《應(yīng)用多元統(tǒng)計分析》課程教學(xué)大綱

《應(yīng)用多元統(tǒng)計分析》教學(xué)大綱課程名稱：應(yīng)用多元統(tǒng)計分析課程編號：F094092621英文名稱：Appliedmultivariatestatisticalanalysis學(xué)時：48學(xué)時 學(xué)分：3學(xué)分開課學(xué)期：第5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)核心課先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)導(dǎo)論、數(shù)據(jù)采集與清洗、Python程序設(shè)計、概率論基礎(chǔ)、數(shù)理統(tǒng)計一、課程的性質(zhì)及任務(wù)《應(yīng)用多元統(tǒng)計分析》課程是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)核心課，是培養(yǎng)大數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)人才整體知識結(jié)構(gòu)的重要組成部分。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠了解多元統(tǒng)計分析在數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)中的地位與作用；了解常見的數(shù)據(jù)類型；了解常見的數(shù)據(jù)分布與統(tǒng)計檢驗方法；能夠理解多元正態(tài)分布中均值向量、協(xié)方差矩陣的意義，并掌握參數(shù)估計的計算方法；能夠理解有監(jiān)督學(xué)習(xí)與無監(jiān)督學(xué)習(xí)的區(qū)別；能夠應(yīng)用線性降維方法對多指標數(shù)據(jù)進行降維，并進行后續(xù)的分類、評價等分析；能夠應(yīng)用對應(yīng)分析方法對調(diào)查數(shù)據(jù)中的產(chǎn)品作定位分析、客戶畫像分析等；能夠應(yīng)用回歸分析對影響因素重要性作分析，對研究問題的未來趨勢作預(yù)測并為決策提供理論依據(jù)；具備綜合應(yīng)用多元統(tǒng)計分析中的分類方法、降維方法、相關(guān)方法等分析、解決各種多指標數(shù)據(jù)問題的能力。依據(jù)河北工程大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計劃，本課程需要培養(yǎng)學(xué)生的能力是：能夠基于數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)原理，通過文獻研究或相關(guān)方法，調(diào)研和分析大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案（畢業(yè)要求指標4-1）能夠主動與其他學(xué)科背景的成員合作開展工作（畢業(yè)要求指標9-2）能及時跟蹤大數(shù)據(jù)及相關(guān)行業(yè)發(fā)展狀況，并就當前的熱點問題發(fā)表自己的見解（畢業(yè)要求指標10-1）具有良好的表達能力和專業(yè)的描述方式，能夠與業(yè)界同行及社會公眾進行準確、高效的溝通和交流（畢業(yè)要求指標10-2）能夠在大數(shù)據(jù)工程實踐和研究活動中根據(jù)需要撰寫工作報告、設(shè)計文檔，以及口頭匯報、演講、談判等（畢業(yè)要求指標10-4）二、課程目標與要求2.1課程目標培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、價值觀，厚置學(xué)生愛國情懷。能理解數(shù)據(jù)類型，理解數(shù)據(jù)分布形態(tài)。能理解多元正態(tài)分布中總體參數(shù)的定義、幾何意義、計算方法。能理解統(tǒng)計檢驗的思想，掌握統(tǒng)計檢驗的方法。掌握常用的多元統(tǒng)計分析方法的基本理論和實現(xiàn)方法，能夠利用所學(xué)的統(tǒng)計分析方法分析實際經(jīng)濟社會、工程管理等領(lǐng)域案例，為其就業(yè)與繼續(xù)深造打下必要而有用的基礎(chǔ)。突出專業(yè)能力培養(yǎng)要求，使學(xué)生熟練掌握多元統(tǒng)計分析的常用方法，使學(xué)生具備一定的分析數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)和分析寫作能力，為今后從事數(shù)據(jù)分析相關(guān)的工作打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。提升學(xué)生的數(shù)據(jù)分析的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、科學(xué)創(chuàng)新、團結(jié)協(xié)作及吃苦耐勞的精神，奠定學(xué)生從事統(tǒng)計相關(guān)專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。提升學(xué)生實際動手能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題，算法設(shè)計，科學(xué)創(chuàng)新精神，適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代和數(shù)字經(jīng)濟時代對人才的需求。

應(yīng)用多元統(tǒng)計分析課程教學(xué)大綱PAGE16PAGE1942.2課程目標與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系課程目標畢業(yè)要求二級指標畢業(yè)要求12345678●●●●4-2能夠針對智能信息系統(tǒng)設(shè)計、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用等大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題設(shè)計實驗方案、構(gòu)建實驗系統(tǒng)和測試平臺、獲得實驗結(jié)果4.工程技術(shù)研究能力：能夠基于數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)原理并采用科學(xué)方法對大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。●●9-2能夠主動與其他學(xué)科背景的成員合作開展工作9.個人和團隊：具有健康的體魄和良好的綜合素質(zhì)，能夠正確理解多學(xué)科背景下團隊中個體、團隊成員以及負責(zé)人的角色，并承擔(dān)其責(zé)任與義務(wù)●10-1能及時跟蹤大數(shù)據(jù)及相關(guān)行業(yè)發(fā)展狀況，并就當前的熱點問題發(fā)表自己的見解10.溝通與交流：具有溝通的能力、方法和技巧，能夠就大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告及設(shè)計文稿，清晰表達和答辯；并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流?！瘛瘛?0-2具有良好的表達能力和專業(yè)的描述方式，能夠與業(yè)界同行及社會公眾進行準確、高效的溝通和交流●10-4能夠在大數(shù)據(jù)工程實踐和研究活動中根據(jù)需要撰寫工作報告、設(shè)計文檔，以及口頭匯報、演講、談判等2.3課程目標與培養(yǎng)環(huán)節(jié)對應(yīng)矩陣序號課程目標理論教學(xué)課內(nèi)實驗課后作業(yè)1培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、價值觀，厚置學(xué)生愛國情懷。H2能理解數(shù)據(jù)類型，理解數(shù)據(jù)分布形態(tài)。HL3能理解多元正態(tài)分布中總體參數(shù)的定義、幾何意義、計算方法。HL4能理解統(tǒng)計檢驗的思想，掌握統(tǒng)計檢驗的方法。HL5掌握常用的多元統(tǒng)計分析方法的基本理論和實現(xiàn)方法，能夠利用所學(xué)的統(tǒng)計分析方法分析實際經(jīng)濟社會、工程管理等領(lǐng)域案例，為其就業(yè)與繼續(xù)深造打下必要而有用的基礎(chǔ)。HML6突出專業(yè)能力培養(yǎng)要求，使學(xué)生熟練掌握多元統(tǒng)計分析的常用方法，使學(xué)生具備一定的分析數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)和分析寫作能力，為今后從事數(shù)據(jù)分析相關(guān)的工作打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。HMM7提升學(xué)生的數(shù)據(jù)分析科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、科學(xué)創(chuàng)新、團結(jié)協(xié)作及吃苦耐勞的精神，奠定學(xué)生從事統(tǒng)計相關(guān)專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。HMM8提升學(xué)生實際動手能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題，算法設(shè)計，科學(xué)創(chuàng)新精神，適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代和數(shù)字經(jīng)濟時代對人才的需求。HHL注：H表示該能力的在此環(huán)節(jié)重點培養(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。分布式存儲與計算課程教學(xué)大綱PAGE2PAGE2072.4目標達成度的評價課程目標1主要通過教師的言傳身教，在學(xué)生日常行為中有所涉及。主要通過課堂討論、課后交流、實驗報告的進行考核。目標達成綜合以上內(nèi)容進行評價。課程目標2、3、4、5主要通過理論教學(xué)環(huán)節(jié)進行培養(yǎng)，在課后作業(yè)中有所涉及。主要通過課堂測試、課后作業(yè)和期末考試中概念性、原理性題目進行考核。目標達成綜合以上內(nèi)容進行評價。課程目標6主要通過理論教學(xué)環(huán)節(jié)、課后作業(yè)進行培養(yǎng)，在課后作業(yè)和課內(nèi)實驗中有應(yīng)用要求。主要通過課堂測試，課后作業(yè)和期末考試中對多元數(shù)據(jù)分析原理、思想、數(shù)學(xué)模型、算法設(shè)計等進行考核，在實驗中體現(xiàn)為能根據(jù)實驗?zāi)康膶嶒灁?shù)據(jù)進行綜合分析。目標達成綜合以上內(nèi)容進行評價。課程目標7主要通過理論教學(xué)環(huán)節(jié)進行培養(yǎng)，在課后作業(yè)和課內(nèi)實驗中有應(yīng)用要求。主要通過課堂測試、課后作業(yè)中參數(shù)計算、性質(zhì)分析等題目進行考核，在實驗報告中體現(xiàn)為能給出符合要求的數(shù)值化結(jié)果、圖形化表示等。目標達成綜合以上內(nèi)容進行評價。課程目標8主要通過課內(nèi)實驗培養(yǎng)，在課后作業(yè)中有所涉及。在課后作業(yè)中體現(xiàn)為能夠按照要求完成算法設(shè)計；在實驗報告中要對實驗過程進行描述、對實驗數(shù)據(jù)的處理與解釋、對實驗結(jié)果的評價結(jié)論。目標達成綜合以上內(nèi)容進行評價。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)知識的準確、扎實掌握，突出對原理的分析、對方法的總結(jié)以及理論體系的完整建立；理論教學(xué)強調(diào)將各種數(shù)據(jù)分析方法與工程管理中的實際情況緊密聯(lián)系，面向知識的實際應(yīng)用；理論教學(xué)注重本課程與線性代數(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)導(dǎo)論、數(shù)據(jù)采集與清洗、Python程序設(shè)計、概率論基礎(chǔ)、數(shù)理統(tǒng)計等先修課程的聯(lián)系，以工程管理中的數(shù)據(jù)問題作為本課程知識的應(yīng)用背景，結(jié)合多元數(shù)據(jù)分析原理的相關(guān)理論解釋本課程的有關(guān)概念和原理，基于數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)知識掌握多元數(shù)據(jù)分析、算法設(shè)計與實驗設(shè)計。理論教學(xué)與課內(nèi)練習(xí)相結(jié)合，進行多元數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用與訓(xùn)練。課程強調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，強調(diào)通過自學(xué)的方式消化、吸收課程的龐大知識量，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章緒論[教學(xué)目的與要求]：了解多元統(tǒng)計學(xué)的發(fā)展過程和現(xiàn)狀，了解多元統(tǒng)計分析的學(xué)習(xí)內(nèi)容及應(yīng)用背景，掌握常見的數(shù)據(jù)類型及其分類依據(jù)，掌握常見的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法，掌握矩陣特征值、特征向量的計算方法及其幾何意義。[本章主要內(nèi)容]：1.1多元統(tǒng)計學(xué)（支撐課程目標1）1.2數(shù)據(jù)預(yù)處理（支撐課程目標2）1.3矩陣譜理論（支撐課程目標1）[本章重點]：數(shù)據(jù)類型及分類依據(jù)。數(shù)據(jù)預(yù)處理方法。矩陣特征值、特征向量。[本章難點]：數(shù)據(jù)類型的分類及轉(zhuǎn)化。第2章多元正態(tài)分布[教學(xué)目的與要求]：了解數(shù)據(jù)分布類型及其意義，掌握多元正態(tài)分布的概念、參數(shù)性質(zhì)、參數(shù)幾何意義、參數(shù)的估計方法。[本章主要內(nèi)容]：2.1正態(tài)分布（支撐課程目標3）2.2總體參數(shù)性質(zhì)（支撐課程目標3）2.3參數(shù)估計（支撐課程目標3）[本章重點]：多指標問題、統(tǒng)計向量。多元數(shù)據(jù)分布類型。多元正態(tài)分布定義。均值向量、協(xié)方差、協(xié)方差矩陣、相關(guān)系數(shù)。獨立性與相關(guān)性?？傮w均值、總體方差、相關(guān)矩陣的性質(zhì)及計算?？傮w參數(shù)估計。協(xié)方差、相關(guān)系數(shù)的幾何意義與應(yīng)用。多元數(shù)據(jù)預(yù)處理方法。[本章難點]：協(xié)方差的計算與幾何意義。相關(guān)系數(shù)的計算與幾何意義。相關(guān)與獨立的關(guān)系。第3章分布與檢驗[教學(xué)目的與要求]：了解常見的統(tǒng)計量分布類型，掌握假設(shè)檢驗的思想和方法，掌握均值向量的假設(shè)檢驗思想和方法，掌握協(xié)方差矩陣的假設(shè)檢驗思想和方法，掌握常見統(tǒng)計檢驗方法，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)類型選擇檢驗方法。[本章主要內(nèi)容]：3.1抽樣分布（支撐課程目標4）3.2均值向量的檢驗（支撐課程目標4）3.3協(xié)方差矩陣的檢驗（支撐課程目標4）3.4統(tǒng)計檢驗（支撐課程目標4）[本章重點]：統(tǒng)計量的分布。假設(shè)檢驗的思想。假設(shè)檢驗的步驟。假設(shè)檢驗的解讀。均值向量檢驗。協(xié)方差矩陣檢驗。統(tǒng)計檢驗。[本章難點]：統(tǒng)計分布。統(tǒng)計檢驗。第4章聚類分析[教學(xué)目的與要求]：了解聚類分析的思想、原理、背景及應(yīng)用領(lǐng)域，了解聚類分析的研究目的和分析方法，掌握樣品距離和指標距離的判定方法及異同點，掌握歐式距離與馬氏距離的異同，掌握5種類間距的定義，掌握樹狀圖與冰柱圖的含義，掌握系統(tǒng)聚類法、K-均值聚類法的原理與方法。[本章主要內(nèi)容]：4.1聚類分析（支撐課程目標1、5）4.2距離和相似性度量（支撐課程目標5、6、7）4.3系統(tǒng)聚類法（支撐課程目標5、6、7、8）4.4K-均值聚類法（支撐課程目標5、6、7、8）[本章重點]：距離和相似度。歐氏距離與馬氏距離。Pearson相關(guān)、Spearman相關(guān)、Kendall相關(guān)。樹狀圖和冰柱圖。五種類間距。六種聚類法。系統(tǒng)聚類法。K-均值聚類法。[本章難點]：樣品距離和類間距離。距離和相似性。系統(tǒng)聚類。第5章判別分析[教學(xué)目的與要求]：了解有監(jiān)督學(xué)習(xí)與無監(jiān)督學(xué)習(xí)，了解有監(jiān)督判別與無監(jiān)督判別，了解常用的判別分析方法，了解常見的機器學(xué)習(xí)算法，掌握距離判別法、貝葉斯判別法、Fisher判別法、線性判別法。[本章主要內(nèi)容]：5.1距離判別（支撐課程目標5、6、7、8）5.2貝葉斯判別（支撐課程目標5、6、7、8）5.3Fisher判別（支撐課程目標5、6、7、8）5.4線性判別（支撐課程目標5、6、7、8）[本章重點]：監(jiān)督判別與無監(jiān)督判別。距離判別。Bayes最大后驗準則。Bayes最小誤判準則。Fisher判別。線性判別。[本章難點]：Bayes最大后驗準則。Bayes最小誤判準則。Fisher判別。第6章主成份分析[教學(xué)目的與要求]：了解主成份分析的思想、數(shù)學(xué)原理，掌握由協(xié)方差矩陣、相關(guān)矩陣求主成份的數(shù)學(xué)模型，掌握主成份分析的性質(zhì)，掌握主成份評價的方法。[本章主要內(nèi)容]：6.1主成份模型（支撐課程目標5、6、7、8）6.2主成份性質(zhì)（支撐課程目標5、6、7、8）6.3主成份評價（支撐課程目標5、6、7、8）[本章重點]：主成份分析思想。主成份分析數(shù)學(xué)原理。主成份分析數(shù)學(xué)模型。主成份分析性質(zhì)。主成份評價。[本章難點]：數(shù)學(xué)原理。數(shù)學(xué)模型。性質(zhì)及應(yīng)用。第7章因子分析[教學(xué)目的與要求]：了解因子分析的思想、數(shù)學(xué)原理，掌握因子分析的數(shù)學(xué)模型，掌握因子分析的性質(zhì)，掌握因子評價的方法。[本章主要內(nèi)容]：6.1因子分析模型（支撐課程目標5、6、7、8）6.2因子分析步驟（支撐課程目標5、6、7、8）[本章重點]：1.因子分析與主成份分析異同。2.因子分析數(shù)學(xué)原理。3.因子分析數(shù)學(xué)模型。4.影響分析性質(zhì)。5.因子評價。[本章難點]：1.數(shù)學(xué)原理。2.數(shù)學(xué)模型。3.性質(zhì)及應(yīng)用。五、課內(nèi)實驗5.1本課程實驗教學(xué)的地位和作用多元統(tǒng)計實驗是鞏固和擴展課程理論知識的必要環(huán)節(jié)。理解統(tǒng)計數(shù)據(jù)指標類型。掌握統(tǒng)計數(shù)據(jù)預(yù)處理方法。能夠應(yīng)用Python函數(shù)庫或者編程分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)。能根據(jù)實驗?zāi)康膶嶒灁?shù)據(jù)作聚類分析、判別分析、主成份分析、因子分析。通過實驗提高學(xué)生應(yīng)用多元統(tǒng)計分析方法解決統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析問題的能力，鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題、實驗設(shè)計、程序設(shè)計以及撰寫實驗報告的能力。5.2教學(xué)基本要求通過實驗預(yù)習(xí)及設(shè)計，理解多元統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析的基本原理和一般實驗設(shè)計準則，能夠熟練應(yīng)用Python軟件，為實驗的順利開展奠定基礎(chǔ)。根據(jù)聚類分析、判別分析、主成份分析、因子分析的原理和數(shù)學(xué)模型，調(diào)用Python函數(shù)或編程處理多元統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分類、降維、評價等問題，能夠根據(jù)實驗?zāi)康姆治鰧嶒灲Y(jié)果，并根據(jù)實驗結(jié)果撰寫實驗報告。5.3實驗內(nèi)容及要求大綱基本內(nèi)容包括四個實驗項目，在16個學(xué)時內(nèi)完成。實驗一聚類分析通過實驗讓學(xué)生掌握系統(tǒng)聚類、K-均值聚類的實驗過程，實驗結(jié)果的解讀，實驗?zāi)康牡姆治?，實驗報告的撰寫。培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、解讀數(shù)據(jù)的能力。要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書，根據(jù)實驗指導(dǎo)書提供的數(shù)據(jù)背景知識并參考課程所用教材完成實驗過程模擬，實現(xiàn)相應(yīng)理論知識的理解。指導(dǎo)教師為學(xué)生提供實驗數(shù)據(jù)，具體實驗步驟和結(jié)果分析、處理由學(xué)生獨立完成。實驗內(nèi)容要求如下：課前預(yù)習(xí)內(nèi)容：系統(tǒng)聚類的原理與步驟。樹狀圖與冰柱圖的意義。K-均值聚類的步驟。類的判別方法。實驗內(nèi)容：根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用Python軟件，通過調(diào)用函數(shù)或編程應(yīng)用系統(tǒng)聚類和K-均值聚類方法實現(xiàn)對樣品數(shù)據(jù)的分類，通過冰柱圖、樹狀圖解讀分類過程，根據(jù)研究目的選擇分類數(shù)，實現(xiàn)對實驗數(shù)據(jù)的分類。實驗要求：能夠熟練使用Python軟件，能夠理解實驗?zāi)康摹⒆x懂實驗數(shù)據(jù)，能夠?qū)嶒灲Y(jié)果可視化，通過對實驗結(jié)果的解讀，實現(xiàn)對樣品數(shù)據(jù)的分類，并根據(jù)實驗?zāi)康摹嶒炓笞珜憣嶒瀳蟾?。實驗二判別分析通過實驗讓學(xué)生掌握距離判別、貝葉斯判別、Fisher判別、線性判別的實驗過程，實驗結(jié)果的解讀，實驗?zāi)康牡姆治?，實驗報告的撰寫。培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、解讀數(shù)據(jù)的能力。要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書，根據(jù)實驗指導(dǎo)書提供的數(shù)據(jù)背景知識并參考課程所用教材完成實驗過程模擬，實現(xiàn)相應(yīng)理論知識的理解。指導(dǎo)教師為學(xué)生提供實驗數(shù)據(jù)，具體實驗步驟和結(jié)果分析、處理由學(xué)生獨立完成。實驗內(nèi)容要求如下：課前預(yù)習(xí)內(nèi)容：判別分析的思想。距離判別的實現(xiàn)過程。貝葉斯最大后驗準則和最小誤判準則。Fisher判別準則線性判別準則。實驗內(nèi)容：根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用Python軟件，通過調(diào)用函數(shù)或編程應(yīng)用距離判別、貝葉斯判別、Fisher判別、線性判別方法實現(xiàn)對樣品數(shù)據(jù)的分類，根據(jù)研究目的實驗對樣品數(shù)據(jù)的分類。實驗要求：能夠熟練使用Python軟件，能夠理解實驗?zāi)康摹⒆x懂實驗數(shù)據(jù)，能夠?qū)嶒灲Y(jié)果可視化，通過對實驗結(jié)果的解讀，實現(xiàn)對樣品數(shù)據(jù)的分類，并根據(jù)實驗?zāi)康摹嶒炓笞珜憣嶒瀳蟾?。實驗三主成份分析通過實驗讓學(xué)生掌握主成份降維、主成份評價的實驗過程，實驗結(jié)果的解讀，實驗?zāi)康牡姆治?，實驗報告的撰寫。培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、解讀數(shù)據(jù)的能力。要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書，根據(jù)實驗指導(dǎo)書提供的數(shù)據(jù)背景知識并參考課程所用教材完成實驗過程模擬，實現(xiàn)相應(yīng)理論知識的理解。指導(dǎo)教師為學(xué)生提供實驗數(shù)據(jù)，具體實驗步驟和結(jié)果分析、處理由學(xué)生獨立完成。實驗內(nèi)容要求如下：課前預(yù)習(xí)內(nèi)容：主成份分析的原理與步驟。碎石圖意義。方差表的意義。成分矩陣。實驗內(nèi)容：根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用Python軟件，通過調(diào)用函數(shù)或編程應(yīng)用主成份降維、主成份評價方法實現(xiàn)對指標數(shù)據(jù)的降維，對樣品數(shù)據(jù)的排序，通過碎石圖、方差表、成分矩陣解讀，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)降維與評價的目的。實驗要求：能夠熟練使用Python軟件，能夠理解實驗?zāi)康?、讀懂實驗數(shù)據(jù)，能夠?qū)嶒灲Y(jié)果可視化，通過對實驗結(jié)果的解讀，實現(xiàn)數(shù)據(jù)降維與評價，并根據(jù)實驗?zāi)康?、實驗要求撰寫實驗報告。實驗四因子分析通過實驗讓學(xué)生掌握因子分析、因子評價的實驗過程，實驗結(jié)果的解讀，實驗?zāi)康牡姆治觯瑢嶒瀳蟾娴淖珜?。培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、解讀數(shù)據(jù)的能力。要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書，根據(jù)實驗指導(dǎo)書提供的數(shù)據(jù)背景知識并參考課程所用教材完成實驗過程模擬，實現(xiàn)相應(yīng)理論知識的理解。指導(dǎo)教師為學(xué)生提供實驗數(shù)據(jù)，具體實驗步驟和結(jié)果分析、處理由學(xué)生獨立完成。實驗內(nèi)容要求如下：課前預(yù)習(xí)內(nèi)容：因子分析的原理與步驟。因子載荷意義。成分矩陣。旋轉(zhuǎn)成分矩陣。實驗內(nèi)容：根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用Python軟件，通過調(diào)用函數(shù)或編程應(yīng)用因子降維、因子評價方法實現(xiàn)對指標數(shù)據(jù)的降維，對樣品數(shù)據(jù)的排序，通過碎石圖、方差表、成分矩陣、旋轉(zhuǎn)成分矩陣解讀，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)降維與評價的目的。實驗要求：能夠熟練使用Python軟件，能夠理解實驗?zāi)康?、讀懂實驗數(shù)據(jù)，能夠?qū)嶒灲Y(jié)果可視化，通過對實驗結(jié)果的解讀，實現(xiàn)數(shù)據(jù)降維與評價，并根據(jù)實驗?zāi)康?、實驗要求撰寫實驗報告?.4教學(xué)文件及教學(xué)形式教學(xué)文件：自編《多元統(tǒng)計分析實驗指導(dǎo)書》。教學(xué)形式主要包括：預(yù)習(xí)、課堂指導(dǎo)與實驗操作、撰寫實驗報告。實驗報告學(xué)生自擬。實驗報告包括：實驗名稱、實驗?zāi)康募耙?、實驗描述及實驗過程、實驗結(jié)果及解釋、總結(jié)及評價，要有完整的實驗數(shù)據(jù)、實驗過程、實驗結(jié)果、算法程序，用圖表表示的實驗結(jié)果，以理論聯(lián)系實際為出發(fā)點，解讀實驗結(jié)果，總結(jié)實驗中出現(xiàn)的問題及解決方法。5.5實驗項目及學(xué)時分配序號實驗項目實驗學(xué)時實驗類型實驗類別實驗性質(zhì)1系統(tǒng)聚類2驗證專業(yè)必修2K-均值聚類2驗證專業(yè)必修3距離判別、2驗證專業(yè)必修4Fisher判別2驗證專業(yè)必修5貝葉斯判別2驗證專業(yè)必修6主成份分析2驗證專業(yè)必修7因子分析2驗證專業(yè)必修8綜合評價2驗證專業(yè)必修5.6本課程實驗用到的儀器設(shè)備及儀表電腦、Python軟件。六、課程學(xué)時分配教學(xué)課次教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)與計劃時數(shù)教學(xué)環(huán)節(jié)計劃時數(shù)1緒論理論課22正態(tài)分布理論課23總體參數(shù)理論課2４參數(shù)估計理論課25抽樣分布理論課26均值向量檢驗、協(xié)方差檢驗理論課27統(tǒng)計檢驗理論課28聚類分析、距離和相似性度量理論課29系統(tǒng)聚類理論課210K-均值聚類理論課211距離判別、貝葉斯判別理論課212Fisher判別、線性判別理論課213主成份模型理論課214主成份性質(zhì)與評價理論課215因子分析模型理論課216因子分析步驟理論課217實驗一聚類分析實驗課418實驗二判別分析實驗課419實驗三主成份分析實驗課420實驗四因子分析實驗課4七、課程考核與成績評定7.1考核方式考核環(huán)節(jié)包括課程學(xué)習(xí)過程考核和期末考試，其中課程過程考核占總成績的40%，分別由課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、實驗情況進行評定；期末考試成績占總成績的60%。各環(huán)節(jié)的比重如下。考核環(huán)節(jié)比重合計過程考核（平時成績）課堂表現(xiàn)10%50%作業(yè)10%實驗30%期末成績期末測試50%50%總計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?？己朔绞娇己藘?nèi)容分值課程目標總分值期末考試50%數(shù)據(jù)類型與數(shù)據(jù)預(yù)處理2～4目標2100分聚類分析的思想2～5目標1判別分析的思想5～15目標1主成份分析的思想5～15目標1因子分析的思想5～10目標1信均值向量、協(xié)方差矩陣的計算10～20目標2、3、4、5聚類、判別的性質(zhì)5～15目標5、6、7、8主成份與因子的性質(zhì)15～30目標5、6、7、8過程考核50%課堂表現(xiàn)課堂測試、出勤情況10目標1、2、3、4、5、6、7、810分課后作業(yè)作業(yè)完成情況10目標2、3、4、6、7、810分實驗實驗出勤、算法設(shè)計及實驗報告30目標5、6、7、8100分7.3成績評定1.課堂表現(xiàn)課堂表現(xiàn)總分10分，由課堂測試與課堂出勤情況評定。其中，課堂測試滿分5分，以客觀題（填空、選擇、判斷）為主，每學(xué)期隨堂測試10~20次，每次測試1~2道題目，每答錯一道題目扣0.5分（直到扣滿5分為止）；課堂出勤滿分5分，缺勤一次扣1分，遲到或請假扣0.5分。2.課后作業(yè)課后作業(yè)總分10分，由作業(yè)完成情況評定。每學(xué)期布置作業(yè)5次，每次作業(yè)占2分，評分標準如下；評分標準分值標準描述課后作業(yè)2能夠按時認真完成作業(yè)、作業(yè)態(tài)度認真、書寫清楚、分析計算正確。1.5能夠按時完成作業(yè)、作業(yè)態(tài)度較好、書寫清楚、分析計算基本正確1能夠按時完成作業(yè)、作業(yè)態(tài)度一般、書寫清楚、分析計算錯誤較多0.5能夠按時完成作業(yè)、作業(yè)態(tài)度一般、書寫不清楚、分析計算錯誤較多0不交作業(yè)或作業(yè)態(tài)度不認真、抄襲他人作業(yè)3.實驗成績實驗成績占所學(xué)課程的30%，即30分。根據(jù)學(xué)生的實驗表現(xiàn)及實驗報告結(jié)果，進行綜合評定。具體評分標準如下表所示。評分標準分值標準描述實驗表現(xiàn)（10）10無遲到、早退現(xiàn)象，態(tài)度端正，積極回答問題。8無遲到、早退現(xiàn)象，實驗過程相對認真，但不積極回答問題。6無遲到、早退現(xiàn)象，實驗過程不認真。4有遲到、早退現(xiàn)象，實驗過程不認真。2有遲到、早退現(xiàn)象，實驗過程不動手，渾水摸魚0曠課實驗報告（20）10有完整正確的實驗原理圖，實驗過程敘述