《數(shù)據(jù)處理軟件A》教學(xué)大綱

《數(shù)據(jù)處理軟件A》教學(xué)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(xué)分：2學(xué)分學(xué)時：32學(xué)時（理論16學(xué)時，上機(jī)16學(xué)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(xué)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(xué)生認(rèn)識大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘的概念，深入學(xué)習(xí)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(shí)際操作結(jié)合，掌握數(shù)據(jù)處理基本方法，培養(yǎng)學(xué)生軟件操作、邏輯推理能力、分析計(jì)算能力、研究能力、總結(jié)歸納能力及自學(xué)新知識的能力。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：能夠使學(xué)生認(rèn)識大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘的概念，深入學(xué)習(xí)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(shí)際操作結(jié)合，掌握數(shù)據(jù)處理基本方法。課程目標(biāo)2：能夠讓學(xué)生利用相關(guān)軟件處理并分析實(shí)際數(shù)據(jù)，培養(yǎng)邏輯推理能力、分析計(jì)算能力、研究能力、總結(jié)歸納能力及自學(xué)新知識的能力。課程目標(biāo)3：塑造學(xué)生利用實(shí)際數(shù)據(jù)分析所得的科學(xué)結(jié)論，使其具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和高度的社會責(zé)任感。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《數(shù)據(jù)處理軟件A》課程教學(xué)目標(biāo)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(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度4.研究4.3能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，安全地開展實(shí)驗(yàn)，正確地采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(biāo)2：能夠讓學(xué)生利用相關(guān)軟件處理并分析實(shí)際數(shù)據(jù)，培養(yǎng)邏輯推理能力、分析計(jì)算能力、研究能力、總結(jié)歸納能力及自學(xué)新知識的能力。H課程目標(biāo)3：塑造學(xué)生利用實(shí)際數(shù)據(jù)分析所得的科學(xué)結(jié)論，使其具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和高度的社會責(zé)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(biāo)1：能夠使學(xué)生認(rèn)識大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘的概念，深入學(xué)習(xí)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(shí)際操作結(jié)合，掌握數(shù)據(jù)處理基本方法。M12.終身學(xué)習(xí)12.1能在社會發(fā)展的大背景下，認(rèn)識到自主和終身學(xué)習(xí)的必要性。課程目標(biāo)2：能夠讓學(xué)生利用相關(guān)軟件處理并分析實(shí)際數(shù)據(jù)，培養(yǎng)邏輯推理能力、分析計(jì)算能力、研究能力、總結(jié)歸納能力及自學(xué)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(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時上機(jī)學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)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(xué)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(diǎn):大數(shù)據(jù)價值；難點(diǎn):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(xué)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(diǎn):Matlab、Minitab的基本功能及區(qū)別。難點(diǎn):Matlab、Minitab軟件。441、2、33.數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(xué)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(diǎn):數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析和預(yù)處理；難點(diǎn):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(xiàng)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(jì)分析，包括過程能力分析、圖表分析法、過程控制等。教學(xué)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(jì)分析工具原理；掌握線性回歸、多項(xiàng)式回歸、逐步回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析在數(shù)據(jù)處理軟件中的操作。重點(diǎn)：線性回歸、多項(xiàng)式回歸、逐步回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析法；難點(diǎn)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。8101、2、3合計(jì)16162.上機(jī)部分上機(jī)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表3。表3上機(jī)項(xiàng)目、上機(jī)內(nèi)容與學(xué)時上機(jī)項(xiàng)目上機(jī)內(nèi)容和要求上機(jī)學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.數(shù)據(jù)處理軟件基本操作上機(jī)內(nèi)容：Matlab、Minitab的基本操作。上機(jī)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(jī)內(nèi)容：數(shù)據(jù)處理前期準(zhǔn)備工作。上機(jī)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(shí)驗(yàn)上機(jī)內(nèi)容：線性回歸、多項(xiàng)式回歸、逐步回歸的實(shí)際操作與分析。上機(jī)要求:掌握線性回歸、多項(xiàng)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(shí)問題。21、2、34.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測上機(jī)內(nèi)容：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的實(shí)際操作與分析。上機(jī)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(jì)分析上機(jī)內(nèi)容：過程能力分析、圖表分析法、過程控制。上機(jī)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(jì)16五、教學(xué)方法及手段本課程以理識一體化的授課方式，讓學(xué)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(shí)例作業(yè)，精講多練。采用啟發(fā)式和案例教學(xué)等方法，通過實(shí)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(xué)習(xí)與對比，促進(jìn)學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)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(xué)實(shí)用的統(tǒng)計(jì)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(xué)習(xí)之美：AI時代的數(shù)據(jù)處理與最佳實(shí)踐[M].電子工業(yè)出版社,2018年.（3）劉浩.MatlabR2016a完全自學(xué)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(xué)實(shí)用的統(tǒng)計(jì)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(shí)例分析》[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2016年.3.期刊：（1）計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會.（2）軟件學(xué)報(bào)，中國科學(xué)院軟件研究所.（3）中國科學(xué):信息科學(xué)，中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委員會.（4）科學(xué)通報(bào)，中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委員會.（5）數(shù)據(jù)采集與處理，信號處理學(xué)會、微弱信號檢測學(xué)會、南京航空航天大學(xué).（6）MachineIntelligenceResearch，中國科學(xué)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(biāo)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(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)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(jìn)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(jì)入課程總評成績。√√√442上機(jī)作業(yè)25（1）根據(jù)每個上機(jī)任務(wù)的完成情況質(zhì)量單獨(dú)評分，滿分100分。（2）每次上機(jī)作業(yè)單獨(dú)評分，按知識點(diǎn)及難易程度設(shè)定各上機(jī)作業(yè)的權(quán)值，權(quán)值乘以各上機(jī)作業(yè)成績作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以上機(jī)作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績?！獭獭?128小組任務(wù)15（1）主要考核學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作學(xué)習(xí)新知識、運(yùn)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(jì)入課程總評成績?！獭?10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(jì)入課程總評成績。（2）主要考核學(xué)生利用數(shù)據(jù)處理軟件及方法在實(shí)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(jì)等?！獭獭?02020合計(jì)：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(jī)作業(yè)、小組任務(wù)、課程論文(大作業(yè)設(shè)計(jì))等方式對學(xué)生進(jìn)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(jì))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(shí)踐數(shù)據(jù)搜集、整理、分析中的應(yīng)用；課堂表現(xiàn)、上機(jī)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(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表5。表5過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)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(xué)活動，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。筆記完整，認(rèn)真參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。筆記不完整，偶爾參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，偶爾參與教學(xué)活動。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，不參與教學(xué)活動。上機(jī)作業(yè)50上機(jī)預(yù)習(xí)認(rèn)真，能夠熟練掌握方法與步驟，上機(jī)操作過程熟練、規(guī)范，遵規(guī)守紀(jì)、團(tuán)結(jié)協(xié)作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳實(shí)、結(jié)論清晰、討論合理。作業(yè)完整，思路清晰，準(zhǔn)確率大于90%。上機(jī)前有預(yù)習(xí)，能夠掌握方法與步驟，上機(jī)操作過程正確、規(guī)范，遵規(guī)守紀(jì)、團(tuán)結(jié)協(xié)作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確、討論適當(dāng)。作業(yè)完整，準(zhǔn)確率大于80%。上機(jī)前有預(yù)習(xí)，基本能夠掌握方法與步驟，上機(jī)操作過程基本正確、無協(xié)作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本正確，討論一般。不交作業(yè)2次以內(nèi)，準(zhǔn)