《數(shù)理統(tǒng)計(jì)》課程教學(xué)大綱

《數(shù)理統(tǒng)計(jì)》教學(xué)大綱課程名稱：數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程編號(hào)：F094091581英文名稱：MathematicalStatistics學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí) 學(xué)分：3學(xué)分開(kāi)課學(xué)期：第4學(xué)期適用專業(yè)：數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)課程類別：理論課課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課先修課程：數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、概率論一、課程的性質(zhì)及任務(wù)《數(shù)理統(tǒng)計(jì)》課程是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解統(tǒng)計(jì)學(xué)基本思想；具備將數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本思想、理論和方法綜合應(yīng)用于不同領(lǐng)域數(shù)據(jù)分析能力；能夠應(yīng)用R軟件處理不同領(lǐng)域數(shù)據(jù)并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行合理解釋，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程和實(shí)際應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。依據(jù)河北工程大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，本課程需要培養(yǎng)學(xué)生的能力是：能夠掌握數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法基本思想和相關(guān)方法用于識(shí)別大數(shù)據(jù)工程問(wèn)題解決方案的比較與綜合（畢業(yè)要求指標(biāo)1.4）能夠運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念、原理和數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的專業(yè)知識(shí)，識(shí)別和判斷復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)（畢業(yè)要求指標(biāo)2.1）能夠?qū)Σ杉降膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和解釋，并能通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法得出有效結(jié)論（畢業(yè)要求指標(biāo)4.3）熟練掌握利用Python語(yǔ)言進(jìn)行工程數(shù)據(jù)分析（畢業(yè)要求指標(biāo)5.1）二、課程目標(biāo)與要求2.1課程目標(biāo)能夠理解數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的基本概念，理解統(tǒng)計(jì)思維的重要性。能解釋參數(shù)估計(jì)方法的基本思想，能準(zhǔn)確應(yīng)用點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)方法解決復(fù)雜工程數(shù)據(jù)問(wèn)題。能解釋假設(shè)檢驗(yàn)基本思想，區(qū)間估計(jì)和假設(shè)檢驗(yàn)的聯(lián)系，能準(zhǔn)確應(yīng)用假設(shè)檢驗(yàn)方法解決復(fù)雜工程數(shù)據(jù)問(wèn)題。

數(shù)理統(tǒng)計(jì)本科課程教學(xué)大綱PAGE14PAGE692.2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求二級(jí)指標(biāo)畢業(yè)要求123●1.4能夠?qū)?shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)知識(shí)用于大數(shù)據(jù)工程問(wèn)題解決方案的比較與綜合1.能夠掌握數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法基本思想和相關(guān)方法用于識(shí)別大數(shù)據(jù)工程問(wèn)題解決方案的比較與綜合?！?.1能夠運(yùn)用數(shù)據(jù)和自然科學(xué)的基本概念、原理和數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的專業(yè)知識(shí)，識(shí)別和判斷復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)2.能夠運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念、原理和數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的專業(yè)知識(shí)，識(shí)別和判斷復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)?！?.3能夠?qū)Σ杉降膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和解釋，并能通過(guò)信息綜合、算法設(shè)計(jì)得出有效結(jié)論3.能夠?qū)Σ杉降膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和解釋，并能通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法得出有效結(jié)論●●5.1掌握基本的大數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)環(huán)境的配置和應(yīng)用，熟練掌握軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言（如Python、Java語(yǔ)言等），并能夠運(yùn)用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行復(fù)雜程序設(shè)計(jì)4.熟練掌握利用Python語(yǔ)言進(jìn)行工程數(shù)據(jù)分析2.3課程目標(biāo)與培養(yǎng)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)矩陣序號(hào)課程目標(biāo)理論教學(xué)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課后作業(yè)1能夠理解數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的基本概念，理解統(tǒng)計(jì)思維的重要性。HL2能解釋參數(shù)估計(jì)方法的基本思想，能準(zhǔn)確應(yīng)用點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)方法解決復(fù)雜工程數(shù)據(jù)問(wèn)題。ML3能解釋假設(shè)檢驗(yàn)基本思想，區(qū)間估計(jì)和假設(shè)檢驗(yàn)的聯(lián)系，能準(zhǔn)確應(yīng)用假設(shè)檢驗(yàn)方法解決復(fù)雜工程數(shù)據(jù)問(wèn)題。ML注：H表示該能力的在此環(huán)節(jié)重點(diǎn)培養(yǎng)；M表示該能力在此環(huán)節(jié)有應(yīng)用要求；L表示該能力在此環(huán)節(jié)有所涉及。Python程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱PAGE2PAGE1022.4目標(biāo)達(dá)成度的評(píng)價(jià)課程目標(biāo)1主要通過(guò)理論教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行培養(yǎng)，在課后作業(yè)中有所涉及。主要通過(guò)課堂討論、課后作業(yè)和期末考試中概念性、原理性題目進(jìn)行考核。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)。課程目標(biāo)2主要通過(guò)理論教學(xué)環(huán)節(jié)、課后作業(yè)進(jìn)行培養(yǎng)，在課后作業(yè)中有應(yīng)用要求。主要通過(guò)課堂討論、課后作業(yè)（計(jì)算、Python程序?qū)崿F(xiàn)）和期末考試中概念性、原理性、計(jì)算題目進(jìn)行考核。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)。課程目標(biāo)3主要通過(guò)理論教學(xué)環(huán)節(jié)、課后作業(yè)進(jìn)行培養(yǎng)，在課后作業(yè)中有應(yīng)用要求。主要通過(guò)課堂討論、課后作業(yè)（計(jì)算、Python程序?qū)崿F(xiàn)）和期末考試中概念性、原理性、計(jì)算題目進(jìn)行考核。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)。三、教學(xué)方法及手段理論教學(xué)以課堂講授為主，面向基礎(chǔ)知識(shí)的準(zhǔn)確、扎實(shí)掌握，突出對(duì)統(tǒng)計(jì)方法原理的分析、對(duì)方法的總結(jié)以及理論體系的完整建立；理論教學(xué)強(qiáng)調(diào)將不同統(tǒng)計(jì)方法與不同領(lǐng)域數(shù)據(jù)相聯(lián)系，面向知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用；理論教學(xué)注重本課程與高等數(shù)學(xué)（1）-（2）、線性代數(shù)、概率論基礎(chǔ)、Python程序設(shè)計(jì)等先修課程的聯(lián)系，以不同領(lǐng)域數(shù)據(jù)分析需求作為本課程知識(shí)的應(yīng)用背景，基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)基本方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、解釋。理論教學(xué)與課下相結(jié)合，進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用與訓(xùn)練。課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)通過(guò)自學(xué)的方式消化、吸收課程的龐大知識(shí)量，并在此基礎(chǔ)上舉一反三。四、課程的基本內(nèi)容與教學(xué)要求第1章數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念[教學(xué)目的與要求]：理解總體、個(gè)體、簡(jiǎn)單隨機(jī)樣本和統(tǒng)計(jì)量的概念，掌握樣本均值、樣本方差及樣本矩的計(jì)算；了解分布、t分布和F分布的定義和性質(zhì)，了解分位數(shù)的概念并會(huì)查表計(jì)算；掌握正態(tài)總體的某些常用統(tǒng)計(jì)量的分布。[本章主要內(nèi)容]：1.1數(shù)據(jù)和變量1.2總體、樣本和統(tǒng)計(jì)量（支撐課程目標(biāo)1）1.3從總體認(rèn)識(shí)總體的圖表方法（支撐課程目標(biāo)1）1.4次序統(tǒng)計(jì)量1.5抽樣分布1.6充分統(tǒng)計(jì)量1.7常用的概率分布族[本章重點(diǎn)]：總體、樣本和統(tǒng)計(jì)量。統(tǒng)計(jì)量分布。[本章難點(diǎn)]：統(tǒng)計(jì)量分布如何求解。第2章參數(shù)估計(jì)[教學(xué)目的與要求]：理解參數(shù)估計(jì)的概念，掌握點(diǎn)估計(jì)方法中矩估計(jì)法和極大似然估計(jì)法；了解估計(jì)量的無(wú)偏性、有效性、一致性；了解估計(jì)的概念，會(huì)求單個(gè)正態(tài)總體的均值與方差的置信區(qū)間，會(huì)求兩個(gè)正態(tài)總體的均值及方差比的置信區(qū)間，通過(guò)實(shí)例分析置信區(qū)間在實(shí)際問(wèn)題中的作用。[本章主要內(nèi)容]：2.1點(diǎn)估計(jì)與無(wú)偏性（支撐課程目標(biāo)1、2）2.2矩估計(jì)與相合性（支撐課程目標(biāo)1、2）2.3最大似然估計(jì)與漸近正態(tài)性（支撐課程目標(biāo)1、2）2.4最小方差無(wú)偏估計(jì)（支撐課程目標(biāo)1、2）2.5C-R不等式2.6置信區(qū)間（支撐課程目標(biāo)1、2）2.7正態(tài)總體參數(shù)的置信區(qū)間[本章重點(diǎn)]：不同點(diǎn)估計(jì)方法基本思想。不同點(diǎn)估計(jì)方法在實(shí)際應(yīng)用中的作用。不同點(diǎn)估計(jì)方法的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。區(qū)間估計(jì)與點(diǎn)估計(jì)方法的區(qū)別。區(qū)間估計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中作用。[本章難點(diǎn)]：各種不同估計(jì)方法的基本思想。實(shí)際應(yīng)用中的作用。第3章假設(shè)檢驗(yàn)[教學(xué)目的與要求]：理解假設(shè)檢驗(yàn)的基本思想，掌握假設(shè)檢驗(yàn)的推理方法和五個(gè)基本步驟；掌握小概率事件原理，理解接受域、拒絕域和假設(shè)檢驗(yàn)中可能產(chǎn)生的兩類錯(cuò)誤；掌握單個(gè)正態(tài)總體均值與方差的假設(shè)檢驗(yàn)（Z檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)、檢驗(yàn)）以及兩個(gè)正態(tài)總體的均值與方差比的假設(shè)檢驗(yàn)（Z檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)、檢驗(yàn)）；掌握P-值檢驗(yàn)的思想和方法。[本章主要內(nèi)容]：3.1假設(shè)檢驗(yàn)的概念與步驟（支撐課程目標(biāo)1、3）3.2正態(tài)總體參數(shù)和比率的檢驗(yàn)（支撐課程目標(biāo)1、3）3.3分布的檢驗(yàn)（支撐課程目標(biāo)1、3）[本章重點(diǎn)]：建設(shè)檢驗(yàn)的基本思想。假設(shè)檢驗(yàn)在實(shí)例中的應(yīng)用。[本章難點(diǎn)]：假設(shè)檢驗(yàn)的基本思想。假設(shè)檢驗(yàn)在實(shí)例中的應(yīng)用以及分析。五、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)無(wú)課程學(xué)時(shí)分配教學(xué)課次教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)與計(jì)劃時(shí)數(shù)教學(xué)環(huán)節(jié)計(jì)劃時(shí)數(shù)1數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念理論課122參數(shù)估計(jì)理論課183假設(shè)檢驗(yàn)理論課18七、課程考核與成績(jī)?cè)u(píng)定7.1考核方式考核環(huán)節(jié)包括課程學(xué)習(xí)過(guò)程考核和期末考試，其中課程過(guò)程考核占總成績(jī)的50%，分別由課堂表現(xiàn)、階段測(cè)試、考勤和作業(yè)進(jìn)行評(píng)定；期末考試成績(jī)占總成績(jī)的50%。各環(huán)節(jié)的比重如下?？己谁h(huán)節(jié)比重合計(jì)過(guò)程考核（平時(shí)成績(jī)）主題分享、課堂討論20%50%階段測(cè)試10%考勤和作業(yè)20%期末成績(jī)期末測(cè)試50%50%總計(jì)100%100%7.2考核內(nèi)容及要求本課程為考試課。考核內(nèi)容及分值分配如下。考核方式考核內(nèi)容分值課程目標(biāo)總分值期末考試50%數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的基本思想20～25目標(biāo)1100分統(tǒng)計(jì)量的分布10～20目標(biāo)1點(diǎn)估計(jì)方法的計(jì)算10～30目標(biāo)1、2假設(shè)檢驗(yàn)的計(jì)算10～30目標(biāo)1、3過(guò)程考核50%主題分享、課堂討論根據(jù)每次討論和分享的參與度計(jì)算成績(jī)20目標(biāo)1、2、320分階段測(cè)試根據(jù)階段測(cè)試的成績(jī)計(jì)算成績(jī)10目標(biāo)1、2、310分考勤和作業(yè)根據(jù)考勤和作業(yè)（上機(jī)操作、思維導(dǎo)圖等）得分綜合計(jì)算成績(jī)20目標(biāo)2、320分7.3成績(jī)?cè)u(píng)定1.主題分享、課堂討論主題分享、課堂討論總分20分，根據(jù)每次討論和分享的參與度計(jì)算成績(jī)。課堂測(cè)試與課堂出勤情況評(píng)定。其中，課堂測(cè)試滿分10分，以客觀題（填空、選擇、判斷）為主，每學(xué)期隨堂測(cè)試15~20次，每次測(cè)試1~2道題目，每答錯(cuò)一道題目扣0.5分（直到扣滿10分為止）；課堂出勤滿分5分，缺勤一次扣1分，遲到或請(qǐng)假扣0.5分。2.階段測(cè)試階段測(cè)試總分10分，由階段測(cè)試的成績(jī)進(jìn)行評(píng)定，每學(xué)期測(cè)試3次。3.考勤和作業(yè)考勤和作業(yè)（上機(jī)操作、思維導(dǎo)圖等）總分20分，課堂出勤滿分5分，缺勤一次扣1分，遲到或請(qǐng)假扣0.5分。根據(jù)實(shí)例操作以及數(shù)據(jù)結(jié)果分析、思維導(dǎo)圖質(zhì)量評(píng)定成績(jī)。4.期末考試采用閉卷考試形式進(jìn)行，期末成績(jī)?yōu)榘俜种疲?jì)入總成績(jī)時(shí)乘以50%，由教務(wù)處安排考試流程，考試內(nèi)容須覆蓋支撐全部畢業(yè)要求指標(biāo)的授課內(nèi)容，考試完成后在綜合教務(wù)系統(tǒng)中按照設(shè)定的占比系數(shù)錄入成績(jī)。八、課程評(píng)價(jià)與持續(xù)改進(jìn)8.1課程評(píng)價(jià)課程評(píng)價(jià)周期定為每1年評(píng)價(jià)一次。設(shè)置達(dá)成情況目標(biāo)值，采用成績(jī)分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)。課程達(dá)成評(píng)價(jià)根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)專業(yè)課程達(dá)成評(píng)價(jià)方法進(jìn)行計(jì)算，評(píng)價(jià)結(jié)果用于持續(xù)改進(jìn)。統(tǒng)計(jì)系負(fù)責(zé)人組織教師實(shí)施課程評(píng)價(jià)，制定持續(xù)改進(jìn)措施，監(jiān)督持續(xù)改進(jìn)過(guò)程。課程負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)撰寫(xiě)課程考核總結(jié)報(bào)告，實(shí)施課程評(píng)價(jià)持續(xù)改進(jìn)。8.2持續(xù)改進(jìn)1）日常教學(xué)：根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，教師采取座談會(huì)、與學(xué)生單獨(dú)交流，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法、進(jìn)度，做出教學(xué)改進(jìn)。2）課堂質(zhì)疑或短時(shí)間交流討論：對(duì)課堂質(zhì)疑或討論的效果進(jìn)行分析，提出課程持續(xù)改進(jìn)意見(jiàn)，用于本課持續(xù)改進(jìn)。3）期末試卷分析總結(jié)：根據(jù)課程目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)課程達(dá)成評(píng)價(jià)，撰寫(xiě)課程總結(jié)報(bào)告，提出課程持續(xù)改進(jìn)意見(jiàn)，用于本課程持續(xù)改進(jìn)。九、課程教材及