《數(shù)據(jù)分析和可視化》教學(xué)大綱

《數(shù)據(jù)分析和可視化》教學(xué)大綱課程編號：06220221英文名稱：Dataanalysisandvisualization學(xué)分：1學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí)，其中理論16學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)32學(xué)時(shí)先修課程：高等數(shù)學(xué)、智能電子商務(wù)、Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程類別：專業(yè)必修課程授課對象：大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：商學(xué)院修讀學(xué)期：第3學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《數(shù)據(jù)分析與可視化》是大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用專業(yè)的必修課，是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過《數(shù)據(jù)分析與可視化》課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對信息數(shù)據(jù)的處理、分析以及可視化表達(dá)的能力。能夠使用NumPy對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和科學(xué)計(jì)算;能夠使用Pandas對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、缺省值處理、數(shù)據(jù)合并等操作;能夠使用Matplotlib實(shí)現(xiàn)折線圖、條形圖、散點(diǎn)圖、子圖以及餅圖等將數(shù)據(jù)可視化展示。課程目標(biāo)：1．專業(yè)知識方面。學(xué)習(xí)與掌握數(shù)據(jù)分析知識，掌握數(shù)據(jù)分析技能。2．專業(yè)能力方面。熟練使用Python編程進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)操作，通過完整數(shù)據(jù)分析實(shí)例地學(xué)習(xí)，更好地掌握數(shù)據(jù)分析技能，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，方法與應(yīng)用相結(jié)合。3．綜合能力和素質(zhì)方面。使用數(shù)據(jù)分析和可視化工具完成專業(yè)級別的數(shù)據(jù)處理、分析和可視化功能，解決學(xué)習(xí)和實(shí)踐中遇到的問題，為更深入地學(xué)習(xí)打下良好地基礎(chǔ)，打造可持續(xù)的競爭力。強(qiáng)化學(xué)生在數(shù)據(jù)分析中的基本技巧與能力，有效表達(dá)自己思想與意愿的能力，傾聽與理解他人需求和意愿的能力，適應(yīng)工作與人機(jī)環(huán)境變化的能力。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重專業(yè)素養(yǎng)：2-1課程目標(biāo)1M實(shí)踐應(yīng)用能力：3-1、3-2課程目標(biāo)2、3H人文道德素養(yǎng)：1-3課程目標(biāo)3M三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1數(shù)據(jù)分析概述與基本概念了解數(shù)據(jù)分析的定義和歷史背景;了解數(shù)據(jù)分析的目的和任務(wù);了解數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)系;了解機(jī)器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)分析的關(guān)系;了解數(shù)據(jù)分析的基本步驟，即數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析與知識發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)后處理，以及每個(gè)基本步驟的概念與內(nèi)容；了解Python在數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域所具有的優(yōu)點(diǎn)。2集中講授課程目標(biāo)1、22Python基礎(chǔ)知識了解Python的發(fā)展史；了解Python及Panda、scikit-learn、Matplotlib的安裝；掌握Python的基礎(chǔ)知識及Python的一些特性，包括縮進(jìn)在Python的重要性、Python包的使用方法、注釋的使用方法、Python語法知識；了解Pandas、scikit-learn、Matplotlib等重要Python庫；了解Jupyter交互式數(shù)據(jù)科學(xué)與科學(xué)計(jì)算開發(fā)環(huán)境。2集中講授課程目標(biāo)1、2、33數(shù)據(jù)預(yù)處理了解數(shù)據(jù)的集中趨勢、離散程度、相關(guān)性測量、數(shù)據(jù)缺失、噪聲、離群點(diǎn)等概念;了解數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評估的完整性、一致性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性4個(gè)要素。了解數(shù)據(jù)清洗的概念及方式，包括缺失值的處理、噪聲數(shù)據(jù)的處理、不一致數(shù)據(jù)的處理和異常數(shù)據(jù)的處理；了解數(shù)據(jù)的特征選擇、特征構(gòu)建和特征提取。2集中講授課程目標(biāo)1、24NumPy——數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)工具了解NumPy庫的作用；掌握多維數(shù)組對象ndarray的使用，包括ndarray的創(chuàng)建、ndarray的索引、切片和迭代、ndarray的shape的操作、ndarray的基礎(chǔ)操作等。2集中講授、案例討論課程目標(biāo)1、2、35Pandas——處理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)了解Pandas庫的作用和特色功能；了解Pandas中Series和DataFrame兩種主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；掌握Series對象的創(chuàng)建、訪問和操作；掌握DataFrame對象的創(chuàng)建、訪問和操作；掌握基于Pandas的Index對象的訪問操作；了解Pandas的相關(guān)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算工具；了解Pandas的數(shù)學(xué)聚合和分組運(yùn)算。2集中講授、案例討論課程目標(biāo)1、2、36數(shù)據(jù)分析與知識發(fā)現(xiàn)了解分類分析的基本概念；了解邏輯回歸、線性判別分析、支持向量機(jī)、決策樹、K近鄰和樸素貝葉斯的相關(guān)知識；了解關(guān)聯(lián)分析的基本概念，包括關(guān)聯(lián)規(guī)則定義、指標(biāo)定義和關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘定義；了解關(guān)聯(lián)分析的Apriori算法、FP-Tree2集中講授、案例討論課程目標(biāo)1、27Matplotlib——交互式圖表繪制了解Matplotlib的作用；掌握Matplotlib中的基本布局對象的建立；掌握修改圖表樣式、修改裝飾項(xiàng)和添加注釋的方法；掌握基礎(chǔ)圖表的繪制，包括直方圖、散點(diǎn)圖、柱狀圖、折線圖和表格；了解使用Matplot3D繪制三維圖形的方法；了解Matplotlib與Jupyter結(jié)合使用的方法。4集中講授課程目標(biāo)1、2合計(jì)16實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如下：序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類型對應(yīng)課程目標(biāo)1數(shù)據(jù)分析相關(guān)工具的安裝與使用了解數(shù)據(jù)分析相關(guān)工具的基本功能與使用方式。4演示課程目標(biāo)1、22數(shù)據(jù)的提取與處理掌握數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的方法，并進(jìn)行校驗(yàn)、清洗數(shù)據(jù)等操作。4綜合課程目標(biāo)1、23數(shù)據(jù)可視化顯示基礎(chǔ)處理熟悉設(shè)置動態(tài)參數(shù)的設(shè)置，掌握各種基礎(chǔ)圖形繪制。4綜合課程目1、2、34進(jìn)階圖形繪制運(yùn)用Python繪制進(jìn)階圖形繪制4綜合課程目標(biāo)1、2、35交互式圖形繪制繪制交互式基礎(chǔ)圖形繪制交互式高級圖形4綜合課程目標(biāo)1、2、36實(shí)戰(zhàn)：實(shí)際案例數(shù)據(jù)分析使用NumPy進(jìn)行數(shù)據(jù)分析使用Matplotlib實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化4綜合課程目標(biāo)1、2、37實(shí)戰(zhàn)：實(shí)際案例數(shù)據(jù)分析使用Pandas進(jìn)行數(shù)據(jù)分析使用Pandas實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化4綜合課程目標(biāo)1、2、38實(shí)戰(zhàn)：綜合案例數(shù)據(jù)分析綜合使用數(shù)據(jù)可視化方法進(jìn)行實(shí)例分析4綜合課程目標(biāo)1、2、3合計(jì)32四、課程教學(xué)方法本課程側(cè)重學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，采用項(xiàng)目式教學(xué)模式，通過任務(wù)式實(shí)施，對任務(wù)進(jìn)行分解，最終進(jìn)行集成后形成一個(gè)具體的綜合項(xiàng)目。教學(xué)方法和手段上，為了充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和參與性，采用多媒體教學(xué)，圖像，實(shí)驗(yàn)等多種手段綜合運(yùn)用，讓學(xué)生從豐富的感官體驗(yàn)中感受和接收知識內(nèi)容。五、學(xué)業(yè)評價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時(shí)成績、期末考核組成，均按百分制計(jì)分，其中平時(shí)成績占40%、主要考查作業(yè)完成程度，理論課與實(shí)驗(yàn)課的出勤率，實(shí)驗(yàn)課結(jié)果，期末考核成績占60%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評價(jià)序號教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)201010402期末考試30201060課程目標(biāo)對應(yīng)分值503020100（二）考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分平時(shí)成績按時(shí)到課，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握到位。實(shí)驗(yàn)過程中能夠利用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并得出相應(yīng)的正確結(jié)果。按時(shí)到課，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握較到位。實(shí)驗(yàn)過程中能夠較好利用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并得出相應(yīng)的結(jié)果，結(jié)果基本正確。基本按時(shí)到課，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握基本到位。實(shí)驗(yàn)過程中能利用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并得出相應(yīng)的結(jié)果。曠課率較高，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握有偏差。實(shí)驗(yàn)過程中不能利用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并得出相應(yīng)的結(jié)果。2.期末試卷考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)期末考核試題，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對課程相關(guān)知識的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評分標(biāo)準(zhǔn)。六、教材與參考書（一）推薦教材[1]呂云翔、李伊琳（編），Python數(shù)據(jù)分析與可視化，北京：人民郵電出版社，2021年01月。[2]魏偉一、李曉紅