《統(tǒng)計計算》課程教學大綱

《統(tǒng)計計算》教學大綱課程名稱：統(tǒng)計計算英文名稱：StatisticalComputation課程編號：F094092641學分：2.5總學時/課內實踐學時：32學時/課內實驗學時0+課內上機學時16+其它實踐學時0課程性質：必修課程開課單位：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)課程簡介統(tǒng)計計算是應用統(tǒng)計學專業(yè)的必修課程，是數(shù)理統(tǒng)計、計算數(shù)學和計算機科學的交叉學科。通過對本課程的學習，使學生了解統(tǒng)計計算的基本思想，掌握統(tǒng)計計算的基本方法，理解各種算法的統(tǒng)計原理和數(shù)值計算的步驟，掌握用統(tǒng)計方法解決具體問題的全過程。其中計算機實現(xiàn)過程以R軟件編程為主。以講授法、案例教學和多媒體教學為主要教學方法，考核方式為考試。在授課過程中，通過介紹我國學者在計算方面的成就，進行愛國主義教育；通過實際案例，培養(yǎng)學生的求真務實、探索創(chuàng)新精神。Statisticalcalculationisarequiredcourseforthemajorofappliedstatisticsandaninterdisciplinarysubjectofmathematicalstatistics,computationalmathematicsandcomputerscience.Throughthestudyofthiscourse,studentscanunderstandthebasicideasofstatisticalcalculation,masterthebasicmethodsofstatisticalcalculation,understandthestatisticalprinciplesofvariousalgorithmsandthestepsofnumericalcalculation,andmasterthewholeprocessofsolvingspecificproblemswithstatisticalmethods.ThecomputerrealizationprocessismainlybasedonRsoftwareprogramming.Themainteachingmethodsareteachingmethod,caseteachingandmultimediateaching,andtheassessmentmethodisexamination.Inthecourseofteaching,patrioticeducationwascarriedoutbyintroducingtheachievementsofChinesescholarsincalculation;Throughpracticalcases,cultivatestudents'pragmaticandinnovativespirit.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：初步掌握R軟件處理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)若干重要的統(tǒng)計計算方法，如隨機數(shù)生成、隨機模擬積分計算、Bootstrap算法和MCMC方法等。3.能力目標培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)并分析解決實際中的統(tǒng)計學問題的能力。靈活應用所學知識對實際數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的統(tǒng)計計算問題提出自己的看法和見解。Ideologicalandpoliticalgoals1:Strengthentheeducationofscientificethics,payattentiontothetrainingofscientificthinkingmethodsandscientificspirit,andimprovestudents'analysis.Problemsandtheabilitytosolvethempromotetheperfectionofdialecticalmaterialism.Throughcaseteaching,wecaninspirestudents'patriotismandthemissionofservingthecountrythroughscienceandtechnology.Knowlegegolas2:HaveapreliminarygraspofRsoftwaretoprocessdataandrealizeseveralimportantstatisticalcalculationmethods,suchasrandomnumbergenerationandrandomsimulationproduct.Itincludescalculation,BootstrapalgorithmandMCMCmethod.Abilitygoals3:Cultivatetheabilitytofindandanalyzeandsolvepracticalstatisticalproblems.Flexiblyapplytheknowledgelearnedtoputforwardtheirownviewsandopinionsonthenewstatisticalproblemsintheactualdata.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1.1具有扎實的數(shù)學基礎，受到比較嚴格的科學思維訓練。21.2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2.1具有采集數(shù)據(jù)、設計調查問卷和處理調查數(shù)據(jù)的基本能力。22.2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。22.4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。32.5掌握中外文資料查詢、文獻檢索及應用現(xiàn)代信息技術獲取相關信息的基本方法，具有初步的科學研究和實際應用能力。3畢業(yè)要求3：素質要求3.1思想道德素質。具有良好的政治思想素質、道德品質、法制意識、誠信意識和團隊合作精神；具有良好的心理素質和積極的人生觀。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。3課程教學安排課程共有4項教學內容，具體安排如下。表2：課程教學安排表序號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1一維非均勻隨機數(shù)的產生科學精神培養(yǎng)4482隨機向量隨機數(shù)的抽樣法培養(yǎng)學生探索創(chuàng)新精神，激發(fā)學生社會責任感。4483降低方差的統(tǒng)計方法培養(yǎng)學生探索創(chuàng)新精神，激發(fā)學生社會責任感。4484重抽樣方法科學精神培養(yǎng)448合計161632教學安排1.一維非均勻隨機數(shù)的產生教學要求：了解非均勻隨機數(shù)的產生方法，理解并掌握常用分布的抽樣法。教學重點：非均勻隨機數(shù)的產生方法教學難點：常用分布的抽樣法思政元素：培養(yǎng)學生嚴謹求真的科學精神。教學內容：1.1常用連續(xù)非均勻隨機數(shù)的產生1.2離散分布隨機數(shù)的抽樣法2.隨機向量隨機數(shù)的抽樣法教學要求：了解連續(xù)隨機向量、離散隨機向量隨機數(shù)的產生方法，理解并掌握變換抽樣法、條件分布法、舍選抽樣法。教學重點：連續(xù)隨機向量隨機數(shù)的產生方法教學難點：離散隨機向量隨機數(shù)的產生方法思政元素：培養(yǎng)學生嚴謹求真的科學精神。教學內容：2.1連續(xù)隨機向量隨機數(shù)的產生方法2.2離散隨機向量隨機數(shù)的產生方法3.降低方差的統(tǒng)計方法教學要求：理解并掌握降低方差的統(tǒng)計方法。教學重點：對偶變量、控制變量法、條件期望法教學難點：重要抽樣法、分層抽樣法思政元素：培養(yǎng)學生嚴謹求真的科學精神。教學內容：3.1估計定積分的例子3.2對偶變量的應用3.3控制變量法的應用3.4條件期望法3.5重要抽樣法3.6分層抽樣法4.重抽樣方法教學要求：了解重抽樣方法。教學重點：Bootstrap方法和Jackknife法。教學難點：Bootstrap方法和Jackknife法。思政元素：Bootstrap方法的基本思想。教學內容：4.1Bootstrap估計的思想4.2基于Jackknife法的估計4.3基于Bootstrap法的置信區(qū)間估計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上機隨機數(shù)的生成掌握一維非均勻隨機數(shù)的生成方法。2上機隨機向量隨機數(shù)的抽樣法掌握隨機向量隨機數(shù)的抽樣法。3上機降低方差的統(tǒng)計方法掌握隨機投點法、平均值法、控制變量法、條件期望法等。4上機Bootstrap方法和Jackknife法理解Bootstrap方法和Jackknife法。課程考核與評價表4：成績評定方式表考核環(huán)節(jié)分值考核/評價細則課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)和考勤20綜合課堂表現(xiàn)、作業(yè)的得分、考勤情況，按20%計入總成