大数据可视化教学大纲教案.docx

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1、大数据可视化教学大纲课程代码：课程名称：大数据可视化开课学期：5学分/学时：16+16课程类型：必修适用专业/开课对象：先修课程I开课单位：团队负设人；贡任教授：执第人：核准院长：一、课程的性质、目的与任务4大数据可视化为是-门综合性很强的基础课程，主要内容包括三部分，第一部分讲解大数据可视化的班础内容，包括大数据可视化基础概念、历史、发屣方向、面临的挑战等内容，帮助学生建立起对大数据可觇化的基本认识。笫二部分讲解不同类型数据的特点以及可规化的方法,帮助学生认识、深刻理解多种多样的数据类型.掌握针对不同类型的各种可视化方法，为第：.部分的实验课程打下基础.第：部分则是选取了主流的可视化软件、编

2、程语言，介绍其功能特点以及使用方法，最后结合案例M助学生更好的堂握可视化这n技术，将第一、二部分的概念、知识付诸实际应用当中“其中第二部分主要包括时间数据可祝化、比例数据可视化.关系数据可视化、文本数据可视化、复杂数据可视化.第三部分主要包括TabIeaUeti据可视化工具、DataV工具、EChart5工具、FineB1.工具、R语言可觇化语法、PVthon可视化语法、EXCe1.工具的介绍以及相关案例，本课程的目的与任务是使学生遹过本课程的学习，从可视化基本概念入手,由浅入深学习大数据可视化的相关知识,学会可视化的相关关便技术，能陶掌提常见可视化工具的使用.同时通过实践掌握可视化分析方法。

3、本课程除要求学生掌握可视化的范础知识和理论，点要求学生在实戕中学会可视化分析，为更深入地学习和今后的实践打卜良好的基础。二、教学内容及教学基本要求1 .可视化概述（2学时）介绍数据可视化概念和发展历史，将可视化分为三类，从而深入理解可视化，理解可视化的作用，了解可视化的发展方向。2 .数据可视化基础（2学时）了解数州可视化通用流程,了解数据可视化巾数据的多种存储方式及此特点,埋解并住切简单运用可视化设计原则，3 .时间数据可视化（2学时了解时间数据可视化的应用.理解连续型时间数据、禹散型时间数据的特点，掌握对应可视化的方法.1.比例数据可视化（2学时了解比例数据在大数据中的应用,掌握比例数据以

4、及时空比例数据可视化方法.5 .关系数据可视化（2学时）了解关系数刖仃关概念，常髡具有关联的数据可觇化方法,掌握数据分布性的可视化方法。6 .文本数据可视化（4学时了解文本数据可视化的用途广解文本信息需求的层级.掌握文本数据的获取方法、可规化方法，理解文本关系数据及可视化方法.7 .复杂数据可视化（2学时理解奴杂数据的概念,了解其可视化难点以及可视化方法。9 .实验（16学时）教学说明及教学基本要求见网页设计开发实验教学大纲。三、教学方法本课程教学方法以教师为主导的启发式讲授教学法为主，讨论（提问）式教学为辅,结合课外学习的教学方法.实5金以学生动手实验为主,教师的启发式讲授教学法为辅,并结合

5、讨论（提问）式教学，以及费合课外学习的教学方法.1 .本课程概念较多，因此教学形式以讲授方式为主。本课程拟采用多媒体PPT的教学方法，增加课堂信息，浅显通俗地对概念、定义和原理进行解择，增加教学的直观性，教学过程中注意各个知识点的关联性,以使学生更好地理解课程内容.2 .对课程中关键性概念、设计思想方面的何胭可轴以课堂讨论的形式.3 .为加强和落实动手能力的培养，每点课后应安排作业，招助学生学习和应用。四、课内外教学环节及茶本要求本课程共16+16个学时.理论32个学时,讲授16周（每周2学时）：实验16个学时.课外学习要求：1 .做好课前预习，预习时以教材为主，了解相关的概念、定义、原理，鼓

6、励使用互联网拓掘视野.预习中认真思考，以便带莉问题主动地听课.2 .揖视实验课程要求学生根据自己的能力深入掌握相关工具的使用.3 .认真完成所布置的大作业.五、考铁内容及方式本课程成绩由平时成绩和期末考核成绩组合而成，课程成绩以百分制计算，分配比例如下：1 .平时成绩占30%，主要考百作业的完成程度,理论课和实验课的出勤率，实验课的考试结果。其中作业占10%,实验占IM出勤率占5M2 .期末成绩占70%,枭用考试的考核方式，考试采用上机形式,题型为选择题、简答题以及实验起目.其中实验即目占比40%其他题型占比30%.六、持械改进木课程根据学生作业、课堂讨论、平时考核情况和学生、教学留导等反馈，

7、及时对教学中不足之处进行改进，并在下一轮课程教学中改进.网页设计开发实殴教学大的教学内容及教学域本要求1. TabIeaU数据可视化方法（4学时）使用Tab1.SU软件进行简单的可视化,理解TabICaU软件的功能特点.2. DaIaV数据可视化方法（4学时）使刖TabICaU软件进行简单的可视化，理解工Ib1.eaU软件的功能特点。3. EChanS数据可视化方法（4学时）理解EChartS的功能特点，掌握EeharSI绘图用法.4. FineB1.数据可视化方法（1学时）使用FineBI进行仪表盘的设计和制作.5. R谙*可视化方法（1学时）掌握R语言功能特点，掌握Ri言绘图基础语法.6.

8、 Py1.hOn可视化方法（1学时掌握Py1.h1.n语言功能特点,掌握Py1.hon绘图基础语法7. EXCC1.数据可视化方法（1学时）学旌EXCC1.功能特点,掌握EXCe1.绘图基础.讲授章节第1讲数据可视化概述授课时数2教学目的：I.介绍数据可视化概念和发展历史2 .介绍可视化的三种类别3 .理解可视化作用，了解可视化的发展方向教学内容（课程导入）-可视化U冷1 .数据定义2 .数据可视化的定义3 .数据可视化从数据中提取的信息： 模式数据的规律 关系数据之间的相关性 异常问题数据二数据可视化发展历史数据可视化的起源可迫潮到公元2世纪,但是在之后的很长一段时间并没有特别大的发展。数据

9、可视化的主要进展都是在最近两个平世纪才出现，尤其是近四十年。目前最热门的可视化形式可以追溯到17世纪,那时的地质探索、数学和历史的普及仅进了5期的地图、图表和时间线的出现.葡箭工艺技术的完善,到19世纪上半叶，人们己经掌握了整食统计数据可视化工具（包括柱状图、讲图、出方图、折线图、时间线、轮廓线等）,关于社会、地理、医学和基金的统计数据越来越多，到19世纪下半叶，系统构建可视化方法的条件日渐成熟，人类社会进入/统计图形学的黄金时期.到了20世纪上半叶，政府、商业机构和科研部门开始大量使用可视化统计图形。进入21世纪新的可视化媒介互联网出现.这催生了许多新的可视化技术和功能.三可视化的分类根据所

10、处理的数据对象的不同，数据可视化可分为科学可视化与信息可视化，1 .科学可视化科学可视化是可视化额城发展最早、最成熟的一个学科,其应用领域包括物理、化学、气象气候、航空航天、医学、生物学等各个学科，涉及对这些学科中数据和模型的虢蟀、操作与处理，旨在寻找其中的模式、特点、关系以及异常情况。2 .信息可视化伯息可视化的数据更贴近我们的生活与工作，包括地理伯恩可视化、时变数据可视化、层次数据可视化、网络数据可视化、非结构化数据可视化等我们常见的地图是地理信息数据，属于信息可视化的范畸。3 .可视分析学可视分析学被定义为一门以可视交互界面为基础的分析推理科学，综合了图形学、数据挖匏和人机交互等技术。四

11、大数据可视化作用及发展方向数据可视化的作用包括记录信息、分析推埋、信息传播与协同等.伴随大数据时代的来临,数据可视化日益受到关注，可视化技术也日益成熟。然而，数据可视化依然存在许多何跑.且面格着如下巨大的挑陵. 数据规模大 数据质量问题 数据快速动态变化 面临熨杂高维数据 多来源数据的类型和结构各异未来主要有四个发展方向： 可视化技术与数据挖掘技术的紧密结合. 可视化技术与人机交互技术的脍密结合 可视化技术广泛应用于大规模、高雄度、箱结构化数据的处理与分析。 处理数据能力的弹性变化。本章节的教学重点、难点：本理曳点是数据及数据可视化概念，难点是可视化面临的挑战教学方法、教学手段：使用教具:计算

12、机和投影仪习题:P25讲授章节第2讲数据可视化基础授课时数2教学目的:1,介绍数据可视化流程2 .能够了解可视化用到的数据存储工具3 .理解并可以简单运用可觇化设计原则。教学内容（讲授提纲）-可视化流程1 .数据采集在可视化设计过程中，一定要W光了解数据的来源、采集方法和数据属性，这样才能准暗地反映要解决的问他。2 .数据处埋和变换可视化之前需要将原始数据转换成用户可以理解的模式和特征并显示出来.所以，数据处埋和变换是非常有必要的，它包括去喉、数据清洗、提取特征等流程3 .可视化映射可视化映射过程是整个流程的核心，其主要目的是让用户通过可视化结果去埋解数据信息以及数据曲后除含的规律4 .用户礴

13、知可视化映射后的结果只有通过用户感知才能转换成知识和灵感。二可视化效据IaiR工具数据良好的殂织与管理是优秀数据可视化方案的徜提条件，在大数据时代，只彳r选择适合的数据组织与管理方式才能得到最好的可视化性能.才乂可能实现实时数据的可视化展示。有以卜常见数据存储工具 分布式文件系统 文档存储 列式存储 犍依存储 图形数据库 关系数据库 内存数据昨三可视化设计原则数据可视化的主要目的是准确地为用户展示和传达出数据所包含（除藏）的信息，街要平询信息与美感,有如下原则指导设计： 数掘筛选原则 数据到可视化的n观映射原则 视图选择与交互设计原则 美学原则 适当运用隐喻原则 颜色与透明度选择原则本章节的教

14、学重点、难点本讲重点是理解可视化的原则.难点是可视化数据组织工具教学方法、教学手段：使用教具：计算机和投影仪作业、讨论题、思考题：P33讲授章节笫3讲时间数据可视化授课时数2教学目的:1. 了解时间数据可视化的应用2. 了解连续型时间数据的特点及可觇化的方法3. 了解离散型时间数据的特点及可视化的方法教学内容（讲授提纲）-时间数据可视化的应用时间是一个非常重要的维度和璃性”历史数据的积累是大数据“大”的一个重要原因.时间序列数据存在于各个领域，比如金购和商业交易记录，社会经济指标记录，气象观测数据,动植物种群数据等.金融和商业记录包括股票交易价格以及交易量，各种商品的铺作价格和明叶量:社会经济

15、指标包括GDP（国民生产总值）、CPI（消费者物价指数）等指数.这些带时间维度的数据中皴含者大求的信息,是指导国家制定政策、企业调整故略的正要依据.表单属性：-连像型时间数据1 .特点连续型时间数据在任建两个时间点之间可以细分出无限笠个数值,它是连续不断变化现象的记录.2 .可视化方法 阶梯图 放点图 拟合曲戏三离微型时间数据1 .特点离散型时间数据又称不连续性时间数据，这类数据在任何两个时间点之间的个数是有米的。2 .可视化方法 敌点图 柱形图 堆登柱形图本章节的教学至点、难点：本讲正点是掌握时间数据的类里、可视化方法,教学方法、教学手段：使用教具：计算机和投膨仪作业、讨论题、思考题：P41讲授章节第4讲比例数据可视化授课时数2教学目的：1 .了耨比例数据在大数据中的应用2 .掌握比例数据可视化的方法3