《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案（首頁）學(xué)院：計算機(jī)系/學(xué)院課程/項(xiàng)目名稱數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)課程總學(xué)時：72學(xué)時理論：54學(xué)時實(shí)驗(yàn)：18學(xué)時學(xué)分3課程課程類別：專業(yè)必修■專業(yè)必修□公共必修□公共選修授課教師***授課專業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用授課班級教學(xué)目的和要求本課程的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)的理論分析與應(yīng)用實(shí)踐的綜合能力。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)的一般原理和處理方法，能使用機(jī)器學(xué)習(xí)理論解決數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)的問題。。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：Python數(shù)據(jù)分析與可視化基礎(chǔ)認(rèn)識數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理回歸分析關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘分類與預(yù)測聚類分析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)離群點(diǎn)檢測以及Python數(shù)據(jù)挖掘案例分析等教學(xué)難點(diǎn)：掌握數(shù)據(jù)挖掘基本過程、處理步驟和方法；掌握回歸分析、分類、聚類等機(jī)器學(xué)習(xí)算法；熟練關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法；掌握數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘的基本方法。教學(xué)資源多媒體課件習(xí)題答案微課視頻其他教學(xué)資源：《python數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》第2版魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社教學(xué)環(huán)境多媒體教學(xué)，課堂教學(xué)與學(xué)生上機(jī)實(shí)踐相結(jié)合案例實(shí)現(xiàn)《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第1次課2學(xué)時授課內(nèi)容數(shù)據(jù)挖掘概論1教學(xué)目的與要求通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握如下知識：數(shù)據(jù)挖掘的概念與基本內(nèi)容數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘的聯(lián)系與區(qū)別數(shù)據(jù)挖掘的主要任務(wù)數(shù)據(jù)挖掘的主要數(shù)據(jù)源重點(diǎn)難點(diǎn)1）數(shù)據(jù)挖掘的概念與主要任務(wù)教學(xué)進(jìn)程安排教學(xué)導(dǎo)入：介紹數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)的重要性，舉例說明數(shù)據(jù)挖掘典型案例，逐步引入到課程的介紹內(nèi)容中來。授課內(nèi)容：一、《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程介紹介紹本門課程的學(xué)科地位、考核方式、學(xué)習(xí)內(nèi)容安排、可以參考的學(xué)習(xí)資料。講授數(shù)據(jù)挖掘的定義、原理與發(fā)展1）講授數(shù)據(jù)分析的含義和內(nèi)容2）講授數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)分析的聯(lián)系與區(qū)別3）講授數(shù)據(jù)挖掘的主要任務(wù)4）講授數(shù)據(jù)挖掘主要的數(shù)據(jù)源課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置查閱數(shù)據(jù)挖掘用途的相關(guān)資料與案例主要參考資料《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第2次課2學(xué)時授課內(nèi)容數(shù)據(jù)挖掘基礎(chǔ)2教學(xué)目的與要求介紹數(shù)據(jù)挖掘的主要技術(shù)。通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握如下知識：數(shù)據(jù)挖掘的主要任務(wù)和工具；利用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘基礎(chǔ)JupyterNotebook介紹重點(diǎn)難點(diǎn)數(shù)據(jù)挖掘的主要任務(wù)和利用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的原因教學(xué)進(jìn)程安排授課內(nèi)容：一、數(shù)據(jù)挖掘的主要技術(shù)二、數(shù)據(jù)挖掘的主要任務(wù)三、數(shù)據(jù)挖掘的商用工具四、利用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置安裝Anaconda，熟悉基本開發(fā)環(huán)境主要參考資料《python數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》第2版魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社

《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第3次課2學(xué)時授課內(nèi)容Python數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)教學(xué)目的與要求介紹Python編程基礎(chǔ)。通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握如下知識：Python程序設(shè)計語言的特點(diǎn)Python內(nèi)建的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重點(diǎn)難點(diǎn)1）Python內(nèi)建的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)進(jìn)程安排授課內(nèi)容：一、Python程序設(shè)計概述1）Python語言的特點(diǎn)2）基本語法3）流程控制4）函數(shù)二、Python內(nèi)建的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1）列表及其操作2）元組及其操作3）字典及其操作4）集合及其操作課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置掌握函數(shù)內(nèi)建的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行例題練習(xí)主要參考資料《python數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》第2版魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第4次課2學(xué)時授課內(nèi)容Numpy數(shù)值計算基礎(chǔ)教學(xué)目的與要求Numpy數(shù)值計算基礎(chǔ)通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握如下知識：1）數(shù)組對象的創(chuàng)建2）數(shù)組運(yùn)算3）數(shù)組的切片訪問重點(diǎn)難點(diǎn)1）數(shù)組的運(yùn)算2）數(shù)組的切片訪問教學(xué)進(jìn)程安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）數(shù)組的常用創(chuàng)建方法2）隨機(jī)數(shù)生成3）數(shù)組變換4）數(shù)組的索引與切片訪問5）數(shù)組的運(yùn)算6）數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置熟悉Numpy數(shù)組運(yùn)算基礎(chǔ)，代碼示例學(xué)習(xí)主要參考資料《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社

《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第5次課2學(xué)時授課內(nèi)容Pandas數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)教學(xué)目的與要求介紹pandas數(shù)據(jù)分析的基本方法，掌握pandas中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)查詢與編輯，匯總基于常用文件的導(dǎo)入重點(diǎn)難點(diǎn)1）數(shù)據(jù)導(dǎo)入2）數(shù)據(jù)查詢與編輯3）數(shù)據(jù)匯總與簡單繪圖教學(xué)進(jìn)程安排授課內(nèi)容：Pandas中的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)索引對象與常用屬性DataFrame的數(shù)據(jù)查詢與編輯數(shù)據(jù)運(yùn)算函數(shù)應(yīng)用與映射匯總與統(tǒng)計數(shù)據(jù)分組與聚合數(shù)據(jù)文件的導(dǎo)入課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置示例練習(xí)，熟練掌握Pandas的數(shù)據(jù)分析方法主要參考資料《python數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》第2版魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第6次課2學(xué)時授課內(nèi)容NumPy數(shù)值計算基礎(chǔ)（二）教學(xué)目的與要求掌握Matplotlib數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)了解Scikit-learn基礎(chǔ)通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握如下知識：掌握Matplotlib參數(shù)設(shè)置方法掌握Matplotlib常用類型的繪圖方法了解Scikit-learn基本內(nèi)容重點(diǎn)難點(diǎn)熟練Matplotlib常用類型的繪圖方法教學(xué)進(jìn)程安排授課內(nèi)容：Matplotlib圖表繪制基礎(chǔ)Matplotlib簡介Matplotlib繪圖基礎(chǔ)Pyplot動態(tài)參數(shù)設(shè)置文本注解常用繪圖方法Scikit-learn基礎(chǔ)Scikit-learn簡介Scikit-learn中的數(shù)據(jù)集Scikit-learn主要功能課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置示例練習(xí)主要參考資料《python數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》第2版魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社

《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第7次課2學(xué)時授課內(nèi)容上機(jī)實(shí)驗(yàn)（一）教學(xué)目的與要求通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握如下知識：1）熟悉掌握Python編程基礎(chǔ)2）熟悉掌握利用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與可視化的方法重點(diǎn)難點(diǎn)1）Python數(shù)據(jù)分析與可視化教學(xué)進(jìn)程安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）數(shù)據(jù)導(dǎo)入2）數(shù)據(jù)的探索性分析3）數(shù)據(jù)可視化分析指定數(shù)據(jù)集1）學(xué)生成績數(shù)據(jù)分析2）藥店銷售數(shù)據(jù)課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置熟悉Python數(shù)據(jù)分析與可視化方法、案例實(shí)現(xiàn)主要參考資料《python數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》第2版魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社

《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第8次課2學(xué)時授課內(nèi)容Pandas統(tǒng)計分析基礎(chǔ)（一）教學(xué)目的與要求認(rèn)識數(shù)據(jù)。要求學(xué)生應(yīng)該熟練掌握如下知識的運(yùn)用：1）掌握數(shù)據(jù)的屬性及屬性類型2）掌握數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計描述3）掌握數(shù)據(jù)可視化方法4）掌握數(shù)據(jù)對象的相似性度量方法重點(diǎn)難點(diǎn)1）數(shù)據(jù)對象的屬性及其分類2）數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計描述和數(shù)據(jù)對象的相似性度量教學(xué)進(jìn)程安排授課內(nèi)容：認(rèn)識數(shù)據(jù)屬性及其類型屬性數(shù)據(jù)屬性類型數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計描述中心趨勢度量數(shù)據(jù)散布度量數(shù)據(jù)可視化方法數(shù)據(jù)對象的相似性度量不同類型屬性的相似性度量方法距離度量的Python實(shí)現(xiàn)課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置示例練習(xí)，數(shù)據(jù)對象相似性度量代碼實(shí)現(xiàn)主要參考資料《python數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》第2版魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第9次課2學(xué)時授課內(nèi)容數(shù)據(jù)預(yù)處理1教學(xué)目的與要求介紹數(shù)據(jù)預(yù)處理的必要性，數(shù)據(jù)預(yù)處理的主要方法。要求學(xué)生應(yīng)該熟練掌握如下知識的運(yùn)用：1）數(shù)據(jù)預(yù)處理方法概述2）掌握數(shù)據(jù)清洗的方法3）掌握利用python進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗的方法重點(diǎn)難點(diǎn)1）數(shù)據(jù)清洗內(nèi)容2）利用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗教學(xué)進(jìn)程安排授課內(nèi)容：數(shù)據(jù)預(yù)處理的必要性數(shù)據(jù)中一般存在的問題數(shù)據(jù)質(zhì)量要求數(shù)據(jù)清洗數(shù)據(jù)清洗的內(nèi)容及其方法利用Pandas進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置Pandas數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其操作、熟悉教材習(xí)題主要參考資料《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社

《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第10次課2學(xué)時授課內(nèi)容數(shù)據(jù)預(yù)處理2教學(xué)目的與要求數(shù)據(jù)預(yù)處理2通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握如下知識：1）數(shù)據(jù)集成中的關(guān)鍵問題2）熟悉掌握數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法3）數(shù)據(jù)歸約重點(diǎn)難點(diǎn)1）數(shù)據(jù)集成過程中的關(guān)鍵問題2）數(shù)據(jù)變換和收據(jù)歸約方法教學(xué)進(jìn)程安排講授內(nèi)容一、數(shù)據(jù)集成1）掌握集成中的主要問題2）利用Pandas進(jìn)行數(shù)據(jù)合并二、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化三、數(shù)據(jù)歸約1）維歸約2）數(shù)量歸約和壓縮四、數(shù)據(jù)變換與離散化1）數(shù)據(jù)變換策略2）利用sklearn進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置熟悉Pandas統(tǒng)計分析方法主要參考資料《python數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》第2版魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社

《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第11次課2學(xué)時授課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)（二）教學(xué)目的與要求利用Python實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理綜合實(shí)驗(yàn)：1）掌握數(shù)據(jù)預(yù)處理方法2）利用Python實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理重點(diǎn)難點(diǎn)1）數(shù)據(jù)預(yù)處理及其實(shí)現(xiàn)教學(xué)進(jìn)程安排授課內(nèi)容：一、數(shù)據(jù)預(yù)處理內(nèi)容二、利用Python實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置熟練掌握利用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法，案例實(shí)現(xiàn)主要參考資料《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社

《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第12次課2學(xué)時授課內(nèi)容回歸分析1教學(xué)目的與要求介紹數(shù)據(jù)回歸分析基礎(chǔ)。要求學(xué)生應(yīng)該熟練掌握如下知識的運(yùn)用：1）掌握數(shù)據(jù)回歸分析的原理2）數(shù)據(jù)回歸分析的分類3）掌握一元線性回歸分析過程重點(diǎn)難點(diǎn)1）回歸分析原理2）一元線性回歸分析教學(xué)進(jìn)程安排授課內(nèi)容：一、回歸分析概述1）回歸分析的定義與分類2）回歸分析過程二、一元線性回歸分析1）一元線性回歸分析方法2）一元線性回歸分析模型的參數(shù)估計3）誤差方差估計與主要統(tǒng)計檢驗(yàn)4）一元線性回歸的Python實(shí)現(xiàn)課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置熟悉一元線性回歸分析的原理與實(shí)現(xiàn)主要參考資料《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社

《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第13次課2學(xué)時授課內(nèi)容回歸分析2教學(xué)目的與要求數(shù)據(jù)回歸分析2通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握如下知識：1）多元線性回歸2）邏輯回歸3）其他回歸分析3）回歸模型的評價重點(diǎn)難點(diǎn)1）多元線性回歸2）邏輯回歸教學(xué)進(jìn)程安排講授內(nèi)容一、多元線性回歸1）多元線性回歸分析模型2）多元線性回歸參數(shù)估計與假設(shè)檢驗(yàn)3）多元線性回歸的Python實(shí)現(xiàn)二、邏輯回歸三、其他回歸分析1）多項(xiàng)式回歸2）嶺回歸3）Lass回歸4）彈性回歸5）逐步回歸等課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置邏輯回歸分析與實(shí)現(xiàn)主要參考資料《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社

《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第14次課2學(xué)時授課內(nèi)容綜合實(shí)驗(yàn)（三）教學(xué)目的與要求掌握回歸分析的主要方法及其實(shí)現(xiàn)。要求學(xué)生應(yīng)該熟練掌握如下知識的運(yùn)用：1）掌握各種常用的回歸分析方法2）不同回歸分析方法的實(shí)現(xiàn)及其特點(diǎn)比較重點(diǎn)難點(diǎn)1）回歸分析模型選擇2）回歸分析方法特性對比教學(xué)進(jìn)程安排授課內(nèi)容：一、不同回歸分析方法特性比較二、對指定數(shù)據(jù)集，利用不同的回歸方法分析課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置熟悉掌握回歸分析方法主要參考資料《python數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》第2版魏偉一等主編，清華大學(xué)出版社

《數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教案第15次課2學(xué)時授課內(nèi)容關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘1教學(xué)目的與要求介紹關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法。要求學(xué)生應(yīng)該熟練掌握如下知識的運(yùn)用：1）了解頻繁項(xiàng)集、閉項(xiàng)集和關(guān)聯(lián)規(guī)則的概念，理解模式評估方法2）掌握Aoriori算法重點(diǎn)難點(diǎn)1）Aoriori算法教學(xué)進(jìn)程安排授課內(nèi)容：一、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析概述1）頻繁項(xiàng)集、閉項(xiàng)集和關(guān)聯(lián)規(guī)則二、Apriori算法1）頻繁項(xiàng)集挖掘方法2）由頻繁項(xiàng)集產(chǎn)生關(guān)聯(lián)規(guī)則3）提高Apriori算法的效率課后學(xué)習(xí)任務(wù)布置實(shí)現(xiàn)Aoriori算法主要參考資料《python數(shù)據(jù)挖