《數(shù)據(jù)可視化技術(shù)》課程教學大綱（機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)）

《數(shù)據(jù)可視化技術(shù)》課程教學大綱一、課程簡介課程中文名數(shù)據(jù)可視化技術(shù)課程英文名DataVisualizationTechnology雙語授課￡是t否課程代碼10112163課程學分3總學時數(shù)48課程類別□通識教育課程□公共基礎(chǔ)課程t專業(yè)教育課程□綜合實踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)t必修t選修□其他課程形態(tài)□線上t線下□線上線下混合式□社會實踐□虛擬仿真實驗教學考核方式□閉卷t開卷□課程論文□課程作品□匯報展示□報告□課堂表現(xiàn)□階段性測試□平時作業(yè)□其他（可多選）開課學院大數(shù)據(jù)與智能工程學院開課系(教研室)數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術(shù)面向?qū)I(yè)計算機科學與技術(shù)、數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程開課學期第6學期課程負責人邢昌元審核人陳曦先修課程無后續(xù)課程無選用教材1.范路橋，張良均等．Web數(shù)據(jù)可視化(ECharts版)[M]．北京：人民郵電出版社．2021．參考書目1.陳為等.數(shù)據(jù)可視化[M].北京:電子工業(yè)出版社,2019.2.范路橋.ECharts數(shù)據(jù)可視化實戰(zhàn)[M].西安:西安電子科技大學出版社,2023.課程資源華育興業(yè)教學實驗系統(tǒng)大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)13:8089/課程簡介數(shù)據(jù)可視化技術(shù)作為一門前沿技術(shù)，廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，幫助企業(yè)用戶動態(tài)地展示數(shù)據(jù)，為企業(yè)經(jīng)營決策提供支持。通過本課程的學習，使學生了解數(shù)據(jù)可視化的概念、方法、工具和流程，能夠熟練使用ECharts進行數(shù)據(jù)可視化的圖表制作，能夠?qū)⒗碚撆c實踐相結(jié)合，利用ECharts圖表工具解決實際問題，為數(shù)據(jù)展示與分析打下基礎(chǔ)。二、課程目標表1課程目標序號具體課程目標課程目標1能夠掌握數(shù)據(jù)可視化的基本原理與方法，運用到復雜的數(shù)據(jù)分析工程問題中，能應(yīng)用可視化工具和技術(shù)，如圖表、布局、組件、事件與行為等，解決數(shù)據(jù)分析結(jié)果的可視化展示問題，并對結(jié)果進行合理評價。課程目標2能夠在數(shù)據(jù)可視化算法的構(gòu)思與設(shè)計階段，通過文獻研究、實驗試驗、工程推理、數(shù)學建模等方法，識別、表達、對比、分析復雜數(shù)據(jù)可視化問題及其解決方法，識別和判斷數(shù)據(jù)可視化問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)，并獲得數(shù)學模型、工程知識庫等有效結(jié)論。課程目標3能夠理解數(shù)據(jù)可視化的價值和意義，了解其對決策支持、問題解決和知識傳播的價值。在通過可視化來傳達特定的信息和觀點時，能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，綜合考慮對社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境的影響。表2-1課程目標與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系（適用于數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)專業(yè)）畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求4：研究：能夠基于數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術(shù)的相應(yīng)原理，采用科學方法對大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域中的復雜工程問題進行研究，制定技術(shù)路線、設(shè)計實驗方案并開展實驗，通過實驗分析得到合理有效的結(jié)論?！綧】4.3根據(jù)數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術(shù)原理，對比分析解決方案，通過實驗仿真或系統(tǒng)實現(xiàn)等多種科學方法說明其有效性和合理性，通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。課程目標1畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具：能夠針對大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復雜工程問題，選擇和使用恰當?shù)募夹g(shù)、資源和現(xiàn)代工程工具，進行信息表達、建模、設(shè)計、模擬、驗證，并能夠在實踐中了解這些工具使用的局限性?！綡】5.3能夠應(yīng)用現(xiàn)代化工具對大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)工程問題進行分析、設(shè)計、模擬和預(yù)測，并對結(jié)果進行合理評價。課程目標2畢業(yè)要求7：環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展：具有環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展意識，能夠理解和評價針對大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域復雜工程問題的專業(yè)工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響?！綥】7.2能夠分析和評價大數(shù)據(jù)框架系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)過程中對環(huán)境的影響，在充分考慮環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的前提下，開展大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的工程實踐。課程目標3表2-2課程目標與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系（適用于計算機科學與技術(shù)專業(yè)）畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求4：研究：能夠基于科學原理并采用科學方法對計算機復雜工程問題進行研究，設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)，并能通過信息綜合得到合理有效結(jié)論?！綧】4.3能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行分析和解釋，并綜合相關(guān)信息，給出合理、有效的結(jié)論，并對結(jié)論進行規(guī)范的表述。課程目標1畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具：能夠針對計算機復雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對計算機復雜工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性。【H】5.3能夠?qū)εc計算機軟件系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)的復雜工程問題進行預(yù)測與模擬所獲數(shù)據(jù)進行分析，并給出解釋。課程目標2畢業(yè)要求7：環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評價針對復雜工程問題的計算機工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響?！綥】7.2能夠?qū)τ嬎銠C軟件系統(tǒng)及其開發(fā)、運行、更新?lián)Q代等中的復雜工程問題實踐對環(huán)境保護和社會可持續(xù)發(fā)展進行評價。課程目標3表2-3課程目標與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系（適用于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)）畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求4：研究：能夠基于科學原理并采用科學方法對物聯(lián)網(wǎng)復雜工程問題進行研究，設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論?！綧】4.3能選用、搭建或開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)實驗環(huán)境，開展實驗并正確記錄、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進行分析和解釋，得到合理有效的結(jié)論，并確定結(jié)論的影響因素。課程目標1畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具：能夠針對物聯(lián)網(wǎng)復雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對物聯(lián)網(wǎng)復雜工程問題預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性?！綡】5.3能夠使用平臺、資源、工具、軟件，對物聯(lián)網(wǎng)復雜工程問題進行模擬與預(yù)測，對結(jié)果進行合理評價課程目標2畢業(yè)要求7：環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評價針對復雜工程問題的計算機工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響?！綥】7.2理解并評價實際物聯(lián)網(wǎng)項目對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響，并對可能出現(xiàn)的不良后果采取合理的措施，評價涉及的安全與隱私問題對社會健康發(fā)展的影響。課程目標3三、課程學習內(nèi)容與方法（一）理論學習內(nèi)容及要求表3-1課程目標、學習內(nèi)容和教學方法對應(yīng)關(guān)系序號課程模塊學習內(nèi)容學習任務(wù)課程目標學習重點難點教學方法學時1數(shù)據(jù)可視化概述1.數(shù)據(jù)與可視化1.拓展閱讀：南丁格爾“極區(qū)圖”2.線上學習：VSCode創(chuàng)建HTML頁面3.線上學習：HTML基礎(chǔ)、表單課程目標1重點：1.數(shù)據(jù)的定義、數(shù)據(jù)可視化概念2.數(shù)據(jù)的特點3.數(shù)據(jù)可視化的用途學習內(nèi)容難點：1.數(shù)據(jù)可視化的領(lǐng)域模型講授法：能夠引導學生對數(shù)據(jù)及可視化產(chǎn)生初步的認識，促進學生在理解概念的基礎(chǔ)上，為后續(xù)應(yīng)用打下基礎(chǔ)22.大數(shù)據(jù)可視化的概念課程目標23.數(shù)據(jù)可視化的發(fā)展歷史課程目標32視覺感知與認知1.視覺感知、認知1.線上學習：CSS基礎(chǔ)2.線上學習：JavaScript基礎(chǔ)課程目標3重點：1.視覺感知處理過程2.格式塔理論3.視覺編碼原則難點：1.視覺編碼原則講授法：能夠引導學生對視覺感知與認知產(chǎn)生初步的認識，促進學生在理解概念的基礎(chǔ)上，為后續(xù)應(yīng)用打下基礎(chǔ)42.顏色課程目標23.視覺編碼原則課程目標13數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)1.數(shù)據(jù)可視化基本框架1.線上學習：HTML布局2.線上學習：JQuery基礎(chǔ)3.線上學習：ECharts常見圖形課程目標1重點：1.數(shù)據(jù)可視化流程2.數(shù)據(jù)類型及其屬性3.可視化的基本圖表難點：1.基本的統(tǒng)計圖表可視化方法和適用規(guī)則2.可視化編碼方式講授法：能夠引導學生對數(shù)據(jù)及可視化的流程形成初步的認識，促進學生在理解概念的基礎(chǔ)上，為后續(xù)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。案例教學：通過真實的數(shù)據(jù)可視化案例，引導學生針對不同的數(shù)據(jù)類型，學會使用相應(yīng)的可視化圖形展現(xiàn)數(shù)據(jù)。62.可視化中的數(shù)據(jù)課程目標23.可視化的基本圖表課程目標24.可視化的設(shè)計原則課程目標34層次和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化1.層次數(shù)據(jù)可視化1.拓展閱讀：計算機公司的組織結(jié)構(gòu)2.線上學習：ECharts官網(wǎng)學習實現(xiàn)層次數(shù)據(jù)可視化3.線上學習：ECharts官網(wǎng)學習實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化課程目標2重點：1.節(jié)點-鏈接（node-link）法2.空間填充（space-filling）法難點：1.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化講授法：能夠引導學生對層次網(wǎng)絡(luò)可視化產(chǎn)生初步的認識，促進學生在理解概念的基礎(chǔ)上，為后續(xù)應(yīng)用打下基礎(chǔ)案例教學：通過真實的數(shù)據(jù)可視化案例，引導學生針對不同的數(shù)據(jù)類型，學會使用相應(yīng)的可視化圖形展現(xiàn)數(shù)據(jù)。22.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化課程目標25文本和文檔可視化1.文檔可視化釋義1.拓展閱讀：計算機公司的組織結(jié)構(gòu)2.線上學習：學習實現(xiàn)詞云圖3.線上學習：學習實現(xiàn)主題河流課程目標1重點：1.文本可視化流程2.分詞技術(shù)和詞干提取3.基于關(guān)鍵詞的文本內(nèi)容可視化4.時序性的文本內(nèi)容可視化難點：1.情感分析可視化講授法：能夠引導學生對文本數(shù)據(jù)可視化產(chǎn)生初步的認識，促進學生在理解概念的基礎(chǔ)上，為后續(xù)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。案例教學：通過真實的數(shù)據(jù)可視化案例，引導學生針對不同的數(shù)據(jù)類型，學會使用相應(yīng)的可視化圖形展現(xiàn)數(shù)據(jù)。22.文本信息分析基礎(chǔ)課程目標33.文本內(nèi)容可視化課程目標24.文本關(guān)系可視化課程目標2實驗學習內(nèi)容及要求表3-2課程目標、學習內(nèi)容和教學方法對應(yīng)關(guān)系序號項目名稱項目來源教學目標（觀測點、重難點）學時數(shù)項目類型要求每組人數(shù)教學方法課程目標1實驗1：ECharts可視化開發(fā)環(huán)境搭建其他1.了解ECharts發(fā)展歷程，自行下載ECharts相關(guān)JS文件2.認識開發(fā)者工具，完成搭建ECharts可視化開發(fā)環(huán)境，VSCode、瀏覽器3.在VSCode中創(chuàng)建html網(wǎng)頁，引入JS文件，運行出第一個圖形2驗證性必做1課堂講授課程目標12實驗2：創(chuàng)建簡單柱狀圖、瀑布圖實驗教材、其他1.了解數(shù)據(jù)可視化，掌握大數(shù)據(jù)可視化的概念2.掌握創(chuàng)建ECharts圖表的方法，學會繪制標準柱狀圖、瀑布圖，掌握其適用場合。3.掌握ECharts官方文檔的查詢方法2驗證性必做1實驗指導課程目標23實驗3：創(chuàng)建堆積柱狀圖、條形圖實驗教材、其他1.學會繪制堆積柱狀圖、條形圖2.掌握堆積柱狀圖分層設(shè)置方法，柱狀圖與條形圖轉(zhuǎn)換方法3.掌握ECharts官方文檔的查詢方法2驗證性必做1實驗指導課程目標34實驗4：創(chuàng)建標準折線圖、堆積面積圖實驗教材1.學會繪制折線圖、堆積折線圖2.掌握折線圖核心思想和適用場合3.掌握堆積的重要參數(shù)stack2驗證性必做1實驗指導課程目標15實驗5：創(chuàng)建標準餅圖、影響健康壽命的各種因素-圓環(huán)圖實驗教材1.學會繪制標準餅圖、圓環(huán)圖2.掌握餅圖核心思想和適用場合3.掌握相關(guān)重要參數(shù)center、radius等的使用方法，遇到問題學會查找官方文檔2設(shè)計研究必做1課堂講授課程目標36實驗6：創(chuàng)建二級學院分布-南丁格爾玫瑰圖工程實踐1.學會繪制南丁格爾玫瑰圖2.掌握玫瑰圖核心思想和適用場合3.掌握相關(guān)重要參數(shù)rosetype、radius等的使用方法2驗證性必做1案例教學課程目標27實驗7：繪制折柱混搭圖實驗教材1.學會繪制折柱混搭圖2.設(shè)置多個坐標軸的方法3.折柱混搭時如何對應(yīng)到相應(yīng)的坐標軸4.掌握樣式設(shè)置的方法2綜合性必做1實驗指導、查閱文獻課程目標18實驗8：繪制滾動圖例、工具箱工程實踐1.掌握標題和圖例組件的相關(guān)重要參數(shù)2.掌握九宮格布局的方法3.學會設(shè)置legendtype的相關(guān)值4.掌握工具箱組件的內(nèi)置6個子工具的配置項5.掌握自定義工具按鈕，添加事件的方法6.掌握dataView子工具相關(guān)配置項的設(shè)置2驗證性必做1實驗指導、查閱文獻、小組討論課程目標19實驗9：繪制詳情提示框、繪制標記線和標記點工程實踐1.掌握詳情提示框組件的適用場合2.學會設(shè)置觸發(fā)類型，formatter字符串模板和回調(diào)函數(shù)的使用3.掌握樣式設(shè)置的方法4.掌握標記線和標記點的適用場合5.學會設(shè)置最高值、最低值標記點，自定義標記點的方法6.學會設(shè)置均值標記線2綜合性必做1實驗指導、查閱文獻課程目標210實驗10：繪制標準氣泡圖、人均壽命與GDP關(guān)系氣泡圖實驗教材1.掌握氣泡圖的核心思想和適用場合2.學會將3個指標繪制在氣泡圖中3.學會構(gòu)建復雜關(guān)系氣泡圖的方法2設(shè)計研究必做1課堂講授、實驗指導課程目標311實驗11：繪制四個儀表盤實驗教材1.掌握儀表盤的核心思想和適用場合2.學會將汽車的速度、發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、油表和水表的現(xiàn)狀繪制在儀表盤中3.學會設(shè)置樣式的方法2驗證性必做2查閱文獻、小組討論課程目標112實驗12：繪制銷售經(jīng)理能力考核雷達圖實驗教材1.掌握雷達圖的核心思想和適用場合2.掌握將多個維度數(shù)據(jù)映射到坐標軸上的方法3.掌握雷達圖樣式設(shè)置的方法2綜合性必做1課堂講授、實驗指導、查閱文獻課程目標313實驗13：繪制編程語言排名-詞云圖工程實踐1.掌握詞云圖的核心思想和適用場合2.掌握詞云圖數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法3.掌握詞云圖樣式設(shè)置的方法2綜合性必做1查閱文獻課程目標114實驗14：繪制柱狀圖-柱狀圖-簡單圖表聯(lián)動實驗教材1.掌握圖表聯(lián)動的適用場合2.掌握圖表聯(lián)動的設(shè)置方法3.掌握圖表混搭時坐標軸的設(shè)置方法2綜合性必做1課堂講授、查閱文獻課程目標215實驗15：繪制柱狀圖鼠標點擊事件工程實踐1.掌握鼠標常見事件及其處理函數(shù)2.掌握click、mousedown、mouseup事件的使用2綜合性必做1課堂講授、實驗指導課程目標116實驗16：繪制異步數(shù)據(jù)加載-各專業(yè)男女統(tǒng)計實驗教材1.掌握異步數(shù)據(jù)加載的核心思想和適用場合2.掌握讀取本地json文件的方法3.學會讀取json文件內(nèi)容，設(shè)置到圖中的方法4.掌握動態(tài)加載動畫的適用方法2設(shè)計研究必做2查閱文獻、小組討論課程目標1四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4課程目標、考核內(nèi)容與考核方式對應(yīng)關(guān)系課程目標考核內(nèi)容所屬學習模塊/項目考核占比考核方式課程目標11.可視化開發(fā)環(huán)境搭建與設(shè)置理論1、實驗140%課堂表現(xiàn)、實驗報告、開卷考試2.繪制折線圖理論3、實驗43.繪制折柱混搭圖理論3、實驗74.繪制標記線、標記點實驗95.繪制儀表盤理論3、實驗116.繪制詞云圖理論5、實驗127.定義鼠標事件實驗158.異步數(shù)據(jù)加載實驗16課程目標21.繪制柱狀圖實驗235%課堂表現(xiàn)、實驗報告、開卷考試2.繪制南丁格爾玫瑰圖理論2、實驗63.使用網(wǎng)格布局實驗84.繪制詳情提示框?qū)嶒?5.繪制散點圖理論3、實驗106.繪制矩形樹圖理論47.繪制圖表聯(lián)動圖實驗15課程目標31.繪制條形圖理論3、實驗325%課堂表現(xiàn)、實驗報告、開卷考試2.繪制餅圖理論2、實驗53.繪制坐標軸實驗84.繪制工具箱實驗85.繪制氣泡圖理論2、實驗106.繪制雷達圖理論3、實驗12（二）成績評定1.平時成績評定（1）課堂表現(xiàn)（20%）：通過學生在課堂上發(fā)言、回答提問情況，評價學生的課程參與能力。（2）作業(yè)完成情況（40%）：對學生完成教學實驗系統(tǒng)中的相關(guān)實驗項目進行評價。（3）實驗報告（40%）：對學生在實驗報告中收集課程知識相關(guān)資料的能力，解決實際問題能力和合作研究能力進行評價；平時成績（100%）=課堂表現(xiàn)（20%）+作業(yè)完成情況（40%）+實驗報告（40%）2.期末成績評定期末考試主要考察學生對數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的基本理論和方法的掌握能力，測試與數(shù)據(jù)可視化相關(guān)復雜工程問題與社會可持續(xù)發(fā)展的客觀評價能力和反思能力。對可視化數(shù)據(jù)展示問題的解決能力。要求學生掌握使用ECharts對JSON數(shù)據(jù)異步數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)預(yù)處理、選擇合適的圖表，同時選擇恰當?shù)牟季衷?，展現(xiàn)具有科技感、時代氣息,主題突出、內(nèi)容豐富的大屏頁面。方式為開卷考試。3.總成績評定總成績應(yīng)由平時考核成績和期末考核成績構(gòu)成，其構(gòu)成比例為：總成績（100%）=平時成績（40%）+期末成績（60%）（三）評分標準針對課程考核方式中的所有項目，均制定有相應(yīng)的評分標準，并明確了具體評分細則。開卷試卷考核以試卷參考答案及評分細則為準。（三）評分標準表5評