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全国数据挖掘挑战赛创多项第一,打造大数据时代统计人才培养基地_交大名师

“把课堂作为培育学生的创新起点,提升同学们参加学科专业竞赛的自信力。”这是我校数学与统计学院副教授张学新博士激发学生学习主动性、在提升动手能力中实现专业发展的做法。

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本网讯 近日,全国大学生数据挖掘竞赛组委会公布了第四届“泰迪杯”全国数据挖掘挑战赛获奖名单。我校今年共组织12支队伍参加比赛,其中3支队伍荣获一等奖,1支队伍荣获二等奖,1支队伍荣获三等奖,7支队伍获得成功参赛奖。同时,我校在本届大赛中荣获“最佳组织奖”。

众所周知,统计学、数据科学以及大数据技术在信息技术飞速发展的21世纪中占据着不可替代的作用。因此,数学与统计专业的学生需要掌握多学科的理论方法,具备较强的统计软件应用能力以及解决实际问题的创新能力。

【名师名言】

第四届“泰迪杯”全国数据挖掘挑战赛于2016年4月1日正式开始、 5月15日参赛者提交作品,历时共45天。本次竞赛总共有3个题目,题目均来源于企业、管理机构和科研所等单位实际研究项目。大赛总有来自全国近300所高校1665支队伍报名参赛,由高校和企业共同组成的评审专家组历时20天对作品(不区分研究生、本科生及专科生)严格盲审。最后,在全国决出特等奖并获企业冠名奖作品3份、特等奖作品3份、一等奖作品44份、二等奖作品66份、三等奖作品93份、成功参赛作品1251份。其中,一等奖和特等奖的获奖率仅为3.6 %。

一直以来,张学新承担着《抽样技术》《试验的设计与数据处理》等统计学主干专业课程的教学任务。他发现,学生对设计问卷调查及数据分析具有浓厚兴趣,但普遍对枯燥的理论知识学习存在畏难心理。因此,在课堂教学中,张学新十分注重教学内容的宽度,尽量避免延伸统计学理论的深度。同时,他将学科竞赛中的统计建模思想融入课堂教学,在潜移默化中培养同学们解决社会难题的创新能力,不断增强他们学习专业的自信心。

韩东:教师的基本职责就是教好每一堂课,培养好每一位学生。

我校学生虽第一次参加本项赛事,但成绩不俗,创造了三个“第一”:一是一等奖获奖总数“全省第一”(与985、211高校同台竞技,与暨南大学并列第一);二是一等奖获奖率高达25%、位居“全国第一”(与暨南大学、安徽财经大学和东北石油大学并列第一);三是我校参赛队伍在每个题目中均有一等奖获奖队伍,成为一等奖获奖覆盖面“全国第一”。同学们在科研竞赛中连连获得佳绩,充分展现了我校学生的创新能力与实践能力。

2016年至2018年,张学新每年均指导学生在学科专业竞赛中获得国家级奖项。这其中包括全国数据挖掘挑战赛特等奖1项、二等奖3项、三等奖2项,全国大学生市场调查与分析大赛三等奖1项,另有省级专业竞赛一等奖2项。此外,他指导的5位学子荣获湖北省优秀学士学位论文奖。这些优秀学子毕业后多数进入了国内比较知名的数据分析企业。

林建忠:教学环节的设计要有意识地培养学生“热爱学习、善于摸索、勇于创新”的潜质。

近日,记者对获得一等奖的三支队伍以及孙晓通、蒋辉、戴华炜三位指导老师进行了访谈。

“学科专业竞赛是培养创新性人才最好的试验场。”张学新认为,统计与数据挖掘建模竞赛对培养学生创新精神及解决实际问题的动手能力具有不可替代的作用,可以同课堂教学有机结合起来。教学中,他经常介绍专业赛事的复杂性及其中包含的真实应用场景,按照知识能力匹配度准确引入建模素材,引导同学们将现实难题映射到统计学专业领域中。

孙祝岭:我赞美燃烧自己点亮光明的蜡烛精神,认认真真上课,勤勤恳恳科研,踏踏实实带教,真真切切传承。

指导老师:兴趣加钻研 成绩水到渠成

通过演示统计软件来阐述统计学中的难点概念,帮助同学们深入理解深奥的专业原理,不仅可以拓展他们的专业视野,更能培养其专业动手能力。这是张学新为什么要在课堂教学中极力要求学生熟练使用统计软件的初衷。同时,他还认为,教师应用统计软件的专业能力将直接影响到统计学课程课堂教学的内容及方式。

王桂兰:随风潜入夜、润物细无声,不求回报,无私奉献。

记者:您怎样看待自己的学生获得出众的成绩?

近年来,张学新在教学研究方面也取得了可喜成绩。他先后主持并完成湖北省教育科学规划课题1项、智能医疗横向课题1项、校级研究项目2项,发表教学研究论文6篇、CSSCI索引论文4篇。

卫淑芝:作为大学老师,不仅需要精深的学科专业知识为学生授业,更需要高超的德行为学生示范,宽阔的胸怀为学生解惑,才能把我们的学生培养成为具有更高素养的优秀人才。

戴华炜老师:这是必然的。其一,从去年的数学建模比赛开始,学生们就一直潜心研究,熟练地掌握了算法、设计等知识;其二,学生论文方面规范且出色;其三,学生的答辩工作准备得尤其充分,期间我与他们多次交流给予指导意见;其四,一等奖获奖队伍的三位学生专业搭配合理,其中两个学生为统计学专业,虽然对软件方面稍弱,却对整个问题框架思路清晰,另一个学生为网络专业,在软件方面表现出色,同学们专业刚好形成互补,优秀的成绩是学生们努力的回报。

肖柳青:融通各学科学识之方法,授课多解惑,编程看世界。

蒋辉老师:我指导的这支一等奖获奖队伍比较特殊,主要是由省攀登计划的成员组成、比赛内容也与攀登计划的课题有很大的切合点,三个学生对软件模型都比较熟练,竞赛水平已经达到最佳。唯一的遗憾是没拿到特等奖。

熊德文:选择教师就是选择了责任,它需要一种奉献精神。如何更好地培养新时代大学生的吃苦耐劳、不怕困难、勇于奋进的精神是我们坚持不懈的追求。

孙晓通老师:学生获得出众的成绩与兴趣是分不开的。这次比赛虽然时间长备赛辛苦,但同学们却依旧享受比赛,并在后续工作中深入总结。

上海交通大学数学科学学院随机数学方向教学与教材建设团队努力践行“立德树人、教书育人”理念,始终致力于把培养适应国家大数据战略需求的优秀人才作为学科人才培养的首要目标。随着大数据时代的到来,随机数学在工业、经济、金融、生物医学等诸多领域中的数据分析和建模的重要性日益突出。以韩东教授领衔的教学团队成员一致认为,作为国内一流高校的上海交通大学学生必须及时吸收最新的知识,掌握大数据时代分析问题的思维方式和能力,这些时代的变革需要从事随机数学类课程教学的教师在课程设置、教学内容、教学方法和研究生论文指导上进行行之有效的改革。

记者:您认为本次比赛获得好成绩的第一要素是什么?

敬业爱岗,服务全校面上随机数学方向教学工作

蒋辉老师:比赛获得好成绩的第一要素是基础。如同以往的建模比赛,有参加培训和没参加培训的同学实力区别是很大的,扎实的基础加上平时大量的练习积累是取得好成绩的关键所在。

本科生、研究生随机数学方向教学工作,关系到学生适应大数据时代分析问题、解决问题的能力培养。除传统的面上本科生公共课《概率论与数理统计》,面上研究生公共课《基础数理统计》《时间序列分析》和《应用随机过程》外,本团队为全校学生开设了通识课《随机模拟方法与应用》,为大生命类学科研究生开设了《生物统计》等课程。他们把多年的教学心得体会、新的随机模型及统计软件教学编写成教材。三年多来,出版了《应用随机过程》《随机模拟方法与应用》《时间序列与多元统计分析》三本教材。卫淑芝等老师获批2017年学院开放式教学和学校教学发展中心资助的“‘概率论与数理统计’课程的案例式教学”项目,并作为主要成员参编了《概率论与数理统计(第二版)》教材和《概率论与数理统计学习指导与习题精解(第二版)》等教学辅导书。

戴华炜老师:比赛获得好成绩的第一要素是兴趣,爱钻研的动力。动力来自于兴趣,关键是培养兴趣,不要以获奖为目的。同学们就算自身没有极速学习的能力、不具备完整的知识体系也不是最大的障碍,哪怕今年没有获奖优势可以明年再战,有无获奖都没关系,同学们的实践锻炼中自身能力是会逐渐得到提高的。

在过去三年中,五名教师承担了本科生教学工作,在15人次评教中,14人次的评分均在90分以上,1人次89分。肖柳青老师的通识慕课课程《随机模拟方法及应用》获2015年上海市专项项目资助,自2015年至今已在“好大学在线”网上授课8轮次。近3年来,肖柳青老师在2016年上海交通大学本科生教改项目“通识课程顶层设计”工作中,以“数学建模+计算机实验+小论文”的形式,配合搭建的教学网络平台,探索性地开创了“应用数学课程”授课新模式,有效地促进了学生的学习效率,受到了学生的好评。一位同学在课程学习收获中深情地写道:“老师不仅为我们讲解了一些概率统计的基础知识,更创新性的加入了许多前沿性的内容,如机器学习、元胞自动机等,非常能够引起我们的兴趣。”另一位同学写道:“该课程培养了我们对身边事物的探索发现能力,建立模型的能力以及独立思考的能力”。卫淑芝老师获得了第二届(2016)全国高校数学微课程教学设计竞赛华东赛区一等奖。熊德文老师讲授的《随机过程》获批上海市重点课程建设项目。肖柳青等老师获批2018年上海市教委“数据分析全英文示范课程建设项目”子项目。这些工作,为全校相关专业的本科生、研究生适应未来大数据分析工作奠定了基础。

孙晓通老师:我认为,同学们不要为了竞赛获奖而去竞赛,把心态摆好是最重要的。因有学习的欲望而去不断努力,一步一个脚印,知识积攒到到一定程度后,参加竞赛,实现获奖就是一件水到渠成的事情了。

优化课程体系设计,打造大数据时代统计人才培养基地

记者:您对指导数据挖掘比赛有什么新的体会?

数学科学学院设立统计系,其目的之一就是培养大数据时代数据建模与统计分析的专门人才。近十多年来新的随机模型、统计分析和建模方法以及相应的统计分析软件不断涌现,为满足大数据时代学生数据分析建模能力的培养,韩东教授多次主持课程体系改革研讨会,团队教师一致认为在教学内容中应及时增加新的案例分析,统计软件讲解,以及新的随机模型和统计分析方法的介绍。教学团队除了为本系本科生和研究生开设的《概率论》《数理统计》《数理金融》《应用时间序列分析》和《应用随机过程》等传统专业课程外,近年来还新开设了《多元统计分析》《回归分析与线性模型》《统计推断与决策》《统计数据分析》及《统计学习》等诸多课程,出版了《应用随机过程》《回归分析与线性模型》《数理金融基础》《金融信息分析》四本教材,并合作翻译了两本大数据科普书籍。

蒋辉老师:本届数据挖掘竞赛历时更长、难度加大、挑战增加、实用性更强。这其实是一种能力的培养。

团队教师不断探索新的教学方法,积极投身本系研究生课程体系改革。2017年上海交通大学烛光奖二等奖获得者熊德文老师在研究生讨论班上鼓励学生“边学边做,做中学,学中做,在摸索中学习新知,从而提高学生的创新能力和解决实际问题的能力。”他指导学生论文的这种模式受到学生好评。最近,肖柳青等老师正以饱满的热情投入到学校2018年研究生院“实验设计与数据挖掘”课程项目的建设。

戴华炜老师:数据挖掘是企业把面对的问题进行优化,显得更加专业。竞赛中提出来的想法对企业有很大的帮助,竞赛也可以为学生提供职业发展方向。同时以竞赛为切入点可推动大数据技术的应用、创新能力的培养。

团队教师除了超额完成课堂教学工作量外,每位老师每年指导本科生毕业设计的人数大多时候是4-5名,指导硕士研究生的人数大多时候为3-4名,超额完成了指导学生论文的工作量。卫淑芝老师指导了第32期上海交通大学大学生PRP项目,评价优秀。肖柳青老师指导了6期PRP项目。林建忠老师指导了3期上海交通大学大学生创新实践项目,发表论文三篇。

孙晓通老师:数据挖掘比赛和数学建模比赛不同,数据建模是简化了的问题,而数据挖掘是实际中真正存在的问题。要做好充分的准备才能参加比赛,而这次比赛刚好给学生们提供了一个用自身所学知识来实践的机会。没获奖的团队也不要放弃,在答辩、协作等方面继续磨炼,会更加优秀。

从业界实际工作中选择课题,探索培养学生解决实际问题能力的新途径

获奖学生:以赛促学 实践出真知

善于应用统计学的基本思想和方法创新性地解决各行业实际工作中出现的数据分析与建模问题,是统计系学生的一项重要素质。教学团队教师积极联系和申报横向纵向课题,在已主持的10项横向、纵向课题中,指导研究生积极参与课题的研究。韩东教授主持了上海通用汽车有限公司整车制造工程部委托的项目《非结构性语义数据的挖掘和大数据分析—工时数据的统计分析》,从去年8月至今年1月,他让3名学生参与了这个项目的研究工作,其中有位学生的毕业论文就来自他参与这个项目获得的研究成果。孙祝岭副教授2015年毕业的研究生参与了孙老师主持的国家统计科学计划(重点)项目《国家与省市级宏观指标的匹配方法研究》的研究工作,并由此完成了毕业论文的写作。林建忠等老师认真完成2015-2017教育部上海交通大学深化专业学位研究生教育综合改革项目。他们利用小学期邀请业界导师为研究生开设了《金融数据与案例分析》和《生物统计与案例分析》两门课程,开展讲座十余次,介绍当前各行业面临的数据分析实际问题。肖柳青、林建忠和熊德文等老师还主动与上海市信息中心、上海市质量监督检验技术研究院及锐汇(上海)资产管理有限公司等多家证券、银行和保险类公司相关研究人员联系实际问题。同学们从业界的走访和讲座中获得启发,从中提炼出有价值的数据建模分析问题作为论文选题,并结合所学的知识对提出的实际问题提出新的统计数学模型。

记者:这次参赛的动机是什么?

这一学位论文选题的工作指南收获了一定的社会效益,从应用统计专业硕士学位每年的招生报名情况中可以看出其成效斐然。该专业从最初的10人报名,到现在的96人报名(不含夏令营报名),招生规模从最初的10名,到如今每年招生40多名。今年还迎来了3名港澳学生参加考试,其中1人被录取。

陈振庭同学:想借着比赛多学点东西,也为今后的考研选择方向、积累基础。

潜心教育、立德树人

黄世俊同学:兴趣是最大的动力,借此机会看看自己是否走数据挖掘这条路。

团队教师在做好课堂教学的同时,用他们的能力和爱心诠释教师的职责。某同学在校期间突发精神疾病住院治疗达一年之久,为完成硕士论文她强行出了院,肖柳青老师怀着强烈的教师责任感和慈母般的关爱之心,耐心疏导她的心理,悉心指导她完成硕士论文。然而在此期间,患者常常精神不稳定,甚至殴打母亲。但肖老师仍然坚持,与她温馨交谈,和她父亲一起稳定住她的状况。最后使她圆满地完成论文答辩,获得了硕士学位,并使她精神状况也达到正常稳定的状态。

姚秀燕同学:比赛内容恰好跟自己先前开展的项目课题有关,想通过比赛来应用于实践。

卫淑芝老师用她诚实、厚道、善良的言行和对学生的爱心荣获了“2015年度上海交通大学校级优秀班主任”称号。卫淑芝老师常常教育学生:以“给予”为快乐,不是以“索取”为目的,你的心会越来越敞亮,你的路会越来越平坦。她总能包容同学的各种缺点,有条件的话她总是试图理解、化解同学的各种问题,各种困难。她对学生从来都是采取的扬善教育,因为她觉得“善”的激发能摒弃一些“不好的行为”。对犯了错误的学生,她从不无端批评,而是采取策略性教育方式,使得学生不仅仅认识到自己的错误,也能体会到老师的关爱,以期收到良好的教育效果。对学习有困难的同学,卫淑芝总是给予更多的关注。比如,她为不适应大学学习节奏的大一新生完全无偿地辅导过“数学分析”“高等代数”的内容,并且根据学生的问题具体分析原因、提出学习方法建议。卫淑芝在担任“数学、金融贯通试点班”F1407103班班主任期间,对学习成绩居后的同学从不放弃,使整个班级成为一个积极向上、充满正能量的集体,班级所有同学都收到了直升研究生录取通知。

记者:在备赛期间遇到什么样的困难?

【名师名片】

何展莹同学:自己遇到迷茫的时候,就是跟老师的交流意见出现矛盾时,要学会独立思考。是退一步接纳意见还是坚持己见?往往令自己迷茫。此时在思路上多交汇、多碰撞,才能出真知。

韩东:上海交通大学2018年教书育人奖集体一等奖(教学团队类)负责人。上海交通大学数学科学学院教授,博士生导师。

黄世俊同学:数据处理有时需要几个小时的等待加优化,这需要耐心和定力。虽然比赛时间长、难度大,但他们都没退缩,没放弃,一步一步地坚持了下来。

林建忠:上海交通大学数学科学学院副教授,统计系支部书记。

记者:参加数据挖掘竞赛有什么心得体会?

孙祝岭:上海交通大学数学科学学院副教授,硕士生导师。

陈振庭:这次竞赛理论联系实际,对高等代数、数学分析等知识的应用有了更深入的了解。自己看问题的角度也有所不同了,队友之间相互磨合,相互学到知识,同时个人的编程能力和写作能力也不断提高了。

王桂兰:上海交通大学数学科学学院副教授,硕士生导师。

黄洁旋同学:比赛拓宽了自己的知识面,学到了许多怎么处理文本数据等以前没学过的知识,收获很大。

卫淑芝:上海交通大学数学科学学院副教授,硕士生导师。

记者:你们是怎么解决比赛题目的?能举例说明吗?

肖柳青:上海交通大学数学科学学院副教授,硕士生导师。

陈振庭:本次比赛其中有一道题目是关于电商平台商品文本信息的系统设计方面的。目前由于电商平台商品信息图片中的内容和商品规格参数中的内容不一致,造成用户理解上的困扰,题目要求我们设计一个系统来自动地从电商平台商品信息图片上提取其中的文本信息,帮助电子商务企业更好地做出商品推荐、售后服务和信息监管……我们想,电商平台商品图片处理的关键在于一个好的二值化效果和极大地去除背景。如果可以极大地去除背景,这样对图片当中的文字提取和识别是有很大帮助的。而去除背景的关键步骤就是图片的二值化。在对图片的二值化过程中,我们发现图片的背景比较复杂,导致图片整体的二值化结果不理想,所以经过反复的尝试和思考,我们最终的做法是对一张图片分块做局部二值化,最后将每块的结果组合起来,可以达到比较理想的效果,从而为后续的文字提取识别奠定了坚实的基础。

熊德文:上海交通大学数学科学学院副教授,硕士生导师。

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后记:“泰迪杯”大学生数据挖掘竞赛不仅巩固学生在课内所学的知识,拓宽解题思路,增强逻辑推理能力、解题能力和建立数据挖掘模型解决实际问题的综合能力,还激发了学生的求知欲望,促进思维能力的发展,培养良好的思维品质、合作意识、探索精神和创造才能。这是一个挑战,更是一次飞跃。在此祝贺我校学子取得优异的成绩!希望我校学子能继续勇创佳绩,为校争光。

附:获奖名单

获奖等级

指导老师

队员

一等奖

孙晓通

何展莹

陈雪明

陈振庭

一等奖

蒋辉

姚秀燕

龙前局

陈嘉丽

一等奖

戴华炜

黄世俊

佘志铭

黄洁旋

二等奖

柯忠义

陈宇

张国庭

陈小玲

三等奖

孙晓通

陈沛

刘璐

赵琛

撰稿:数学系 李文艳 郭媛媛/文 黎春晖/图

审稿:潘庆年 审核:金伟 签发:赵日兴

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