《數(shù)據(jù)可視化》課程簡介與教學(xué)大綱

PAGE5《數(shù)據(jù)可視化》課程簡介課程編號：09024018課程名稱：數(shù)據(jù)可視化/Datavisualization學(xué)分:2學(xué)時：32（上機：16）適用專業(yè)：信息管理與信息系統(tǒng)及計算機相關(guān)專業(yè)建議修讀學(xué)期：第4學(xué)期開課單位：信息管理與信息系統(tǒng)系先修課程：《計算機文化基礎(chǔ)》、《程序設(shè)計》考核方式與成績評定標準：本課程考核采用開卷形式，理論課成績占總成績的30%，上機實驗考核成績占總成績的60%，平時成績占總成績的10%。教材與主要參考書目：鮮活的數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)可視化指南NathanYau著向怡寧譯人民郵電出版社2012年出版Excel數(shù)據(jù)可視化恒盛杰資訊著機械工業(yè)出版社2015年出版Python數(shù)據(jù)可視化編程實戰(zhàn)IgorMilovanovic著顓清山譯人民郵電出版社2015出版R語言實戰(zhàn)第2版卡巴科弗（RobertI.Kabacoff）著王小寧等譯人民郵電出版社2016出版D3.js數(shù)據(jù)可視化實戰(zhàn)手冊朱啟（NickQiZhu）著人民郵電出版社2014年出版內(nèi)容概述：《數(shù)據(jù)可視化》是一門信息類課程。該門課程理論性與實踐性結(jié)合較強，課程內(nèi)容涉及圖形學(xué)、圖像處理技術(shù)。該課程注重于開發(fā)滿足用戶所關(guān)注的數(shù)據(jù)信息，借助于圖形化手段，清晰有效地傳達與溝通信息。本課程的任務(wù)是使學(xué)生學(xué)習(xí)可視化的基本概念和原理，掌握可視化的設(shè)計方法，通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生理解數(shù)據(jù)可視化的一些基本概念，了解數(shù)據(jù)可視化所涉及的技術(shù)基礎(chǔ)，掌握常用的可視化工具。通過上機實驗實現(xiàn)Excel、R、D3、Python的可視化方法。"Datavisualization"isaninformation-basedcourse.Thecourseisacombinationoftheoreticalandpractical,coursecontentinvolvesgraphics,imageprocessingtechnology.Thecoursefocusesonthedevelopmentofdatatomeettheconcernsoftheuserinformation,bymeansofgraphicalmeans,clearlyandeffectivelycommunicateandcommunicateinformation.Thegoalofthiscourseistoenablestudentstolearnthebasicconceptsandprinciplesofvisualization,andtomastervisualdesignmethods.Throughthiscourse,studentscanunderstandsomebasicconceptsofdatavisualization,understandthetechnicalfoundationofdatavisualizationandmastercommonvisualtools.VisualizationmethodofExcel,R,D3andPythonisrealizedbyexperiment.《數(shù)據(jù)可視化》教學(xué)大綱課程編號：09024018課程名稱：數(shù)據(jù)可視化/Datavisualization學(xué)分:2學(xué)時：32（上機：16）適用專業(yè)：信息管理與信息系統(tǒng)及計算機相關(guān)專業(yè)建議修讀學(xué)期：第4學(xué)期開課單位：信息管理與信息系統(tǒng)系一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)《數(shù)據(jù)可視化》是一門信息類課程。該門課利用圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術(shù)。它涉及到計算機圖形學(xué)、圖像處理、計算機視覺、計算機輔助設(shè)計等多個領(lǐng)域，成為研究數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)處理、決策分析等一系列問題的綜合技術(shù)。該課程注重于開發(fā)滿足用戶所關(guān)注的數(shù)據(jù)信息，借助于圖形化手段，清晰有效地傳達與溝通信息。教學(xué)目標：通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生理解數(shù)據(jù)可視化的一些基本概念；了解數(shù)據(jù)可視化所涉及的技術(shù)基礎(chǔ)。通過項目設(shè)計與制作綜合培養(yǎng)學(xué)生的運用課程知識能力、系統(tǒng)分析與設(shè)計能力、團隊合作能力，加深學(xué)生對課程知識的理解和掌握，初步掌握Excel、R、D3、Python的可視化方法。（對應(yīng)畢業(yè)要求：(2)、(3)、(5)、(6)）本課程目標分為課程教學(xué)和課程設(shè)計兩部分。1．課程教學(xué)活動對學(xué)生能力培養(yǎng)的安排本課程的目的是提高學(xué)生對數(shù)據(jù)可視化原理和方法的理解，使他們能分析、設(shè)計和實施滿足給定功能要求的可視化圖表。2．課程設(shè)計活動對學(xué)生能力培養(yǎng)的安排通過實驗、課程設(shè)計和項目制作等環(huán)節(jié)，以團隊合作方式讓學(xué)生掌握如何根據(jù)功能要求提出可視化設(shè)計方案、進行可視化系統(tǒng)的課程設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)狀可視化系統(tǒng)的分析與設(shè)計能力、問題發(fā)現(xiàn)與解決能力、書面表達與口頭答辯能力、個人分工與團隊合作能力，通過項目全過程訓(xùn)練強化學(xué)生的問題抽象、發(fā)散思維和實際動手能力。具體要求如下：（1）要求學(xué)生掌握Excel可視化方法；（(5)）（2）要求學(xué)生掌握R語言可視化技術(shù)；（(5)）（3）要求學(xué)生掌握D3可視化技術(shù)；（(5)）（4）要求學(xué)生掌握Python可視化系統(tǒng)的分析與設(shè)計。（(5)、(6)）二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配本課程總學(xué)時數(shù)為32學(xué)時，其中理論教學(xué)為16學(xué)時，實驗教學(xué)為16學(xué)時；課程教學(xué)共有7章，具體內(nèi)容及學(xué)時安排等如下表所示：課程內(nèi)容教學(xué)要求重點（☆）難點（△）學(xué)時安排實驗學(xué)時上機學(xué)時備注數(shù)據(jù)可視化簡介1.1可視化的意義1.2可視化的目標和作用1.3可視化簡史1.4數(shù)據(jù)可視化釋義視覺2.1視覺感知2.2視覺認知2.3視覺通道數(shù)據(jù)3.1數(shù)據(jù)釋義3.2數(shù)據(jù)獲取3.3數(shù)據(jù)組織與管理B2講授Excel可視化4.1Excel概述4.2Excel數(shù)據(jù)錄入與整理4.3Excel宏與VBA4.4VBA基礎(chǔ)語法4.5Excel計算分析4.6Excel數(shù)據(jù)展現(xiàn)（圖表）B2講授實驗一Excel可視化上機實驗2R語言數(shù)據(jù)可視化5.1R語言概述5.2R環(huán)境搭建5.3R基本編程5.4R數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出5.5制圖函數(shù)5.6散點圖、線圖5.7柱形圖、點圖、餅圖、直方圖5.8等高線、地圖A☆△4講授實驗二R語言可視化上機實驗4D3.js數(shù)據(jù)可視化（WEB）6.1D3簡介與安裝6.2選擇元素和綁定數(shù)據(jù)集6.3元素的操作6.4制作圖表6.5比列尺6.6坐標軸6.7圖表動起來6.8Update、Enter、Exit6.9交互式操作和布局A☆△4講授實驗三D3.js數(shù)據(jù)可視化上機實驗4Python數(shù)據(jù)可視化7.1Python概述7.2Python安裝及環(huán)境配置7.3Python庫安裝及使用7.4爬取網(wǎng)頁內(nèi)容7.5動態(tài)數(shù)據(jù)7.6Mongodb概述7.7Mongodb安裝及使用7.8數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析7.9搭建django數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)A☆△4講授實驗四Python數(shù)據(jù)可視化上機實驗6（教學(xué)基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建議實驗（上機）項目及學(xué)時分配編號實驗名稱上機內(nèi)容實驗時數(shù)實驗類型實驗要求1實驗一：Excel可視化Excel中圖表的制作2設(shè)計性必做5實驗二：R語言可視化通過R語言設(shè)計圖表4設(shè)計性必做6實驗三：D3（Web）可視化通過D3設(shè)計圖表4設(shè)計性必做7實驗四：Python可視化使用Python獲取數(shù)據(jù)進行分析，搭建django數(shù)據(jù)可視化網(wǎng)站6綜合性必做四、教學(xué)方法與教學(xué)手段充分利用多媒體教學(xué)、講授與討論、翻轉(zhuǎn)課堂、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等改進計算機教學(xué)手段和教學(xué)方式，采用多媒體教學(xué)課件進行課堂教學(xué)，課程教學(xué)以課堂講授為主，結(jié)合實驗及作業(yè)等共同實施，實現(xiàn)由單一的知識傳授到能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變；從一般知識體系的灌輸?shù)酵卣剐詫W(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。在教學(xué)過程中采用以下幾種教學(xué)方法：啟發(fā)式教學(xué)：激發(fā)思維，師生互動，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性；民主教學(xué)：以學(xué)生為主體，以學(xué)習(xí)為中心，強化學(xué)生學(xué)習(xí)主人翁意識。鼓勵爭辯，課堂氛圍寬松和諧；開放式教學(xué)：課上課下融合，校內(nèi)校外結(jié)合。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維，增大學(xué)生的學(xué)習(xí)自主權(quán)；研究式教學(xué)：灌輸式改變?yōu)檠杏懯?、探索式。教師給思路，指點學(xué)生自主獲取知識；實踐性教學(xué)：充分利用實驗室，通過上機實習(xí)，加強學(xué)生的實踐能力。五、考核方式與成績評定標準本課程考核采用開卷形式，理論課成績占總成績的30%，上機實驗考核成績占總成績的60%，平時成績占總成績的10%。六、教材與主要參考書目1.鮮活的數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)可視化指南NathanYau著向怡寧譯人民郵電出版社2012年出版2.Excel數(shù)據(jù)可視化恒盛杰資訊著機械工業(yè)出版社2015年出版3.Python數(shù)據(jù)可視化編程實戰(zhàn)IgorMilovanovic著顓清山譯人民郵電出版社2015出版4.R語言實戰(zhàn)第2版卡巴科弗（RobertI.Kabacoff）著王小寧等譯人民郵電出版社2016出版5.D3.js數(shù)據(jù)可視化實戰(zhàn)手冊朱啟（NickQiZhu）著