基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的信管專業(yè)課程設(shè)置研究

薛泉祥

[摘 要]信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)是信息時代的產(chǎn)物，迄今經(jīng)歷了技術(shù)型、工程型和復(fù)合型三種類型人才培養(yǎng)的發(fā)展之路，其專業(yè)設(shè)置也發(fā)生了一系列變化。本文結(jié)合社會發(fā)展形勢提出了當(dāng)下信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)，并以某所高校信管專業(yè)學(xué)生成績數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)挖掘?qū)ふ谊P(guān)聯(lián)規(guī)則，為進(jìn)一步做好信管專業(yè)課程設(shè)置提供決策支持。

[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)挖掘；信息管理與信息系統(tǒng)；課程設(shè)置；決策支持

[中圖分類號]G643 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1009 — 2234（2015）12 — 0153 — 03

信息管理與信息管理專業(yè)是信息時代的產(chǎn)物。它培養(yǎng)具備扎實的現(xiàn)代管理學(xué)基礎(chǔ)知識、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)知識、動手能力強(qiáng)、適應(yīng)面寬的信息管理人才。信息管理與信息系統(tǒng)學(xué)科是由管理學(xué)基礎(chǔ)理論與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)相結(jié)合的交叉學(xué)科，具有基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)的雙重屬性，由于數(shù)學(xué)定量方法和信息技術(shù)的融合，它又體現(xiàn)了應(yīng)用學(xué)科的某些特征〔1〕。學(xué)科特征的復(fù)雜性決定了該學(xué)科課程設(shè)置的復(fù)雜性。本研究根據(jù)某高校信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生的成績數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)挖掘的方法，從中尋找規(guī)律，為高校更為合理地設(shè)置信管專業(yè)的課程提供決策依據(jù)。

一.信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的人才培養(yǎng)定位及課程設(shè)置變化

信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)人才的培養(yǎng)經(jīng)歷了技術(shù)型、工程型和復(fù)合型三種類型人才培養(yǎng)的發(fā)展之路〔2〕。不同類型人才的培養(yǎng)過程需要相應(yīng)的課程設(shè)置，“技術(shù)型”人才的培養(yǎng)主要源于計算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)，課程主要以計算機(jī)應(yīng)用類課程為主，重點強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計的能力。此類畢業(yè)生在工作中往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的程序設(shè)計能力。

工程型人才培養(yǎng)課程主要以經(jīng)濟(jì)管理、工程數(shù)學(xué)、計算機(jī)、系統(tǒng)工程四類課程為核心，以計算機(jī)能力培養(yǎng)為重點。與前兩類人才相比，復(fù)合型人才更具有競爭力，因為他們具有信息分析能力與企業(yè)管理創(chuàng)新的知識，是具有駕馭信息資源知識與能力的新型管理人才。這類復(fù)合型人才的核心競爭力主要分為兩類：信息系統(tǒng)開發(fā)的能力和信息分析的能力。

二.數(shù)據(jù)挖掘及數(shù)據(jù)挖掘工具簡介

數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining）簡稱DM，又稱為數(shù)據(jù)庫中知識發(fā)現(xiàn)，它是一個從大量數(shù)據(jù)中抽取挖掘出未知的、有價值的模式或規(guī)律等知識的復(fù)雜過程〔3〕。具體的數(shù)據(jù)挖掘方法有關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、分類和預(yù)測等。本文選取了Clementine12.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘建模分析。

三.利用Clementine軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘

1.數(shù)據(jù)收集

本文選舉一所以工科為主、經(jīng)管文理農(nóng)等學(xué)科為輔的教學(xué)型大學(xué)通過學(xué)校的教務(wù)部門的學(xué)生成績系統(tǒng)，我們可完整獲取該高校2004級信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生的成績信息。

2.數(shù)據(jù)預(yù)處理

數(shù)據(jù)挖掘過程中數(shù)據(jù)預(yù)處理包括三個步驟：數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)清理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換〔4〕。在本研究的數(shù)據(jù)預(yù)處理階段，我們主要通過對學(xué)生的成績數(shù)據(jù)庫進(jìn)行信息抽取、轉(zhuǎn)換和加載，形成適合于本課題研究需要的學(xué)生成績分析基本數(shù)據(jù)庫；按照Clementine軟件對數(shù)據(jù)的要求，數(shù)據(jù)源中的連續(xù)值屬性如考試成績需進(jìn)行離散化處理。在數(shù)據(jù)源中，我們令成績在90分以上的為“A”，令成績在80-89之間的為“B”，在70-79之間的為“C”，60-69之間的為“D”，小于60的為“E”。對于“優(yōu)”“良”“中”等非分?jǐn)?shù)成績也按照同樣的方法進(jìn)行離散化，形成目標(biāo)數(shù)據(jù)表。

為便于開展研究和分析，我們信管專業(yè)人才知識結(jié)構(gòu)將目標(biāo)成績數(shù)據(jù)分成：公共基礎(chǔ)知識、經(jīng)濟(jì)類知識、管理決策類知識、信息技術(shù)類知識、信息系統(tǒng)開發(fā)類知識、建模知識六大類。并運用Clementine建模，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，尋找各類六類課程之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

3.數(shù)據(jù)挖掘的主要步驟及結(jié)果分析

（1）用Clementine的K-means模型對數(shù)據(jù)表S中各類課程成績數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析處理。

K-means節(jié)點提供了一種聚類分析方法，與Clementine中的其他學(xué)習(xí)方法不同，K-means模型不使用目標(biāo)字段。K-means不是去預(yù)測某一結(jié)果，而是從輸入字段中發(fā)現(xiàn)特征，記錄被分成群組，同一群組中的記錄彼此相似，而不同群組的記錄大不相同，對于大型數(shù)據(jù)集，K-means模型通常是最快的分群方法〔5〕。運用Clementine的K-means聚類建模節(jié)點構(gòu)建數(shù)據(jù)流，設(shè)置聚類結(jié)果為3簇，導(dǎo)入數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)流，形成聚類結(jié)果。以管理類課程為例，形成的聚類結(jié)果如表1：

通過表1所示結(jié)果的分析，我們可以較為直觀的看出：第二簇的17個記錄中，成績普遍偏低，大多在C與D之間徘徊。而第一簇的45個記錄中結(jié)果明顯好于Cluster2大部分在B；第三簇共有6個記錄，6個記錄中除會計信息系統(tǒng)分析與設(shè)計為B，其余均為A。據(jù)此我們可以令第三簇為A，即第三簇的6名學(xué)生的管理類課程的整體學(xué)習(xí)水平為優(yōu)秀。以此類推，第一簇的45名學(xué)生管理類課程的整體學(xué)習(xí)水平中等，我們令其為B，第三簇的17名學(xué)生管理類可課程的整體學(xué)習(xí)狀況較差，我們用C表示。

利用輸出節(jié)點輸出聚類結(jié)果，放入數(shù)據(jù)表S備用。按照同樣的方法，我們分別對其余五類課程成績進(jìn)行了聚類。

（2）用Clementine平臺的Apriori規(guī)則挖掘模型分別對數(shù)據(jù)表S中的各類別的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，尋找關(guān)聯(lián)規(guī)則。

利用數(shù)據(jù)挖掘平臺Clementine，構(gòu)建數(shù)據(jù)挖掘流程，針對數(shù)據(jù)表S的具體挖掘過程以及挖掘出的關(guān)聯(lián)規(guī)則如下：

1）對六類課程組進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘，將六個字段全部設(shè)為既是條件屬性又是決策屬性，設(shè)置最小規(guī)則支持度為6%，最小置信度為80%。執(zhí)行數(shù)據(jù)流得出關(guān)聯(lián)規(guī)則，形成關(guān)聯(lián)規(guī)則，其中較為具有意義的規(guī)則如表2：

②構(gòu)建數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)流，把公共基礎(chǔ)類課程作為條件屬性，其他課程聚類及畢業(yè)設(shè)計成績決策屬性進(jìn)行挖掘，設(shè)置最小規(guī)則支持度為5%，最小置信度為40%，執(zhí)行數(shù)據(jù)庫流得出關(guān)聯(lián)規(guī)則，形成關(guān)聯(lián)規(guī)則，其中有意義的如表3：

3）以其他各課程聚類字段為條件屬性，畢業(yè)設(shè)計成績字段作為被決策屬性，設(shè)置最小規(guī)則支持度為10%，最小置信度為80%，執(zhí)行數(shù)據(jù)流，得出關(guān)聯(lián)規(guī)則，其中有意義的規(guī)則如表4：

4）以各課程字段作為條件屬性，以畢業(yè)設(shè)計成績?yōu)闆Q策屬性，設(shè)置最小規(guī)則支持度為5%，最小置信度為50%，執(zhí)行數(shù)據(jù)流，得出關(guān)聯(lián)規(guī)則，其中有意義的共有10條。

（3）學(xué)生成績挖掘結(jié)果分析

1）信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)各類課程之間存在一定的依存關(guān)系，尤其體現(xiàn)在信息技術(shù)類課程與管理決策類課程之間。規(guī)則：公共基礎(chǔ)知識聚類=A？信息技術(shù)類聚類=A關(guān)聯(lián)規(guī)則（置信度82.5%，支持度85.824%）表明：信息技術(shù)類課程學(xué)習(xí)狀況良好的學(xué)生，管理決策類知識的學(xué)習(xí)狀況學(xué)習(xí)良好。這充分體現(xiàn)了學(xué)校信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)對學(xué)生的培養(yǎng)注重工程應(yīng)用背景，側(cè)重于工程應(yīng)用型專門人才的培養(yǎng)定位。

2）規(guī)則：公共基礎(chǔ)知識聚類=A？信息技術(shù)類聚類=A（置信度66.667%，支持度30.882%）、公共基礎(chǔ)知識聚類=A？信息技術(shù)類聚類=A（置信度61.905%，支持度30.882%）、公共基礎(chǔ)知識聚類=C？畢業(yè)設(shè)計=C（置信度43.75%，支持度23.529%）、公共基礎(chǔ)知識聚類=A？信息開發(fā)類聚類=A（置信度，42.857%，支持度30.882%），分別表明公共基礎(chǔ)類知識對于數(shù)學(xué)建模類、基礎(chǔ)信息技術(shù)類、畢業(yè)設(shè)計、信息系統(tǒng)開發(fā)類課程學(xué)習(xí)的重要作用。

3）表4所示規(guī)則重點反映了信息技術(shù)類、管理決策類等六類課程對于學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的影響。表明，信息技術(shù)知識類、管理決策類和信息開發(fā)類課程對于信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生的更好地從事實踐性開發(fā)工作作用明顯。其中信息技術(shù)類知識的影響尤為明顯。

4）表5所示規(guī)則反映了信息管理與信息系統(tǒng)所開設(shè)的各門課程對于畢業(yè)設(shè)計的關(guān)系，即該專業(yè)的所有課程，哪些對于學(xué)生較好地掌握信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的知識，并進(jìn)行綜合運用是有重要關(guān)聯(lián)意義的。通過這一關(guān)聯(lián)規(guī)則的挖掘，我們可以找到該專業(yè)學(xué)習(xí)過程中的關(guān)鍵學(xué)科，可以指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)，也可以為學(xué)校教學(xué)過程，優(yōu)化課程設(shè)置提供參考。該專業(yè)的關(guān)鍵課程為：《企業(yè)資源計劃》、《運籌學(xué)》、《會計系統(tǒng)分析與設(shè)計課程設(shè)計》、《管理信息系統(tǒng)課程設(shè)計》等10門課程。其中公共基礎(chǔ)類1門，經(jīng)濟(jì)類1門，數(shù)學(xué)建模類1門，管理決策類2門，基礎(chǔ)信息技術(shù)類4門，信息系統(tǒng)開發(fā)類1門，實踐性環(huán)節(jié)課程2門。

四.基于上面的論述，結(jié)合本文的研究，我們認(rèn)為信息管理和信息系統(tǒng)專業(yè)的課程設(shè)置應(yīng)注意四個方面的問題：

（1）把握好與計算機(jī)科學(xué)與應(yīng)用學(xué)科的關(guān)系

信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)課程設(shè)置中，信息技術(shù)類課程比重較大，且該類課程的學(xué)習(xí)對于管理決策類課程的決定作用較為明顯。計算機(jī)應(yīng)用是信息管理與信息系統(tǒng)的基本載體，信息技術(shù)是它的重要內(nèi)容，軟件工程確為信息系統(tǒng)中項目開發(fā)的指導(dǎo)思想，但信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)更強(qiáng)調(diào)信息的組織與管理。在該專業(yè)的課程設(shè)置中，有關(guān)現(xiàn)代信息技術(shù)的課程應(yīng)當(dāng)占有相當(dāng)大的比重，但是其重點在于“用”技術(shù)，而不是研究這些技術(shù)的本身，因此在重點和內(nèi)容的取舍上有著明顯的區(qū)別。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，該專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生應(yīng)能承擔(dān)各級各類信息管理工作，從事各種類型的信息系統(tǒng)建設(shè)和管理工作，其工作重點不是編程。因而在培養(yǎng)學(xué)生時，不宜過分強(qiáng)調(diào)編程能力，而應(yīng)加強(qiáng)信息組織、信息管理、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計的訓(xùn)練。

（2）把握好與管理學(xué)科的關(guān)系

該專業(yè)也不同于管理科學(xué)，它與其他管理學(xué)科的區(qū)別在于：重點是信息管理，并且大量使用信息技術(shù)。在信息社會，信息已成為企業(yè)的生命線，信息資源是企業(yè)的重要財富，信息管理不容忽視。基于本研究，我們認(rèn)為，在課程設(shè)置中，應(yīng)適當(dāng)加重信息系統(tǒng)開發(fā)類知識的比重。

（3）加強(qiáng)公共基礎(chǔ)類課程教學(xué)內(nèi)容改革

表5所示關(guān)聯(lián)規(guī)則充分說明了公共基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)性地位。此次實證分析中，公共基礎(chǔ)類課程主要是數(shù)學(xué)類基礎(chǔ)課程。數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)，不僅是信息處理的工具，也是提高思維能力的重要訓(xùn)練手段。現(xiàn)代信息處理技術(shù)越來越多地應(yīng)用到諸多數(shù)學(xué)方法。依據(jù)本文的研究結(jié)果，我們認(rèn)為應(yīng)該提高本專業(yè)的數(shù)學(xué)要求；同時，現(xiàn)代數(shù)學(xué)軟件的使用已經(jīng)變得越來越重要，可考慮在數(shù)學(xué)課程中增加相應(yīng)數(shù)學(xué)軟件的使用內(nèi)容。此外，應(yīng)用數(shù)學(xué)解決信息處理問題的第一步是建立相應(yīng)問題的數(shù)學(xué)模型，不僅應(yīng)在數(shù)學(xué)模型課程中向?qū)W生傳授數(shù)學(xué)建模方法，更應(yīng)該在所有數(shù)學(xué)課程中融入數(shù)學(xué)建模思想。

（4）加大實踐環(huán)節(jié)的比重

在本文的研究對象中僅有兩門實踐類課程：《會計信息系統(tǒng)分析與設(shè)計課程設(shè)計》、《管理信息系統(tǒng)課程設(shè)計》。關(guān)聯(lián)規(guī)則：管理信息系統(tǒng)課程設(shè)計B？畢業(yè)設(shè)計B（置信度66.667%，支持度13.235%）和會計信息系統(tǒng)課程設(shè)計=A？畢業(yè)設(shè)計=B（置信度60%，支持度14.706%），充分說明了實踐性環(huán)節(jié)對于學(xué)生綜合運用專業(yè)知識解決實際問題的重要作用。

〔參 考 文 獻(xiàn)〕

〔1〕齊二石.中國管理科學(xué)與工程類專業(yè)教育教學(xué)改革與發(fā)展戰(zhàn)略研究〔R〕.高等教育出版社，2002.

〔2〕蔡淑琴，張自剛，張金隆.信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)的研究〔J〕.高等工程教育研究.2001（4）：26

〔3〕劉同明等.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及其應(yīng)用〔M〕.北京：國防工業(yè)出版社.2001：15-27

〔4〕謝邦昌.數(shù)據(jù)挖掘Clementine應(yīng)用實務(wù)〔M〕.機(jī)械工業(yè)出版社，2008：14-28

〔5〕武森，程鍇，陳鳳潔.聚類分析在電信客戶細(xì)分中的應(yīng)用〔J〕.技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理研究.2008，（1）：10

〔責(zé)任編輯：侯慶海〕