《探索性數(shù)據(jù)分析》課程教學(xué)大綱

《探索性數(shù)據(jù)分析》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱探索性數(shù)據(jù)分析ExploratoryDataAnalysis課程編碼SCC322511020開課院部理學(xué)院課程團隊統(tǒng)計團隊學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時32講授32實驗0上機0實踐0課外學(xué)時32適用專業(yè)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)授課語言中文先修課程數(shù)學(xué)分析（A）I、高等代數(shù)與幾何（2-1）、數(shù)學(xué)分析（A）II、高等代數(shù)與幾何（2-2）、概率論課程簡介（必修）《探索性數(shù)據(jù)分析》是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的必修課、學(xué)科基礎(chǔ)課程。它是對已有數(shù)據(jù)在盡量少的先驗假設(shè)下通過作圖、制表、方程擬合、計算特征量等手段探索數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和規(guī)律的一種數(shù)據(jù)分析方法。主要教學(xué)內(nèi)容包括：一維數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征，二維數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征，直方圖，箱線圖，分位數(shù)圖，系統(tǒng)聚類法，均值聚類法，主成分分析，因子分析，典型相關(guān)分析，費謝爾線性判別分析，方差分析。通過該課程的教學(xué)，能夠使學(xué)生掌握探索性數(shù)據(jù)分析的基本概念、基本知識和基本方法，熟悉利用Matlab或者Python軟件進行特征提取，培養(yǎng)學(xué)生運用探索性方法分析數(shù)據(jù)的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。Exploratorydataanalysisisacompulsoryandbasiccourseforthemajorofdatascienceandbigdatatechnology.Itisadataanalysismethodthatexploresthestructureandlawsofdatathroughmapping,tabulation,equationfitting,calculationofcharacteristicquantitiesandothermeansunderthepriorassumptionsoftheexistingdataaslittleaspossible.Themainteachingcontentsinclude:statisticalcharacteristicsofone-dimensionaldata,statisticalcharacteristicsoftwo-dimensionaldata,histogram,boxchart,quantilechart,systematicclusteringmethod,meanclusteringmethod,principalcomponentanalysis,factoranalysis,canonicalCorrelationAnalysis,Fisherlineardiscriminantanalysis,varianceanalysis.Throughtheteachingofthiscourse,studentscanmasterthebasicconcepts,basicknowledgeandbasicmethodsofexploratorydataanalysis,andbefamiliarwithfeatureextractionusingMatlaborPythonsoftware,tocultivatestudents'abilitytouseexploratorymethodstoanalyzedataandlayasolidfoundationforthefollow-upcourses.負(fù)責(zé)人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：了解掌握探索性數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)知識、基本方法.是3.12M2目標(biāo)2：掌握復(fù)雜大數(shù)據(jù)處理和分析的基礎(chǔ)知識，借助專業(yè)軟件學(xué)會分析處理數(shù)據(jù).是4.13M3目標(biāo)3：通過課程的學(xué)習(xí)，培育較強的軟件開發(fā)能力.是8.14M4目標(biāo)4：能保障課程正常秩序（政治層面、課堂保障層面，非學(xué)生能力層面）否三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第一章第一章數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征本章重點難點：均值、方差、極差、協(xié)方差陣、Pearson相關(guān)系數(shù)、Spearman相關(guān)系數(shù)。/////21.11.1一維數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征均值，方差，極差，偏度，峰度。M11講授1作業(yè)31.21.2二維數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征協(xié)方差陣，相關(guān)陣，Pearson相關(guān)系數(shù)，Spearman相關(guān)系數(shù)M11講授1作業(yè)4第二章第二章分布圖型本章重點難點：一元直方圖、二元直方圖、基本箱線圖、概率圖、QQ圖、分位數(shù)圖。/////52.12.1直方圖一元直方圖，二元直方圖M11講授1作業(yè)62.22.2箱線圖基本箱線圖，基本箱線圖的變形。M21講授1作業(yè)72.32.3分位數(shù)圖概率圖，QQ圖，分位數(shù)圖M21講授1作業(yè)8第三章第三章聚類分析本章重點難點：距離、重心法、離差平方和法、均值聚類法。/////93.13.1聚類標(biāo)準(zhǔn)距離，相似系數(shù)。M22講授與討論2作業(yè)103.23.2系統(tǒng)聚類法最短距離法，最長距離法，重心法，類平均法，離差平方和法。M26講授6作業(yè)113.33.3動態(tài)聚類法均值聚類法，初始凝聚點。M34講授4作業(yè)12第四章第四章降維分析本章重點難點：主成分分析、累計貢獻率、因子載荷、組間平方和、誤差平方和、線性判別函數(shù)。/////134.14.1主成分分析主成分分析，貢獻率；累計貢獻率。M14講授與討論4作業(yè)144.24.2因子分析公共因子，因子載荷;特殊因子；共性方差；典型相關(guān)分析。M22講授2作業(yè)154.34.3費謝爾線性判別分析組間平方和，誤差平方和，判別效率，線性判別函數(shù)。M34講授4作業(yè)16第五章第五章方差分析本章重點難點：方差分析，因子，水平，方差分析模型，主效應(yīng)，交互作用，有無重復(fù)試驗/////175.15.1單因素方差分析因子，水平，主效應(yīng)，單因素方差分析模型，誤差平方和，單因素方差分析表M12講授2作業(yè)185.25.2雙因素方差分析雙因素方差分析模型，交互作用，雙因素方差分析表，有重復(fù)試驗，無重復(fù)試驗M23講授3作業(yè)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.每周布置2-3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學(xué)生對探索性數(shù)據(jù)分析基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力題型主要有分析和計算題。20%2大作業(yè)1.本課程要求學(xué)生給出其所學(xué)章節(jié)的知識點，列出學(xué)生認(rèn)為的難點、重點。2.根據(jù)認(rèn)真態(tài)度、內(nèi)容多少評分。3.利用Matlab或Python編寫聚類等算法。20%3考勤隨機點名、刷卡點名等5%4課堂表現(xiàn)隨機檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況5%5期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對探索性數(shù)據(jù)分析基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有簡答題、分析題、計算題等。50%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)80%A.獨立思考、按時完成，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確B.獨立思考、按時完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確C.獨立思考、按時完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確D.作業(yè)抄襲，未能按時完成，解題思路混亂2M1課堂表現(xiàn)20%A.精神狀態(tài)飽滿，回答問題準(zhǔn)確B.精神狀態(tài)良好，問題回答較好C.精神狀態(tài)一般，問題回答一般D.精神狀態(tài)較差，回答問題有誤3M2期末考試100%A.90-100B.80-89C.70-79D.60-69E.0-594M3大作業(yè)100%A.書寫認(rèn)真規(guī)范，態(tài)度端正，知識點全面，頁數(shù)滿足要求B.書寫較認(rèn)真規(guī)范，態(tài)度較端正，知識點較全面，頁數(shù)滿足要求C.書寫較規(guī)范，態(tài)度一般，知識點不全面，頁數(shù)基本滿足要求D.書寫潦草，復(fù)制知識點，頁數(shù)不滿足要求5M4考勤100%A.全勤B.缺勤1次C.缺勤2-3次D.缺勤3次以上評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-5