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《Python机器学习编程与实战》教学大纲

课程名称：Python机器学习编程与实战

课程类别：必修

适用专业：大数据技术类相关专业

总学时：64学时（其中理论36学时，实验28学时）

总学分：4.0学分

课程的性质

随着大数据时代的到来，人工智能技术的发展越来越迅速，已经渗透进现代人类的生活与工作中。大数据技术作为人工智能技术的支撑，通过数据采集、处理、分析，从各行各业的海量数据中，获得有价值的信息，能够为人工智能算法提供素材。机器学习技术作为人工智能技术的一部分，更是与大数据技术息息相关。作为一门前沿技术，机器学习已广泛应用于物联网、云计算、移动互联网等战略新兴产业。有实践经验的掌握机器学习技术的人才已经成为了各企业争夺的热门。为了推动我国大数据，云计算，人工智能行业的发展，满足日益增长的数据分析人才需求，特开设Python机器学习编程与实战课程。

课程的任务

通过本课程的学习，使学生学会使用Python进行数值计算、数据读取与处理、可视化绘图、构建与评价分析模型，并详细拆解一个企业综合分析案例和一个分类预测案例，将理论与实践相结合，为将来从事数据分析挖掘研究、工作奠定基础。

课程学时分配

序号

教学内容

理论学时

实验学时

其它

1

第1章Python概述

2

1

2

第2章NumPy数值计算

3

2

3

第3章pandas基础

3

3

4

第4章pandas进阶

4

4

5

第5章Matplotlib基础绘图

4

3

6

第6章scikit-learn

6

5

7

第7章餐饮企业综合分析

7

5

8

第8章通信运营商客户流失分析与预测

7

5

总计

36

28

教学内容及学时安排

理论教学

序号

章节名称

主要内容

教学目标

学时

1

Python概述

了解Python语言的特性

了解Python机器学习的常用依赖库

了解Python的Anaconda发行版

在Windows操作系统上安装Anaconda

掌握JupyterNotebook的基础功能

熟悉Python的固定语法

熟悉Python中的运算符

熟悉Python中的数据类型

熟悉Python中的I/O操作

熟悉Python中的控制语句

熟悉Python的内置函数与自定义函数

了解Python语言的特性

了解Python常用的机器学习库

掌握Windows系统下Python环境的配置方法

熟悉Python的基本功能

2

2

NumPy数值计算

创建数组对象

生成随机数

通过索引访问数组

变换数组的形态

创建NumPy矩阵

掌握ufunc函数

掌握NumPy创建多维数组与生成随机数的方法

掌握数组的索引与变换

掌握NumPy中数组矩阵的运算及通用函数的基本使用方法

3

3

pandas基础

创建Series对象

查看Series的常用属性

查改增删Series数据

创建DataFrame对象

查看DataFrame的常用属性

查改增删DataFrame数据

创建Index对象

查看Index的常用属性

查改增删Index数据

索引DataFrame中的数据

排序DataFrame中的数据

合并DataFrame中的数据

创建时间对象或转换其他类型为时间类型

查看时间对象的常用属性

调用文本方法

对文本进行索引操作

创建与操作category类型数据

了解pandas中的常见类

掌握Series、DataFrame、Index对象的创建方法、查看常用属性的方法和查改增删的操作方法

掌握索引、排序和合并DataFrame中数据的方法

掌握时间数据的基本处理方法

掌握文本数据的基本操作方法

掌握category类型数据的基本处理方法

3

4

pandas进阶

读写文本文件

读写Excel文件

读写数据库数据

对DataFrame进行描述性统计

对DataFrame进行移动窗口操作

使用groupby方法拆分数据

使用agg方法聚合数据

使用apply方法聚合数据

使用transform方法聚合数据

使用povit_table函数创建透视表

使用crosstab函数创建交叉表

检测与处理重复值

检测与处理缺失值

离散化连续型数据

哑变量处理类别型数据

掌握使用pandas读写数据的方法

掌握对DataFrame进行统计分析的方法

掌握对DataFrame进行分组计算的方法

掌握创建透视表和交叉表的方法

掌握连续型数据离散化的方法

掌握哑变量处理类别型数据的方法

4

5

Matplotlib基础绘图

熟悉pyplot的基本绘图流程

掌握pyplot的基础语法

设置pyplot的动态rc参数

绘制散点图

绘制折线图

绘制直方图

绘制饼图

绘制箱线图

掌握pyplot常用的绘图参数的调节方法

掌握子图的绘制方法

掌握绘制图形的保存与展示方法

掌握散点图和折