大數(shù)據(jù)可視化 教案 6-2用戶(hù)畫(huà)像數(shù)據(jù)可視化

《大數(shù)據(jù)可視化》教案（學(xué)年第學(xué)期）課程名稱(chēng)： 大數(shù)據(jù)可視化所屬專(zhuān)業(yè)： 大數(shù)據(jù)技術(shù)所屬系部： 計(jì)算機(jī)與軟件技術(shù)授課班級(jí)：課程總學(xué)時(shí)： 任課教師PAGEPAGE1序號(hào)：1一、教學(xué)分析課題名稱(chēng)用戶(hù)畫(huà)像數(shù)據(jù)可視化課程大數(shù)據(jù)可視化系部計(jì)算機(jī)與軟件技術(shù)系任課教師教材《大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)》課題類(lèi)型理論+實(shí)踐課課時(shí)2課時(shí)地點(diǎn)實(shí)訓(xùn)機(jī)房班級(jí)內(nèi)容提要與時(shí)間分配：1、學(xué)習(xí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)小組協(xié)作搜集、分析、歸納篇Pandas相關(guān)技術(shù)，初步了解Pandas技術(shù)，并收集用戶(hù)畫(huà)像相關(guān)數(shù)據(jù)。小組協(xié)作實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)畫(huà)像數(shù)據(jù)的清洗，鍛煉學(xué)生協(xié)作能力、人際關(guān)系處理能力以及歸納總結(jié)能力。知識(shí)目標(biāo)用戶(hù)畫(huà)像基本概念掌握用戶(hù)屬性介紹用戶(hù)畫(huà)像分析建模技能目標(biāo)2、教學(xué)內(nèi)容內(nèi)容布置：掌握用戶(hù)屬性分類(lèi)方法掌握用戶(hù)畫(huà)像分析建模掌握Plotly繪制多種圖形實(shí)現(xiàn)分析結(jié)果的可視化內(nèi)容引入：我們已初步了解Plotly兩個(gè)繪圖模塊的繪圖步驟與繪圖原理，現(xiàn)在對(duì)面積圖、子圖和多坐標(biāo)軸圖進(jìn)行了解和學(xué)習(xí)。知識(shí)講解：內(nèi)容總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課程中遇到的問(wèn)題，并對(duì)涉及到的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理。3、本次課程內(nèi)容特點(diǎn)：4、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：用戶(hù)畫(huà)像數(shù)據(jù)分析建模難點(diǎn)：用戶(hù)畫(huà)像數(shù)據(jù)分析場(chǎng)景建模。5、學(xué)情分析1、學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程之前已掌握了Plotly的部分圖形繪制實(shí)現(xiàn)可視化，對(duì)數(shù)據(jù)清洗和用戶(hù)畫(huà)像場(chǎng)景分析建模不了解。6、教學(xué)設(shè)計(jì)基本原則：1、將教學(xué)內(nèi)容與信息資源進(jìn)行有機(jī)整合，利用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)創(chuàng)造一個(gè)同時(shí)具備項(xiàng)目式體驗(yàn)功能、教學(xué)實(shí)施功能、學(xué)習(xí)效果評(píng)測(cè)功能和實(shí)時(shí)互動(dòng)交流功能的多功能信息化教學(xué)環(huán)境。2、充分利用教材、學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺(tái)、多媒體課件和實(shí)訓(xùn)室等信息化教學(xué)手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)學(xué)習(xí)。7、教學(xué)方法、手段：1、案例教學(xué)法：本情境教學(xué)開(kāi)始引入可視化案例，引出課程目標(biāo)及重點(diǎn)和難點(diǎn)。2、過(guò)程互動(dòng)教學(xué)法：教學(xué)過(guò)程中使學(xué)生積極回答問(wèn)題，小組內(nèi)展開(kāi)討論，并組間進(jìn)行分享。3、“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”法，下發(fā)隨堂任務(wù)，由學(xué)生獨(dú)立完成，教師當(dāng)堂進(jìn)行考核和講評(píng)，解決學(xué)生遇到的問(wèn)題，并就共性問(wèn)題進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。8、內(nèi)容提要與時(shí)間分配環(huán)節(jié)一：課程回顧（5分鐘）環(huán)節(jié)二：用戶(hù)畫(huà)像基本知識(shí)和屬性分類(lèi)（10分鐘）環(huán)節(jié)三：用戶(hù)畫(huà)像分析建模（10分鐘）環(huán)節(jié)四：用戶(hù)年齡分布（10分鐘）環(huán)節(jié)五：不同會(huì)員等級(jí)的用戶(hù)分布（10分鐘）環(huán)節(jié)六：不同性別和不同會(huì)員等級(jí)的用戶(hù)分布（10分鐘）環(huán)節(jié)七：不同購(gòu)買(mǎi)力活躍用戶(hù)分布（10分鐘）環(huán)節(jié)八：不同年齡段活躍用戶(hù)分布（10分鐘）環(huán)節(jié)九：不同會(huì)員等級(jí)三級(jí)品類(lèi)下單偏好分布（10分鐘）環(huán)節(jié)十：課程回顧（5分鐘）9、教學(xué)材料教材《大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)》二、教學(xué)組織方式按照“課程回顧→內(nèi)容介紹→任務(wù)實(shí)施→任務(wù)點(diǎn)評(píng)與總結(jié)→布置課后作業(yè)”實(shí)施教學(xué)，并根據(jù)具體實(shí)施成效采用“思學(xué)練”多次循環(huán)完善課堂教學(xué)。利用多媒體教學(xué)平臺(tái)、學(xué)習(xí)通，豐富課堂教學(xué)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式、結(jié)合專(zhuān)業(yè)教師引導(dǎo)，完善理實(shí)一體的教學(xué)環(huán)境及方法。三、學(xué)習(xí)資源使用多媒體教學(xué)平臺(tái)完成課前復(fù)習(xí)、教學(xué)資源分發(fā)、作業(yè)評(píng)分。微課教學(xué)平臺(tái)完成在線課自學(xué)、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示。教學(xué)反饋平臺(tái)完成學(xué)情調(diào)查、教學(xué)實(shí)施效果調(diào)查，了解學(xué)生學(xué)情和課堂教學(xué)反饋。四、教學(xué)實(shí)施環(huán)節(jié)一：課程回顧（思維導(dǎo)圖）（5分鐘）課程回顧：通過(guò)思維導(dǎo)圖，對(duì)前一章節(jié)課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行回顧。環(huán)節(jié)二：用戶(hù)畫(huà)像基本知識(shí)介紹和屬性分類(lèi)（10分鐘）教師對(duì)統(tǒng)計(jì)類(lèi)標(biāo)簽和規(guī)則類(lèi)標(biāo)簽做簡(jiǎn)單介紹。讓學(xué)生明白標(biāo)簽的基本概念和分類(lèi)規(guī)則。環(huán)節(jié)三：用戶(hù)畫(huà)像分析建模（25分鐘）數(shù)據(jù)分析建模：用戶(hù)數(shù)據(jù)的年齡分布不同會(huì)員等級(jí)一周內(nèi)非?；钴S的用戶(hù)分布不同性別不同會(huì)員等級(jí)一周內(nèi)非?；钴S的用戶(hù)數(shù)不同購(gòu)買(mǎi)力下，一周內(nèi)非?；钴S用戶(hù)分布占比不同忠誠(chéng)度下，一周內(nèi)非常活躍用戶(hù)占比不同年齡段一周內(nèi)非?；钴S的用戶(hù)占比不同會(huì)員等級(jí)對(duì)三級(jí)品類(lèi)下單偏好分布環(huán)節(jié)四：Plotly繪制柱狀圖實(shí)現(xiàn)用戶(hù)數(shù)據(jù)年齡分布的可視化展示（10分鐘）針對(duì)所有用戶(hù)，觀察用戶(hù)的年齡分布情況，這里我們選擇通過(guò)繪制柱狀圖來(lái)展示。首先我們?nèi)コ龜?shù)據(jù)中的空值，然后去除數(shù)據(jù)中的重復(fù)值，為了便于統(tǒng)計(jì)分析，最后對(duì)數(shù)據(jù)集中的"activity"這一列轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)化，即將"一周內(nèi)非常活躍"轉(zhuǎn)化為數(shù)字1，"一周內(nèi)活躍"轉(zhuǎn)化為數(shù)字0。學(xué)生參考教師示例，通過(guò)調(diào)用go模塊下的go.Histogram()函數(shù)來(lái)繪制柱狀圖，最后利用iplot()函數(shù)直接在ipythonnotebook里面生成結(jié)果圖片。學(xué)生實(shí)施過(guò)程中（根據(jù)教材給出的示例代碼），遇到問(wèn)題可隨時(shí)向教師咨詢(xún)，任課教師負(fù)責(zé)整體進(jìn)度把控，及問(wèn)題解決。繪制結(jié)果如下圖所示。環(huán)節(jié)五：不同會(huì)員等級(jí)的用戶(hù)分布（10分鐘）查看不同會(huì)員等級(jí)下一周內(nèi)非?；钴S用戶(hù)分布，我們使用圖柱狀來(lái)進(jìn)行可視化展示。學(xué)生參考教師示例，使用圖柱狀來(lái)進(jìn)行可視化展示，本程序中，我們使用Pandas中的groupby()函數(shù)對(duì)'membership_level'會(huì)員等級(jí)進(jìn)行分組，然后對(duì)分組后的'activity'列使用sum()函數(shù)按照分組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)求和。學(xué)生實(shí)施過(guò)程中（根據(jù)教材給出的示例代碼），遇到問(wèn)題可隨時(shí)向教師咨詢(xún)，任課教師負(fù)責(zé)整體進(jìn)度把控，及問(wèn)題解決。繪制結(jié)果如下圖所示。環(huán)節(jié)六：不同性別和不同會(huì)員等級(jí)的用戶(hù)分布（10分鐘）我們使用并列柱狀圖來(lái)展示不同性別和不同會(huì)員等級(jí)的一周內(nèi)非?；钴S的用戶(hù)分布，首先我們需要通過(guò)df[df["sex"]=="女"]選取出性別為"女"的用戶(hù)，再對(duì)所有的女會(huì)員通過(guò)groupby()函數(shù)按照會(huì)員等級(jí)進(jìn)行分組，然后對(duì)分組后的不同等級(jí)的人數(shù)按照'activity'通過(guò)sum()函數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)求和，最后通過(guò)分組柱狀圖進(jìn)行可視化。學(xué)生參考教師示例，使用并列柱狀來(lái)進(jìn)行可視化展示，學(xué)生實(shí)施過(guò)程中（根據(jù)教材給出的示例代碼），遇到問(wèn)題可隨時(shí)向教師咨詢(xún)，任課教師負(fù)責(zé)整體進(jìn)度把控，及問(wèn)題解決。繪制結(jié)果如下圖所示。環(huán)節(jié)七：不同購(gòu)買(mǎi)力活躍用戶(hù)分布（10分鐘）我們使用餅圖來(lái)展示不同購(gòu)買(mǎi)力一周之內(nèi)非?；钴S的用戶(hù)分布情況，首先需要按照'purchasingpower'對(duì)所有會(huì)員通過(guò)groupby()函數(shù)進(jìn)行分組，然后對(duì)分組后的不同等級(jí)的人數(shù)通過(guò)sum()函數(shù)對(duì)'activity'進(jìn)行統(tǒng)計(jì)求和，最后選用go.Pie()函數(shù)繪制餅狀圖進(jìn)行可視化。學(xué)生參考教師示例，使用餅狀圖來(lái)進(jìn)行可視化展示，學(xué)生實(shí)施過(guò)程中（根據(jù)教材給出的示例代碼），遇到問(wèn)題可隨時(shí)向教師咨詢(xún)，任課教師負(fù)責(zé)整體進(jìn)度把控，及問(wèn)題解決。繪制結(jié)果如下圖所示。環(huán)節(jié)八：不同年齡段活躍用戶(hù)分布（10分鐘）。我們使用餅圖來(lái)展示不同年齡段一周之內(nèi)非常活躍的用戶(hù)分布情況。根據(jù)年齡分組并計(jì)算每個(gè)年齡段中非?；钴S用戶(hù)的數(shù)量。使用Plotly的Pie()函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)餅圖對(duì)象，data_pie.index轉(zhuǎn)化為列表后，作為標(biāo)簽labels的值，data_pie.values作為參數(shù)values的值，pull=[0.3,0.1,0,0]表示扇形區(qū)域的脫離參數(shù)，最后通過(guò)設(shè)置布局和圖表標(biāo)題等參數(shù)，生成繪圖對(duì)象并顯示出來(lái)。學(xué)生參考教師示例，繼續(xù)使用餅狀圖來(lái)進(jìn)行可視化展示，學(xué)生實(shí)施過(guò)程中（根據(jù)教材給出的示例代碼），遇到問(wèn)題可隨時(shí)向教師咨詢(xún)，任課教師負(fù)責(zé)整體進(jìn)度把控，及問(wèn)題解決。繪制結(jié)果如下圖所示。環(huán)節(jié)九：不同會(huì)員等級(jí)三級(jí)品類(lèi)下單偏好分布（10分鐘）我們使用餅圖來(lái)展示不同年齡段一周之內(nèi)非?；钴S的用戶(hù)分布情況。我們使用Plotly工具包中的Box()函數(shù)繪制一個(gè)箱線圖，用于展示不同會(huì)員等級(jí)對(duì)三級(jí)品類(lèi)下單偏好的分布情況。學(xué)生參考教師示例，繼續(xù)使用箱型圖來(lái)進(jìn)行可視化展示，學(xué)生實(shí)施過(guò)程中（根據(jù)教材給出的示例代碼），遇到問(wèn)題可隨時(shí)向教師咨詢(xún)，任課教師負(fù)責(zé)整體進(jìn)度把控，及問(wèn)題解決。繪制結(jié)果如下圖所示。課堂總結(jié)（5分鐘）通過(guò)對(duì)用戶(hù)畫(huà)像數(shù)據(jù)的分析與可視化相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，初步了解用戶(hù)畫(huà)像的基礎(chǔ)方法，鞏固了利用Ployly工具在數(shù)據(jù)可視化方面的技能，并提高了學(xué)生靈活融合數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)可視化的能力，用戶(hù)畫(huà)像作為企業(yè)挖掘用戶(hù)需求、提升產(chǎn)品服務(wù)體驗(yàn)的重要手段，在企業(yè)業(yè)務(wù)中有著廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。五、教學(xué)效果與課后反思1.教學(xué)效果通過(guò)多媒體教學(xué)平臺(tái)，完成課前復(fù)習(xí)、任務(wù)分發(fā)、指導(dǎo)書(shū)下載、作業(yè)評(píng)分，方便學(xué)生實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)。微課教學(xué)平臺(tái)，完成在線課自學(xué)、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示，培養(yǎng)并提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。教學(xué)反饋平臺(tái)，完成學(xué)情調(diào)查、教學(xué)實(shí)施效果調(diào)查，了解學(xué)生學(xué)情和課堂教學(xué)反饋。運(yùn)用興趣導(dǎo)向教學(xué)方法，將知識(shí)點(diǎn)實(shí)例化，逐步構(gòu)建學(xué)生創(chuàng)新思維，突出教學(xué)重點(diǎn)，解決教學(xué)難點(diǎn)，提高學(xué)生實(shí)訓(xùn)的興趣。教師踐行工匠精神，將職業(yè)精神內(nèi)