信息技術及大數據背景下的課程改革與實際應用

張曼麗

摘要：《多元統計分析》是統計專業、大數據專業和計算機專業本科生的必修課之一，是數理統計學中與社會經濟等實際活動聯系最緊密的一個分支，多元統計分析在經濟、管理、金融、心理學、醫學、體育等領域，都有著非常廣泛的應用。大數據背景下多元統計的很多方法已經不能滿足現代數據的處理，因此應該將多元統計最新的研究方法在實際教學中有所體現，這樣才使得學生畢業之后走上數據分析的道路不至于和現實脫軌。本文就多元統計分析課程中教學方法和教學內容上展開改革研究。

關鍵詞：教學內容、多元統計分析、大數據

一、引言

現在的時代是信息爆炸時代，與之伴隨的是海量的數據，很多時候我們想從數據中獲取更多更深入的信息，多元統計里的方法實際對數據處理是非常有效的，但是當今高等學校使用最多和最受歡迎的多元統計課本中的內容都比較陳舊，很多應運大數據背景下產生的多元統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生進行學習。因此在實際教學中加入和現在數據分析公司接軌的多元統計的方法是十分有必要的，也是縮小大學生畢業參加工作時與實際公司能力要求的脫軌程度。因此在多元統計教學中實現教學內容的改革是十分有必要的。

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

二、教學方法和內容改革

在教學的實際過程中打算采用翻轉課堂和傳統的課堂結合。翻轉課堂[1]是一種新型的教學模式，通過對課堂內外時間的重新調整，把原來在課堂所講授的知識點模塊用視頻的形式在學習本知識點之前先發送給學生們，使得學生們利用課下的時間自主學習，并帶有啟發式的問題。學生們通過課下的學習將自己有疑問的知識點和提出的想法在實際的教學課堂中和老師們一起展開。這樣不僅可以提高學生的積極性而且還能用問題作為引導提升同學們的主觀能動性。有些知識點確實很難，需要適當的用板書推導，面對面的講授，對于這類知識點模塊依然采用傳統的教學模式來講授，保證同學們的學習質量。

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

三、多元統計分析的實際應用舉例

在多元統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用體現，并且是很實用的多元統計分析在生活中的應用。我們以多元統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用，在實際生活中經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prcomp（）為基礎進行語言的編寫。主要選取主成分的個數為3、10、100來進行對比，具體的圖示如圖2所示。第三個圖片已經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語言進行編程，對顏色進行K均值聚類，聚類過程中K分別等于2，4.16，32我們來進行查看圖像的結果：如圖3所以;我們也可以得到聚類圖中的調色板如圖4所示。在實際的處理中也可以根據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、結論

多元統計分析課程的教學模式和課程內容建設，對整個以數據處理為核心應用的相關專業的發展態勢起著很大的影響作用。因此多元統計的內容必須與現實中公司的數據處理中多元統計分方法接軌。在實際的教學中必須接近現在最新使用方法的講授，這樣才能更好的提升學生的多元統計中數據分析能力。

五、參考文獻

[1]來鵬.淺談《多元統計分析》課程教學改革[J].中國科教創新導刊，2013（01）：72-72