聚焦因果推断领域的统计建模与智能分析方法,系统讲授R语言环境下的因果推断全流程技术。针对观测数据中因果效应识别、混杂控制与机制解析等核心难题,内容深度融合Rubin潜在结果模型、Pearl结构因果模型及机器学习因果方法,完整覆盖从因果假设构建到稳健估计检验的技术链条。通过真实案例驱动,学员将系统掌握有向无环图(DAG)构建、倾向得分匹配(PSM)、双重稳健估计(AIPW/TMLE)、工具变量法(IV)、中介效应分析及因果森林(Causal Forests)等核心技术,并进一步拓展至因果发现(Causal Discovery)的前沿方法。
特别强化观测数据的因果识别策略,结合R语言与AI辅助编程(Vibe Coding)实现高效建模与智能分析。
专题一 R语言核心基础与Vibe Coding氛围编程
1.R语言环境管理:R与RStudio安装、CRAN与主要资源介绍
2.Tidyverse生态速通:dplyr数据清洗、ggplot2可视化、readr数据导入
3.函数式编程与向量化:purrr映射、管道操作符、匿名函数
4.Vibe Coding实战:利用大语言模型生成R因果分析代码、AI辅助调试与错误诊断
5.上下文工程:结构化提示词设计,让AI理解数据结构、变量含义与因果假设
6.R中的统计基础:假设检验、置信区间与回归分析回顾
案例分析与实践(一)
专题二 因果推断基础:从关联走向因果
1.因果推断的定义与脉络:从Aristotle四因说到Rubin因果模型、Pearl结构因果模型
2.关联、相关与因果的严格区分
3.潜在结果框架:个体处理效应(ITE)与平均处理效应(ATE)
4.因果推断的根本问题:反事实的不可观测性
5.关键假设:可忽略性(Ignorability)与可交换性(Exchangeability)
6.混杂变量与潜伏变量:识别标准与数学定义
7.辛普森悖论:分组趋势与聚合趋势的背离
案例分析与实践(二)
专题三 因果图模型:DAGs、D-分离与识别策略
1.图论基础:有向图、无向图与DAG
2.DAG中的基本结构:链、叉与对撞及其对关联流的影响
3.D-分离:判断变量独立性的图准则
4.Do-算子与干预分布:从观测到干预的推演
5.后门调整与前门调整:适用条件
6.R实践:ggdag包绘制DAG、dagitty进行D-分离检验与最小充分调整集识别
案例分析与实践(三)
专题四 核心估计方法I:倾向得分与回归调整
1.倾向得分(Propensity Score)的定义与平衡原理
2.倾向得分匹配(PSM):最近邻匹配、卡尺匹配与核匹配
3.倾向得分分层与子抽样:子类化估计
4.倾向得分加权:逆概率加权(IPW)与稳定化加权
5.回归调整法:线性回归在因果推断中的角色、FWL定理
6.非线性回归与模型诊断:Logistic、多项式与交互效应
案例分析与实践(四)
专题五 核心估计方法II:双重稳健、工具变量与中介效应
1.双重稳健估计:结合结果回归与倾向得分的稳健性原理
2.AIPW与TMLE:tmle与SuperLearner包的高级应用
3.工具变量法(IV):相关性、外生性与排他性限制
4.弱工具变量诊断与GMM估计
5.中介分析:直接效应、间接效应与总效应分解
6.A/B测试与受控实验:实验设计与溢出效应处理
案例分析与实践(五)
专题六 异质性、因果森林与因果发现
1.异质性处理效应(HTE):预处理、后处理与情境异质性
2.因果森林(Causal Forests):估计异质性处理效应
3.因果发现(Causal Discovery):PC算法、评分法与混合法
4.敏感性分析:评估未观测混淆因子对结论的潜在影响
5.因果推断的Vibe Coding进阶:AI辅助解释效应与报告生成
案例分析与实践(六)