信息管理類專業《決策支持系統》實踐教學探討*

韋艷艷 張超群

（廣西民族大學軟件學院，廣西南寧530006）

信息管理類專業《決策支持系統》實踐教學探討*

韋艷艷 張超群

（廣西民族大學軟件學院，廣西南寧530006）

在當今的信息化時代，信息管理類專業《決策支持系統》課程的教學面臨著不少問題。文章分析和討論了該課程本科教學特點，并結合課程主要的知識點，設計了具體的實驗教學方案。

教學實踐；決策支持系統；本科教學；信息管理專業

引言

隨著信息技術的廣泛應用，在管理過程中使用計算機來輔助決策制定的方式已經相當普遍。融合網絡通信、人工智能以及數據庫等多種技術，決策支持系統（Decision Support System，DSS）這個學科是計算機技術在管理領域最引人注目的應用之一，信息管理與信息系統專業本科專業開設《決策支持系統》課程的主要目的，就是使學生了解這個領域的基本技術、以及如何根據應用的特點設計有效構建或使用決策支持系統。

一、課程特點及現狀分析

《決策支持系統》是一個典型的交叉學科，其內容涉及管理科學、數理統計、計算機科學等，具體包括[1]：決策支持系統的產生和發展、決策支持的框架、數據管理、模型管理、知識管理、高級智能系統等。基于課程內容的交叉特性，課程開設時學生應當有一定的預備知識。相應的先修課程應當包括程序設計語言、離散數學、運籌學、數理統計、管理信息系統、數據庫等。由此可見，決策支持系統是一門實踐性很強的課程。

然而，當前該課程的教材普遍存在“重理論輕實踐”的情況，即教材內容主要側重于理論知識的介紹，而關于系統開發或應用案例內容則講得很少、或者只有文字敘述，缺少能夠幫助學生有效認識學科特點、發展態勢、易于安排上機實現的應用系統，這些因素都不利于學生對相關知識點的理解和認識，容易有距離遙遠的感覺，學生的興趣度也不高[2]。另一方面，在信息化時代，特別是近年來大數據技術的興起，教材中某些方法和理論已顯得過時，而新興技術的出現，使得支持決策的輔助手段日益多樣化。因此，在課程學時有限、教學內容學科交叉性又比較強的情況下，難以對課程深入展開講解。如果簡單地對各個知識點泛泛而談，則會使學生的學習興致大打折扣。

此外，在教學過程中我們也發現，由于信息管理類專業課程設置的自身特性，在學習與計算機相關的專業知識時多為點到即止[3]，缺乏有深度的訓練，課程內容之間的系統性也不夠強，因此該專業的學生動手實踐能力偏弱。同時，如果前期課程積累的知識量不足，在先修課程的實踐方面，如編程、數據庫技能等能力較弱的話，學生就不能很好地理解、使用或構造開發決策支持系統，從而直接影響實際學習效果。

針對上面問題，我們認為，應當在教學過程中根據教學內容的特點，適度調整教學內容，結合學生的理解與操作能力，有選擇地設計安排了若干實驗項目，為學生提供課程實踐動手的機會，學生通過實踐環節，在理解相關的決策理論的基礎上培養實際動手能力，把握技術輔助決策的內涵，開拓新技術應用的視野，切實提高學生的專業素養。

二、主要知識點的實踐內容

（一）三部件結構DSS

三部件結構是傳統DSS的一種架構，它由模型庫系統、數據庫系統以及人機交互部分來組成，其中模型庫是核心部件，通過模型或者模型的組合來輔助決策是此類DSS的中心思想。

在實踐教學環節，學生分組進行成本預測決策支持系統的開發，這個主題對信管類學生來說是熟悉的，也易于理解。系統實現過程大致如下：（1）建立數據庫（含統計表、參數表、模型表等）；（2）建立模型庫（最小二乘法模型、一元線性回歸模型）；（3）設計相關的系統運行界面；（4）系統調試。

實驗任務并不是很復雜，實驗教程[4]提供絕大部分程序的源代碼，由于學生不必從頭開始編寫基礎代碼，避免一些基礎不扎實、編程功底弱的學生因不能按時完成實驗而降低了學習興趣，便于學生將注意力放在理解DSS的各部件是如何協調工作這一點上來。

在實驗過程中，學生們需要自行搭建系統、錄入代碼并進行調試。其中調試一項特別能訓練他們的能力。通過對程序的反復調試，學生們不僅熟悉了開發工具的使用，而且理解了各段代碼的含義和作用，甚至還會在出現某些運行結果時有針對性地調整代碼。整個成本預測系統完成后，學生們對系統有了比較透徹的了解，從而達到基本實驗目標。

接下來是系統功能拓展。具體做法是為模型庫添加新模型，以便在系統中調用這個新模型。可從二元線性回歸模型、指數平滑預測模型、盈虧平衡點與利潤計算模型、銷售曲線預測模型、經濟訂貨量模型等學生熟悉的經濟模型中任選一個。各小組成員需要先討論這個模型的實現方式，再自行編寫程序代碼。由于有了之前打下的基礎，學生基本能夠在教師的指導下順利完成。整個實驗過程有助于提升小組成員間的協作互助能力，增強大家學習的信心。

（二）專家系統

專家系統是一種模擬人類專家解決領域問題的計算機程序系統，它是人工智能的一個重要分支，引入專家系統可以完成人類定性分析的部分智能行為，結合模型和數據的定量分析，能夠提高輔助決策和支持決策的能力。

該內容的實踐教學是利用專家系統開發工具CLIPS開發一個用于診斷的小型專家系統[4]。首先給出診斷規則，而后向事實庫添加規則，然后調試運行。學生除了需要花時間熟悉CLIPS工具的使用之外，關鍵之處還在于理解專家系統的工作機制（推理）、以及為開發專家系統而收集的領域知識并進行信息分類歸納。可以要求學生用手工方式來推理程序運行時的提問情況與結果，檢查是否一致，從而理解計算機輸出建議的背后邏輯是什么。該實驗能有效增強學生對人工智能技術的認識并將之應用于信息系統的開發當中。

（三）數據分析

數據作為一種重要的決策資源，是企業信息化決策不可或缺的重要資產。在大數據時代，使用數據分析技術把許多來自不同企業營運系統的信息提取出來，對其進行加工和處理，最后將分析得到的知識呈現給管理者，為管理者的決策過程提供支持。

因此，數據分析過程包括抽取（Extraction）、轉換（Transformation）和裝載（Load），即ETL過程，合并到一個企業級的數據倉庫里，從而得到企業數據的一個全局視圖，這里主要涉及數據倉庫、OLAP（聯機分析處理）和數據挖掘等知識，因此實踐內容適宜分階段實施[5]。

1.創建數據倉庫

該實驗使用SQL Server的分析服務組件Analysis Service來完成。首先利用SQL Server提供的樣例庫來創建Adventure Works DW數據倉庫，并在該數據倉庫中創建一個面向銷售分析主題的多維數據集。這個實驗過程涉及數據庫服務器的連接、設置數據源、定義事實表和維度表等內容，能很好地幫助學生理解教材的相關理論知識，如數據倉庫是面向主題的、數據倉庫中的數據組織模型是多維數據集、數據粒度等內容。與此同時，由于理論教學上的指導，學生們在使用軟件來構建數據倉庫時，對其中的術語和設置的內容就不會有陌生的感覺。

2.OLAP

建立數據倉庫的目的是為了對其中的數據進行靈活多樣的查詢分析，但僅僅依靠數據倉庫本身并不能完成這種復雜的數據查詢分析，必須要借助于其他的技術和工具。因此，要查看數據倉庫的多維數據集，就必須使用聯機分析處理技術（OLAP）進行數據分析。

OLAP的多維數據分析方法包括：切片（選定多維數組的一個二維子集）；鉆取（下鉆可以獲得更多的細節數據、上鉆可以獲取概括性的數據）；旋轉（對數據坐標軸進行旋轉）。學生在做多維數據分析時的前提是要了解這些基本的分析方法，才能較好地理解操作過程和分析結果，例如如何實現對多維數據集的切片/切塊？切片后的數據集所表達的信息是什么等。

3.數據挖掘

數據挖掘能從大量數據中發現并提取隱藏在其中合理有效的信息。隨著技術的發展，各個領域的數據量急劇增長，近年來大數據技術的興起也說明，數據挖掘作為重要的數據分析手段，已經在許多行業中得到重視并廣泛應用。

數據挖掘的算法非常多，挖掘工具有效使用的前提是對相關分析方法的理解。為了便于學生掌握，我們在教學中選擇了經典的算法——決策樹、關聯規則來講授。首先介紹算法的思想，再給出實例來講解具體的計算過程，這里會涉及到一些專用術語，如輸入屬性和預測標簽、關聯規則中的支持度和置信度、各種參數的含義以及對數據的要求等等。

具體實踐內容如下：（1）根據一組訓練數據（約3000行記錄）創建挖掘模型；（2）處理、查看模型；（3）比較挖掘模型（通過分類矩陣、提升圖）；（4）利用挖掘模型來預測數據。

對挖掘結果的理解也是一個重要的內容。傳統的算法中只簡單的結果描述，但在工業界的挖掘應用中，由于數據量大，挖掘模型會非常復雜，如何從圖形化的輸出中查看數據間的關聯程度及其代表的含義，需要教師在實驗中給予學生適當的指點，以幫助學生理解結果，提高他們對分析實際數據的信心、培養初步的數據思維。

三、結束語

《決策支持系統》作為信息管理類專業的一門專業課程，由于涉及眾多的交叉學科，且應用系統形態多樣，要在有限學時內為學生展示該學科龐大的內容體系，并使他們有機會親自動手來設計、使用這些系統，教學上有一定的難度。通過實際教學工作我們深切體會到，當前，這門課程的實踐教學應當密切結合新技術的發展趨勢，結合多元化的信息化教學模式[6]，秉承開放性的原則，更多地將應用中的決策輔助技術引入教學，根據學生自身的能力特點以及已有的知識體系來安排教學內容，加強實踐環節的教學，從而幫助學生進一步提高實踐能力，提升信息系統開發能力和駕馭信息的綜合能力。

[1]李東，梁定澎.決策支持系統與商務智能[M].中國人民大學出版社，2010.

[2]戴小廷.應用型本科院校物流決策支持系統實驗教學項目新設計[J].物流工程與管理，2013，34（8）：115-116.

[3]張彩虹，尹子民，劉曉偉.信息管理與信息系統專業實踐教學體系設計[J].遼寧工業大學學報（社會科學版），2016，2：128-131.

[4]杜暉.決策支持與專家系統實驗教程[M].北京：電子工業出版社，2009.

[5]韋艷艷，張超群.“數據倉庫與數據挖掘”課程教學實踐與探索[J].高教論壇，2011（1）：94-96.

[6]宮瑩，張振宇，陳劍.教育信息化發展進程及其對高校實驗教學改革的思考[J].高教學刊，2015（20）：1-4.

In our information age,there are many problems with teaching course of Decision Support System for the IMIS major.The paper analyzes and discusses current characteristic of this course,then experimental teaching plans were designed for student practicing based on the main knowledge points.

teaching practice;decision support system;undergraduate course teaching;information management and information system

G642

A

2096-000X（2016）24-0154-02

2016年廣西高等教育本科教學改革工程項目《多方協同培養信息管理與信息系統專業大數據分析人才的研究與實踐》（2016JGA181）

韋艷艷（1974，12-），女，廣西貴港人，壯族，廣西民族大學副教授，碩士，主要從事計算機教學與算法研究。張超群（1974，11-），女，廣西羅城人，漢族，廣西民族大學副教授，碩士，研究方向：智能系統與數據分析的教學和研究。