《統(tǒng)計(jì)計(jì)算》課程教學(xué)大綱

《統(tǒng)計(jì)計(jì)算》教學(xué)大綱課程名稱：統(tǒng)計(jì)計(jì)算英文名稱：StatisticalComputation課程編號(hào)：F094092641學(xué)分：2.5總學(xué)時(shí)/課內(nèi)實(shí)踐學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)/課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0+課內(nèi)上機(jī)學(xué)時(shí)16+其它實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程性質(zhì)：必修課程開課單位：數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院統(tǒng)計(jì)系基層教學(xué)組織適應(yīng)對(duì)象：應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)課程簡(jiǎn)介統(tǒng)計(jì)計(jì)算是應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)的必修課程，是數(shù)理統(tǒng)計(jì)、計(jì)算數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉學(xué)科。通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解統(tǒng)計(jì)計(jì)算的基本思想，掌握統(tǒng)計(jì)計(jì)算的基本方法，理解各種算法的統(tǒng)計(jì)原理和數(shù)值計(jì)算的步驟，掌握用統(tǒng)計(jì)方法解決具體問題的全過程。其中計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過程以R軟件編程為主。以講授法、案例教學(xué)和多媒體教學(xué)為主要教學(xué)方法，考核方式為考試。在授課過程中，通過介紹我國(guó)學(xué)者在計(jì)算方面的成就，進(jìn)行愛國(guó)主義教育；通過實(shí)際案例，培養(yǎng)學(xué)生的求真務(wù)實(shí)、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(biāo)1.思政目標(biāo)：強(qiáng)化科學(xué)倫理教育，注重科學(xué)思維方法訓(xùn)練和科學(xué)精神培養(yǎng)，提高學(xué)生分析問題和解決問題的的能力，促進(jìn)辯證唯物思想的完善。通過案例教學(xué)，激發(fā)學(xué)生愛國(guó)主義情懷和科技報(bào)國(guó)的使命擔(dān)當(dāng)。2.知識(shí)目標(biāo)：初步掌握R軟件處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)若干重要的統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法，如隨機(jī)數(shù)生成、隨機(jī)模擬積分計(jì)算、Bootstrap算法和MCMC方法等。3.能力目標(biāo)培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)并分析解決實(shí)際中的統(tǒng)計(jì)學(xué)問題的能力。靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)計(jì)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(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程的課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐情況如表1所示：表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：知識(shí)要求1.1具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，受到比較嚴(yán)格的科學(xué)思維訓(xùn)練。21.2掌握統(tǒng)計(jì)學(xué)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(diǎn)選用恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分析、推斷和預(yù)測(cè)；了解統(tǒng)計(jì)學(xué)理論與方法的發(fā)展動(dòng)態(tài)及其應(yīng)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(shè)計(jì)調(diào)查問卷和處理調(diào)查數(shù)據(jù)的基本能力。22.2具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)操作技能，熟練應(yīng)用主要的統(tǒng)計(jì)軟件、管理軟件及其他軟件編程，正確利用統(tǒng)計(jì)思想和方法分析判斷相關(guān)的計(jì)算結(jié)果。22.4具有理論聯(lián)系實(shí)際的能力和一定的創(chuàng)新能力，具備自主學(xué)習(xí)、知識(shí)更新和自我發(fā)展的能力。32.5掌握中外文資料查詢、文獻(xiàn)檢索及應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法，具有初步的科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用能力。3畢業(yè)要求3：素質(zhì)要求3.1思想道德素質(zhì)。具有良好的政治思想素質(zhì)、道德品質(zhì)、法制意識(shí)、誠(chéng)信意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神；具有良好的心理素質(zhì)和積極的人生觀。13.2知識(shí)素質(zhì)。具有扎實(shí)的統(tǒng)計(jì)專業(yè)理論功底，具備與統(tǒng)計(jì)工作密切相關(guān)的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理知識(shí)。3課程教學(xué)安排課程共有4項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容，具體安排如下。表2：課程教學(xué)安排表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容思政元素課堂教學(xué)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)小計(jì)1一維非均勻隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生科學(xué)精神培養(yǎng)4482隨機(jī)向量隨機(jī)數(shù)的抽樣法培養(yǎng)學(xué)生探索創(chuàng)新精神，激發(fā)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感。4483降低方差的統(tǒng)計(jì)方法培養(yǎng)學(xué)生探索創(chuàng)新精神，激發(fā)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感。4484重抽樣方法科學(xué)精神培養(yǎng)448合計(jì)161632教學(xué)安排1.一維非均勻隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生教學(xué)要求：了解非均勻隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法，理解并掌握常用分布的抽樣法。教學(xué)重點(diǎn)：非均勻隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法教學(xué)難點(diǎn)：常用分布的抽樣法思政元素：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求真的科學(xué)精神。教學(xué)內(nèi)容：1.1常用連續(xù)非均勻隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生1.2離散分布隨機(jī)數(shù)的抽樣法2.隨機(jī)向量隨機(jī)數(shù)的抽樣法教學(xué)要求：了解連續(xù)隨機(jī)向量、離散隨機(jī)向量隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)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(xué)重點(diǎn)：連續(xù)隨機(jī)向量隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法教學(xué)難點(diǎn)：離散隨機(jī)向量隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法思政元素：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求真的科學(xué)精神。教學(xué)內(nèi)容：2.1連續(xù)隨機(jī)向量隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法2.2離散隨機(jī)向量隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法3.降低方差的統(tǒng)計(jì)方法教學(xué)要求：理解并掌握降低方差的統(tǒng)計(jì)方法。教學(xué)重點(diǎn)：對(duì)偶變量、控制變量法、條件期望法教學(xué)難點(diǎn)：重要抽樣法、分層抽樣法思政元素：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求真的科學(xué)精神。教學(xué)內(nèi)容：3.1估計(jì)定積分的例子3.2對(duì)偶變量的應(yīng)用3.3控制變量法的應(yīng)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(xué)要求：了解重抽樣方法。教學(xué)重點(diǎn)：Bootstrap方法和Jackknife法。教學(xué)難點(diǎn)：Bootstrap方法和Jackknife法。思政元素：Bootstrap方法的基本思想。教學(xué)內(nèi)容：4.1Bootstrap估計(jì)的思想4.2基于Jackknife法的估計(jì)4.3基于Bootstrap法的置信區(qū)間估計(jì)課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求表3：課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求序號(hào)教學(xué)類型教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求1上機(jī)隨機(jī)數(shù)的生成掌握一維非均勻隨機(jī)數(shù)的生成方法。2上機(jī)隨機(jī)向量隨機(jī)數(shù)的抽樣法掌握隨機(jī)向量隨機(jī)數(shù)的抽樣法。3上機(jī)降低方差的統(tǒng)計(jì)方法掌握隨機(jī)投點(diǎn)法、平均值法、控制變量法、條件期望法等。4上機(jī)Bootstrap方法和Jackknife法理解Bootstrap方法和Jackknife法。課程考核與評(píng)價(jià)表4：成績(jī)?cè)u(píng)定方式表考核環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課堂表現(xiàn)、平時(shí)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(jì)入總成