《Python大數(shù)據(jù)分析與挖掘案例實(shí)戰(zhàn)》教學(xué)大綱

《python大數(shù)據(jù)分析與挖掘案例實(shí)戰(zhàn)》課程教學(xué)大綱課程代碼：學(xué)分：6學(xué)時(shí)：96（其中：講課學(xué)時(shí)：71實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)學(xué)時(shí)：25）先修課程：數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)、金融基礎(chǔ)知識(shí)、Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、Python大數(shù)據(jù)分析與挖掘基礎(chǔ)適用專(zhuān)業(yè)：信息與計(jì)算科學(xué)建議教材：黃恒秋主編.Python大數(shù)據(jù)分析與挖掘?qū)崙?zhàn)(微課版)[M].北京：人民郵電出版社.2019.開(kāi)課系部：數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院一、課程的性質(zhì)與任務(wù)課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)方向選修課。課程任務(wù)：大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)成為決策最為重要的參考之一，數(shù)據(jù)分析行業(yè)邁入了一個(gè)全新的階段。通過(guò)學(xué)習(xí)本課程，使得學(xué)生在掌握Python科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)可視化、挖掘建模、機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)等基本技能基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地?cái)U(kuò)展應(yīng)用到金融、地理信息、交通、文本、圖像、GUI應(yīng)用開(kāi)發(fā)等實(shí)際問(wèn)題或具體領(lǐng)域。本課程為Python在大數(shù)據(jù)常見(jiàn)領(lǐng)域的具體應(yīng)用，也是Python在職業(yè)技能的重要組成部分，從而使得學(xué)生具備一定的行業(yè)應(yīng)用背景及就業(yè)技能。二、課程的基本內(nèi)容及要求本課程教學(xué)時(shí)數(shù)為96學(xué)時(shí)，6學(xué)分；實(shí)驗(yàn)25學(xué)時(shí),1.56學(xué)分。第7章基于財(cái)務(wù)與交易數(shù)據(jù)的量化投資分析1.課程教學(xué)內(nèi)容：（1）上市公司綜合評(píng)價(jià)、優(yōu)質(zhì)股票選擇、量化投資等基本概念；（2）基于總體規(guī)模與效率指標(biāo)的主成分分析綜合評(píng)價(jià)方法；（3）股票技術(shù)指標(biāo)分析及程序計(jì)算（4）數(shù)據(jù)預(yù)處理及訓(xùn)練、測(cè)試樣本劃分、邏輯回歸模型應(yīng)用（5）量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及結(jié)果分析。2.課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：（1）重點(diǎn)：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)理解、指標(biāo)數(shù)據(jù)的選擇、預(yù)處理、程序?qū)崿F(xiàn)；（2）難點(diǎn)：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)理解、模型的理解、場(chǎng)景應(yīng)用。3.課程教學(xué)要求：（1）了解上市公司綜合評(píng)價(jià)的基本概念及模型、股票技術(shù)分析指標(biāo)概念及計(jì)算方法；（2）理解業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、指標(biāo)數(shù)據(jù)選取、預(yù)處理、量化投資設(shè)計(jì)的基本原理、原則及流程；

（3）掌握指標(biāo)數(shù)據(jù)選取、預(yù)處理、程序?qū)崿F(xiàn)、量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的全部流程。第8章眾包任務(wù)定價(jià)優(yōu)化方案1.課程教學(xué)內(nèi)容：（1）經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)可視化等基本概念及計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法；（2）指標(biāo)的設(shè)計(jì)原理和計(jì)算公式；（3）數(shù)據(jù)獲取及指標(biāo)計(jì)算；（4）主成分分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)模型的具體應(yīng)用場(chǎng)景及程序?qū)崿F(xiàn)；（5）方案評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。2.課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：（1）重點(diǎn)：地理信息數(shù)據(jù)可視化，指標(biāo)設(shè)計(jì)原理、公式和程序?qū)崿F(xiàn)，主成分分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)模型的具體應(yīng)用場(chǎng)景；（2）難點(diǎn)：指標(biāo)設(shè)計(jì)原理、公式和程序?qū)崿F(xiàn)。3.課程教學(xué)要求：（1）了解地理信息數(shù)據(jù)處理的基本概念、方法和可視化；（2）根據(jù)具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景，設(shè)計(jì)指標(biāo)及程序?qū)崿F(xiàn)；

（3）掌握眾包任務(wù)定價(jià)特征指標(biāo)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、程序?qū)崿F(xiàn)及模型應(yīng)用。第9章地鐵站點(diǎn)日客流量預(yù)測(cè)1.課程教學(xué)內(nèi)容：（1）地鐵刷卡數(shù)據(jù)的理解；（2）刷卡數(shù)據(jù)日期排序及二分法數(shù)據(jù)處理思想；（3）基于二分法思想快速查找出每日的刷卡數(shù)據(jù)，并匯總統(tǒng)計(jì)進(jìn)站和出站客流。（4）設(shè)計(jì)影響地鐵客流量的天氣、星期、節(jié)假日等因素指標(biāo)，并進(jìn)行計(jì)算及特征分析；（5）構(gòu)建基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地鐵日客流量預(yù)測(cè)模型。2.課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：（1）重點(diǎn)：二分法思想及數(shù)據(jù)快速查找，日進(jìn)站和出站客流統(tǒng)計(jì)，天氣、星期、節(jié)假日影響因素指標(biāo)設(shè)計(jì)和計(jì)算，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建及程序?qū)崿F(xiàn)。（2）難點(diǎn)：二分法思想及數(shù)據(jù)快速查找程序代碼，日進(jìn)、出站客流計(jì)算。3.課程教學(xué)要求：（1）了解地鐵刷卡數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理、二分法快速查找數(shù)據(jù)的方法；（2）理解二分法快速查找數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的程序?qū)崿F(xiàn)思路；

（3）掌握基于二分法思想的數(shù)據(jù)處理方法、程序?qū)崿F(xiàn)及匯總統(tǒng)計(jì)進(jìn)站和出站客流，天氣、星期、節(jié)假日影響因素指標(biāo)設(shè)計(jì)和程序計(jì)算方法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建及程序?qū)崿F(xiàn)。第10章微博文本情感分析1.課程教學(xué)內(nèi)容：（1）文本數(shù)據(jù)的預(yù)處理，包括分詞、去掉停用詞、特征詞向量化、訓(xùn)練和測(cè)試集劃分；（2）支持向量機(jī)分類(lèi)模型及實(shí)現(xiàn)；（3）LSTM深度學(xué)習(xí)模型及實(shí)現(xiàn)；2.課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：（1）重點(diǎn)：數(shù)據(jù)預(yù)處理、LSTM深度實(shí)習(xí)模型及程序?qū)崿F(xiàn)；（2）難點(diǎn)：LSTM深度學(xué)習(xí)模型原理及程序?qū)崿F(xiàn)。3.課程教學(xué)要求：（1）了解文本數(shù)據(jù)預(yù)處理的基本技能，包括分詞、去停用詞、特征詞向量化；（2）理解文本數(shù)據(jù)預(yù)處理的程序?qū)崿F(xiàn)思路和訓(xùn)練、測(cè)試集劃分；

（3）掌握文本數(shù)據(jù)預(yù)處理基本技能及支持向量機(jī)、LSTM深度學(xué)習(xí)模型程序?qū)崿F(xiàn)。第11章基于水色圖像的水質(zhì)評(píng)價(jià)1.課程教學(xué)內(nèi)容：（1）圖像的讀取、圖像數(shù)據(jù)處理，圖像顏色特征提取與計(jì)算方法；（2）基于支持向量機(jī)的圖像識(shí)別方法及程序?qū)崿F(xiàn)；（3）基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像識(shí)別方法和程序?qū)崿F(xiàn)；2.課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：（1）重點(diǎn)：圖像數(shù)據(jù)處理和顏色特征提取、計(jì)算和程序?qū)崿F(xiàn)，針對(duì)灰圖和彩圖的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像識(shí)別模型與程序?qū)崿F(xiàn)；（2）難點(diǎn)：卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型原理及程序?qū)崿F(xiàn)。3.課程教學(xué)要求：（1）了解圖像讀取、數(shù)據(jù)處理、顏色特征提取與計(jì)算的基本方法；（2）理解利用支持向量機(jī)模型與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行圖像識(shí)別的基本思路、流程和方法；

（3）掌握?qǐng)D像讀取、數(shù)據(jù)處理和顏色特征提取、支持向量機(jī)模型和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的程序?qū)崿F(xiàn)方法。第12章GUI可視化應(yīng)用開(kāi)發(fā)1.課程教學(xué)內(nèi)容：（1）pycharm安裝及在pycharm中部署anaconda下的界面設(shè)計(jì)師（Designer）工具；（2）PyQt5基本使用方法及UI界面和PyQt5程序的轉(zhuǎn)換；（3）掌握界面設(shè)計(jì)師（Designer）工具的基本使用方法（4）水色圖像水質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及程序?qū)崿F(xiàn)（5）上市公司綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及程序?qū)崿F(xiàn)2.課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：（1）重點(diǎn)：GUI開(kāi)發(fā)環(huán)境部署、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與程序交互的思想、界面設(shè)計(jì)及程序開(kāi)發(fā)；（2）難點(diǎn)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)與程序交互思想的理解、界面設(shè)計(jì)及程序開(kāi)發(fā)具體實(shí)現(xiàn)。3.課程教學(xué)要求：（1）了解界面設(shè)計(jì)師工具的基本使用方法；（2）理解系統(tǒng)設(shè)計(jì)與程序交互實(shí)現(xiàn)思想，界面設(shè)計(jì)與程序開(kāi)發(fā)的基本流程和方法。（3）掌握GUI開(kāi)發(fā)環(huán)境部署，界面設(shè)計(jì)及程序開(kāi)發(fā)具體實(shí)現(xiàn)方法，水色圖像水質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)和上市公司綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。三、實(shí)踐教學(xué)要求Python大數(shù)據(jù)分析與挖掘案例實(shí)戰(zhàn)是一門(mén)交叉復(fù)合型課程，涉及金融、地理信息、交通、圖像、文本、GUI可視化應(yīng)用開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)挖掘模型與算法、計(jì)算機(jī)編程技能等，同時(shí)也是一門(mén)實(shí)踐性極強(qiáng)的課程。本課程要求學(xué)生掌握基本數(shù)據(jù)分析技能基礎(chǔ)上，拓展應(yīng)用到主流行業(yè)領(lǐng)域中。本課程要求使用Python作為編程工具，建議使用Python的集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行程序編寫(xiě)及教學(xué)，比如Anaconda、pycharm等。四、課程學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容理論教學(xué)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）內(nèi)容課外實(shí)驗(yàn)1第7章基于財(cái)務(wù)與交易數(shù)據(jù)的量化投資分析155本章練習(xí)2第8章眾包任務(wù)定價(jià)優(yōu)化方案115本章練習(xí)3第9章地鐵站點(diǎn)日客流量預(yù)測(cè)155本章練習(xí)4第10章微博文本情感分析95本章練習(xí)5第11章基于水色圖像的水質(zhì)評(píng)價(jià)95本章練習(xí)6第12章GUI可視化應(yīng)用開(kāi)發(fā)125本章練習(xí)合計(jì)7125五、大綱說(shuō)明1.教學(xué)手段：（1）理論與實(shí)踐相結(jié)合，多媒體機(jī)房上課，帶黑板（方便板書(shū)及推導(dǎo)）；（2）講授課程結(jié)束后即開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，在機(jī)房進(jìn)行。2.考核方式建議：（1）課程論文或者課程設(shè)計(jì)作品或者參加學(xué)科競(jìng)賽作品（70%）（2）實(shí)驗(yàn)報(bào)告（15%）和實(shí)驗(yàn)結(jié)果（15%）進(jìn)行評(píng)分3.教材：黃恒秋主編.Python大數(shù)據(jù)分析與挖掘?qū)崙?zhàn)(微課版)[M].北京：人民郵電出版社.2020.；六、參考書(shū)目[1]張良均.Python數(shù)據(jù)分析與挖掘?qū)崙?zhàn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2