陳宜治
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大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計思維及統(tǒng)計人才的培養(yǎng)
陳宜治
(浙江工商大學, 浙江 杭州 310018)
近年來,大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為全球討論的焦點。大數(shù)據(jù)正在日益影響著統(tǒng)計的教學、統(tǒng)計思維和統(tǒng)計人才的培養(yǎng)。該文以大數(shù)據(jù)為背景,討論了大數(shù)據(jù)對統(tǒng)計科學帶來的變化,以及在這樣的背景下如何堅持統(tǒng)計學的本質(zhì)特點、分析任務(wù)和目標,加強統(tǒng)計思維能力的培養(yǎng),提高統(tǒng)計人才的培養(yǎng)質(zhì)量。
大數(shù)據(jù);統(tǒng)計思維;辨證思維;人才培養(yǎng)
關(guān)于“大數(shù)據(jù)”(Big data),麥肯錫全球研究所定義為,一種規(guī)模大到在獲取、存儲、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合,具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價值密度低四大特征。指無法在一定時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合,是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力來適應(yīng)海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)大數(shù)據(jù),指不用隨機分析法(抽樣調(diào)查)這樣捷徑,而采用所有數(shù)據(jù)進行分析處理。IBM提出了大數(shù)據(jù)的5V特點:Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、Value(價值)、Veracity(真實性)。大數(shù)據(jù)是新資源、新技術(shù)和新理念的綜合體。從資源視角來看,大數(shù)據(jù)是新資源,體現(xiàn)了一種全新的資源觀。
統(tǒng)計學,作為認識社會現(xiàn)象和自然現(xiàn)象有力的武器之一,是一門收集、整理和分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)的方法論科學,目的就是探索數(shù)據(jù)內(nèi)在的數(shù)量規(guī)律性,從而達到對客觀事物的科學認識。因此,培養(yǎng)統(tǒng)計思維能力,為社會培養(yǎng)創(chuàng)新型統(tǒng)計學人才是時代賦予教育的責任和義務(wù)。
統(tǒng)計思維能力,是人們在掌握基本統(tǒng)計理論基礎(chǔ)上,運用統(tǒng)計方法對數(shù)據(jù)信息進行綜合處理分析,進而做出科學決策、解決實際問題的思想和能力?,F(xiàn)代信息社會要求人們,尤其是經(jīng)濟管理類人才必須掌握一定的數(shù)據(jù)信息搜集、處理和分析能力,也就是必須具備較高的統(tǒng)計素養(yǎng)。缺乏必要的統(tǒng)計素養(yǎng),各項管理工作和科學研究將舉步維艱。正如佐依等所言“近年來統(tǒng)計學教育對統(tǒng)計思想、統(tǒng)計素養(yǎng)、統(tǒng)計推理的研究愈加密切”。
大數(shù)據(jù)是一種新的數(shù)據(jù)形態(tài),它存在于社會生活的各個領(lǐng)域,向人們提出了全新的問題。所以統(tǒng)計思維必須創(chuàng)新發(fā)展,統(tǒng)計人才的培養(yǎng)必須注入新的內(nèi)涵。
通過對思維的理性分析可以發(fā)現(xiàn),學習統(tǒng)計學與鍛煉思維是相輔相成的。統(tǒng)計學能從多方面鍛煉人的思維。收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)都是統(tǒng)計思維的過程,而且是較為純凈的思維過程。所以,學習統(tǒng)計學是最好的思維訓練,而思維卻又促進對統(tǒng)計學的理解和應(yīng)用。但是,隨著“大數(shù)據(jù)”這一概念的興起,統(tǒng)計思維也要與時俱進,擴展新的思維模式。
1.1拓展統(tǒng)計思維中數(shù)據(jù)的內(nèi)涵
大數(shù)據(jù)正在悄悄改變傳統(tǒng)統(tǒng)計思維中數(shù)據(jù)的內(nèi)涵,將從以數(shù)字為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù),向以信號、符號、文本、圖片、聲頻、音頻、超媒體等為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化,數(shù)據(jù)不再是簡單的“數(shù)+量”的關(guān)系,而是呈現(xiàn)多種多樣的形態(tài);將從以計算為基礎(chǔ)的統(tǒng)計模型、指標、數(shù)字特征等,向以分析為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)處理方式轉(zhuǎn)變。因此,在統(tǒng)計學中積極主動地思維這些變化,統(tǒng)計思維能力才能得到鍛煉和提升。
1.2 拓展統(tǒng)計思維中數(shù)據(jù)的形式與來源
拓展統(tǒng)計思維中數(shù)據(jù)的形式與來源,是指將傳統(tǒng)統(tǒng)計思維中,結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(存儲在數(shù)據(jù)庫里,可以用二維表結(jié)構(gòu)來邏輯表達實現(xiàn)的),逐步向非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(突破了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)定義,不易改變和數(shù)據(jù)定長限制)延展;從通過專門調(diào)查而獲取數(shù)據(jù)的方式,向?qū)iT調(diào)查與篩選相結(jié)合、篩選更為重要的數(shù)據(jù)獲取方式轉(zhuǎn)化。大數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)內(nèi)容密度低的特點,決定了對傳統(tǒng)思維中的“總體”和“樣本”的概念要重新梳理。傳統(tǒng)統(tǒng)計學中,先擁有總體,從總體中按照一定的規(guī)則抽取樣本,而大數(shù)據(jù)背景下,無法明確“總體”的范圍,而是先有樣本,再探索總體的外延。同時,要接受數(shù)據(jù)容量幾何級數(shù)般地增長的事實,對數(shù)據(jù)的處理和分析要有思維上的準備。
1.3 拓展統(tǒng)計思維中數(shù)據(jù)的復雜性
大數(shù)據(jù)時代中,面對的數(shù)據(jù)量在成倍增長,數(shù)據(jù)的復雜性也在發(fā)生變化。要適應(yīng)這些變化,思維就要跟著改變,同時要充分把握數(shù)據(jù)的復雜性。大數(shù)據(jù)背景下,統(tǒng)計思維中的數(shù)據(jù)由樣本數(shù)據(jù)的隨機性(可由抽樣分布描述)、誤差構(gòu)成的多樣性(可一定程度測算與分解)、觀察變量的多元性(可根據(jù)需要加以控制)逐步向數(shù)據(jù)總體的非確定性、數(shù)據(jù)表現(xiàn)的非標準性、數(shù)據(jù)含義的非單一性、數(shù)據(jù)產(chǎn)生的非獨立性、數(shù)據(jù)真?zhèn)蔚碾y辨性轉(zhuǎn)變。
無論數(shù)據(jù)形態(tài)多么復雜,數(shù)據(jù)以什么樣的內(nèi)涵呈現(xiàn),也無論數(shù)據(jù)來自哪里,容量有多么龐大,永遠改變不了統(tǒng)計學的基本真理,那就是“統(tǒng)計學,是一門收集、整理和分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)的方法論科學,目的就是探索數(shù)據(jù)內(nèi)在的數(shù)量規(guī)律性,以達到對客觀事物的科學認識?!?/p>
統(tǒng)計思維作為一種認知世界的思維方式 ,它與哲學、數(shù)學一樣具有同等重要的基礎(chǔ)性地位。現(xiàn)代統(tǒng)計通過對客觀事物的觀察,收集、篩選相關(guān)的信息,去除、澄清混淆關(guān)系,使得事物的真相“原形畢露”成為可能。所以,統(tǒng)計觀念對現(xiàn)代文明的貢獻是非常巨大的。現(xiàn)代文明從追尋絕對真理到探求相對真理的華麗轉(zhuǎn)身,正是從現(xiàn)代統(tǒng)計觀念那里獲得靈感的。因此,統(tǒng)計分析的最終目的就是“探求真相,發(fā)現(xiàn)真理”。無論過去、現(xiàn)在或者將來,統(tǒng)計分析的三大任務(wù)就是“發(fā)現(xiàn)規(guī)律,探索因果,預(yù)見未來”。這些都是統(tǒng)計思維堅持不變的事實和方向。
統(tǒng)計學只有以實踐為目的,走出一條應(yīng)用的道路,才能充分發(fā)揮統(tǒng)計學作為方法論的各種功能。形成具體的統(tǒng)計思維后,需要付諸真正的實踐才是學習統(tǒng)計的最終目的。同時,傳播統(tǒng)計思想,培養(yǎng)統(tǒng)計思維能力,其首要目的,是為社會培養(yǎng)創(chuàng)新型統(tǒng)計學人才。我們秉承的統(tǒng)計人才培養(yǎng)目標是:培養(yǎng)具有系統(tǒng)統(tǒng)計思維能力、能開展科學數(shù)據(jù)分析、準確剖析現(xiàn)象本質(zhì)的統(tǒng)計人才。
大數(shù)據(jù)背景下,統(tǒng)計思維的培養(yǎng)應(yīng)首先完成三個轉(zhuǎn)變:從純粹數(shù)學到概率思維的轉(zhuǎn)變,發(fā)展符號意識;從確定性研究到隨機性研究的轉(zhuǎn)變;從演繹歸納到統(tǒng)計思維模式的轉(zhuǎn)變,建立基于數(shù)據(jù)分析的邏輯思維意識。因此,如何完成這三個轉(zhuǎn)變,如何提高統(tǒng)計學的教學質(zhì)量,如何培養(yǎng)統(tǒng)計思維能力等都是值得研究和探討的問題。有教的方面,也有學的方面;有理論上的認識,也有實踐上的探索。在統(tǒng)計思維的培養(yǎng)中,教學扮演著非常重要的角色,而教學又是一個多環(huán)節(jié)綜合統(tǒng)一的復雜過程。本節(jié)只從廣義的課堂教學的角度,結(jié)合統(tǒng)計學的顯著特點:抽象性、隨機性和應(yīng)用廣泛性,著力開展在大學階段統(tǒng)計學教學的一些新方法的研究,同時從培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力,獨立思考、獨立實踐的能力和調(diào)節(jié)他們自身學習心里等方面作一些努力和探索,旨在提高統(tǒng)計學教學水平和學生利用統(tǒng)計思維解決問題、分析問題的能力。更新課堂教學理念,創(chuàng)新課堂教學方法,提升教師課堂教學能力,提高學生自主學習、實踐能力和創(chuàng)新能力,也是社會發(fā)展對高等院校提出的迫切要求。
3.1 培養(yǎng)系統(tǒng)性思維能力
作為一門方法論科學,統(tǒng)計學既適用于社會學,也適用于自然科學,這就要求其內(nèi)容體系完整科學。如果把注重內(nèi)容的教學僅僅理解為給學生灌輸大量的知識,那就未免過于膚淺了。高校教育的特點還要求教師將教學重心放在培養(yǎng)學生的思維能力和科學的思維方法上。只有在教學過程中注重統(tǒng)計學教學的系統(tǒng)性,才能使學生從大格局上把握該門課程的框架,在系統(tǒng)整體性上抓住統(tǒng)計學的理論方法。統(tǒng)計學的一次講課里,需要有系統(tǒng)的引入概念,推證定理,導出方法,分析范例等。因為統(tǒng)計學本身整體內(nèi)容的系統(tǒng)性就很強,章與章之間都有著深刻的聯(lián)系。每部分內(nèi)容又自然一體。這就要求我們在備課與講授中,不論是一節(jié)課還是一章內(nèi)容,都要從整體上加以處理,注意部分與部分之間的有機聯(lián)系。只有如此,才能做到少而精,使學生每節(jié)課都能聽得明白。
同時,我們要遵循人們循序漸進的認知過程來組織教學。統(tǒng)計學教學要由淺入深,由近及遠,由簡到繁引導學生由不知到知,由知之甚少到知之甚多,由知之片面到知之全面。完全深入領(lǐng)會所涉及的概念和原理,通過循序漸進的認識過程,同學們會對教材中專業(yè)性的詞語不再感到陌生和晦澀,而會有種“原來如此”的愉悅和快樂。
大學生已積累一定數(shù)量的文化知識,生理上和心理上也逐漸走上成熟。分析解決問題的欲望和能力都大大增強了。他們不但需要了解結(jié)果,更渴望了解過程和獲得結(jié)果的推理方法。社會要求他們在實際工作中有較強的分析解決問題的能力,而提高分析解決問題的能力是以提高科學思維能力為前導的。這些都是系統(tǒng)性思維能力的體現(xiàn)。
3.2培養(yǎng)辯證思維能力
統(tǒng)計學是以數(shù)據(jù)為主線,深刻地揭示了自然界各種數(shù)量之間內(nèi)在的必然聯(lián)系。大數(shù)據(jù)背景下,數(shù)據(jù)錯亂復雜,無論從數(shù)據(jù)的搜集還是數(shù)據(jù)的整理,直到數(shù)據(jù)的分析和解讀,都需要甄別、思辨等辯證思維能力。統(tǒng)計學中的基本理論體系,數(shù)據(jù)處理的絕妙方法,不僅反映了自然界內(nèi)在的精美和諧,也反映了唯物主義和辯證法的勝利。這些辯證思維過程的學習和研究,無形中提高了學生對統(tǒng)計學學習的興趣和能力,建立了對周圍事物辨證認識的正確的世界觀和人生觀。
3.3培養(yǎng)邏輯思維能力
邏輯思維能力又稱抽象思維,是舍棄認識對象及具體對象,通過語言表述反映客觀事物本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律性的思維。概念的引入、公式的推導、定理的證明都體現(xiàn)了邏輯思維。由于統(tǒng)計學本身又是邏輯的科學,對培養(yǎng)學生的邏輯思維無疑是最重要的途徑之一。在小數(shù)據(jù)世界中,人們往往執(zhí)著于現(xiàn)象背后的因果關(guān)系,試圖通過有限樣本數(shù)據(jù)來剖析其中的內(nèi)在機理。而在大數(shù)據(jù)時代,人們可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘出事物之間隱蔽的相關(guān)關(guān)系,可以幫助我們捕捉現(xiàn)在和預(yù)測未來,建立在相關(guān)關(guān)系分析基礎(chǔ)上的預(yù)測正是大數(shù)據(jù)的核心議題。通過關(guān)注線性的相關(guān)關(guān)系,以及復雜的非線性相關(guān)關(guān)系,可以幫助人們看到很多以前不曾注意的聯(lián)系,還可以掌握以前無法理解的復雜技術(shù)和社會動態(tài),也就是說,在大數(shù)據(jù)時代,思維方式要從因果思維轉(zhuǎn)向相關(guān)思維。因此,要充分利用好大數(shù)據(jù)背景,培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。
大數(shù)據(jù)背景下,結(jié)合統(tǒng)計學的特點,應(yīng)該注重以下三種統(tǒng)計人才的培養(yǎng):1.數(shù)據(jù)科學家:能運用統(tǒng)計分析、機器學習、分布式處理等技術(shù),從大量數(shù)據(jù)中提取對業(yè)務(wù)有意義的信息,以易懂的形式傳達給決策者,并創(chuàng)造出新的數(shù)據(jù)運用服務(wù)的人才,精通統(tǒng)計建模以及如何構(gòu)建與定制高級算法,熟練掌握軟件工程技能;2.數(shù)據(jù)工程師:能深刻理解統(tǒng)計學的軟件工程師,既能提供可建模數(shù)據(jù)所需平臺的人。他們的核心價值在于建造清晰創(chuàng)建數(shù)據(jù)管道,充分了解文件系統(tǒng),對算法有相當好的理解,能運用基本數(shù)據(jù)模型,但對具體應(yīng)用領(lǐng)域略微欠缺;3.數(shù)據(jù)分析師:能洞悉方程式現(xiàn)實意義的人。他們知道如何提出正確的問題,非常善于數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。他們是數(shù)據(jù)提取、模式識別以及從大量數(shù)據(jù)中洞察問題方面的能手。懂業(yè)務(wù)與管理流程,系統(tǒng)掌握統(tǒng)計分析方法與相關(guān)軟件應(yīng)用,擅長數(shù)據(jù)分析結(jié)果的呈現(xiàn)?;诖耍瑯?gòu)建統(tǒng)計人才培養(yǎng)模式。推行“思學相通、知行合一”的育人理念,提倡思想與能力、理論與實踐、應(yīng)用與研究的“三結(jié)合”, 以思促學、練用結(jié)合、賽證輔助、學術(shù)引導的“四聯(lián)動”教學方法,環(huán)環(huán)相扣,相輔相成,構(gòu)成了新型的統(tǒng)計學教學方法體系,形成了師生互動、教學相長的統(tǒng)計素養(yǎng)培養(yǎng)機制,為培養(yǎng)高質(zhì)量統(tǒng)計人才提供了強大的方法保障。
4.1 以“雙核”為課程教學的基本目標
統(tǒng)計素養(yǎng)的內(nèi)容極其豐富,我們在教學過程中發(fā)現(xiàn)基本統(tǒng)計思想和綜合統(tǒng)計技能是它的兩個核心,稱之為“雙核”。著名統(tǒng)計學家陳希孺院士曾經(jīng)指出,統(tǒng)計素養(yǎng)除了知識技能和解決問題的修養(yǎng)外,也應(yīng)包括思想觀念的修養(yǎng)。
基本統(tǒng)計思想就是統(tǒng)計的世界觀與方法論,包括統(tǒng)計的目的、內(nèi)容與方法。統(tǒng)計學課程的教學目的,不是僅僅讓學生記住一些公式、掌握一些概念,而是能夠真正領(lǐng)悟統(tǒng)計學方法的思想與靈魂,能夠用獨特的統(tǒng)計思維模式去思考、解決實際問題。也就是說,通過基本統(tǒng)計思想的培養(yǎng),能夠讓經(jīng)濟管理類人才在面對具體問題時具有理性的統(tǒng)計思維和科學的定量方法。
綜合統(tǒng)計技能就是綜合運用各種統(tǒng)計理論與方法,從定性與定量的結(jié)合中去發(fā)現(xiàn)、分析并解決現(xiàn)實問題的能力,是統(tǒng)計思想與專業(yè)技能相結(jié)合的能力。統(tǒng)計學課程作為統(tǒng)計學科最基本的原理性課程,包括了一整套關(guān)于數(shù)據(jù)搜集、整理、分析、檢驗和預(yù)測的方法。如果能夠讓學生把統(tǒng)計方法與相關(guān)領(lǐng)域的具體現(xiàn)象很好地結(jié)合起來,必將極大地提高他們處理和解決實際問題的綜合能力。
4.2 以“四聯(lián)動”為課程教學的基本方法
如何在教學過程中系統(tǒng)培養(yǎng)學生的“雙核”統(tǒng)計素養(yǎng)呢?我們在實踐中逐步總結(jié)出了“四聯(lián)動”的教學方法:
4.2.1以思促學——理念驅(qū)動。通過設(shè)計科學先進的課程內(nèi)容體系,將課堂教學打造成一種興趣盎然的活動,使學生在統(tǒng)計思想的熏陶下掌握課程知識,并根據(jù)統(tǒng)計學方法論的特點培養(yǎng)學生的研究思維能力。通過課堂教學與網(wǎng)絡(luò)教學、實驗教學、案例教學相結(jié)合,基本教學方法與啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學方法相結(jié)合,把統(tǒng)計思想的培育貫穿于整個教學活動。我們強調(diào)統(tǒng)計科研與統(tǒng)計教學結(jié)合,注重把統(tǒng)計科研成果轉(zhuǎn)化為教學內(nèi)容;強調(diào)統(tǒng)計方法與學生專業(yè)相結(jié)合,注重不同專業(yè)對統(tǒng)計方法的不同要求。
4.2.2練用結(jié)合——實踐推動。思而后行,學以致用。統(tǒng)計學十分強調(diào)應(yīng)用性,實驗教學和實踐教學十分重要。統(tǒng)計學只有以實踐為目的,走出一條應(yīng)用的道路,才能發(fā)揮統(tǒng)計學作為方法論的各種功能。實踐,不僅包括讓同學們獨立完成各自相對內(nèi)容的聯(lián)系和作業(yè),而且要強化他們“寫、議”的能力。學習每一章內(nèi)容之后,留出一節(jié)習題課的時間來進行討論和提問,彼此相互交流;并且要求每一獨立內(nèi)容學習完畢交出一份相關(guān)的學習體會、心得或思索、探究,這是一個方面。另外方面,計算機強大的計算能力使實踐如虎添翼,顯得比以前任何時候都更具有威力和滲透力。一些復雜的統(tǒng)計學問題,現(xiàn)在可以依靠計算機,對各種理論進行試驗,對建立的統(tǒng)計學或者數(shù)學模型進行模擬。因此,計算機的引進改變了統(tǒng)計學實踐方式,為統(tǒng)計學教與學提供了新的方法。利用計算機技術(shù)收集整理和分析統(tǒng)計數(shù)據(jù),運用專業(yè)的知識理解數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律性,學會常用的統(tǒng)計軟件,excel、SAS、SPSS等等。
4.2.3賽證輔助——技能帶動。統(tǒng)計方法的應(yīng)用就是轉(zhuǎn)化為一系列技能,包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析以及統(tǒng)計軟件應(yīng)用等技能。通過創(chuàng)辦大學生統(tǒng)計調(diào)查方案設(shè)計大賽,鼓勵學生結(jié)合各自的專業(yè)特點組成團隊參賽,以賽促練,以練促學,促進教與學共同提高。“統(tǒng)調(diào)大賽”的研究報告,因其調(diào)查方案的嚴密性、研究主題的針對性和數(shù)據(jù)處理的科學性而成為“挑戰(zhàn)杯”獲獎作品的搖籃。統(tǒng)計軟件(SPSS)考證系統(tǒng),進一步提高了學生運用軟件進行數(shù)據(jù)處理的能力。
4.2.4學術(shù)引導——創(chuàng)新促動。在不斷改進課堂教學、實驗教學和實踐教學的同時,我們還積極鼓勵學生開展學術(shù)創(chuàng)新活動。我們一方面組織學生參與教師的課題研究,通過教師的帶領(lǐng)來培養(yǎng)和激發(fā)學生的科研興趣;另一方面引導學生參加“挑戰(zhàn)杯”和其他學科競賽,培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新研究能力。
大數(shù)據(jù)背景下,統(tǒng)計思維和統(tǒng)計人才的培養(yǎng)是一個不斷完善不斷提升的永無止境的過程?!翱傆幸惶欤y(tǒng)計思維就像人的讀寫能力一樣,成為一個有效率公民必備的能力。①
注釋:本文得助于浙江財經(jīng)大學李金昌教授的教誨和悉心指導,文中很多思想來源于李教授的授課和演講內(nèi)容,在此致上誠摯謝意!
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2016-09-20
陳宜治(1973-),男,安徽臨泉人,浙江工商大學教授、博士、碩士生導師。主要研究方向:經(jīng)濟統(tǒng)計理論方法和統(tǒng)計教學。
C8
C
1672-4437(2016)04-0001-04