周謙豪, 盛嘉祺, 姚占雷,2
(華東師范大學(xué) 1.經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)部信息管理系;2.經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)部實(shí)驗(yàn)中心, 上海 200241)
目前,經(jīng)管類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)一般是指利用財(cái)務(wù)管理軟件、供應(yīng)鏈管理軟件、電子沙盤等模擬各種經(jīng)濟(jì)管理活動(dòng)中的具體場(chǎng)景,使學(xué)生通過(guò)親身體驗(yàn)和動(dòng)手操作,在實(shí)踐中掌握相應(yīng)的管理技能。
然而,當(dāng)前數(shù)據(jù)正在演變?yōu)槿祟惿鐣?huì)最重要的資源和資產(chǎn),大數(shù)據(jù)資源在人文社科研究中的地位不斷提升,人文社科研究范式和研究問(wèn)題發(fā)生變革[1]。數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于人文社科領(lǐng)域,產(chǎn)生了數(shù)字人文這種新興的研究趨勢(shì)和研究范式。文本挖掘作為一項(xiàng)重要的數(shù)字人文技術(shù),在全社會(huì)中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛,并已經(jīng)在商業(yè)領(lǐng)域的客戶關(guān)系挖掘、用戶偏好挖掘等方面取得了不錯(cuò)的成效[2]。
當(dāng)前的經(jīng)管類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué),重在重現(xiàn)、模擬企業(yè)或其他經(jīng)營(yíng)主體內(nèi)部的全部情景和過(guò)程(運(yùn)營(yíng)管理、財(cái)務(wù)管理或管理決策等)[3],雖然在一定程度上提高了經(jīng)管類學(xué)生的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力和實(shí)際操作能力,但是運(yùn)用文本挖掘等數(shù)字人文技術(shù)解決企業(yè)管理問(wèn)題的仿真場(chǎng)景幾乎沒(méi)有體現(xiàn)過(guò)。因此,亟需順應(yīng)數(shù)字人文興起的趨勢(shì),構(gòu)建一個(gè)新型的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),以補(bǔ)充和完善現(xiàn)有的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,培育學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng),幫助學(xué)生應(yīng)對(duì)就業(yè)中企業(yè)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)、品牌感知、前沿洞察等相關(guān)技能的訴求,有其必要性和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。
同時(shí),當(dāng)前經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)多限定在課程設(shè)置的框架內(nèi),學(xué)生運(yùn)用教師提供的資源,按照預(yù)設(shè)思路展開(kāi)活動(dòng)。在這種模式下,體驗(yàn)的真實(shí)度較低,實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放度不夠,問(wèn)題探究式實(shí)驗(yàn)偏少。基于此,通過(guò)構(gòu)筑一套數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的經(jīng)管類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),專注打造集選題與需求分析、數(shù)據(jù)理解、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、建模、評(píng)估和總結(jié)匯報(bào)于一體的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),可以拓展現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)活動(dòng)(僅僅熟悉使用工具軟件)的邊界。通過(guò)高度逼真的模擬,幫助學(xué)生親身感受企業(yè)中的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析活動(dòng),解決了學(xué)生體驗(yàn)不夠真實(shí)的問(wèn)題,培育了學(xué)生的數(shù)據(jù)思維以及運(yùn)用數(shù)據(jù)分析解決專業(yè)問(wèn)題的能力。教學(xué)平臺(tái)中的實(shí)驗(yàn)可不對(duì)選題進(jìn)行限制,因此具有很強(qiáng)的普適性。
教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)緊緊圍繞培育經(jīng)管類學(xué)生的數(shù)據(jù)思維和分析能力這一目標(biāo)展開(kāi),不再采用過(guò)去模擬企業(yè)內(nèi)部管理活動(dòng)的傳統(tǒng)思路。如圖1所示。
圖1 教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)思路示意圖
平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)思路是在提供課程管理、用戶管理等基本功能的基礎(chǔ)平臺(tái)之上,由教師基于模板設(shè)計(jì)出一系列融合了數(shù)字人文模塊等特色的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程,培養(yǎng)學(xué)生的品牌感知、決策咨詢等知識(shí)應(yīng)用和實(shí)際操作的能力。
平臺(tái)上課程的實(shí)驗(yàn)流程主要遵循和對(duì)照CRISP-DM(跨行業(yè)數(shù)據(jù)挖掘標(biāo)準(zhǔn)流程)展開(kāi)。CRISP-DM由歐盟與多家企業(yè)在2000年時(shí)共同推出,它把數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程中必要的步驟都加以標(biāo)準(zhǔn)化,并強(qiáng)調(diào)完整的數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程,而不僅僅針對(duì)數(shù)據(jù)的整理、呈現(xiàn)、分析和構(gòu)建模式[4]。CRISP-DM分為六大階段:商業(yè)理解、數(shù)據(jù)理解、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、建模、評(píng)估、部署,標(biāo)準(zhǔn)流程中的六大階段與實(shí)驗(yàn)的六大環(huán)節(jié)一一對(duì)應(yīng),如圖2所示。
圖2 實(shí)驗(yàn)流程模板設(shè)計(jì)思路示意圖
教學(xué)平臺(tái)采用瀏覽器/服務(wù)器模式搭建,部署在校園網(wǎng)內(nèi)的服務(wù)器上。校園網(wǎng)內(nèi)的用戶直接訪問(wèn)教學(xué)平臺(tái),遠(yuǎn)程用戶則使用VPN撥入內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行訪問(wèn)。平臺(tái)注重頁(yè)面自適應(yīng)設(shè)計(jì),除兼容個(gè)人電腦外,也兼顧網(wǎng)頁(yè)能通過(guò)智能手機(jī)、平板電腦流暢訪問(wèn)。
教學(xué)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn),既可以選擇完全自主開(kāi)發(fā),即從零開(kāi)始構(gòu)建,也可以選擇基于開(kāi)源項(xiàng)目進(jìn)行搭建。鑒于國(guó)際上已經(jīng)存在多個(gè)功能和側(cè)重點(diǎn)不同的開(kāi)源教學(xué)平臺(tái)項(xiàng)目[5],且開(kāi)源開(kāi)發(fā)具有開(kāi)發(fā)速度快、成本低、容易取得支持等優(yōu)勢(shì),結(jié)合對(duì)教學(xué)平臺(tái)穩(wěn)健性、易用性、開(kāi)發(fā)周期等方面的要求,決定選擇一個(gè)主流開(kāi)源教學(xué)平臺(tái),基于其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),融合自研工具,形成經(jīng)管類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。
為了滿足教學(xué)平臺(tái)的所有功能需求,并能在此基礎(chǔ)上達(dá)到用戶界面友好易懂、深度兼容自研工具等高階要求,需要慎重選擇作為開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)的開(kāi)源項(xiàng)目。從這一點(diǎn)出發(fā),評(píng)估了Moodle、Sakai、Dokeos三個(gè)國(guó)際上主流的開(kāi)源教學(xué)平臺(tái)項(xiàng)目,最終選擇更為合適的Moodle平臺(tái)作為開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)。相比其它兩個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目,首先,Moodle具有更高的國(guó)內(nèi)知名度和普及度[6],因此更容易獲得有價(jià)值的開(kāi)發(fā)參考案例;其次,Moodle進(jìn)入國(guó)內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng),本地化效果最佳[7];再次,使用PHP語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的Moodle,其二次開(kāi)發(fā)和維護(hù)的難度低于使用Java的Sakai,可節(jié)約開(kāi)發(fā)和日后維護(hù)的成本;最后,Moodle功能的豐富程度強(qiáng)于Dokeos,模板化課程、電子白板、多樣化的評(píng)價(jià)模式等功能均為Moodle獨(dú)有[6]。此外,Moodle社區(qū)活躍且強(qiáng)大,能夠提供海量現(xiàn)存插件,為改善和優(yōu)化教學(xué)平臺(tái)的功能提供了近乎無(wú)限的可能。
Moodle Modular object-Qriented Dynamic Learning Environment的縮寫,意為“模塊化面向?qū)ο蟮膭?dòng)態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境”(音譯作“魔燈”)是一款由澳大利亞教師馬丁·多基馬創(chuàng)始的開(kāi)源學(xué)習(xí)管理系統(tǒng),它以建構(gòu)主義思想作為設(shè)計(jì)依據(jù),強(qiáng)調(diào)學(xué)生和教師互動(dòng)配合,在已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上共同開(kāi)展知識(shí)構(gòu)建[8]。Moodle平臺(tái)中的課程通常由一個(gè)或多個(gè)主題構(gòu)成,每個(gè)主題由若干個(gè)不同類型(共20種類型)的活動(dòng)模塊組成。課程設(shè)計(jì)者不僅可以根據(jù)需要,靈活自如地組配活動(dòng)模塊,還能夠依靠每項(xiàng)活動(dòng)的設(shè)置功能,對(duì)該活動(dòng)的參數(shù)進(jìn)行細(xì)致地調(diào)整,例如:可以根據(jù)課程安排,為各個(gè)活動(dòng)模塊設(shè)置訪問(wèn)限制,例如在學(xué)生沒(méi)有完成先續(xù)任務(wù)的情況下,不能訪問(wèn)后續(xù)任務(wù);為各個(gè)模塊選擇不同的進(jìn)度管理模式,例如學(xué)生在某一模塊中提交了作業(yè),平臺(tái)才將該模塊標(biāo)記為已完成;在作業(yè)模塊中使用不同的評(píng)分模式;使用小組合作模式等。
2.3.1 部署Moodle
Moodle本質(zhì)上是一個(gè)PHP網(wǎng)站,并支持Web方式安裝。借力于XAMPP等集成安裝包,Moodle可以快速、簡(jiǎn)單地部署到服務(wù)器上。因教學(xué)平臺(tái)需要部署在一臺(tái)運(yùn)行Windows Server 2008 R2操作系統(tǒng)的服務(wù)器上,故選擇使用XAMPP for Windows 7.2.2搭建PHP環(huán)境。PHP環(huán)境搭建完成后,首先在MySQL中為Moodle建立一個(gè)名為“moodle”的數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)將包含Moodle代碼的目錄“moodle”復(fù)制至XAMPP安裝位置下的目錄“htdocs”。然后,使用瀏覽器訪問(wèn)“服務(wù)器IP:端口號(hào)/moodle”(如使用默認(rèn)的80端口,可省略端口號(hào)),根據(jù)頁(yè)面上的提示,逐步完成對(duì)網(wǎng)站的語(yǔ)言、路徑、數(shù)據(jù)庫(kù)、管理員賬號(hào)等參數(shù)的一系列配置。
2.3.2 部署后的基本設(shè)置
為了將教學(xué)平臺(tái)打造得開(kāi)放、自主,在Moodle部署完成后,先要進(jìn)行一些基本設(shè)置,令平臺(tái)允許自助注冊(cè)新賬號(hào)、允許用戶自主加入課程。上述需求均能直接通過(guò)Moodle提供的設(shè)置功能實(shí)現(xiàn)滿足。首先,使用管理員賬號(hào)登錄平臺(tái),進(jìn)入“網(wǎng)站管理”模塊,依次訪問(wèn)“服務(wù)器”、“電子郵件”、“發(fā)送郵件設(shè)置”,填入相應(yīng)參數(shù),確保網(wǎng)站可以向用戶正確地發(fā)出電子郵件。然后,依次訪問(wèn)“插件”、“身份認(rèn)證”、“管理身份認(rèn)證”,找到“基于E-mail的自助注冊(cè)”,單擊右側(cè)的“啟用”圖標(biāo),啟用該注冊(cè)方式,即允許新用戶基于電子郵箱地址自助注冊(cè)平臺(tái)賬號(hào)。最后,依次訪問(wèn)“插件”、“選課”、“自助選課”,在“選課實(shí)例缺省值”一欄中,將“允許自助選課”和“允許新的選課”兩項(xiàng)前的復(fù)選框選中,即允許用戶自主加入課程。
2.3.3 建立實(shí)驗(yàn)課程
在平臺(tái)上展開(kāi)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué),先要在平臺(tái)中針對(duì)該實(shí)驗(yàn)建立一門課程。這里簡(jiǎn)要介紹在Moodle平臺(tái)中建立課程的基本步驟。首先,使用管理員賬號(hào)(或具有課程創(chuàng)建權(quán)限的其它賬號(hào))登錄平臺(tái),依次訪問(wèn)“網(wǎng)站管理”、“課程”、“管理課程和分類”,選擇或創(chuàng)建一個(gè)合適的分類,在其之下單擊“建立新課程”創(chuàng)建一門課程。然后,網(wǎng)頁(yè)跳轉(zhuǎn)至課程基本設(shè)置頁(yè),在頁(yè)面上相應(yīng)填入課程概要、課程描述等基本信息。隨后,單擊左側(cè)邊欄頂部本門課程的鏈接,跳轉(zhuǎn)至課程主頁(yè)。在課程主頁(yè)中,單擊右邊的“設(shè)置”圖標(biāo),在彈出的菜單中選擇“打開(kāi)編輯功能”,此時(shí)即可對(duì)課程內(nèi)容自由增加、刪除或編輯主題和活動(dòng)模塊。
以“汽車品牌網(wǎng)絡(luò)口碑分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”為例,該課程中設(shè)置了六個(gè)主題。每個(gè)主題下都有一個(gè)或多個(gè)活動(dòng)或資源類型的活動(dòng)模塊,每個(gè)活動(dòng)模塊都被設(shè)置了相應(yīng)的訪問(wèn)限制和進(jìn)度管理,以便于控制教學(xué)進(jìn)程,其中一個(gè)主題“導(dǎo)讀”的設(shè)置如圖3所示。
圖3 實(shí)驗(yàn)中“導(dǎo)讀”主題的設(shè)置
限于篇幅,每個(gè)主題及每項(xiàng)活動(dòng)模塊的具體設(shè)置等更多可編輯內(nèi)容不作介紹。
虛擬仿真模塊作為教學(xué)平臺(tái)的特色,為學(xué)生提供一站式仿真體驗(yàn),培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)據(jù)思維和分析能力。目前已實(shí)現(xiàn)了信息采集、預(yù)處理、分詞、詞頻統(tǒng)計(jì)和情感分析五個(gè)數(shù)字人文虛擬仿真模塊,每個(gè)模塊界面友好、使用方便。各模塊以基礎(chǔ)平臺(tái)的插件形式呈現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的無(wú)縫對(duì)接。
學(xué)生要展開(kāi)虛擬仿真實(shí)驗(yàn),信息采集是首先環(huán)節(jié)。如圖4所示。
學(xué)生將在互聯(lián)網(wǎng)上找到的合適數(shù)據(jù)源URL填入“URL”文本框;單擊“預(yù)覽”可在下方預(yù)覽待采頁(yè)面;單擊“采集”即由服務(wù)器啟動(dòng)爬蟲(chóng),對(duì)指定數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集;單擊“結(jié)果”可以查看或下載已采集到的數(shù)據(jù)。采集到的所有數(shù)據(jù)自動(dòng)暫存入服務(wù)器,作為后續(xù)環(huán)節(jié)中預(yù)處理模塊的輸入。
從互聯(lián)網(wǎng)采集到的數(shù)據(jù)可能存在含有重復(fù)值、缺失值等種種問(wèn)題,并不能直接用于分析和挖掘,因此首先要對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施預(yù)處理。預(yù)處理模塊應(yīng)運(yùn)而生,如圖5所示。
圖4 信息采集模塊頁(yè)面
圖5 預(yù)處理模塊頁(yè)面
其首先讀取之前階段由信息采集模塊采集完成的數(shù)據(jù),或讀取用戶上傳的數(shù)據(jù),再對(duì)上述數(shù)據(jù)實(shí)施清洗。清洗完成的數(shù)據(jù)自動(dòng)暫存入服務(wù)器,既作為后續(xù)環(huán)節(jié)中分詞等模塊的輸入,也向?qū)W生提供查看和下載功能。
中文分詞是實(shí)驗(yàn)中完成文本分析的重要一步。如圖6所示。
分詞模塊既支持直接讀取之前階段中由預(yù)處理模塊處理完的文本數(shù)據(jù),也支持由用戶手動(dòng)輸入或上傳待分詞文本數(shù)據(jù),并支持用戶上傳自定義詞典、停用詞詞表和同義詞詞表,然后由服務(wù)器進(jìn)行分詞。分詞結(jié)果自動(dòng)暫存入服務(wù)器,既作為后續(xù)環(huán)節(jié)中詞頻統(tǒng)計(jì)模塊的輸入,也向?qū)W生提供查看和下載功能。
詞頻統(tǒng)計(jì)可以輸出文本中各詞語(yǔ)的出現(xiàn)頻數(shù),反映各詞語(yǔ)的重要性。如圖7所示。
圖6 分詞模塊界面
圖7 詞頻統(tǒng)計(jì)模塊界面
詞頻統(tǒng)計(jì)模塊首先讀取之前階段由分詞模塊給出的中文分詞結(jié)果,或用戶手動(dòng)上傳的待統(tǒng)計(jì)文本數(shù)據(jù),然后由服務(wù)器進(jìn)行計(jì)算。詞頻統(tǒng)計(jì)結(jié)果自動(dòng)暫存入服務(wù)器,也向?qū)W生提供查看和下載功能。
文本情感分析可以判斷每條數(shù)據(jù)中所包含的正面和負(fù)面情緒的構(gòu)成占比。如圖8所示。
情感分析模塊首先讀取之前階段由預(yù)處理模塊處理完的文本數(shù)據(jù),也支持由用戶手動(dòng)輸入或上傳待分析文本數(shù)據(jù),然后由服務(wù)器進(jìn)行分析。情感分析結(jié)果自動(dòng)暫存入服務(wù)器,也向?qū)W生提供查看和下載功能。
研究依托Moodle開(kāi)源平臺(tái)構(gòu)建了一個(gè)通用的經(jīng)管類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)其較強(qiáng)的開(kāi)放性和未來(lái)擴(kuò)展能力;同時(shí),將數(shù)字人文相關(guān)成熟技術(shù)進(jìn)行拆解,形成豐富多樣的虛擬仿真組件,實(shí)驗(yàn)人員可以借助組件間的自由組合,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同場(chǎng)景的快速模擬與重現(xiàn)。
圖8 情感分析模塊界面
該平臺(tái)是對(duì)現(xiàn)有經(jīng)管類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的有益補(bǔ)充,聚焦為培育學(xué)生的數(shù)據(jù)思維和分析能力,提供了一個(gè)開(kāi)放自主的學(xué)習(xí)空間,能夠?yàn)橄嚓P(guān)兄弟院校的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐提供可參考的案例。
此外,平臺(tái)未來(lái)還將進(jìn)一步豐富虛擬仿真組件(如:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)、語(yǔ)義關(guān)聯(lián)等);同時(shí)兼顧自動(dòng)摘要、自動(dòng)評(píng)分等智能評(píng)估功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),構(gòu)建智能化的評(píng)測(cè)體系,使平臺(tái)更加完善、更富技術(shù)水平。