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課程名稱 |
環境與能源的資料科學 Data Science for Environment and Energy |
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開課學期 |
114-2 |
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授課對象 |
生物資源暨農學院 生物環境系統工程學系 |
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授課教師 |
傅群 |
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課號 |
BSE5220 |
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課程識別碼 |
622 U5650 |
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班次 |
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學分 |
3.0 |
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全/半年 |
半年 |
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必/選修 |
選修 |
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上課時間 |
星期三2,3,4(9:10~12:10) |
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上課地點 |
博雅302 |
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備註 |
總人數上限:50人 |
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課程簡介影片 |
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核心能力關聯 |
本課程尚未建立核心能力關連 |
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課程大綱
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為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
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課程概述 |
隨著物聯網與大數據技術的成熟,數據驅動的決策在環境永續與能源管理中扮演關鍵角色。本課程目標為建立學生的資料科學基礎,並深入探討其於環境監測與能源系統之應用。課程將系統性地教授 Python 程式設計(涵蓋 Pandas, NumPy, Scikit-learn 等核心函式庫),利用 Colaboratory Jupyter Notebooks 建構互動式協作環境。為確保理論與實務的緊密連結,本課程將深入剖析真實世界的場域案例,並特別以大學校園建築作為核心實作場域。透過解讀校園內長期累積的智慧電表數據與室內環境感測數據(如 CO₂ 濃度與溫度),學生將學習數據清洗、探索性分析、視覺化及機器學習建模。協助學生連結理論知識與實際應用,培養運用數據解決複雜環境與能源問題的核心能力。 |
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課程目標 |
修畢本課程後,學生將能夠:
- 掌握數據處理技術:熟練運用 Python 進行環境與能源數據的清洗、轉換,並能有效處理感測器數據中的缺失值與異常值。
- 精通分析與視覺化:運用 Pandas 與 Matplotlib/Seaborn 進行探索性資料分析(EDA),解讀並呈現複雜數據背後的趨勢與洞察
- 建構預測模型:針對建築能源消耗與環境模式,建立迴歸預測或分群模型,並能執行嚴謹的模型驗證
- 解決實務問題:將所學應用於台大校園實際案例,評估建築使用率對能耗及室內環境品質的影響,提出具數據佐證的分析報告
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課程要求 |
1. 出勤要求:課程採混合現場和線上授課,實體課會點名。
2. 作業與報告:包含 3 次個人作業、1 次個人報告以及 1 次團體報告。
3. 遲交規定:作業與報告遲交一天扣 20%(以系統時間為準);Quiz 恕不接受遲交。
4. AI 使用規範:允許並鼓勵負責任地使用 AI 輔助,但每次作業與報告均需填寫並附上「AI 使用聲明書」。
5. 評分核心 (3C+AI):Completeness (完整性)、Clarity (清晰度)、Creativity (創意性)、AI (負責任的使用)。 |
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預期每週課前或/與課後學習時數 |
估計每週四到六小時 |
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Office Hours |
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指定閱讀 |
待補 |
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參考書目 |
待補 |
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評量方式 (僅供參考) |
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No. |
項目 |
百分比 |
說明 |
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1. |
QUIZ 分數 |
5% |
NTU COOL 測驗 |
2. |
課堂出席 |
10% |
課堂和討論課出席 (一次一分) |
3. |
個人作業 |
15% |
含 3 次作業 |
4. |
個人報告 |
30% |
自選資料集和題目,並應用課程內容 |
5. |
團體報告 |
40% |
台大淨零校園節能專案,含期末報告與程式 |
- 本校尚無訂定 A+ 比例上限。
- 本校採用等第制評定成績,學生成績評量辦法中的百分制分數區間與單科成績對照表僅供參考,授課教師可依等第定義調整分數區間。詳見學習評量專區 (連結)。
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針對學生困難提供學生調整方式 |
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上課形式 |
以錄影輔助, 提供學生彈性出席課程方式 |
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作業繳交方式 |
延長作業繳交期限, 學生與授課老師協議改以其他形式呈現 |
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考試形式 |
書面(口頭)報告取代考試 |
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其他 |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
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第1週 |
2/25 |
[實體課程] 課程介紹、加簽、分組 |
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第2週 |
3/04 |
[實體課程] 資料科學基本概念 |
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第3週 |
3/11 |
[線上課程] Python 基礎與環境、資料讀取和前處理 |
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第4週 |
3/18 |
[實體課程] 台大永續辦公室演講、講解個人/團體報告和作業 #1、討論課 #1 |
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第5週 |
3/25 |
[線上課程] API、EDA和數據視覺化 |
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第6週 |
4/01 |
[實體課程] 討論課 #2: 概念雛形,介紹作業 #2 |
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第7週 |
4/08 |
[線上課程] 機器學習模型 |
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第8週 |
4/15 |
[停課] 期中考週放假 |
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第9週 |
4/22 |
[實體課程] 討論課 #3:明確計劃,介紹作業 #3 |
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第10週 |
4/29 |
[線上課程] 模型驗證與評估、模型調參、開發環境(VScode)和專案管理 |
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第11週 |
5/06 |
[實體課程] 討論課 #4:初步成果的上台報告 |
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第12週 |
5/13 |
[線上課程] 互動式儀表板 |
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第13週 |
5/20 |
[實體課程] 討論課 #5:修正成果(80%)、AI使用分享 |
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第14週 |
5/27 |
[實體課程] 討論課 #6:最後微調(90%)、邀請業界人士演講 |
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第15週 |
6/03 |
[實體課程] 期末報告:2, 3, 4, 5, 6組 |
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第16週 |
6/10 |
[實體課程] 期末報告:1, 7, 8, 9組 |
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