《统计计算》课程教学大纲

《统计计算》教学大纲课程名称：统计计算英文名称：StatisticalComputation课程编号：F094092641学分：2.5总学时/课内实践学时：32学时/课内实验学时0+课内上机学时16+其它实践学时0课程性质：必修课程开课单位：数理科学与工程学院统计系基层教学组织适应对象：应用统计学专业课程简介统计计算是应用统计学专业的必修课程，是数理统计、计算数学和计算机科学的交叉学科。通过对本课程的学习，使学生了解统计计算的基本思想，掌握统计计算的基本方法，理解各种算法的统计原理和数值计算的步骤，掌握用统计方法解决具体问题的全过程。其中计算机实现过程以R软件编程为主。以讲授法、案例教学和多媒体教学为主要教学方法，考核方式为考试。在授课过程中，通过介绍我国学者在计算方面的成就，进行爱国主义教育；通过实际案例，培养学生的求真务实、探索创新精神。Statisticalcalculationisarequiredcourseforthemajorofappliedstatisticsandaninterdisciplinarysubjectofmathematicalstatistics,computationalmathematicsandcomputerscience.Throughthestudyofthiscourse,studentscanunderstandthebasicideasofstatisticalcalculation,masterthebasicmethodsofstatisticalcalculation,understandthestatisticalprinciplesofvariousalgorithmsandthestepsofnumericalcalculation,andmasterthewholeprocessofsolvingspecificproblemswithstatisticalmethods.ThecomputerrealizationprocessismainlybasedonRsoftwareprogramming.Themainteachingmethodsareteachingmethod,caseteachingandmultimediateaching,andtheassessmentmethodisexamination.Inthecourseofteaching,patrioticeducationwascarriedoutbyintroducingtheachievementsofChinesescholarsincalculation;Throughpracticalcases,cultivatestudents'pragmaticandinnovativespirit.课程目标1.思政目标：强化科学伦理教育，注重科学思维方法训练和科学精神培养，提高学生分析问题和解决问题的的能力，促进辩证唯物思想的完善。通过案例教学，激发学生爱国主义情怀和科技报国的使命担当。2.知识目标：初步掌握R软件处理数据，实现若干重要的统计计算方法，如随机数生成、随机模拟积分计算、Bootstrap算法和MCMC方法等。3.能力目标培养发现并分析解决实际中的统计学问题的能力。灵活应用所学知识对实际数据中出现的统计计算问题提出自己的看法和见解。Ideologicalandpoliticalgoals1:Strengthentheeducationofscientificethics,payattentiontothetrainingofscientificthinkingmethodsandscientificspirit,andimprovestudents'analysis.Problemsandtheabilitytosolvethempromotetheperfectionofdialecticalmaterialism.Throughcaseteaching,wecaninspirestudents'patriotismandthemissionofservingthecountrythroughscienceandtechnology.Knowlegegolas2:HaveapreliminarygraspofRsoftwaretoprocessdataandrealizeseveralimportantstatisticalcalculationmethods,suchasrandomnumbergenerationandrandomsimulationproduct.Itincludescalculation,BootstrapalgorithmandMCMCmethod.Abilitygoals3:Cultivatetheabilitytofindandanalyzeandsolvepracticalstatisticalproblems.Flexiblyapplytheknowledgelearnedtoputforwardtheirownviewsandopinionsonthenewstatisticalproblemsintheactualdata.课程目标与毕业要求对应关系本课程的课程目标对应用统计学专业毕业要求指标点的支撑情况如表1所示：表1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求1：知识要求1.1具有扎实的数学基础，受到比较严格的科学思维训练。21.2掌握统计学的基本思想和收集数据的方法，并能够根据数据的特点选用恰当的统计方法进行分析、推断和预测；了解统计学理论与方法的发展动态及其应用前景。2毕业要求2：能力要求2.1具有采集数据、设计调查问卷和处理调查数据的基本能力。22.2具有较强的计算机操作技能，熟练应用主要的统计软件、管理软件及其他软件编程，正确利用统计思想和方法分析判断相关的计算结果。22.4具有理论联系实际的能力和一定的创新能力，具备自主学习、知识更新和自我发展的能力。32.5掌握中外文资料查询、文献检索及应用现代信息技术获取相关信息的基本方法，具有初步的科学研究和实际应用能力。3毕业要求3：素质要求3.1思想道德素质。具有良好的政治思想素质、道德品质、法制意识、诚信意识和团队合作精神；具有良好的心理素质和积极的人生观。13.2知识素质。具有扎实的统计专业理论功底，具备与统计工作密切相关的数据分析和数据处理知识。3课程教学安排课程共有4项教学内容，具体安排如下。表2：课程教学安排表序号教学内容思政元素课堂教学学时实验/实践教学学时学时小计1一维非均匀随机数的产生科学精神培养4482随机向量随机数的抽样法培养学生探索创新精神，激发学生社会责任感。4483降低方差的统计方法培养学生探索创新精神，激发学生社会责任感。4484重抽样方法科学精神培养448合计161632教学安排1.一维非均匀随机数的产生教学要求：了解非均匀随机数的产生方法，理解并掌握常用分布的抽样法。教学重点：非均匀随机数的产生方法教学难点：常用分布的抽样法思政元素：培养学生严谨求真的科学精神。教学内容：1.1常用连续非均匀随机数的产生1.2离散分布随机数的抽样法2.随机向量随机数的抽样法教学要求：了解连续随机向量、离散随机向量随机数的产生方法，理解并掌握变换抽样法、条件分布法、舍选抽样法。教学重点：连续随机向量随机数的产生方法教学难点：离散随机向量随机数的产生方法思政元素：培养学生严谨求真的科学精神。教学内容：2.1连续随机向量随机数的产生方法2.2离散随机向量随机数的产生方法3.降低方差的统计方法教学要求：理解并掌握降低方差的统计方法。教学重点：对偶变量、控制变量法、条件期望法教学难点：重要抽样法、分层抽样法思政元素：培养学生严谨求真的科学精神。教学内容：3.1估计定积分的例子3.2对偶变量的应用3.3控制变量法的应用3.4条件期望法3.5重要抽样法3.6分层抽样法4.重抽样方法教学要求：了解重抽样方法。教学重点：Bootstrap方法和Jackknife法。教学难点：Bootstrap方法和Jackknife法。思政元素：Bootstrap方法的基本思想。教学内容：4.1Bootstrap估计的思想4.2基于Jackknife法的估计4.3基于Bootstrap法的置信区间估计课内实践教学内容及要求表3：课内实践教学内容及要求序号教学类型教学内容教学要求1上机随机数的生成掌握一维非均匀随机数的生成方法。2上机随机向量随机数的抽样法掌握随机向量随机数的抽样法。3上机降低方差的统计方法掌握随机投点法、平均值法、控制变量法、条件期望法等。4上机Bootstrap方法和Jackknife法理解Bootstrap方法和Jackknife法。课程考核与评价表4：成绩评定方式表考核环节分值考核/评价细则课堂表现、平时作业和考勤20综合课堂表现、作业的得分、考勤情况，按20%计入总成