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文檔簡介

《統(tǒng)計軟件》教學大綱課程名稱:統(tǒng)計軟件英文名稱:StatisticalSoftware課程編號:F094092671學分:3總學時/課內實踐學時:48/課內實驗學時0+課內上機學時32+其它實踐學時0課程性質:必修課程開課單位:數(shù)數(shù)理科學與工程學院統(tǒng)計系基層教學組織適應對象:應用統(tǒng)計學專業(yè)課程簡介該課程作為應用統(tǒng)計學專業(yè)基礎課程,將把有關統(tǒng)計理論、統(tǒng)計算法與實際問題緊密結合起來,運用R軟件分析解決實際問題,為提高學生動手能力和綜合素質打下良好基礎。通過本課程的學習,應較為熟練地掌握有關R軟件的基本操作方法、基本句法以及常用的R函數(shù);能根據(jù)給定的數(shù)據(jù)進行有關統(tǒng)計分析;能較熟練地把一個實際問題轉換為統(tǒng)計問題并利用R軟件進行編程求解。主要內容包括R語言介紹、創(chuàng)建數(shù)據(jù)集、圖形及分析、基本數(shù)據(jù)管理、高級數(shù)據(jù)管理、基本統(tǒng)計分析等。本課程以講授法、案例教學和多媒體教學為主要教學方法,考核方式為考查。該課程以學生為中心,在授課過程中,將理論與實際應用緊密結合。通過案例教學,進行愛國主義教育;結合教學內容滲透辯證唯物主義思想,對學生進行科學精神培養(yǎng);加強知識發(fā)生過程教學,培養(yǎng)探索真善美的態(tài)度和精神。Asabasiccourseofappliedstatistics,thiscoursewillcloselycombinerelevantstatisticaltheoriesandstatisticalalgorithmswithpracticalproblems.Inthiscourse,Rsoftwareisusedtoanalyzeandsolvepracticalproblems.Thusagoodfoundationforimprovingstudents'hands-onabilityandcomprehensivequalitycanbelaid.Throughthestudyofthiscourse,thestudentsshouldbeproficientinthebasicoperationmethods,basicsyntaxandcommonRfunctionsofRsoftware.Meanwhile,thestudentsareabletoconductrelevantstatisticalanalysisaccordingtothegivendata.Inaddition,thestudentscantransformapracticalproblemintoastatisticalproblemanduseRsoftwareforprogrammingsolutionskillfully.ThemaincontentsincludeRlanguageintroduction,datasetcreation,graphicandanalysis,basicdatamanagement,advanceddatamanagement,basicstatisticalanalysis,etc.Themainteachingmethodsofthiscoursearelecturing,caseteachingandmultimediateaching,andtheexaminationmethodisexamination.Thecourseisfullystudent-centered.Inthecourseofteaching,thetheoriesandpracticalapplicationwillbecloselycombined.Throughcaseteaching,patriotismeducationcanbeobtained.ByCombiningtheteachingcontent,thedialecticalmaterialismthoughtcanbepenetratedandthescientificspirittrainingtothestudentscanbecarriedon.Andthen,theteachingofknowledgegenerationprocesscanbestrengthenandtheattitudeandthespiritofexploringtruth,goodnessandbeautycanbecultivated.課程目標1.思政目標:強化科學倫理教育,注重科學思維方法訓練和科學精神培養(yǎng),提高學生分析問題和解決問題的的能力,促進辯證唯物思想的完善。通過案例教學,激發(fā)學生愛國主義情懷和科技報國的使命擔當。2.知識目標:理解R語言的基本思想和基本概念,培養(yǎng)學生對科學數(shù)據(jù)處理和分析的基本能力,包括數(shù)據(jù)集創(chuàng)建、數(shù)據(jù)管理和圖形初階的技能。提升學生的數(shù)據(jù)處理和管理能力,使其能夠熟練運用R語言進行高級數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)重塑和數(shù)據(jù)匯總操作,以及掌握基本統(tǒng)計分析方法。3.能力目標:通過實踐案例和綜合練習,激發(fā)學生對數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計推斷的興趣,促進學生運用R語言解決實際問題的能力,并培養(yǎng)學生獨立思考和創(chuàng)新的能力。Ideologicalandpoliticalgoals1:Strengthenscientificethicseducation,emphasizingthetrainingofscientificthinkingmethodsandthecultivationofscientificspirit,aimingtoenhancestudents'abilitiesinproblemanalysisandproblem-solving,therebypromotingtherefinementofdialecticalmaterialismthought.Throughcase-basedteaching,inspirestudents'patrioticsentimentsandasenseofmissionforservingthecountrythroughscienceandtechnology.Knowledgegoals2:TounderstandthefundamentalprinciplesandconceptsunderlyingRlanguage,thiscourseaimstocultivatestudents'basicskillsinscientificdataprocessingandanalysis,includingthecreationofdatasets,datamanagement,andelementarygraphicaltechniques.Itseekstosignificantlyimprovetheirdatahandlingandmanagementcapabilities,enablingthemtoproficientlyuseRlanguageforadvanceddatamanagementtaskssuchasreshapingdata,aggregatingdata,andmasteringfundamentalstatisticalanalysismethods.Abilitygoals3:Viapracticalcasestudiesandcomprehensiveexercises,thecourseisdesignedtoignitestudents'interestindataanalysisandstatisticalinference.ItfosterstheirabilitytoapplyRlanguagetoaddressreal-worldproblemsandnurturestheircapacityforindependentthinkingandinnovation.課程目標與畢業(yè)要求對應關系本課程的課程目標對應用統(tǒng)計學專業(yè)畢業(yè)要求指標點的支撐情況如表1所示:表1課程目標與畢業(yè)要求對應關系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求1:知識要求1.2掌握統(tǒng)計學的基本思想和收集數(shù)據(jù)的方法,并能夠根據(jù)數(shù)據(jù)的特點選用恰當?shù)慕y(tǒng)計方法進行分析、推斷和預測;了解統(tǒng)計學理論與方法的發(fā)展動態(tài)及其應用前景。2畢業(yè)要求2:能力要求2.2具有較強的計算機操作技能,熟練應用主要的統(tǒng)計軟件、管理軟件及其他軟件編程,正確利用統(tǒng)計思想和方法分析判斷相關的計算結果。32.4具有理論聯(lián)系實際的能力和一定的創(chuàng)新能力,具備自主學習、知識更新和自我發(fā)展的能力。3畢業(yè)要求3:素質要求3.1思想道德素質。具有正確的人生觀、價值觀和道德觀,愛國、誠信、友善、守法,具有高度的社會責任感;具有良好的心理素質和積極的人生態(tài)度。13.2知識素質。具有扎實的統(tǒng)計專業(yè)理論功底,具備與統(tǒng)計工作密切相關的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理知識。2,3課程教學安排課程共有7項教學內容,具體安排如下。表2:課程教學安排表教學內容思政元素課堂教學學時實驗/實踐教學學時學時小計R語言入門愛國主義教育、職業(yè)教育和科學精神培養(yǎng)224創(chuàng)建數(shù)據(jù)集科學精神培養(yǎng)246基本數(shù)據(jù)管理科學精神培養(yǎng)246圖形初階科學精神培養(yǎng)4610高級數(shù)據(jù)管理科學精神培養(yǎng)268基本圖形科學精神培養(yǎng)268基本統(tǒng)計分析科學精神培養(yǎng)和愛國主義教育246合計163248教學安排R語言介紹教學要求:了解R語言的由來和主要特點;掌握R語言的安裝配置和運行;了解包的使用方法和R語言批處理。教學內容:R語言介紹;R的安裝和運行;包的使用方法;R語言的批處理重點難點:(1)教學重點:掌握R語言的安裝配置和運行。(2)教學難點:包的使用方法和R語言批處理。思政元素:(1)對本課程的發(fā)展和應用進行介紹,進行職業(yè)教育。(2)要求學生閱讀發(fā)明專利(城市離散交通網(wǎng)絡主動安全設計的R語言實現(xiàn)方法)和論文(基于r語言的支持向量機在信息安全與垃圾郵件識別中的應用)等相關資料,幫助學生認識到R語言在網(wǎng)絡信息安全等方面可以發(fā)揮的作用,幫助學生牢固樹立正確的網(wǎng)絡安全觀,建立保障網(wǎng)絡空間安全、人人有責的責任感和使命感。創(chuàng)建數(shù)據(jù)集教學要求:了解主要數(shù)據(jù)結構的存儲數(shù)據(jù)類型、創(chuàng)建方式、結構復雜度;能夠導入各種數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù),并進行數(shù)據(jù)分析、匯報分析結果;能夠簡要總結實用的數(shù)據(jù)對象處理函數(shù)。教學內容:R語言的數(shù)據(jù)結構;R語言的數(shù)據(jù)的輸入;數(shù)據(jù)集的標注;處理數(shù)據(jù)對象的實用函數(shù)。重點難點:(1)教學重點:了解主要數(shù)據(jù)結構的存儲數(shù)據(jù)類型、創(chuàng)建方式、結構復雜度。(2)教學難點:導入各種格式的數(shù)據(jù)。課程思政:R語言在編程過程中的標點符號,中英文字母大小寫和運算符等細節(jié)規(guī)則無處不在,常常決定一個程序的成敗,因此必須注重細節(jié),培養(yǎng)細致的觀察能力和縝密的思維能力?;緮?shù)據(jù)管理教學要求:能夠創(chuàng)建新變量,進行變量的重編碼、變量的重命名;掌握數(shù)據(jù)類型的轉換;了解數(shù)據(jù)集的排序、合并與取子集。教學內容:熟悉數(shù)據(jù)類型的轉換;變量的創(chuàng)建和重編碼;數(shù)據(jù)集的排序、合并與取子集。重點難點:(1)教學重點:掌握變量的重編碼、變量的重命名、數(shù)據(jù)類型的轉換、數(shù)據(jù)集的排序、合并與取子集(2)教學難點:能夠靈活運用所學方法進行基本數(shù)據(jù)管理。思政元素:R語言涉及到的包和知識點繁多、抽象、難懂,在編程過程中常常會遇到新的問題,這就需要編程者具有創(chuàng)造新知識,解決新問題的能力。因此必須善于發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和結局問題,注重問題求解能力的培養(yǎng)。圖形初階教學要求:能夠進行圖形的創(chuàng)建和保存;能夠修改圖形參數(shù)的定義符號、線條、顏色和坐標軸;掌握組合多個圖形的方法。教學內容:圖形的創(chuàng)建和保存;自定義符號、線條、顏色和坐標軸;標注文本和標題;組合多個圖形。重點難點:(1)教學重點:能夠修改圖形參數(shù)的定義符號、線條、顏色和坐標軸。(2)教學難點:掌握組合多個圖形的方法。思政元素:2019年7月31日國際統(tǒng)計學年會(JSM)上,統(tǒng)計學會會長委員會(COPSS)將考普斯總統(tǒng)獎(TheCommitteeofPresidentsofStatisticalSocietiesAwards)頒發(fā)給了HadleyWickham以表彰他為統(tǒng)計應用學做出的卓越貢獻。他是包括著名圖形可視化軟件包ggplot2在內的諸多軟件包的開發(fā)者,其所開發(fā)的R軟件包在近一年(2018.8.1-2019.8.1)的時間里下載量突破1.3億次,近兩年下載量超過2億次,由此可見他給R社區(qū)帶來的巨大變化。通過科研故事引導學生感受編程科學的力量,培養(yǎng)學習興趣,形成探索問題的科學精神。因為R語言編程能力的提高,關鍵在于個人的學習。高級數(shù)據(jù)管理教學要求:熟練掌握數(shù)據(jù)管理中函數(shù)和控制結構的用法。教學內容:數(shù)值和字符處理函數(shù)、數(shù)據(jù)處理難題的一套解決方案、控制流、用戶自編函數(shù)、整合與重構重點難點:(1)教學重點:數(shù)據(jù)管理中函數(shù)和控制結構的用法(2)教學難點:R函數(shù)的編寫思政元素:找尋數(shù)據(jù)進行高級數(shù)據(jù)管理,提高學生分析問題和解決問題的的能力?;緢D形教學要求:掌握柱狀圖、餅圖、直方圖、密度圖、箱線圖和點圖等圖形的使用方法,獲取數(shù)據(jù)基本信息的圖形技術和統(tǒng)計方法。教學內容:介紹可視化單個變量分布的方法。對于類別型變量,有條形圖、餅圖以及比較新的扇形圖。對于數(shù)值型變量,有直方圖、密度圖、箱線圖、點圖和小提琴圖。重點難點:(1)教學重點:使用R中的基本圖形描述數(shù)據(jù)(2)教學難點:通過R中的基本圖形分析數(shù)據(jù)思政元素:采用國家統(tǒng)計局網(wǎng)站公布的某一次次全國人口普查的數(shù)據(jù)進行可視化展示,培養(yǎng)學生科學精神?;窘y(tǒng)計分析教學要求:掌握分析兩變量間關系的基本方法,包括相關性、t檢驗、卡方檢驗和非參數(shù)方法。教學內容:描述性統(tǒng)計分析、頻數(shù)表和列聯(lián)表、相關、t檢驗、組間差異的非參數(shù)檢驗、組間差異的可視化。重點難點:(3)教學重點:使用R中分析兩變量間關系(4)教學難點:對分析結果進行進一步論述思政元素:對我國經(jīng)濟數(shù)據(jù)進行基本統(tǒng)計分析,提高學生分析問題和解決問題的的能力,激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。課內實踐教學內容及要求表3:課內實踐教學內容及要求序號教學類型教學內容教學要求1上機R語言安裝、運行、使用、應用開發(fā)了解R的基本情況;理解R應用的背景;掌握R語言安裝、運行、使用。2上機創(chuàng)建數(shù)據(jù)集了解數(shù)據(jù)集概念;理解數(shù)據(jù)集的性質;掌握創(chuàng)建、導入數(shù)據(jù)集的程序。3上機R

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