大数据信息系统创新与学生实践研究

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  [摘 要]大数据信息系统涵盖了计算机科学、管理学、统计学、运筹学等多学科,课程内容及教与学都面临创新和课程实践改革。文章在分析大数据信息系统课程教学现状基础上,引入购物中心作为背景,提出了场景式教学、任务驱动法等理念,探索了以学生为主体、以场景为认知、以任务为导向、以案例为载体的研究性教学模式,阐述了大数据课程教学的实施过程,通过调查问卷分析了学生对该课程教学改革的效果和评价。
  [关键词]购物中心;大数据;信息系统;创新
  [DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2021.19.186
  1 引言
  大数据信息系统(Big Data Information Systems)是目前大数据相关专业和信息管理与信息系统专业的一门新兴课程,具有较强的创新意义与实际应用价值。随着大数据时代的到来与发展,数据科学与大数据技术专业、大数据管理与应用专业,以及信息管理与信息系统专业作为大数据人才培养的重点学科,大数据信息系统课程的研究和教学,将发挥着重要的作用。以购物中心为现实场景、消费者数据为研究对象,通过消费者数据分析信息系统的理论讲授及案例的导入,使学生在学习与实践中更好地掌握大数据信息系统的专业知识。
  2 BDIS课程教学面临的问题
  目前大数据技术方面的教材和书籍较多,而针对大数据信息系统开发方面的教材极少。原有管理信息系统是面向过程和业务的,而大数据信息系统是面向数据的,是面向管理信息系统基础上的功能及数据库之间的关联关系。原来的教学实验实践环节薄弱,单一的理论传授教学模式不能满足大数据信息系统课程的主要教学目标。由于大数据信息系统的服务对象是企业,因此必须要求大数据信息系统的开发人员对企业及其业务流程有一定了解,而且在大数据的背景下,学生如果只学习理论,不能深刻理解大数据信息系统在一个企业中的作用以及大数据信息系统的实际应用。大数据信息系统课程教学改革可以为学生提供一个完整的知识体系,使学生能够理论联系实际,更好地提升能力。进行现实场景式教学也是教学改革、提高学生开发大数据信息系统实践能力和水平的重要方式和手段。为了探索以问题为导向的现实场景式教学模式,倡导以学生为主体的调动学生学习主动性、探索性和创造性的教学方法,培养学生在大数据信息系统方面的实践开发能力,对于培养大数据专业人才具有非常重要的理论和现实意义。
  3 BDIS课程教学改革的创新性探索
  本研究在教学过程中引入现实场景,试图通过所谓情景构造学习者的环境和经验,核心价值是使学生能够将通过知识学习获得的间接经验和在情景中获得的直接经验交融。遵循学生学习能力培养的基本规律,以真实工作任务及其工作过程为依据,整合、优化教学内容,由简到繁、由易到难、循序渐进地设计典型项目和学习任务,利用项目实践的优势,实现“教、学、做”一体化。
  研究目标之一是在原来基于业务和流程的管理信息系统开发方法的基础上,构建一套目前还没有教科书的适于大数据信息系统开发的方法。二是在具体的实施过程中,采用与教学实践内容相适应的教学方式。结合理论教学内容,课程实验上采用情景教学进行场景模拟,使学生结合具体案例进行实践活动,对所学基本的理论知识进行验证、模拟和设计,在课程设计上,让学生运用project、visio、数据流程图、数据字典、模块结构图等工具,在集中的时间里针对项目内容进行训练,使学生得到比较系统、完整、感受性较强的实践经验,培养学生观察问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。
  通过理论教学与项目实践结合起来,设计最合适的教学情境,在最大化提高教学效率的基础上,不断培养学生对大数据信息系统开发过程的理解,训练学生对系统分析、设计的能力,在具体操作过程中,通过分析相关系统功能关联和数据库关联,明确企业经营过程中存在的问题和不足,帮助企业提高大数据水平,提升企业经营绩效。
  4 购物中心大数据场景的导入
  大数据信息系统课程具有现实性、综合性、应用性、实践性强的特点,传统单一授课方法在知识的输出上看起来是系统的、完整的,但是容易使学习者与实践脱节。通过引入笔者曾主持的购物中心大数据信息系统开发实践案例,构建购物中心大数据分析需求,以及过程组织的相关模式和内容,并进行模拟系统开发过程的实践,培养学生对大数据的了解和认识,系统性地帮助学生形成大数据知识框架和思维体系。
  购物中心是多种零售店铺、服务设施集中在一个建筑物内或一个区域内,向消费者提供综合性服务的商业集合体。业态涵盖大型综合超市、专业店、专卖店、饮食店、杂品店以及娱乐健身休闲场所等。购物中心大数据分析的需求主要是会员消费者画像分析、消费者个性化营销推薦,以及专卖店品牌之间的关联度分析等。
  5 BDIS课程教学场景的实施过程
  5.1 场景及任务驱动主导
  在教学过程中,通过理论内容的讲授,同步引入实际的场景,以“任务驱动法”为主导,构建教学氛围。任务驱动的教与学的方式,能为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境,使得学生带着真实的任务在探索中学习,学生会获得层层递进的成就感,极大地激发求知欲,逐步形成一个感知、心智、活动的良性循环,从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力,以任务的完成结果检验和总结学习过程等改变学生的学习状态,使学生主动建构探究、实践、思考、运用、解决高智慧的学习体系。
  5.2 引入购物中心案例实验
  大数据信息系统课程的实验教学具有多样性、渐进性、互动性、系统性、角色参与等特点,课程主要培养学生认知和实践能力。根据专业培养目标应该达到的最基本要求,进行基本技能的训练和巩固课堂教学中的理论知识,因此根据各个专业学生的专业特色和知识体系结构,进行实践型实验教学,要求学生成立项目小组了解某购物中心的信息系统,按照大数据信息系统的基本原理以及开发方法,设计开发一个系统原型,需要经历“资料收集—确立方案—企业调研—系统开发—完成实验—总结报告—交流讨论”七个阶段,主要目的在于拓宽学生的知识范围,培养学生的综合运用知识能力和组织大数据能力,该实验作为开放实验模块,让学生在课后完成,课上模拟演练购物中心现实开发场景。在课程开始就指导学生构建现实场景,让学生有一个现实的任务,通过案例有目标的学习。由于课程时间限制,学生设计的系统无须太复杂,能够模拟仿真购物中心的部分数据分析和主要功能,达到学生对实际大数据信息系统需求的现场和现实感,掌握开发方法和开发过程。   5.3 教师和学生扮演的“角色”
  教师作为课程的讲授者,在模拟场景和需求过程中承担“解说员”以及“客户”的角色。可以让学生选择代表作为项目的组织者和管理者,引导学生们模拟现实过程中实际运作方式,实时整理记录过程文件,根据信息系统开发角色进行分组,按照教师对信息系统开发步骤的讲授,学生按照角色完成各个步骤的内容及文档。采用模拟信息系统开发的方式,通过对案例过程的再现,师生之间共同对案例进行调查、分析、讨论、思考等,发现问题、解决问题,提高学生的学习效果,培养学生大数据信息系统开发的能力和水平。
  5.4 BDIS课程教学法的设计
  根据大数据信息系统课程教学的基本内容,设计了场景教学的基本设计思路,根据某购物中心的实际功能模块和购物数据的分析案例,所获取的会员消费数据,作出会员画像的各种标签、聚类分析的个性化营销以及品牌之间的关联度分析等大数据信息系统的开发案例。
  大数据信息系统通过一个课程教学周期作为项目的实施过程,将课程改革和创新的模式融入教学环节中,边实验边研究和总结。课程以一个教学班为对象,对十六个教学周的工作任务进行分解。为最大化发挥课堂效果,本课程授课采用场景式教学的模式,同学分成小组讨论提出问题,以“任务驱动法”激励组内协作讨论,教学中共同参与课程设计和实践过程。
  教师作为项目的“指导者”,引导学生的研究方向,讲解知识难点和易混淆点,明晰模糊的实践步骤,检查和监督学生的工作和研究进度。每次课堂上老师都会根据学生完成的任务进行点评,对其中的不足进行反复修改,直至达到预期效果。
  6 大数据信息系统课程教学效果评价
  6.1 问卷调查
  为了从各个角度反映大数据信息系统课程教学改革探索的效果,调查了参加本次教学课程 36 名大数据专业的学生,为了保证问卷的真实性和准确性,通过匿名填写调查问卷的形式,且该调查不作为考核学生学习的部分。
  6.2 问卷结果分析
  本次调查共发放问卷36份,收回30份,回收率达87.5%(对回答问题数不足三分之二的问卷视为无效)。调查对象中男生20名,占55.6%,女生16名,占44.4%。考虑研究的内容和目的,仅对《大数据信息系统》课程教学效果调查问卷中比较有代表性的一些内容进行分析。
  整体场景式教学过程中学生学习效果的改变。整体场景式教学相比于拆分场景式教学方式的课程改革对学生理论学习效果带来了哪些变化,40%的学生认为整体场景式教学法提升了学习的连贯性,有利于大数据信息系统的学习,记忆比较长久,但同时有33.3%的同学认为这种教学方式只是活跃了小部分人群,不如拆分场景式教学易于理论学习,还有26.7%的学生认为案例的整体和拆分对自己的学习效果没有显著的影响。
  在回答整体场景式教学法对实际项目能力的培养效果时,共有73.4%的学生独立完整地完成了课程要求的项目内容,其中26.7%的学生认为自己的实践项目能力有很大提升,能透彻理解案例的框架脉络,46.7%的学生认为自己的项目能力和绘图能力还需要进一步实践。在另外26.7%的学生中,有23.3%的学生基本完成了项目任务,但绘图能力和实践能力还有所欠缺,仅3.3%的学生在老师和队友协助下基本完成任务,实践能力没有提升。
  在回答“项目实践过程,您是如何完成工作的”问题时,53.3%的学生通过上网查找资料、26.7%的学生通过老师的帮助和范例、20%的学生通过与同学讨论的方式完成,从学生学习方式的转变可以看到,场景式教学使学生提升了自主学习的能力,培养了实践动手能力,将理论和实践较好的结合,有利于新的教学模式改革的推进。
  在谈到本次课程改革选取的案例时,56.7%的学生对本次案例选取满意,26.7%的学生选择了较好,案例运用后学习效果比较明显,16.6%的学生选择了很好,系统地贯穿了学习过程。因此,可以认为本次课程教学中老师提供的教学案例是比较典型的和适合的。
  对以场景为载体的教学方式的看法,88%的同学对场景式教学持积极态度,认为场景式教学对知识的掌握更牢靠。在分析场景式教学新的教学方式的特点和优势时,大多数学生给予了肯定,认为新的教学模式比传统的教学有明显优势。
  在谈到参加教学课改后的收获时,40%的学生认为学习了基本理论、知识、技能,还有28%和20%的学生认为了解了项目开发方法和过程、掌握了管理的思维方式和方法,另有12%的学生转变了学习态度,积极参与课堂过程。
   通过学生对场景式教学的反馈发现,场景式教学法结合案例模拟,以及“任务驱动式”小组分工,使大数据信息系统课程的教学在创新理念和改革方面取得了初步的教学效果。但仍存在着一些问题,尤其是软件知识和实践能力基础薄弱的学生活跃性不强,有些同学对这种教学改革方式不適应等。
  7 结论和展望
  大数据信息系统课程改革的主要目标,是为了探索以学生为主体、以场景为认知、以任务为导向、以案例为载体的研究性教学模式。建立先进的教学理论和设计完善实践环节支撑,是大数据信息系统教学的一个重要课题。我国传统教育模式一直存在着重知识传授轻智能训练、重目标达成轻过程方法、重知识掌握轻知识应用的问题。文章中场景式教学和任务模拟的结合不但让学生清晰地了解购物中心的管理过程和核心业务中大数据的实际分析应用,而且还在系统开发过程中了解学生的组织能力、协作能力,推动了学生创新思维的意识。期待这一教学改革的探索能为课程建设探讨出一个成功模式,为其他课程改革和课程建设提供宝贵经验和思路。
  参考文献:
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  [基金项目]本文由2019年首都经济贸易大学教育教学改革立项项目“现实场景下大数据信息系统案例教学培养学生实践能力研究”资助。
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