《統(tǒng)計(jì)編程基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

統(tǒng)計(jì)編程基礎(chǔ)教學(xué)大綱課程編號(hào)：120453B課程類型：□通識(shí)教育必修課□通識(shí)教育選修課學(xué)科基礎(chǔ)課專業(yè)核心課專業(yè)提升課￡專業(yè)拓展課總學(xué)時(shí)：48講課學(xué)時(shí)：16實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）學(xué)時(shí)：32學(xué)分：3考試類型：□考試考查適用對(duì)象：經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)、統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)、數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)（金融方向）專業(yè)、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)□是否適合作為其他專業(yè)學(xué)生的個(gè)性化選修課先修課程：概率論、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)該課程是針對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)院所有專業(yè)本科學(xué)生開設(shè)的，其特點(diǎn)是不以數(shù)學(xué)理論和推導(dǎo)為主，而是在學(xué)生了解統(tǒng)計(jì)分析的基本原理的基礎(chǔ)上，教會(huì)學(xué)生利用統(tǒng)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理、分析和管理的整個(gè)流程，并掌握R語言軟件的結(jié)構(gòu)化編程，從而學(xué)會(huì)利用R語言處理實(shí)際數(shù)據(jù)，為后續(xù)的統(tǒng)計(jì)模型和方法類專業(yè)課奠定工具基礎(chǔ)。目標(biāo)1：學(xué)會(huì)R語言的編程結(jié)構(gòu)和函數(shù)使用，完成日常的數(shù)據(jù)處理工作。目標(biāo)2：學(xué)會(huì)常見的的統(tǒng)計(jì)圖表的R語言繪制方法。目標(biāo)3：學(xué)會(huì)基本統(tǒng)計(jì)分析和模型的R語言軟件實(shí)現(xiàn)。目標(biāo)4：培育有堅(jiān)定理想信念、深厚愛國主義情懷、高尚道德情操，統(tǒng)計(jì)專業(yè)學(xué)識(shí)扎實(shí)，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S和較高實(shí)踐能力的社會(huì)主義新青年。二、教學(xué)內(nèi)容及其與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系重點(diǎn)講授R語言的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編程基礎(chǔ)、繪圖操作和常用函數(shù)的構(gòu)建和編程思路，其中基于R語言進(jìn)行結(jié)構(gòu)化編程，以及將統(tǒng)計(jì)模型的思想與R語言編程相結(jié)合是本課程的難點(diǎn)內(nèi)容，課程擬結(jié)合實(shí)際工作中的案例背景和數(shù)據(jù)對(duì)難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行介紹，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的實(shí)操能力，訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)據(jù)分析思維。課程內(nèi)容以多媒體的課件講授為主，同時(shí)上機(jī)應(yīng)用R語言對(duì)統(tǒng)計(jì)分析的步驟和常用方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。課程采用課堂練習(xí)、課后作業(yè)等方式對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)情況進(jìn)行考核，建議采用開卷上機(jī)考試或論文形式進(jìn)行課程考核。本課程平時(shí)成績占30%，期末考試成績占70%。三、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配以表格方式表現(xiàn)各章節(jié)的學(xué)時(shí)分配，表格如下：教學(xué)課時(shí)分配序號(hào)章節(jié)內(nèi)容講課實(shí)驗(yàn)其他合計(jì)1R軟件簡(jiǎn)介2

22向量與向量運(yùn)算22

43因子向量22

44數(shù)組與矩陣24

65列表與數(shù)據(jù)框24

66R語言的編程基礎(chǔ)28107R語言的繪圖操作2688R語言的常用函數(shù)2469R的常用統(tǒng)計(jì)模型分析方法22合計(jì)1632048四、教學(xué)內(nèi)容第一章R軟件簡(jiǎn)介1.1R的基本環(huán)境（了解）1.2R的語句、對(duì)象和運(yùn)算（掌握）1.3R的函數(shù)和程序包 （掌握）1.4R的幫助系統(tǒng)（掌握、應(yīng)用）1.5R的工作空間 （了解）教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)：本章的重點(diǎn)是R的基本環(huán)境介紹、R函數(shù)的使用方法、R中如何下載和安裝程序包、R的幫助系統(tǒng)，難點(diǎn)是R函數(shù)的使用方法、下載和安裝程序包的方法，需結(jié)合實(shí)際操作進(jìn)行練習(xí)。課程考核要求：要求掌握R的語句、運(yùn)算、函數(shù)的使用方法。課程思政切入點(diǎn)：以R語言的特點(diǎn)以及其中幫助文檔的重要性為出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生開放、共享的理念，以及不斷摸索的精神。復(fù)習(xí)思考題：（1）編寫任意一個(gè)賦值語句。（2）調(diào)用mean函數(shù)的幫助文檔。（3）安裝ggplot2包。第二章R語言的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.1向量與向量運(yùn)算（掌握、應(yīng)用）2.2向量的索引和篩選（掌握、應(yīng)用）2.3因子向量（掌握、應(yīng)用）2.4數(shù)組和矩陣（掌握、應(yīng)用）2.5列表和數(shù)據(jù)框教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)：本章的六種R語言的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的生成和索引方法均為重點(diǎn)教授內(nèi)容，其中難點(diǎn)是各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的索引方法、列表和數(shù)據(jù)框的實(shí)際應(yīng)用。課程考核要求：要求掌握向量、矩陣、列表、數(shù)據(jù)框的生成和索引方法。課程思政切入點(diǎn)：結(jié)合數(shù)據(jù)預(yù)處理和提升數(shù)據(jù)質(zhì)量的實(shí)際應(yīng)用背景，講授數(shù)據(jù)的類型和索引方式，培養(yǎng)“求真務(wù)實(shí)”品德。復(fù)習(xí)思考題：（1）生成一列長度為100的向量，命名為v1，第奇數(shù)個(gè)元素為-1，第偶數(shù)個(gè)元素為1。（2）生成一列長度為100的向量，命名為v2，具有以下形式000000000011111111112222222222……9999999999。（3）現(xiàn)想用列表格式存儲(chǔ)一名學(xué)生近三年的成績，此列表包含3個(gè)成分，分別為該生的姓名、性別和成績，其中成績?yōu)?行3列的矩陣，第一行為第一年的成績，第二行為第二年的成績，第三行為第三年的成績，列依次是語文、數(shù)學(xué)、英語的成績。已知該生姓名為張三，男，近三年語文成績?yōu)?5、90、91，數(shù)學(xué)成績?yōu)?6、80、95，英語成績?yōu)?0、92、83。請(qǐng)編寫程序，按要求生成此列表。第三章R語言的編程結(jié)構(gòu)3.1成組語句（理解）3.2條件語句（掌握、應(yīng)用）3.3循環(huán)語句（掌握、應(yīng)用）3.4自定義函數(shù)的編寫（掌握、應(yīng)用）教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)：本章的重點(diǎn)是條件語句、循環(huán)語句和自定義函數(shù)的編寫方法，其中嵌套的條件語句、for循環(huán)和while循環(huán)語句和自定義函數(shù)的編寫是難點(diǎn)內(nèi)容，需結(jié)合實(shí)際例子訓(xùn)練學(xué)生的編寫能力。課程考核要求：要求掌握利用條件語句和循環(huán)語句實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化編程，并以此建立自定義函數(shù)。課程思政切入點(diǎn)：利用我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展增速數(shù)據(jù)編寫結(jié)構(gòu)化程序，以此培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷。復(fù)習(xí)思考題：（1）利用if語句和for循環(huán)，找出向量c(5,10,50,2,39,22,100,101,85)中的最大值和最小值，以及相應(yīng)的位置。（2）請(qǐng)用循環(huán)語句找出能被3整除余2，被5整除余3，被7整除余5的最小的整數(shù)。第四章R的繪圖操作4.1高級(jí)繪圖語句（掌握、應(yīng)用）4.2低級(jí)繪圖語句（掌握、應(yīng)用）4.3交互式繪圖語句（理解）4.4繪圖命令參數(shù)（掌握、應(yīng)用）教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)：本章的重點(diǎn)是高級(jí)繪圖語句、低級(jí)繪圖語句以及其中的繪圖參數(shù)修改方法，其中不同統(tǒng)計(jì)圖形的繪制方法是精講的難點(diǎn)內(nèi)容，需利用實(shí)際數(shù)據(jù)，展現(xiàn)不同圖像的繪圖方式。課程考核要求：要求掌握利用R語言進(jìn)行實(shí)際數(shù)據(jù)的圖形展示，并在圖像上進(jìn)行參數(shù)修改和添加圖形、文字。課程思政切入點(diǎn)：通過R語言實(shí)現(xiàn)利用各種統(tǒng)計(jì)圖像對(duì)我國疫情防控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示，以此培養(yǎng)學(xué)生的集體意識(shí)和責(zé)任感。復(fù)習(xí)思考題：利用房地產(chǎn)數(shù)據(jù)，繪制以下圖像。繪制不同環(huán)線（ring）的房屋價(jià)格（price）的箱線圖，即繪制房屋價(jià)格的并列箱線圖；在(1)中的箱線圖上添加一條水平線，其與y軸的截距為所有房屋價(jià)格的平均值；繪制房屋類型（contype）的條形圖；繪制房屋價(jià)格（price）的直方圖；繪制房屋面積(area)與房屋價(jià)格(price)的散點(diǎn)圖。第五章R語言的常用函數(shù)5.1日期型數(shù)據(jù)及日期處理函數(shù)（掌握、應(yīng)用）5.2數(shù)值和字符處理函數(shù)（掌握、應(yīng)用）5.3數(shù)據(jù)管理函數(shù)（了解）教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)：本章的重點(diǎn)是日期型數(shù)據(jù)和字符型數(shù)據(jù)的處理函數(shù)，以及概率函數(shù)的使用方法，其中日期型數(shù)據(jù)的格式識(shí)別以及字符型數(shù)據(jù)處理函數(shù)的結(jié)合運(yùn)用是難點(diǎn)內(nèi)容，需利用包含日期型數(shù)據(jù)和字符型數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)操演示。課程考核要求：要求掌握日期型數(shù)據(jù)的定義方法和常用函數(shù)，字符型數(shù)據(jù)的處理函數(shù)，以及隨機(jī)生成給定分布的隨機(jī)數(shù)的方法。課程思政切入點(diǎn)：利用我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)和疫情防控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行日期型和字符型數(shù)據(jù)的實(shí)操訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷。復(fù)習(xí)思考題：利用某公司165名員工的基本信息、職位信息和工資信息，完成以下操作。將員工的出生日期和入職日期定義為日期型；找出所有姓的首字母為L的員工；計(jì)算每名員工在此公司工作的工齡（年），存儲(chǔ)為新的一列，命名為Tenure。第六章R的常用統(tǒng)計(jì)模型分析方法6.1描述性統(tǒng)計(jì)分析（理解、應(yīng)用）6.2列聯(lián)表（掌握、應(yīng)用）6.3相關(guān)分析（了解）6.4回歸分析（了解）6.5主成分分析與因子分析（了解）6.6文本分析（了解）教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)：描述性統(tǒng)計(jì)分析和列聯(lián)表為本章的重點(diǎn)內(nèi)容，其中一維、二維和高維列聯(lián)表的生成和處理函數(shù)為難點(diǎn)內(nèi)容。課程考核要求：利用分類數(shù)據(jù)生成列聯(lián)表、比例列聯(lián)表、添加邊際比例、平鋪式列聯(lián)表。課程思政切入點(diǎn)：利用我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練，挖掘變量間關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力和推理演繹能力。復(fù)習(xí)思考題：1. 如何利用R語言生成二維列聯(lián)表？2. 如何將二維列聯(lián)表轉(zhuǎn)換為按行或按列的比例列聯(lián)表，二者的區(qū)別是什么？3. 如何生成三維平鋪式列聯(lián)表？五、考核方式、成績?cè)u(píng)定本課程一般按閉卷、開卷或論文方式考核，卷面一般占70%，考勤與平時(shí)作業(yè)一般占30%。六、主要參考書及其他內(nèi)容[1]RobertKabacoff,RinAction,ManningPublications,2011-8-27.[2]NormanMatloff,TheArtofRProgramming,2011-10-12.[3]Paul