《數(shù)據(jù)處理軟件A》教學大綱

《數(shù)據(jù)處理軟件A》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：10150311課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學分：2學分學時：32學時（理論16學時，上機16學時）先修課程：算法導(dǎo)論后續(xù)課程：無適用專業(yè)：工業(yè)工程開課單位：管理學院一、課程說明《數(shù)據(jù)處理軟件A》是工業(yè)工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課課程。本課程主要任務(wù)是使學生認識大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘的概念，深入學習數(shù)據(jù)處理相關(guān)理論知識，通過與數(shù)據(jù)處理軟件實際操作結(jié)合，掌握數(shù)據(jù)處理基本方法，培養(yǎng)學生軟件操作、邏輯推理能力、分析計算能力、研究能力、總結(jié)歸納能力及自學新知識的能力。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：能夠使學生認識大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘的概念，深入學習數(shù)據(jù)處理相關(guān)理論知識，通過與數(shù)據(jù)處理軟件實際操作結(jié)合，掌握數(shù)據(jù)處理基本方法。課程目標2：能夠讓學生利用相關(guān)軟件處理并分析實際數(shù)據(jù)，培養(yǎng)邏輯推理能力、分析計算能力、研究能力、總結(jié)歸納能力及自學新知識的能力。課程目標3：塑造學生利用實際數(shù)據(jù)分析所得的科學結(jié)論，使其具有嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和高度的社會責任感。三、課程目標與畢業(yè)要求《數(shù)據(jù)處理軟件A》課程教學目標對工業(yè)工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度4.研究4.3能夠根據(jù)實驗方案構(gòu)建實驗系統(tǒng)，安全地開展實驗，正確地采集實驗數(shù)據(jù)。能對實驗結(jié)果進行分析和解釋，并通過信息處理得到合理有效的結(jié)論。課程目標2：能夠讓學生利用相關(guān)軟件處理并分析實際數(shù)據(jù)，培養(yǎng)邏輯推理能力、分析計算能力、研究能力、總結(jié)歸納能力及自學新知識的能力。H課程目標3：塑造學生利用實際數(shù)據(jù)分析所得的科學結(jié)論，使其具有嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和高度的社會責任感。5.使用現(xiàn)代工具5.1了解專業(yè)常用的工具、方法和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其局限性。課程目標1：能夠使學生認識大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘的概念，深入學習數(shù)據(jù)處理相關(guān)理論知識，通過與數(shù)據(jù)處理軟件實際操作結(jié)合，掌握數(shù)據(jù)處理基本方法。M12.終身學習12.1能在社會發(fā)展的大背景下，認識到自主和終身學習的必要性。課程目標2：能夠讓學生利用相關(guān)軟件處理并分析實際數(shù)據(jù)，培養(yǎng)邏輯推理能力、分析計算能力、研究能力、總結(jié)歸納能力及自學新知識的能力。H注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配1.理論部分理論部分的教學內(nèi)容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內(nèi)容、基本要求與學時分配教學內(nèi)容教學要求，教學重點難點理論學時上機學時對應(yīng)的課程目標1.大數(shù)據(jù)挖掘概述1.1大數(shù)據(jù)時代背景與大數(shù)據(jù)價值；1.2大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)系；1.3數(shù)據(jù)挖掘的原理。教學要求：理解大數(shù)據(jù)時代背景與大數(shù)據(jù)價值；理解大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)系；掌握數(shù)據(jù)挖掘的原理。重點:大數(shù)據(jù)價值；難點:數(shù)據(jù)挖掘的原理。2012.常見的數(shù)據(jù)處理軟件2.1Matlab、Minitab等數(shù)據(jù)處理軟件的功能介紹；2.2Matlab軟件代碼編寫的基本規(guī)則及數(shù)據(jù)處理的基本操作，Minitab軟件數(shù)據(jù)處理的基本操作方法。教學要求：了解Matlab、Minitab軟件的基本功能；掌握Matlab軟件代碼編寫的基本規(guī)則，編寫簡單程序；熟悉Minitab軟件操作。重點:Matlab、Minitab的基本功能及區(qū)別。難點:Matlab、Minitab軟件。441、2、33.數(shù)據(jù)的準備3.1數(shù)據(jù)的收集；3.2數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析；3.3數(shù)據(jù)的預(yù)處理。教學要求：理解數(shù)據(jù)的概念；熟悉數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析；掌握數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法。重點:數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析和預(yù)處理；難點:數(shù)據(jù)的預(yù)處理。221、2、34.數(shù)據(jù)處理方法4.1主成分分析及加權(quán)主成分分析4.2數(shù)據(jù)回歸法，包括線性回歸、多項式回歸、逐步回歸等；4.3數(shù)據(jù)預(yù)測法，包括BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等；4.4質(zhì)量統(tǒng)計分析，包括過程能力分析、圖表分析法、過程控制等。教學要求：理解主成分分析、加權(quán)主成分分析、數(shù)據(jù)回歸法、數(shù)據(jù)預(yù)測法和質(zhì)量統(tǒng)計分析工具原理；掌握線性回歸、多項式回歸、逐步回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、質(zhì)量統(tǒng)計分析在數(shù)據(jù)處理軟件中的操作。重點：線性回歸、多項式回歸、逐步回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、質(zhì)量統(tǒng)計分析法；難點：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。8101、2、3合計16162.上機部分上機部分的教學內(nèi)容、基本要求與學時分配見表3。表3上機項目、上機內(nèi)容與學時上機項目上機內(nèi)容和要求上機學時對應(yīng)的課程目標1.數(shù)據(jù)處理軟件基本操作上機內(nèi)容：Matlab、Minitab的基本操作。上機要求：了解Matlab、Minitab軟件的基本功能；掌握Matlab軟件代碼編寫的基本規(guī)則，編寫簡單程序；熟悉Minitab軟件操作。41、2、32.數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與數(shù)據(jù)預(yù)處理上機內(nèi)容：數(shù)據(jù)處理前期準備工作。上機要求：熟悉數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析；掌握數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法。21、2、33.回歸分析綜合實驗上機內(nèi)容：線性回歸、多項式回歸、逐步回歸的實際操作與分析。上機要求:掌握線性回歸、多項式回歸、逐步回歸在數(shù)據(jù)處理軟件中的操作，并且能夠通過綜合使用對比分析現(xiàn)實問題。21、2、34.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測上機內(nèi)容：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的實際操作與分析。上機要求：掌握神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在數(shù)據(jù)處理軟件中的操作。41、2、35.質(zhì)量統(tǒng)計分析上機內(nèi)容：過程能力分析、圖表分析法、過程控制。上機要求：掌握過程能力分析、圖表分析法、過程控制在數(shù)據(jù)處理軟件中的操作。41、2、3合計16五、教學方法及手段本課程以理識一體化的授課方式，讓學生掌握數(shù)據(jù)處理軟件的基本操作方法，掌握各類數(shù)據(jù)方法的基本原理與操作，安排實例作業(yè)，精講多練。采用啟發(fā)式和案例教學等方法，通過實際數(shù)據(jù)收集、分析、處理，形成系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)處理方法學習與對比，促進學生積極思考，開發(fā)學生的潛能，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力。六、課程資源1.推薦教材：吳令云.MINITAB軟件入門：最易學實用的統(tǒng)計分析教程[M].高等教育出版社,2016年.2.參考書：（1）楊小麗.Excel公式、函數(shù)、圖表與數(shù)據(jù)處理應(yīng)用大全[M].中國鐵道出版社,2018年.（2）張玉宏.深度學習之美：AI時代的數(shù)據(jù)處理與最佳實踐[M].電子工業(yè)出版社,2018年.（3）劉浩.MatlabR2016a完全自學一本通[M].電子工業(yè)出版社,2016年.（4）吳令云.MINITAB軟件入門：最易學實用的統(tǒng)計分析教程[M].高等教育出版社,2016年.（5）周英.《大數(shù)據(jù)挖掘：系統(tǒng)方法與實例分析》[M].機械工業(yè)出版社,2016年.3.期刊：（1）計算機學報，中國科學院計算技術(shù)研究所、中國計算機學會.（2）軟件學報，中國科學院軟件研究所.（3）中國科學:信息科學，中國科學院、國家自然科學基金委員會.（4）科學通報，中國科學院、國家自然科學基金委員會.（5）數(shù)據(jù)采集與處理，信號處理學會、微弱信號檢測學會、南京航空航天大學.（6）MachineIntelligenceResearch，中國科學院自動化研究所.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）Matlab論壇：/forum.php（2）經(jīng)管之家：/（3）六西格瑪品質(zhì)網(wǎng)（Minitab版塊）：/topic/minitab七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和課程論文成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?42上機作業(yè)25（1）根據(jù)每個上機任務(wù)的完成情況質(zhì)量單獨評分，滿分100分。（2）每次上機作業(yè)單獨評分，按知識點及難易程度設(shè)定各上機作業(yè)的權(quán)值，權(quán)值乘以各上機作業(yè)成績作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以上機作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√5128小組任務(wù)15（1）主要考核學生團結(jié)協(xié)作學習新知識、運用新知識、講解新知識的能力程度，滿分100分。（2）根據(jù)小組成果講解與展示打分，作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以小組任務(wù)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√510期末考核50（1）期末考核成績總分100分，以成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核學生利用數(shù)據(jù)處理軟件及方法在實踐數(shù)據(jù)搜集、整理、分析中的應(yīng)用。（3）考查形式可采用課程小論文、大作業(yè)設(shè)計等?！獭獭?02020合計：100分244630八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、上機作業(yè)、小組任務(wù)、課程論文(大作業(yè)設(shè)計)等方式對學生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇烧n程論文成績和過程性評價成績組成。其中：課程論文(大作業(yè)設(shè)計)成績?yōu)?00分（權(quán)重50%），主要包括數(shù)據(jù)處理軟件及方法在實踐數(shù)據(jù)搜集、整理、分析中的應(yīng)用；課堂表現(xiàn)、上機作業(yè)等過程性評價成績?yōu)?00分（權(quán)重50%）；過程性評價分值分配應(yīng)與教學大綱各章節(jié)的學時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標準、所占比重見表5。表5過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)20筆記完整，積極參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于90%。筆記完整，認真參與教學活動，回答問題準確率大于80%。筆記不完整，偶爾參與教學活動，回答問題準確率大于70%。上課不認真，上課不記筆記，偶爾參與教學活動。上課不認真，上課不記筆記，不參與教學活動。上機作業(yè)50上機預(yù)習認真，能夠熟練掌握方法與步驟，上機操作過程熟練、規(guī)范，遵規(guī)守紀、團結(jié)協(xié)作，實驗結(jié)果詳實、結(jié)論清晰、討論合理。作業(yè)完整，思路清晰，準確率大于90%。上機前有預(yù)習，能夠掌握方法與步驟，上機操作過程正確、規(guī)范，遵規(guī)守紀、團結(jié)協(xié)作，實驗結(jié)果正確、討論適當。作業(yè)完整，準確率大于80%。上機前有預(yù)習，基本能夠掌握方法與步驟，上機操作過程基本正確、無協(xié)作，實驗結(jié)果基本正確，討論一般。不交作業(yè)2次以內(nèi)，準