专业结合大数据时代背景，从培养标准、课程设置等进行了全新的改革，以期培养出更多符合社会需求的高层次复合型人才。

一、大数据的概念和特征

从某种程度上说，大数据是数据分析的前沿技术。大数据可分成大数据技术、大数据工程、大数据科学等领域。大数据技术是从各种各样类型的数据中，快速获得有价值信息的能力；大数据工程指大数据的规划建设运营管理的系统工程；大数据科学关注大数据网络发展和运营过程中发现和验证大数据的规律及其与自然和社会活动之间的关系。

对于大数据时代，目前通常认为有下述四大特征，称为“四V”特征：第一，数据体量巨大（Volume Big）：数据量级已从TB（1TB=210GB）发展至PB（1PB=210TB）乃至ZB（1ZB=220PB），可称海量、巨量乃至超量；第二，数据类型繁多：越来越多的为视频、位置信息、图像与图片等半结构化和非结构化数据信息；第三，价值密度低，商业价值高：以视频为例，连续不间断监控过程中有价值的数据可能仅为一两秒的数据流；第四，处理速度快，处理工具演进快：数据流往往为高速实时數据流，而且往往需要快速、持续的实时处理。

二、大数据时代对人才的需求

2013年3月，IDC数字宇宙报告《大数据，更大的数字身影，最大增长在远东》预计到2020年数字宇宙规模将达到40ZB。这意味着需要大量的人力和技术对如此庞大的数据进行处理、分析和管理。在此情况下，对于大数据环境下新型人才的培养问题在近年逐渐受到重视。未来对具有大数据管理和分析能力的人才需求将快速增长，这些人员除了具备相应的技术能力、管理能力、社交能力、系统分析和开发的能力外，还需要具备深度分析数据的能力。同时，一些和大数据相关的职位也会应运而生，例如数据分析师、数据架构师等。

2011年麦肯锡全球研究所给出的一份报告预测，美国到2018年对具有良好信息素养的经理人才的需求量大约在150万人，此外，还需要14万～19万数据分析方面的资深专家。在我国，互联网企业、电子商务、金融机构、医疗卫生、零售、保险等行业及政府数据中心对大数据专业人才的需求量都很大。

三、管理信息系统课程教育现状

1 教材单一

管理信息系统课程在不同的专业应该有不同的教学要求，对于信管专业的学生，重点是让学生对于信息技术在企业管理中的重要作用有清醒认识，让学生了解并掌握管理信息系统体系结构、功能作用和完善管理信息系统的基本方法。对于信息管理类的学生教学重点应该放在实际操作能力上，让学生掌握开发简单的信息管理系统的能力。因为不同的专业对于教学要求和侧重点的不同，有些教材虽然将适用专业标注在了教材封面上，但是教材的内容都是一样的。特别是对于工商管理类专业的学生，他们具有计算机基础薄弱的特点，很多学生认为这是门讲授软件开发的课程，与本专业关系不大，从而难以调动其学生兴趣。

2 理论教学没有结合实践操作

在教学方式上看，管理信息系统课程仍停留在教师讲授的传统模式上，课堂中很少引入案例讲解和实践操作活动，同时应用到整个管理信息系统开发流程的完整的案例很少，这样对于学生理解和掌握管理信息系统的理论知识产生了很大的负面影响，使管理信息系统理论知识成了“空中楼阁”。

3 教师队伍知识结构单一

多数管理信息系统教师是从院校毕业后直接从事教学工作，具有非常丰富的理论知识，但是实际应用知识和实践能力匮乏。即便是参加过培训或者具备企业实际工作经验的教师，在管理信息系统理论和技术飞速发展的情况下，也很难将专业知识掌握到前沿水平，在教授学生的时候就存在局限性，影响了管理信息系统课程的教学效果。

4 管理信息系统课程改革措施

（1）针对信息管理类专业和工商管理类两个不同的专业，在进行教材设置的时候要有所侧重。对于工商管理专业的学生来说，培养目标是了解和理解管理信息系统，对于管理信息系统的管理方法和流程，管理计划的制订和实施过程能够很好地掌握。所以，在进行教材编写的时候要做到有所侧重，有详有略，同时做到不破坏整个管理信息系统教学的完整体系。

（2）教材编写要考虑专业特色，特别是对于案例选择上，应该针对学生专业所涉及的业务流程进行案例的选取，以激发学生的学习兴趣和学习热情。

5 理论教学结合实践操作

管理信息系统学科融合了管理学、运筹学和信息学等很多学科，其理论知识具有涉及面广，难度系数大等特点，这就决定了学好管理信息系统课程的基础是打下扎实的理论基础。但是管理系信息系统的学习也不能停留在理论层面，在打好理论基础的同时要注重实践操作能力的培养。在实际教学中，只有理论知识结合实践操作，才能达到良好的教学成果。

6 转变教学模式，注重能力培养

（1）启发式教学

在实际教学中，教师在对教材知识的讲解和传授过程告别“灌输式”教学模式，在对教材知识的讲解时要先引入实际生产问题，和学生一起对问题进行分析，引导学生思考解决问题的方法，在研究问题解决方法的过程中讲解分析问题，引入教材解决方案，以激发学生学习热情和主动性。

（2）案例讨论法

在实际教学中引入案例能够很好地提升学生学习兴趣，让学生在对案例问题进行分析解决的过程中，模拟日后工作中的实际操作能力。教师应选择具有代表性、全面性以及启发型的案例。经过学生、老师之间的分析讨论，提高学生在信息管理方面的实际能力。

（3）多媒体教学方法

多媒体教学方式明显优于传统的讲授模式，多媒体的引入可以提高学生获取信息的效率，提高学生掌握信息的水平。尤其是在案例教学过程中，利用多媒体可以形象清晰地对案例进行分析，激发学生参与学习讨论的热情和积极性。

对管理信息系统教育进行改革，要有针对性地编写出能够反映专业特点的课程教材，同时增加实践教学在整个教学阶段所占的比重，将案例教学方法以及课堂讨论的方式结合起来，加强师资队伍建设，提高教师教学能力和综合素质，从而促进管理信息系统教学工作的顺利展开。

四、信管专业数据库类课程体系设置存在的问题

目前国内高校信管专业的课程设置给人拼盘教学的感觉，没有自己的核心课程，没有课程主线，就数据库类课程而言存在课程少，没有系统性、完整性和发展性。大多数院校的信管专业都只设置了数据库原理及应用这门课程，选择的课本也大多是简单介绍数据库的基础和一些基本应用。学习这门课程之后学生可能连数据库使用、SQL语句书写都不熟练，更谈不上能够设计应用系统的数据库。

另外，尽管多数高校认识到数据库类课程要理论知识和实验相结合，但是如何让两者互相配合达到良好的效果确实是目前主要存在的问题，实验及实习效果不好，学生的动手能力差；数据库课程教学中缺少完整的实例，虽然教程及实验指导书中都围绕教学管理系统举了很多实例，但是缺乏一个涉及整个应用系统开发全过程的完整的案例，因而很多同学学完该门课程之后不知道自己通过该课程的学习能够干些什么，和自己的专业有怎样的联系；缺乏必要的教学手段保证教学质量。

五、信管專业数据库类课程体系建设基本思想

针对以上分析的信管专业存在的问题以及数据库在信管专业的重要地位，高校应重点建设数据库类课程体系，本着科学、合理、可行的原则，突出专业特色。增加数据库类课程，加强实验和实习环节，增强学生的动手能力和实践能力；数据库类课程的按照由浅到深、由基础到专业、由必修到选修的原则设置，既符合学生学习的规律，又能照顾学生的兴趣，形成一个课程类体系，培养有扎实的数据库知识理论和较强应用能力，能够在信息管理、信息系统设计、开发、管理和维护方面从事研究和工作的优秀毕业生。

六、信管专业数据库类课程体系结构

数据库课程体系应包括数据库系统、大型数据库管理系统、数据库挖掘和数据库仓库、信息系统设计开发等。其中数据库系统可以选用（美）埃尔姆斯里等著的数据库系统基础初级篇，该书的数据库知识比较系统完整，分两个学期教学。在教学中要选取一个完整的教学实例，依托常用的数据库应用系统SQL Server 平台开展教学和实践，使学生体验理论知识在实际应用中的作用，将抽象的数据库原理知识运用到生活实际中，对利用数据库技术解决实际问题有一个完整的认识。上半学期重点是SQL语言的讲解和训练，SQL语句的掌握要靠大量的训练，目前，学生对SQL掌握的不够熟练主要原因是操作的太少，要熟练掌握SQL语句，就必须多加练习，如果一个学生一学期写上上千条的SQL语句，那么对SQL语句的掌握必然能达到熟练于心的地步。针对此情况高校要增加上机实验，且实验要有针对性、系统性，比如可以使用一个成熟完整的项目案例，让学生针对实际的需求写SQL语句或是做报表，可以强化学生对数据库的掌握程度。下半学期重点是数据库设计，可以以做项目的形式学习这门课程。模拟实际开发项目的流程，教师把书本上的知识融到项目当中，引导学生把所学的知识运用到项目当中，进而加强对基础知识的理解，也提高了学生的实践能力和团队合作能力。

七、授课与考核方法设计

对不同层次学生要求不同，这种不同既体现在知识点的要求上，又直接体现在任务的难易性程度上，这都需要教师在课程设计时充分考虑不同要求情况下的不同的授课方式，并使学生清楚自己需要掌握的程度。对于高级算法和实现部分，通常可以选择一到两章内容采用专题探讨式的教学方法。这种方法是指在教师启发和引导下，以学生为主体，选择某个基本教学单元为专题，学生自主研究作为知识传递的基本形式，将多种灵活的教学方式综合运用到教学环节的教学方法。根据信管专业培养方案的培养目标、以及对学生调研的情况，实践环节比较适合选择成熟的商务智能工具进行数据的整合和多维数据建模，也就是直接使用现成的；或者使用数据挖掘软件进行数据建模，完善数据挖掘算法。可以针对学生管理基础课与IT基础课知识的掌握情况，选择合适的工具为学生设计综合性实验。实验中给出部分操作步骤，并在实验后期仅给出数据与工具，让学生自己设计数据仓库、进行数据挖掘、并对挖掘结果进行多种形式的展示。

八、大数据时代下信管专业培养模式

1.培养目标和培养标准

在大数据环境下，重新定位信管专业的培养目标和标准，以适应“大数据”对专业人才提出的新要求，是信管专业建设的首要议题。我校信管专业突破国内高校信息管理专业人才培养的三种主要模式（一是强调 IT技术，弱化了现代管理理论与方法；二是强调管理又过于弱化了IT 技术；三是 IT技术与管理相融合，但实际效果不理想），强调学生不但要掌握现代信息系统的规划、分析、设计、实施和运维等方面的方法与技术，更要具有现代管理科学思想和较强的信息系统开发利用以及数据分析处理能力。

我校信管专业还制定了全新的培养标准矩阵（如表1所示），从五大方面28个小方面更为详实地阐述了信管专业学生需具备的技能和能力，并为课程的设置提供了依据。

2.课程设置体系

为了满足大数据时代对人才提出的新要求，我校信管专业课程设置围绕主干学科（管理学、经济学、计算机科学与技术、管理科学与工程）不仅设置了国内高校信管专业常设的管理学、统计学、管理信息系统、数据库原理与应用、数据结构与算法分析、计算机网络基础与应用、Java程序设计、电子商务等课程外，还设置了数据仓库与数据挖掘、商务智能与人工智能等相关课程，使学生在理解新兴数据处理模式的同时，智能化数据分析处理及决策支持能力得到训练。与此同时，还设置了基于移动终端的APP开发、企业信息系统构建与仿真、电子商务平台架构设计等课程，使信管专业的学生成为拥有合理知识结构的复合型人才。

大数据时代下新型的信息管理与信息系统专业人才的培养既要高度重视理论知识的学习，又要加强实践能力的培养。为此，我校信管专业还设置了工程实训、软件实习等实践项目，以及为期10周的IM&IS应用实践环节，为学生搭建实践平台，拓宽实践渠道。

九、基于模块化方法的课程内容分析

模块化教学模式是按照程序模块化的构想和原则来设计教学内容的一整套教学体系，它是在既定的培养目标指导下，将全部教学内容按照一定标准或规则进行分解，使其成为多个相对独立的教学模块，且各教学模块之间可以按照一定的规则有选择性的重新组合。学生可以根据个人兴趣和职业取向在不同模块之间进行选择和搭配，从而实现不同的教学目标和人才培养要求。模块化教学本质上是以知识点与实践的细化为出发点研究的。商务智能方法本身非常丰富，实践应用也是课程的主要特点之一，因此十分适合使用模块化的知识分解方式。本课程的知识点模块管理分为两个层次，一是从宏观角度设计课程的基础内容模块和高级主题模块；二是从微观角度针对较为复杂的教学内容进行的知识点划分。

1.课程主要内容模块化分析。目前该课程包括十章理论内容，分别为数据仓库与数据挖掘的基本知识、数据仓库的OLAP技术、数据预处理、数据挖掘系统的结构、概念描述：特征化与比较、挖掘大型数据库中的关联规则、分类与预测、聚类分析、复杂类型数据挖掘和序列模式挖掘。根据模块化管理的宏观角度分类，课程内容的第一至五章属于基础理论部分和简单数据挖掘技术的介绍，可以作为基础内容模块；第六至八章为数据挖掘的核心算法，其中既有基础理论与技术方法，又可深入到较难的方法和复杂的应用，因此介于基础内容与高级主题之间；第九、十章可以算做课程的高级主题模块；另外，课程的实践模块既包含数据仓库的建设又包含数据挖掘算法的应用，难度也介于基础内容与高级主题之间。

2.复杂知识点的模块化管理。从微观角度对知识点进行设计主要针对的是上述的高级主题、以及难度介于基础内容与高级主题之间的章节，由于这些章节知识点在难度上有一定层次，讲授内容弹性比较大，因此需要在课程设计中明确一定课时量所要达到的难度。以商务智能技术中的分类算法为例：首先一般的入门课程都会介绍分类算法的概念和基本原理；接着开始介绍分类算法的基础算法――决策树，而决策树算法中又包含ID3等多种算法，并且除了决策树外，还有其他更高级的分类算法；在真正使用分类法进行预测时，还要分析预测准确度；最终要将所学知识加以应用。这样就形成了一个结构清晰、难度循序渐进的知识点模块的层次关系。在宏观角度、微观角度对教学内容进行分类的前提下进行相应的授课方法与考查方法的研究，才能真正有助于学生的学习。

当前流行的大型数据库管理系统有Oracle、Sybase、SQL Server、DB2等。选择其中一种数据库系统（一般是Oracle），通过学习一个完整的大型数据库系统的特点、安装配置、备份与恢复、安全性以及事物管理等，让学生系统掌握数据库应用系统的知识和内部实现机制，既能巩固之前所学的数据库基础知识，又增强了学生的实践能力，为学生在这方面的进一步研究和学习奠定了良好的基础，也为学生的就业增加了筹码。这是很重要的一门课程也是目前高校教学中缺少的课程环节。

数据仓库和数据挖掘是目前比较流行的一门技术，专业性比较强，也是数据库的发展方向之一，可以让学生根据兴趣爱好和就业方向作为选修课学习，不做过多的要求。

信息系统设计是一门综合性的应用课程，是综合了管理、财务、计算机技术多方面知识的课程，要以实验课为主，以学生做的课程设计为该课程的评分依据，让学生独立做一个完整的系统，锻炼学生对知识的综合运用能力。

这几门课程是相互联系、相互渗透的学科，孤立的学习各门课程无法使学生达到综合应用的能力要求，所以要把这个课程体系综合、系统起来学习。

十、数据库类课程教学方法

以实例为依托：数据库系统、大型数据库管理系统这两门理论课要依托具体的DBMS和一个完整实例，使理论和实践相结合，让学生有个清楚明了的认识，而不是灌输一些抽象的理论。

开展启发式教学：在教学中使学生“于无疑处生疑”，把学生思维引到矛盾的焦点上，很容易激发学生的求知欲望。另一方面，数据库技术的发展本身就有很重要的规律，可以说每一种新技术的诞生都是需求在推动，即都是为了解决当时的某种问题，这就给启发式教学方法一个很好的发挥空间。

教学严格：限于大多数学生的判断力和自控能力，在教学中，对学生应严格要求，在理论知识的学习阶段注重基础知识的学习，课后习题是必须要做的；实验阶段不能采用“放羊式”的方式，每次实验课都要有目标和实验要求；课程设计和项目演练阶段，每个人要有明确的分工和任务，且要严格监督抄袭已有的设计的系统充数。对学习过程中学生的学习成果要制定相应评断标准以及奖罚方法。

十一、总结

信息管理與信息系统专业是一个跨管理学、计算机技术、网络技术、数理统计学等学科的专业，具有适应范围广、发展变化快等特点。大数据时代为信息管理专业建设提出了新挑战和发展机遇，信管专业能否灵活应对、转变发展思路、积极创新还有待时间的检验。

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