城大多元範疇融合 培養解難能力 數據科學學院 成就數據科學專才

• 14 Jun 2024

周翔教授及李立帥教授(左)共同擔任Capstone Project學科主任。

李濟舟教授組裏學生在會場外合照。（左起）李教授的研究助理、香港理工大學的合作者、李亭佑及徐紫馨。

與外國參會者在會場的合照。（左起）李亭佑、中國學者及兩位德國學者。

數據科學是一個跨學科領域，透過科學方法、過程、演算法和系統從數據中提取知識和見解。近年人工智能等技術的發展，大大提升了企業以至公眾對數據應用的興趣。為培育具備前瞻性及分析力的優秀人才，作為香港及鄰近地區首間專注研究數據科學的高等學府，香港城市大學（城大）數據科學學院提供兩大學士學位課程，包括「理學士（數據科學）」及「理學士（數據與系統工程）」，讓有志在數據科學方面發展的學生在各個行業或領域實現專業，盡顯所能。

數據已深入日常生活，從人工智能到社交媒體、共享經濟、物聯網、基建、公共衛生、創意媒體，覆蓋範圍亦越趨擴大。最近，由數據科學驅動的企業和工業急劇增長，香港及其他地區的多家公司和組織也積極開發數據分析部門。城大數據科學學院王鈞院長指，隨著技術的進步和應用場景的擴展，如6G和物聯網的普及，人工智能將有更大的發展空間。「AI能處理大規模的數據，實現更高效能的大數據分析，人工智能技術有望在更多領域取得突破性進展。」

王院長強調，培育學生適應數字經濟時代所需要的多元化學習體驗尤其重要。「學院透過跨學科課程，幫助學生全面而深入地理解數字經濟的原理；透過實踐項目如Capstone Project，讓學生從中了解數據科學的概念，並將之應用和融合在不同範疇之中，以掌握實際技能。」他續指，學生能夠在實際環境中掌握必要的技能和思維方式，有助他們在行業中發揮解決問題的技能。

專才需求增 開辦兩大學士課程
「理學士（數據科學）」課程主任周翔教授表示，在2018年數據科學於外國的發展已非常成熟，在香港反而不太多人認識。「惟在疫情之後，社會開始認識『數字經濟』，加上政府近年大力提倡創新科技的發展，數據科學現在在香港是非常熱門。」他續指，隨著社會對數據科學的接受程度越來越高，人才需求自然不斷增加，「現在不只是私人市場需要人才，就連政府也需要這方面的專才，故此學院在2019年便開辦了相關課程，旨在培育更多具備數據科學基礎及前瞻視野的學生。」

學院提供兩大學士學位課程，包括「理學士（數據科學）」及「理學士（數據與系統工程）」，學生在課程首兩年從數據科學基礎入手，課程包括數據挖掘、數據可視化、Python編程、人工智能、數據結構、電腦程式設計等；學習的領域及內容非常廣泛，除了學習及應用數據科學相關的知識外，也會接觸到其他範圍，讓他們能夠掌握數據科學如何在各行各業中應用。

橫跨一年專題研究 整合應用所學
周教授強調，課程會先從「Introduction to Data Science」開始，學院會邀請課程的老師或是業界人士作分享，講解數據科學是甚麼一回事。「學生可以從基礎開始，慢慢掌握到最新的知識和技術。我們希望學生完成四年的課程後，他們能夠通過研究具體的問題、融合學到的東西，把Data Science應用到實際情況中使用。」此外，學生也在這個過程中可以實踐技能學習，把過去所學和新知識融合起來，這個過程可以有助他們將來找工作，對日後做研究也會有更好的理解。

為協助學生整合、深化並應用課程所學，周教授表示學院增設了橫跨兩個學期、為期一年的Capstone Project。該科目是與理學士（數據與系統工程）」課程主任李立帥教授輪流擔任學科主任，「根據指導老師的研究領域、特點，或是與業界合作，讓學生通過自主及主導的方式自由選擇一個主題進行研究。」他指出，不論選擇哪一個範疇，學生也會了解到數據科學在該領域具體使用的情況，通過研究可以對不同範疇及領域有多一些了解。

今年是課程設立Capstone Project的第二年，周教授認為今年的整體表現比去年提升不少。「題目的範疇與去年差不多，但今年整體性而言，老師和學生的教學相長，也會有更多互動，整體的表現越來越好。」他續稱，老師會在學期結束時與學生進行中期報告，以確保學生整個研究項目的選題和方向是按照擬定進行，「學生們在第二學期快結束的時候，需要遞交一份書面報告，並進行二十至三十分鐘的匯報，這會作為評價學生表現的指標。」

廣泛探索不同範疇 突破性結果具潛力
數據科學學院助理教授喬瀟博士為Capstone Project的指導老師之一，他希望學生在過程中能夠探索更多。「學生在課程的首三年已掌握與數據科學相關的基礎知識，包括統計、編程、數學等，我們期望學生在研究的過程將所學廣泛地運用，並從探索不同範疇中表現創造力。」他續指，學生的研習結果具備很大潛力，「他們從初步設想，將構思化成prototype（原型），未來或有機會推廣至企業應用，雖然這是非常漫長的過程，但我們的確看到學生研習項目具突破性的結果。」

他帶領五人一組進行的研究，以「混沌理論與金融應用」（Chaos Theory and Financial Applications）為題，將「混沌理論」應用於金融資產回報的分析中，「學生在課程內未必有接觸過相關理論，首要是讓他們從探索中了解理論的概念，再將之融合在金融業上作分析。」他深明這對於學生而言是有一定難度，但在過程中，學生既可深化及運用所學，亦可以接觸與金融相關的知識，「比方說，他們如何從現有知識作分析，或學習建立及使用新模型，在過程中又如何對應問題而作出調整，這都可讓學生在理論或創意層面，與現實情況的界線上取得平衡。」

喬博士強調，Capstone Project的研習目的是希望學生在複雜且混亂的問題中，找出解決問題的方法。「雖然是由我引領學生研習相關問題，但他們在研習期間也會引發新觀點，這就是解決問題的探索過程，也是最重要的。」他續指，學生的研習體驗有助他們未來工作，「工作會接觸不同行業及範疇，他們既可鞏固個人對傳統運算的了解，也可以認識及學習新的分析方法。」

體驗式學習 調整模式拆解問題
今年，最佳Best Capstone Project的獎項由李亭佑（Lincoln）和徐紫馨（Susan）同學獲得。在李濟舟教授的指導下，他們的項目不僅在導師和評估者的評價中排名前2%，而且還在IEEE ICASSP 2024國際學術會議和期刊上發表，獲得了卓越的成就。二人坦言在研究的過程中，的確遇到不少困難，首要是了解題目。Lincoln指，他們研究的題目與物理相關，反而跟數據科學沒有太大的關係，「我們必須掌握題目的每一個名詞，然後再仔細查資料，並釐清問題的方向。」Susan則指，研究的最初有一些雜亂，「後來我們調整了模擬數據的模式，把抽象的物理概念轉化至數字模型，再重新解決研究問題。」

Lincoln坦言，他們用傳統的數學解難方式嘗試拆解當中的問題，「傳統方式可幫助我們解決簡單的數學問題，但不足以協助我們解決研究的難題，於是我們使用新工具『深度學習』，以解決較複雜的問題。」Susan續指，深度學習方式可作為實驗性質，協助他們將自己和別人的模擬數據作比較，從而了解自己的研究模式是否合適，並採用一個更適合他們的結果。

二人對於自己的研究獲獎感到很榮幸，能夠將這四年所學的東西應用在研究上，這對於未來的工作或研究都有裨益。Lincoln坦言，「過程中我更深入了解編程、深度學習模式得工具及技術，這為我未來攻讀博士鞏固了基礎。」至於Susan則計劃畢業後會先工作，「這次的研究不但讓我掌握研究方式，亦了解數據科學在不同範疇的應用，這對我未來工作及生涯規劃亦有一定幫助。」

提供實習交流機會
除科研機會外，學生可以選修科形式參與實習，旨在為學生提供優先的在職學習機會，將理論知識付諸實踐並解決現實問題的機會。數據科學學院助理教授趙翔宇博士強調，「學院非常重視學生在實習和就業方面的發展，並為他們提供了多樣化的資源和支持，幫助他們在職場上取得成功。我相信通過這些優秀學生的展示，能讓更多人了解數據科學的無限潛力和我們項目的卓越成果。」

學生可在工作環境進一步實踐所學包括技術、溝通和領導技能。實習範疇涵蓋金融、科技、醫療保健和娛樂等，學生可以到各行業的企業實習，包括Active Care Group、國泰航空、恒生銀行，政府部門包括政府統計處、機電工程署、醫院管理局、物流署等。學院亦為學生提供交流機會，以獲得國際視野、全球參與和行業經驗，也可以選擇世界尖端院校提供的海外學生交換機會，例如加拿大的多倫多大學、瑞士的洛桑聯邦理工學院等。

根據去年首屆畢業生的調查發現，學生畢業後隨即投身職場，加入金融、會計、資訊科技、醫療等相關行業，起薪點由港幣兩萬餘至四萬元不等；另有部份學生選擇繼續深造。

課程小檔案
院校：香港城市大學數據科學學院
課程：
數據科學學院 - JUPAS Code: JS1071
理學士（數據科學） - JUPAS Code: JS1072
理學士（數據與系統工程） - JUPAS Code: JS1074
網址：www.cityu.edu.hk/sdsc
查詢：3442 7887
電郵：sdscgo@cityu.edu.hk

（以上資料由香港城市大學數據科學學院提供）