《數(shù)據(jù)科學(xué)導(dǎo)論》課程教學(xué)大綱

《數(shù)據(jù)科學(xué)導(dǎo)論》教學(xué)大綱課程編號：121172B課程類型：□通識教育必修課□通識教育選修課?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：32講課學(xué)時：32實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）學(xué)時：0學(xué)分：2考試類型：□考試?考查適用對象：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)生的個性化選修課先修課程：概率論，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)一、教學(xué)目標(biāo)本課程是為數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)本科生開設(shè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，是引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域的先行課。通過本門課程的教學(xué)，使學(xué)生對數(shù)據(jù)科學(xué)產(chǎn)生濃厚興趣；了解數(shù)據(jù)科學(xué)與社會生活各個領(lǐng)域的緊密聯(lián)系；探索成為一名數(shù)據(jù)科學(xué)家必備的知識與技能。目標(biāo)1：能夠理解數(shù)據(jù)科學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)之間的聯(lián)系。目標(biāo)2：能夠掌握數(shù)據(jù)科學(xué)的思想。目標(biāo)3：能夠掌握進(jìn)行數(shù)據(jù)科學(xué)研究的基本方法與流程。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，具有扎實(shí)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)識，堅(jiān)韌奮斗進(jìn)取品格的社會主義新青年。二、教學(xué)內(nèi)容及其與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系教學(xué)內(nèi)容講授上的要求；統(tǒng)計(jì)推斷、探索性數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)科學(xué)工作流程，算法，數(shù)據(jù)科學(xué)與實(shí)際問題的故事這三部分需要精講，細(xì)講。重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)際背景提出問題的能力和針對問題收集數(shù)據(jù)的能力，以及對數(shù)據(jù)科學(xué)三大基本算法的理解和運(yùn)用。通過大量的案例來讓學(xué)生先從照著葫蘆畫瓢開始，對數(shù)據(jù)科學(xué)產(chǎn)生興趣，然后再一步一步的深入后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。對擬實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)所采取的教學(xué)方法、教學(xué)手段；課堂授課，學(xué)生討論，PPT展示，學(xué)生PPT報告等方式。對課后作業(yè)以及學(xué)生自學(xué)的要求；要求學(xué)生能夠互評作業(yè)，相互學(xué)習(xí)，并且要求學(xué)生對給出的問題提前準(zhǔn)備。該課程從哪些方面促進(jìn)了畢業(yè)要求的實(shí)現(xiàn)；該課程鍛煉了學(xué)生的溝通、交流能力，能夠幫助學(xué)生樹立職業(yè)道德意識。三、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配以表格方式表現(xiàn)各章節(jié)的學(xué)時分配，表格如下：教學(xué)課時分配序號章節(jié)內(nèi)容講課實(shí)驗(yàn)其他合計(jì)1數(shù)據(jù)科學(xué)簡介20022統(tǒng)計(jì)推斷、探索性數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)科學(xué)工作流程80083算法802104數(shù)據(jù)科學(xué)與實(shí)際問題的故事50495分析結(jié)果的呈現(xiàn)10016聽聽學(xué)生們怎么說00117下一代數(shù)據(jù)科學(xué)家、自大狂和職業(yè)道德0011合計(jì)240832四、教學(xué)內(nèi)容第1章數(shù)據(jù)科學(xué)簡介第一節(jié)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)的興起為什么是現(xiàn)在數(shù)據(jù)科學(xué)的現(xiàn)狀和歷史數(shù)據(jù)科學(xué)的知識結(jié)構(gòu)第二節(jié)什么是數(shù)據(jù)科學(xué)家學(xué)術(shù)界對數(shù)據(jù)科學(xué)家的定義業(yè)界對數(shù)據(jù)科學(xué)家的定義教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)在于介紹數(shù)據(jù)科學(xué)的現(xiàn)狀和知識結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)科學(xué)家所具備的知識與技能。課程的考核要求：了解數(shù)據(jù)科學(xué)的知識結(jié)構(gòu)課程思政切入點(diǎn)：（1）數(shù)據(jù)科學(xué)的發(fā)展歷程與前沿；（2）數(shù)據(jù)分析師、數(shù)據(jù)工程師職業(yè)道德。復(fù)習(xí)思考題：什么是數(shù)據(jù)科學(xué)？第2章統(tǒng)計(jì)推斷、探索性數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)科學(xué)工作流程第一節(jié)大數(shù)據(jù)時代的統(tǒng)計(jì)學(xué)思考統(tǒng)計(jì)推斷總體和樣本大數(shù)據(jù)的總體和樣本大數(shù)據(jù)意味著大膽的假設(shè)統(tǒng)計(jì)建模第二節(jié)探索性數(shù)據(jù)分析探索性數(shù)據(jù)分析的哲學(xué)練習(xí)：探索性數(shù)據(jù)分析第三節(jié)數(shù)據(jù)科學(xué)工作流程第四節(jié)思維實(shí)驗(yàn)：如何模擬混沌第五節(jié)案例學(xué)習(xí)：RealDirectRealDirect是如何賺錢的練一練：RealDirect公司的數(shù)據(jù)策略教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)在討論大數(shù)據(jù)下的總體與樣本的關(guān)系，探索性數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)科學(xué)的工作流程；難點(diǎn)在于大數(shù)據(jù)下的大膽假設(shè)可以有哪些課程的考核要求：了解：大數(shù)據(jù)下的大膽假設(shè)。理解：大數(shù)據(jù)下的總體與樣本的關(guān)系。掌握：探索性數(shù)據(jù)分析技術(shù)。應(yīng)用：能對實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行探索性分析。課程思政切入點(diǎn)：（1）數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要性，培養(yǎng)“求真務(wù)實(shí)”品德；（2）對比中外二十年來經(jīng)濟(jì)、科技、軍事數(shù)據(jù)等，培養(yǎng)學(xué)生愛國情懷。復(fù)習(xí)思考題：對實(shí)際數(shù)據(jù)討論總體與樣本的關(guān)系，并進(jìn)行探索性分析第3章算法第一節(jié)機(jī)器學(xué)習(xí)算法第二節(jié)三大基本算法線性回歸模型k近鄰模型（k-NN）k均值算法第三節(jié)練習(xí)：機(jī)器學(xué)習(xí)算法基礎(chǔ)第四節(jié)總結(jié)第五節(jié)思維實(shí)驗(yàn)：關(guān)于統(tǒng)計(jì)學(xué)家的自動化教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)在于介紹三大基本算法，難點(diǎn)在理解統(tǒng)計(jì)學(xué)家的自動化課程的考核要求：了解：統(tǒng)計(jì)學(xué)家的自動化。理解：三大基本算法。掌握：三大基本算法。應(yīng)用：能運(yùn)用三大基本算法解決實(shí)際問題。課程思政切入點(diǎn)：透過現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)本質(zhì)復(fù)習(xí)思考題：在實(shí)際數(shù)據(jù)上完成三大基本算法第4章數(shù)據(jù)科學(xué)與實(shí)際問題的故事第一節(jié)關(guān)聯(lián)分析啤酒與尿布亞馬遜的個性化推薦潘多拉音樂組計(jì)劃塔吉特的大數(shù)據(jù)營銷第二節(jié)趨勢預(yù)測“搜索”+“比價”Twitter與對沖基金疾病預(yù)測電影票房預(yù)測奧斯卡預(yù)測第三節(jié)決策支持《紙牌屋》美國總統(tǒng)大選第四節(jié)模式創(chuàng)新大數(shù)據(jù)與反恐利用大數(shù)據(jù)打擊犯罪大數(shù)據(jù)與破案大數(shù)據(jù)與紐約沙井蓋維護(hù)大數(shù)據(jù)幫助尋根問題教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)在培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力，能夠知道收集什么樣的數(shù)據(jù)能解決什么樣的問題課程的考核要求：掌握：收集什么樣的數(shù)據(jù)能解決什么樣的問題。應(yīng)用：根據(jù)背景提出問題，并能收集相關(guān)數(shù)據(jù)解決問題。課程思政切入點(diǎn)：理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力復(fù)習(xí)思考題：對給定的實(shí)際問題自己收集數(shù)據(jù)，解決問題第5章分析結(jié)果的呈現(xiàn)第一節(jié)分析結(jié)果的可視化第二節(jié)如何快速生成分析結(jié)果教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)在分析結(jié)果的可視化和如何快速生成分析結(jié)果課程的考核要求：掌握：分析結(jié)果的可視化的方法和如何快速生成分析結(jié)果的方法。課程思政切入點(diǎn)：做人做事的基本道理復(fù)習(xí)思考題：按照要求提交分析報告第6章聽聽學(xué)生們怎么說重在過程不再簡單援助之手殊途同歸逢山開路，遇水架橋作品展示第7章下一代數(shù)據(jù)科學(xué)家、自大狂和職業(yè)道德前面都講了些什么什么是數(shù)據(jù)科學(xué)（再問一次）誰是下一代的數(shù)據(jù)科學(xué)家成為解決問題的人培養(yǎng)軟技能成為提問者做一個有道德感的數(shù)據(jù)科學(xué)家對于職業(yè)生涯的建議五、考核方式、成績評定本課程一般按閉卷、開卷或論文方式考核，卷面或論文一般占70%，考勤與平時作業(yè)一般占30%。六、主要參考書及其他內(nèi)