《大數據可視化》教案（學年第學期）課程名稱： 大數據可視化所屬專業： 大數據技術所屬系部： 計算機與軟件技術授課班級：課程總學時： 任課教師：序號：1一、教學分析課題名稱數據可視化概述課程大數據可視化系部計算機與軟件技術系任課教師教材《大數據可視化技術》課題類型理論+實踐課時2課時地點實訓機房班級內容提要與時間分配：1、學習目標素質目標小組協作搜集、分析、歸納大數據與可視化相關技術，初步了解大數據可視化技術。培養學生合理利用與支配各類資源的能力知識目標了解大數據技術概念；了解大數據前世今生；掌握大數據特點；了解大數據應用場景；了解大數據發展前景；了解數據可視化概念；理解圖表類型選擇掌握圖表基本組成Python環境安裝Jupyter環境安裝技能目標了解大數據特點了解大數據應用場景實踐總結圖表類型選擇實踐總結圖表基本組成2、教學內容內容布置：介紹什么是大數據大數據的四個特點大數據的應用場景大數據發展前景介紹常見的大數據可視化工具圖表類型選擇圖表的基本組成Python安裝Jupyter安裝內容引入：由什么是大數據引入，介紹大數據特點、應用場景、發展前景、大數據可視化在大數據生命周期中的位置、進而介紹大數據可視化工具、介紹圖表類型應用場景、圖標類型選擇知識講解：大數據概念大數據特點大數據應用場景大數據發展前景圖表基本組成圖表類型選擇Python安裝Jupyter安裝內容總結：總結本節課程中遇到的問題，并對涉及到的知識點進行梳理。3、本次課程內容特點：4、教學重點與難點重點：可視化圖表的類型與應用場景、圖表的組成難點：圖表組成5、學情分析1、學生初次接觸大數據以及大數據可視化相關概念，對大數據不甚了解6、教學設計基本原則：1、將教學內容與信息資源進行有機整合，利用實訓平臺創造一個同時具備項目式體驗功能、教學實施功能、學習效果評測功能和實時互動交流功能的多功能信息化教學環境。2、充分利用教材、學習通教學平臺、多媒體課件和實訓室等信息化教學手段，調動學生積極性和主動性，促進學生自主學習和主動學習。7、教學方法、手段：1、案例教學法：本情境教學使用故事模式，采用講故事的方式逐步引出課程目標及重點和難點。2、過程互動教學法：教學過程中使學生積極回答問題，小組內展開討論，并組間進行分享。3、“任務驅動”法，下發隨堂任務，由學生獨立完成，教師當堂進行考核和講評，解決學生遇到的問題，并就共性問題進行點評。8、內容提要與時間分配環節一：大數據介紹（5分鐘）環節二：大數據四個特點（10分鐘）環節三：大數據應用場景（10分鐘）環節四：大數據發展前景（10分鐘）環節五：常見的大數據可視化工具介紹（10分鐘）環節六：圖表類型選擇（10分鐘）環節七：圖表的基本組成（10分鐘）環節八：Python安裝（10分鐘）環節九：Jupyter安裝（10分鐘）環節八：任務總結（5分鐘）9、教學材料教材《大數據可視化技術》二、教學組織方式（專業課程知識點擊思政微課任務驅動方式、結合專業教師引導，完善理實一體的教學環境及方法。三、學習資源使用多媒體教學平臺完成課前復習、教學資源分發、作業評分。微課教學平臺完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示。3.教學反饋平臺完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。四、教學實施環節一：大數據介紹（5分鐘）介紹什么是數據？數據（data）是事實或觀察的結果，是對客觀事物的邏輯歸納，是用于表示客觀事物的未經加工的原始素材。數據可以是連續的值，比如聲音、圖像，稱為模擬數據；也可以是離散的，如符號、文字，稱為數字數據。介紹什么是大數據？“大數據”是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力來適應海量、高增長率和多樣化的信息資產。環節二：大數據特點（10分鐘）教師介紹大數據具有如下幾個特點，并詳細展開介紹。1.數據體量大。2.處理速度快。3.數據多樣性。4.低價值密度。環節三：大數據應用場景（10分鐘）教師分別對政務、旅游、電商、金融、物流、電信等領域列舉大數據應用場景的實例，幫助學生體會大數據應用的價值。舉例詳細闡述大數據引用場景，政務、旅游和電商。政務領域政務：加強政務資源共享，進一步提升政務治理能力和政務服務效率。在旅游領域：挖掘游客喜好，明晰游客服務需求，提升游客服務體驗。在電商領域電商：進行商品推薦，分析用戶消費習慣。教師提問學生，讓學生列舉更多的大數據的應用場景，并對學生的回答進行補充。環節四：大數據發展前景（10分鐘）教師結合生活實際，介紹大數據發展前景。1、隨著5G時代的到來，伴隨云計算、智能制造、智慧城市以及無人駕駛技術的深入發展，每個行業都將迎來日益龐大的數據量。2、大數據的處理、分析和挖掘需要強大的分布式處理能力和分布式存儲能力，而云計算恰恰能滿足大數據的需求。未來大數據與云計算技術的融合也會越來越緊密。3、大數據為人工智能技術的發展奠定了數據基礎，模型的訓練不僅需要大規模的訓練樣本，還需要大量的數據存儲與計算能力，可以說人工智能模型訓練的實現，是由大數據技術予以支撐的。環節五：大數據可視化流程和工具介紹（10分鐘）教師對大數據可視化流程進行講解，可結合巨頭案例。1、數據收集2、數據處理3、數據分析4、可視化設計5、可視化實現教師對可視化工具進行介紹：主要介紹本教材涉及的可視化工具包，并簡單介紹每種工具的優缺點，可適當選擇案例，并通過代碼演示，加深學生對可視化工具包的印象和理解。。1、Matplotlib2、PYecharts3、Plotly環節六：圖表類型選擇（10分鐘）教師結合知識準備內容，講解圖表類型選擇。可視化是一種方便的觀察數據的方式，可以一目了然地了解數據塊。我們經常使用柱狀圖、直方圖、餅圖、箱圖、熱圖、散點圖、線狀圖等。這些典型的圖對于數據可視化是必不可少的。除了這些被廣泛使用的圖表外，還有許多很好的卻很少被使用的可視化圖表，下圖為常見的數據可視化圖表。教師選擇下圖中的一些圖表，如折線圖、餅狀圖、散點圖等從概念、圖表呈現形式和圖標特點、以及適用的數據場景等方面列舉10個進行講解。環節七：圖表的基本組成（10分鐘）結合知識準備內容，講解圖表的基本組成。數據可視化圖表的種類非常多樣，但每張圖表的基本組成有較強的規律性。一張完整的圖表一般包括：畫布、圖表標題、繪圖區、數據系列、坐標軸、坐標軸標題、圖例、文本標題、網格線等。下面詳細描述各個組成部分的功能：畫布圖表標題。繪圖區。數據系列。坐標軸及坐標軸標題。圖例。文本標簽。網格線。環節八：Python安裝（10分鐘）教師帶領學生一起完成環境的安裝，教師從軟禁下載、安裝步驟等進行演示。學生需要跟著老師的演示進行同步操作。1、選擇自定義安裝（Customizeinstallation），如圖自動添加Python到環境變量所示。2、“可選功能”默認全選，如圖13可選功能所示，點擊next。3、可在“高級選項”中修改安裝路徑，如圖下圖高級功能所示。之后點擊Install進行安裝。4、出現如圖安裝成功所示“Setupwassuccessful”字樣即為安裝成功。環節九：安裝Jupyter并使用(10分鐘)教師進入CMD窗口，演示Jupyter的命令安裝步驟，學生跟著同步操作1、命令安裝：pipinstalljupyter2、訪問jupyter3、點擊新建，就會跳轉到新的文本頁面，然后就可以編輯python代碼了環節八：任務總結（5分鐘）總結本章內容并回顧。節主要介紹大數據的相關理論知識，從大數據的起源、大數據特點、大數據相關政策、大數據應用場景、大數據可視化流程與可視化工具、圖元素介紹等。【思政作業】以3人為以小組，梳理2016年以來，我國關于大數據的相關政策，分別產業發展、基礎設施建設、以及信息安全等方面進行梳理，完成一個大數據相關政策的報告，字數不少于1500字。本報告通過引導學生從不同角度審視大數據技術的發展與應用，可以幫助學生更全面、深入地了解大數據技術，提高其對大數據技術的理解和認識。同時，也可以引導學生形成正確的倫理、法律和社會觀念，促進其成為有責任感和擔當的公民。五、教學效果與課后反思1.教學效果通過多媒體教學平臺，完成課前復習、任務分發、指導書下載、作業評分，方便學生實時學習。微課教學平臺，完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示，培養并提高學生自主學習能力。教學反饋平臺，完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。運用興趣導向教學方法，將知識點實例化，逐步構建學生創新思維，突出教學重點，解決教學難點，提高學生實訓的興趣。教師踐行工匠精神，將職業精神內化于學生心里。通過信息化手段和教學組織全面完成了本課的教學目標。2.課后反思培養學生自主學習能力，應逐步通過線上線下教學結合，滿足學生的學習需要，包括教學資源完善，教師對項目的指導和答疑解惑。培養學生觀察能力，將日常生活中遇到的應用場景和所學知識融合起來，既能提升學生的學習興趣，也能寓教于學，讓學生主動去實踐學習內容。說明：教案按每個授課單元或根據授課特點按章節進行設計。《大數據可視化》教案（學年第學期）課程名稱： 大數據可視化所屬專業： 大數據技術所屬系部： 計算機與軟件技術授課班級：課程總學時： 任課教師：序號：1一、教學分析課題名稱數據集應用概述課程大數據可視化系部計算機與軟件技術系任課教師教材《大數據可視化技術》課題類型理論+實踐課課時2課時地點實訓機房班級內容提要與時間分配：1、學習目標素質目標在搭建數據庫過程中，自行解決或者協作解決遇到的問題，利用信息、互聯網解決問題，對問題具備分析性總結，不能解決的上報教師知識目標了解不同場景下使用的數據庫功能特點，并歸納總結了解教材中Python操作Mysql數據庫方法，同時了解其他方法了解Python對不同格式文件的讀取技能目標掌握Mysql數據庫搭建與配置掌握Python對Mysql數據庫的增刪改查掌握Python對xls、xlsx、csv文件的讀取2、教學內容內容布置：介紹市場上常用的數據庫種類，不同數據庫的不同應用場景Mysql數據庫的搭建與使用入門使用Python操作Mysql數據庫Python的文件操作內容引入：由大數據的整個業務過程引入，展現不同業務場景下不同種類數據庫的應用，最后介紹Mysql的搭建與應用，由于課程大數據可視化選用的是使用語言進行可視化，并且選用的是Python語言，展開講解Python操作Mysql數據庫，由于小部分需求需要直接讀取文件進行數據可視化，故也涉及Python的文件操作。知識講解：Mysql數據庫的搭建與使用Python操作Mysql數據庫與Python的文件操作內容總結：總結本節課程中遇到的問題，并對涉及到的知識點進行梳理。3、本次課程內容特點：4、教學重點與難點重點：Mysql數據庫的搭建與入門、Python操作數據庫與數據文件難點：Python操作Mysql5、學情分析1、學生在學習本課程之前已掌握了可視化的基礎知識，但是對教材使用的數據庫并不十分了解6、教學設計基本原則：1、將教學內容與信息資源進行有機整合，利用實訓平臺創造一個同時具備項目式體驗功能、教學實施功能、學習效果評測功能和實時互動交流功能的多功能信息化教學環境。2、充分利用教材、學習通教學平臺、多媒體課件和實訓室等信息化教學手段，調動學生積極性和主動性，促進學生自主學習和主動學習。7、教學方法、手段：1、過程互動教學法：教學過程中使學生積極回答問題，小組內展開討論，并組間進行分享。2、“任務驅動”法，下發隨堂任務，由學生獨立完成，教師當堂進行考核和講評，解決學生遇到的問題，并就共性問題進行點評。8、內容提要與時間分配環節一：課程回顧（5分鐘）環節二：數據庫簡介（15分鐘）環節三：Mysql數據庫的搭建與入門講解（30分鐘）環節四：Python操作Mysql數據庫講解（10分鐘）環節五：Python操作Mysql數據庫實踐（10分鐘）環節六：Python文件操作講解（5分鐘）環節七：Python文件操作實踐（10分鐘）環節八：任務總結（5分鐘）9、教學材料教材《大數據可視化技術》二、教學組織方式（專業課程知識點擊思政微課任務驅動方式、結合專業教師引導，完善理實一體的教學環境及方法。三、學習資源使用多媒體教學平臺完成課前復習、教學資源分發、作業評分。2.教學反饋平臺完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。四、教學實施環節一：課程回顧（思維導圖）（5分鐘）課程回顧：通過思維導圖，對前一章節課程知識點進行回顧。思維導圖如下所示：環節二：數據庫簡介（15分鐘）結合知識準備講解數據庫，介紹數據庫的基本概念以及常用的數據庫種類，教師結合課堂提問，進一步拓展數據庫的其他知識、如數據庫的使用場景和優缺點等。一、數據庫概述數據庫（Database，DB）是存放數據的倉庫，指長期保存在計算機存儲設備上，按照一定規則組織起來，可以被各種用戶或應用共享的數據集合。二、常見數據庫以及特點數據庫種類：關系型數據庫一般為我們平時提到的Mysql、SQLServer、Oracle、DB2、SyBase、Informix、PostgreSQL以及比較小型的Access等數據庫。優缺點介紹：關系數據庫在處理超大規模數據和高并發時存在一些不足，便出現了很多非關系型數據庫NotOnlySQL（NoSQL）。目前，非關系型數據庫主要有MongoDB、Redis、HBase、Neo4j等。本教材主要涉及到關系型數據庫MySQL的使用，對各個數據庫相關知識不再詳細闡述，有興趣的小伙伴可自行查閱相關資料。環節三：Mysql數據庫搭建與入門實踐（30分鐘）教師講解并演示安裝過程，指導學生實踐Mysql數據庫搭建與配置使用入門第一步：安裝Mysql1、進入安裝頁面如果需要重新安裝Mysql需要先卸載Mysql，雙擊mysql-installer-community-.msi,進入安裝界面后選擇Custom自定義安裝，點擊Next，如圖1-14所示。2、在左側目錄中選擇MySQLServer5.7.28-X64，點擊→加載到右側，選擇要安裝的產品名，在右下角會出現AdvancedOptions，單擊它可以設置安裝路徑，如圖所示。例如將安裝路徑和數據路徑修改到D:\develop\下，點擊OK。注意，安裝目錄避免空格和中文（可選），如圖所示。點擊Nex（下一步），如圖所示。點擊Execute執行安裝，有的可能會提示需要先安裝C++動態庫等，那就先安裝C++動態庫，沒有提示說明操作系統中有你需要的動態庫。如圖所示。安裝完成，點擊Next（下一步），如圖所示。點擊Next（下一步），如圖所示。點擊Next（下一步），如圖所示。3、將MySQL配置類型選擇DevelopmentComputer開發電腦設置，點擊Next（下一步），如圖1-22和圖所示。4、設置MySQL密碼，因為管理員用戶為root，學習初期建議將MySQL數據庫密碼也設置為root，設置完成后，點擊Next（下一步），如圖所示。5、設置WindowsService系統服務，設置完畢后點擊Next（下一步），如圖1-25所示。6、點擊Execute執行設置，如圖所示。7、安裝完成，點擊Finish完成，如圖所示。環節四：Python操作Mysql數據庫講解（10分鐘）教師對python操作Mysql數據庫講解,并演示安裝過程。學生跟進教師同步操作，安裝遇到問題，教師協助解答》1、安裝第三方庫PyMySQL2、使用Python操作MySQL，需要用第三方庫PyMySQL，環節五：Python操作Mysql數據庫實踐（10分鐘）學生實踐Python操作Mysql數據庫。安裝步驟如下：打開命令提示符，輸入pipinstallpymysql，點擊回車即可安裝。安裝成功界面如下圖所示。環節六：Python文件操作講解（5分鐘）結合業務操作2講解Python文件讀取。教師對Pandas的read_excel()和read_csv()方法進行講解，講解語法格式和參數。學生參考教師示例，使用函數go.Scatter繪制線型圖，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。環節七：Python文件操作實踐（10分鐘）學生實踐Python文件讀取實踐程序1：importpandasaspd

importxlrd

df=pd.read_excel("瓜果類單位面積產量.xls")

print(df)實踐程序2：importpandasaspd

df=pd.read_csv("瓜果類單位面積產量.csv",encoding='utf-8')

print(df)環節八：任務總結（5分鐘）本節主要學習數據庫環境搭建，教師歸納總結Mysql數據庫搭建方法與配置方法、搜集資料了解linuxMysql數據庫操作。

【思政作業】：搜集國產數據庫名稱與種類，了解我國國產數據庫發展的歷史。通過引導學生從不同角度審視我國國產數據庫的的發展與應用，可以幫助學生更全面、深入地了解我國國產數據庫的現狀，提高其對國產數據庫d額的理解和認識。同時，也可以引導學生形成正確的倫理、法律和社會觀念，促進其成為有責任感和擔當的公民。五、教學效果與課后反思1.教學效果通過多媒體教學平臺，完成課前復習、任務分發、指導書下載、作業評分，方便學生實時學習。微課教學平臺，完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示，培養并提高學生自主學習能力。教學反饋平臺，完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。運用興趣導向教學方法，將知識點實例化，逐步構建學生創新思維，突出教學重點，解決教學難點，提高學生實訓的興趣。教師踐行工匠精神，將職業精神內化于學生心里。通過信息化手段和教學組織全面完成了本課的教學目標。2.課后反思培養學生自主學習能力，應逐步通過線上線下教學結合，滿足學生的學習需要，包括教學資源完善，教師對項目的指導和答疑解惑。培養學生觀察能力，將日常生活中遇到的應用場景和所學知識融合起來，既能提升學生的學習興趣，也能寓教于學，讓學生主動去實踐學習內容。說明：教案按每個授課單元或根據授課特點按章節進行設計。《大數據可視化》教案（學年第學期）課程名稱： 大數據可視化所屬專業： 大數據技術所屬系部： 計算機與軟件技術授課班級：課程總學時： 任課教師：圖所有a到z開頭的單詞數量條形圖所示。該圖會在接下來的學習中頻繁用到。教師帶領學生編寫以下程序

colors=['red','blue','green','purple']#定義顏色

plt.bar(letter,enword,color=colors,alpha=0.4)#設置顏色和透明度plt.show()環節五：Matplotlib畫布設置（5分鐘）結合業務操作3講解畫布設置。Matplotlib中的畫布設置主要用到了figure()函數，用來設置畫布的寬高、分辨率、背景顏色等。學生參考教師示例，實現畫布設置，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。繪制效果如下圖所示：

環節六：Matplotlib標題設置（5分鐘）結合業務操作4講解標題設置Matplotlib圖表標題設置使用title()函數，參數如下：label表示標題內容；font_dict是一個字典，用來設置字體、字號、顏色等；loc表示標題的對齊，包括left，right和center，默認為center；pad表示標題與圖表頂部的距離，默認為None。學生參考教師示例，實現標題設置，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。繪制效果如下圖所示：環節七：Matplotlib坐標軸設置（10分鐘）結合業務操作5講解坐標軸設置。上一操作的圖表中所使用的坐標軸是系統默認設置的，接下來嘗試使用xlabel()和ylabel()修改坐標軸的標簽，使用xticks()和yticks()修改坐標數字。第一步：設置X、Y軸標題第二步：修改Y軸刻度范圍第三步：設置Y軸為對數軸學生參考教師示例，實現坐標軸設置，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。環節八：Matplotlib圖例設置（10分鐘）結合業務操作6講解圖例設置。通過在legend(handles=,labels=,loc=)中設置不同的參數可以實現個性化圖例定制。其中handles為所畫線條的實例對象；labels為圖例內容；loc為圖例在整個坐標軸平面中的位置。學生參考教師示例，實現圖例設置，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。環節九：Matplotlib標注設置（5分鐘）結合業務操作7講解標注設置。有時需要在圖表上重點表示一些信息，可以使用annotate(text,xy,xytext,xycoords='data',textcoords,arrowprops)來設置箭頭內容指向，從而強調圖表數據或者標注細節信息。學生參考教師示例，實現標注設置，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。環節十：Matplotlib能見度設置（10分鐘）結合業務操作8講解能見度設置。有時圖表可能會與坐標軸重合，導致標簽被遮擋，可以通過設置tick能見度來解決。函數label.set_bbox(dict(facecolor=,edgecolor=,alpha=))，其中facecolor代表標簽底色；edgecolor代表標簽邊緣顏色；alpha表示透明度，默認在0~1之間。如果標簽存在不顯示的問題，可設置zorder讓標簽顯于圖像之上。學生參考教師示例，實現能見度設置，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。環節十一：Matplotlib注釋設置（10分鐘）結合業務操作9注釋設置。在圖表中添加注釋可以使用text(x,y,s)，其中x,y表示文字位置，s為需要注釋的文本內容，教師帶領學生編寫以下程序。學生參考教師示例，實現注釋設置，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。環節十二：Matplotlib圖表與畫布邊緣邊距設置（10分鐘）結合業務操作10講解圖表與畫布邊緣邊距設置。使用subplots_adjust(left,bottom,right,top,wspace,hspace)設置圖表與畫布之間的邊緣邊距，left,bottom,right,top依次表示左、下、右、上四個方向上圖表與畫布邊緣之間的距離，取值范圍在0~1之間。使用這四個參數時，將畫布左下角視為坐標原點，畫布的寬和高都視為單位1。wspace和hspace分別表示水平方向上圖像間的距離和垂直方向上圖像間的距離，在畫布有多個子圖時使用。學生參考教師示例，實現畫布邊緣邊距設置，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。環節十三：任務總結（5分鐘）歸納總結Matplotlib設置方法參數。【思政作業】從BOSS直聘官網，搜集我國大數據可視化人才需求分析報告，比較數據可視化工程師近兩年招聘職位量/就業形勢對比。利用Matplotlib繪制分組柱狀圖，進行可視化呈現。對于大數據可視化人才的技術需求，結合大學課程，淺談如何做一個合格的大數據技術人才。小提示：可以從企業招聘技術需求、專業素質、專業學習、人文素質等幾個層次提出意見和建議。。本作業注重培養發現問題、闡述問題、分析解決問題的能力，注重學生應用實踐能力、自學能力的提升，遵循理論與實踐相結合的教學理念，讓學生了解大數據可視化開發崗位要求相應要求，在實例中學習和掌握知識，并使其能主動深入學習大數據相關技術，不斷探索新知識、新領域，為學生進一步研究更先進的大數據技術奠定基礎。五、教學效果與課后反思1.教學效果通過多媒體教學平臺，完成課前復習、任務分發、指導書下載、作業評分，方便學生實時學習。微課教學平臺，完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示，培養并提高學生自主學習能力。教學反饋平臺，完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。運用興趣導向教學方法，將知識點實例化，逐步構建學生創新思維，突出教學重點，解決教學難點，提高學生實訓的興趣。（6）教師踐行工匠精神，將職業精神內化于學生心里。通過信息化手段和教學組織全面完成了本課的教學目標。2.課后反思培養學生自主學習能力，應逐步通過線上線下教學結合，滿足學生的學習需要，包括教學資源完善，教師對項目的指導和答疑解惑。培養學生觀察能力，將日常生活中遇到的應用場景和所學知識融合起來，既能提升學生的學習興趣，也能寓教于學，讓學生主動去實踐學習內容。課程思政融入教學設計中，應引導學生自行發掘。說明：教案按每個授課單元或根據授課特點按章節進行設計。《大數據可視化》教案（學年第學期）課程名稱： 大數據可視化所屬專業： 大數據技術所屬系部： 計算機與軟件技術授課班級：課程總學時： 任課教師：PAGEPAGE1序號：1一、教學分析課題名稱Matplotlib圖表繪制（基礎圖）課程大數據可視化系部計算機與軟件技術系任課教師教材《大數據可視化技術》課題類型理論+實踐課課時2課時地點實訓機房班級內容提要與時間分配：1、學習目標素質目標小組協作能力問題處理能力知識目標了解11種基礎圖表技能目標掌握折線圖的繪制掌握直方圖的繪制掌握柱狀圖的繪制掌握堆疊條形圖的繪制掌握水平條形圖的繪制掌握帶標簽的分組條形圖的繪制掌握面積圖的繪制掌握散點圖的繪制掌握氣泡圖的繪制掌握餅圖的繪制掌握雷達圖的繪制2、教學內容內容布置：折線圖直方圖柱狀圖堆疊條形圖水平條形圖帶標簽的分組條形圖面積圖散點圖氣泡圖餅圖雷達圖內容引入：使用matplotlib進行大數據可視化時會使用的較為常用的圖表我們會在這兩堂課中依次介紹知識講解：11中圖形的繪制內容總結：總結本節課程中遇到的問題，并對涉及到的知識點進行梳理。3、本次課程內容特點：4、教學重點與難點重點：11中基礎圖表繪制難點：堆疊條形圖、水平條形圖、帶標簽的水平條形圖、雷達圖5、學情分析1、學生在學習本課程之前已掌握了可視化的基礎知識，包括可視化有哪些圖表組成，初步學習Matplotlib工具。6、教學設計基本原則：1、將教學內容與信息資源進行有機整合，利用實訓平臺創造一個同時具備項目式體驗功能、教學實施功能、學習效果評測功能和實時互動交流功能的多功能信息化教學環境。2、充分利用教材、學習通教學平臺、多媒體課件和實訓室等信息化教學手段，調動學生積極性和主動性，促進學生自主學習和主動學習。7、教學方法、手段：1、案例教學法：本情境教學開始引入可視化案例，引出課程目標及重點和難點。2、過程互動教學法：教學過程中使學生積極回答問題，小組內展開討論，并組間進行分享。3、“任務驅動”法，下發隨堂任務，由學生獨立完成，教師當堂進行考核和講評，解決學生遇到的問題，并就共性問題進行點評。8、內容提要與時間分配環節一：課程回顧（5分鐘）環節二：折線圖（5分鐘）環節三：直方圖（5分鐘）環節四：柱狀圖（5分鐘）環節五：堆疊柱狀圖（10分鐘）環節六：水平條形圖（10分鐘）環節七：帶標簽的分組條形圖（10分鐘）環節八：面積圖（5分鐘）環節九：散點圖（5分鐘）環節十：氣泡圖（5分鐘）環節十一：餅圖（5分鐘）環節十二：雷達圖（10分鐘）環節十五：任務總結（10分鐘）9、教學材料教材《大數據可視化技術》二、教學組織方式（專業課程知識點擊思政微課任務驅動方式、結合專業教師引導，完善理實一體的教學環境及方法。三、學習資源使用多媒體教學平臺完成課前復習、教學資源分發、作業評分。微課教學平臺完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示。3.教學反饋平臺完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。四、教學實施環節一：課程回顧（思維導圖）（5分鐘）課程回顧：通過思維導圖，對前一章節課程知識點進行回顧。思維導圖如下：環節二：折線圖（5分鐘）通過知識準備初步了解Matplotlib繪圖函數，通過業務操作1講解折線圖繪制與實踐。本節我們首先來介紹如何創建折線圖，它是一個由點和線組成的統計圖表，常用來表示數值隨連續時間間隔或有序類別的變化。教師以在四六級單詞中以各個字母開頭的單詞統計數據的折線圖繪制作演示繪制折線圖。學生跟著教師同步實踐。學生參考教師示例，繪制折線圖，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。環節三：直方圖（5分鐘）環節四：柱狀圖（5分鐘）講解柱狀圖繪制與實踐。教師對柱狀圖定義和適用場景進行講授。條形圖是一種以長方形的長度為變量數據進行統計的圖表，柱狀圖適用在較小數據集的分析，可以直觀展示個體之間數據的差異。柱狀圖一般使用bar()函數實現繪制，只需在函數中定義需要繪制的兩組數據，并且可以通過適當調整參數來設置顏色寬度等屬性。教師對柱狀圖函數和參數進行講授，然后帶領學生一起編寫程序實踐，繪制結果如下圖：環節五：堆疊條形圖（10分鐘）講授堆疊條形圖繪制與實踐。堆疊條形圖與條形圖類似，常被用于比較不同類別的數值,而且它的每一類數值內部又被劃分為多個子類別，這些子類別一般用不同的顏色來表示，有助于分解整體從而對各部分進行比較。堆疊條形圖同樣是調用bar函數，只是在參數設置上面做了調整。教師對函數和參數進行講解，然后帶領學生一起編寫程序實踐，繪制結果如下圖：環節六：水平條形圖（10分鐘）講授水平條形圖繪制與實踐。教師對水平直方圖的實現方式進行講授，水平條形圖一般通過barh函數實現，每個柱形按照給定的對齊方式定位在y軸的指定位置，在繪制水平方向的堆疊條形圖時，需要將參數bottom改為left，將參數width改為height，其他的和垂直方向的條形圖的繪制類似。教師對函數和參數進行講解，然后帶領學生一起編寫程序實踐，繪制結果如下圖：環節七：帶標簽的分組條形圖（10分鐘）講解帶標簽的分組條形圖繪制與實踐。分組條形圖應用的也是繪制條形圖使用的bar()方法，這里需要通過設置坐標來實現，繪制的方法是：在一組畫布上進行多組數據的繪制，調整數據的橫縱坐標來實現分組繪制，教材代碼中中的po_l和po_r分別表示兩組數據的橫坐標數據，不同的組別一般使用填充顏色進行區分，使用legend()函數顯示圖例，在繪制之后使用plt.xticks()函數重新設置刻度。教師對函數和參數進行講解，然后帶領學生一起編寫程序實踐，繪制結果如下圖：環節八：面積圖（5分鐘）講解面積圖繪制與實踐。折線圖常用于描述某指標隨某個時間序列的變化。往往一條折線圖可以根據某個分組變量拆分成為多個折線圖，其面積也通常可以有一定的含義，可以幫助我們有效觀察總量的趨勢，因此可以借助Matplotlib中的stackplot()函數繪制面積圖。教師對函數和參數進行講解，然后帶領學生一起編寫程序實踐，繪制結果如下圖：環節九：散點圖（5分鐘）講解散點圖繪制與實踐。散點圖有助于分析兩個變量之間的相關性，或找出趨勢和規律。散點圖是折線圖的近親，可以使用plot()函數實現繪制，也可以使用scatter()函數。教師利用兩種方法完成散點圖的繪制，教師帶領學生編寫代碼，并進行結果演示。方法一：學生參考教材中的plt.plot()方法繪制散點圖方法二：學生參考教材中的plt.scatter()方法繪制散點圖學生參考教師示例，繪制折線圖，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。繪制結果如下圖：環節十：氣泡圖（5分鐘）講解氣泡圖繪制與實踐。氣泡圖與使用scatter()方法繪制的散點圖步驟類似，只需要在繪制散點圖的scatter()函數基礎之上改變參數即可獲得氣泡圖，在示例代碼中，通過設置s,c,linwidth等參數改變點的大小、顏色、線寬等屬性，實現氣泡圖的繪制。教師編寫代碼，并進行結果演示。學生完成同步實踐。程序運行結果如下圖所示。環節十一：餅圖（5分鐘）講解餅圖繪制與實踐。在數據分析中，餅圖經常被用來概覽不同類別占總體的比值，在Matplotlib中一般使用pie()函數進行基礎餅圖繪制，在示例代碼中ax.pie()函數傳入的參數有：繪制數據x、各區塊顏色colors、餅圖半徑radius、餅圖中心位置center、邊界wedgeprops、設置frame為True繪制軸框架。教師編寫代碼，并進行結果演示。學生完成同步實踐。程序運行結果如下圖所示。環節十二：雷達圖（5分鐘）講解雷達圖繪制與實踐在圖形繪制過程中，首先創建畫布并在新建的畫布上面使用add_subplot()建一個表，通過設置polar值為True繪制一個極坐標，取定義數據的第一維[38,29,8,7,28]為繪制數據values，將360度均分設置為繪制數據的角度angles(這里也可以進行自定義)，定義好數據和角度后就可以通過折線圖plot()設置雷達圖的x軸和y軸，以及設置顏色線條等屬性，畫好折線圖后使用fill()填充圖形區域。教師編寫代碼，并進行結果演示。學生完成同步實踐。程序運行結果如下圖所示。環節十五：任務總結（5分鐘）歸納總結本任務內容。根據本節課程進度及學生對知識點的掌握情況，教師布置課后作業及測試：課后進一步分析教師所提供的應用樣例，使用不同數據源進行可視化。在學習通發布測試題，對本次課教師所講知識點進行考核。【思政作業】請搜集2016年-2022年《中國移動源環境管理年報》，參考以下數據樣本：數據：2021年，全國機動車四項污染物排放總量為1557.7萬噸。其中，一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、顆粒物（PM）排放量分別為768.3萬噸、200.4萬噸、582.1萬噸、6.9萬噸。選擇合適的圖形，繪制全國機動車四項污染物排放總量的變化曲線圖，以及一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、顆粒物（PM）排放量近5年的變化曲線圖，請結合實際數據以及數據的變化趨勢，分析環境變化與移動污染源的相關性，并為下一步的環境治理工作提出合理的意見和建議。五、教學效果與課后反思1.教學效果通過多媒體教學平臺，完成課前復習、任務分發、指導書下載、作業評分，方便學生實時學習。微課教學平臺，完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示，培養并提高學生自主學習能力。教學反饋平臺，完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。運用興趣導向教學方法，將知識點實例化，逐步構建學生創新思維，突出教學重點，解決教學難點，提高學生實訓的興趣。（6）教師踐行工匠精神，將職業精神內化于學生心里。通過信息化手段和教學組織全面完成了本課的教學目標。2.課后反思培養學生自主學習能力，應逐步通過線上線下教學結合，滿足學生的學習需要，包括教學資源完善，教師對項目的指導和答疑解惑。培養學生觀察能力，將日常生活中遇到的應用場景和所學知識融合起來，既能提升學生的學習興趣，也能寓教于學，讓學生主動去實踐學習內容。課程思政融入教學設計中，應引導學生自行發掘。說明：教案按每個授課單元或根據授課特點按章節進行設計。《大數據可視化》教案（學年第學期）課程名稱： 大數據可視化所屬專業： 大數據技術所屬系部： 計算機與軟件技術授課班級：課程總學時： 任課教師：序號：1一、教學分析課題名稱Matplotlib繪制復雜圖形課程大數據可視化系部計算機與軟件技術系任課教師教材《大數據可視化技術》課題類型理論+實踐課課時2課時地點實訓機房班級內容提要與時間分配：1、學習目標素質目標小組協作能力問題處理能力知識目標了解破碎的水平條形圖、填充多邊形圖、帶漸變的條形圖、帽子圖、水平堆積條形圖等技能目標掌握破碎的水平條形圖掌握填充多邊形圖掌握帶漸變的條形圖掌握水平堆積條形圖掌握棒棒糖圖掌握百分位數水平條形圖2、教學內容內容布置：掌握破碎的水平條形圖掌握填充多邊形圖掌握帶漸變的條形圖掌握水平堆積條形圖掌握棒棒糖圖掌握百分位數水平條形圖內容引入：使用matplotlib進行大數據可視化時會使用的較為常用的圖表我們會在這兩堂課中依依介紹知識講解：掌握破碎的水平條形圖掌握填充多邊形圖掌握帶漸變的條形圖掌握水平堆積條形圖掌握棒棒糖圖掌握百分位數水平條形圖內容總結：總結本節課程中遇到的問題，并對涉及到的知識點進行梳理。3、本次課程內容特點：4、教學重點與難點重點：破碎的水平條形圖、帶漸變的條形圖難點：棒棒糖圖、百分位數水平條形圖5、學情分析1、學生在學習本課程之前已掌握了Matplotlib常用設置以及基礎圖表繪制，逐步加深難度到符合圖形6、教學設計基本原則：1、將教學內容與信息資源進行有機整合，利用實訓平臺創造一個同時具備項目式體驗功能、教學實施功能、學習效果評測功能和實時互動交流功能的多功能信息化教學環境。2、充分利用教材、學習通教學平臺、多媒體課件和實訓室等信息化教學手段，調動學生積極性和主動性，促進學生自主學習和主動學習。7、教學方法、手段：1、案例教學法：本情境教學開始引入可視化案例，引出課程目標及重點和難點。2、過程互動教學法：教學過程中使學生積極回答問題，小組內展開討論，并組間進行分享。3、“任務驅動”法，下發隨堂任務，由學生獨立完成，教師當堂進行考核和講評，解決學生遇到的問題，并就共性問題進行點評。8、內容提要與時間分配環節一：課程回顧（5分鐘）環節二：破碎的水平條形圖（10分鐘）環節三：填充多邊形圖（10分鐘）環節四：帶漸變的條形圖（15分鐘）環節五：水平堆積條形圖（15分鐘）環節六：棒棒糖圖（15分鐘）環節七：掌握百分位數水平條形圖（15分鐘）環節八：任務總結（5分鐘）9、教學材料教材《大數據可視化技術》二、教學組織方式（專業課程知識點擊思政微課任務驅動方式、結合專業教師引導，完善理實一體的教學環境及方法。三、學習資源使用多媒體教學平臺完成課前復習、教學資源分發、作業評分。微課教學平臺完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示。3.教學反饋平臺完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。四、教學實施環節一：課程回顧（思維導圖）（5分鐘）課程回顧：通過思維導圖，對前一章節課程知識點進行回顧。思維導圖如下所示：環節二：破碎的水平條形圖（10分鐘）結合業務操作1講解實踐破碎的水平條形圖。破碎的水平條形圖即水平方向的一系列矩形。每個矩形在x軸上位置由xranges的每個元素確定。所有矩形具有由yrange參數確定的相同的垂直方向的位置和大小。學生參考教師示例，根據任務書提供的數據源，繪制圖表，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。環節三：填充多邊形圖（10分鐘）結合業務操作2講解實踐多邊形圖邊緣箱形圖。實例使用簡單的三角函數圖形填充來進行說明，在x軸和y1函數以及x軸和y2函數之間填充顏色，設置透明度值，即可繪制出填充圖形，教師編寫程序，并講解相關函數，演示運行結果，學生同步實踐。運行結果如下圖：環節四：帶漸變的條形圖（15分鐘）結合業務操作3講解實踐帶漸變的條形圖。使用票房排名前20的電影繪制帶漸變的條形圖，帶漸變的條形圖以一種更形象的方式展示數據的分布,用圖形深淺呈現數據密度。學生參考教師示例，根據任務書提供的數據源，繪制圖表，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。運行結果如下圖：環節五：水平堆積條形圖（15分鐘）結合業務操作4講解水平堆積條形圖。繪制水平堆積條形圖的關鍵是使用ax.barh()來繪制水平條形圖，并且在每一個大的條形圖中使用參數left=starts規定每個小條形圖的起始位置。教師編寫程序，并講解相關函數，演示運行結果，學生同步實踐。運行結果如下圖：環節六：棒棒糖圖（15分鐘）結合業務操作5講解實踐水平堆積條形圖。使用票房排名前20的電影繪制棒棒糖圖。教師編寫程序，并講解相關函數，演示運行結果，學生同步實踐。運行結果如下圖：環節七：掌握百分位數水平條形圖（15分鐘）結合業務操作6講解實踐百分位數水平條形圖。條形圖對于可視化計數或帶有誤差條的匯總統計非常有用。官方文檔中提供了一個來自應用程序的例子，在這個應用程序中，小學體育老師希望能夠向家長展示他們的孩子在體能測試中的表現。其中包含了和其他孩子的比較，即百分比。下面運用百分位數水平條形圖來展示個體細節和整體對比。學生參考教師示例，根據任務書提供的數據源，繪制圖表，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。運行結果如下圖所示環節十二：任務總結（5分鐘）歸納總結，本節弄日女主要是利用Matplotlib繪制復雜圖形，如水平條形圖，填充多邊形圖、漸變的條形圖、水平堆積條形圖、棒棒糖圖等。本節內容難度大，程序復雜，需要放慢教學進度，并注重培養學生學生學習的主動性和團隊協作能力。作業布置：利用教材中的數據源、實現百分位數水平條形圖的繪制。五、教學效果與課后反思1.教學效果通過多媒體教學平臺，完成課前復習、任務分發、指導書下載、作業評分，方便學生實時學習。微課教學平臺，完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示，培養并提高學生自主學習能力。教學反饋平臺，完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。運用興趣導向教學方法，將知識點實例化，逐步構建學生創新思維，突出教學重點，解決教學難點，提高學生實訓的興趣。（6）教師踐行工匠精神，將職業精神內化于學生心里。通過信息化手段和教學組織全面完成了本課的教學目標。2.課后反思培養學生自主學習能力，應逐步通過線上線下教學結合，滿足學生的學習需要，包括教學資源完善，教師對項目的指導和答疑解惑。培養學生觀察能力，將日常生活中遇到的應用場景和所學知識融合起來，既能提升學生的學習興趣，也能寓教于學，讓學生主動去實踐學習內容。課程思政融入教學設計中，應引導學生自行發掘。說明：教案按每個授課單元或根據授課特點按章節進行設計。《大數據可視化》教案（學年第學期）課程名稱： 大數據可視化所屬專業： 大數據技術所屬系部： 計算機與軟件技術授課班級：課程總學時： 任課教師：序號：1一、教學分析課題名稱Matplotlib圖表繪制（特殊圖形）課程大數據可視化系部計算機與軟件技術系任課教師教材《大數據可視化技術》課題類型理論+實踐課課時2課時地點實訓機房班級內容提要與時間分配：1、學習目標素質目標小組協作能力問題處理能力知識目標了解發散型文本圖了解連續變量的直方圖了解類型變量的直方圖了解餅狀條形圖了解空心餅圖了解帶標記的餅圖和空心餅圖了解季節圖了解3D條形圖繪制詞云圖技能目標掌握發散型文本圖的繪制掌握連續變量的直方圖的繪制掌握類型變量的直方圖的繪制掌握餅狀條形圖的繪制掌握空心餅圖的繪制掌握帶標記的餅圖和空心餅圖的繪制掌握季節圖掌握3D條形圖繪制詞云圖2、教學內容內容布置：發散型文本圖的繪制連續變量的直方圖的繪制類型變量的直方圖的繪制餅狀條形圖的繪制空心餅圖的繪制帶標記的餅圖和空心餅圖的繪制季節圖的繪制3D條形圖的繪制詞云圖的繪制內容引入：是對于上一堂課的圖表的補充知識講解：發散型文本圖、連續變量直方圖、類型變量直方圖、餅狀條形圖、空心餅圖、帶標記的餅圖和空心餅圖圖、季節圖、3D條形圖的繪制與代碼舉例。內容總結：總結本節課程中遇到的問題，并對涉及到的知識點進行梳理。3、本次課程內容特點：4、教學重點與難點重點：連續變量直方圖、類型變量直方圖、餅狀條形圖、空心餅圖表的繪制難點：發散型文本圖、季節圖表的繪制5、學情分析1、學生在學習本課程之前已掌握了Matplotlib大部分圖標的繪制，對于Matplotlib繪圖原理相對熟悉。6、教學設計基本原則：1、將教學內容與信息資源進行有機整合，利用實訓平臺創造一個同時具備項目式體驗功能、教學實施功能、學習效果評測功能和實時互動交流功能的多功能信息化教學環境。2、充分利用教材、學習通教學平臺、多媒體課件和實訓室等信息化教學手段，調動學生積極性和主動性，促進學生自主學習和主動學習。7、教學方法、手段：1、案例教學法：本情境教學開始引入可視化案例，引出課程目標及重點和難點。2、過程互動教學法：教學過程中使學生積極回答問題，小組內展開討論，并組間進行分享。3、“任務驅動”法，下發隨堂任務，由學生獨立完成，教師當堂進行考核和講評，解決學生遇到的問題，并就共性問題進行點評。8、內容提要與時間分配環節一：課程回顧（5分鐘）環節二：發散型文本圖（10分鐘）環節三：連續變量的直方圖（10分鐘）環節四：類型變量的直方圖（10分鐘）環節五：餅狀條形圖（10分鐘）環節六：空心餅圖（10分鐘）環節七：帶標記的餅圖和空心餅圖（10分鐘）環節八：季節圖（10分鐘）環節九：3D條形圖（5分鐘）環節十：詞云圖的繪制（5分鐘）環節十：任務總結（5分鐘）9、教學材料教材《大數據可視化技術》二、教學組織方式（專業課程知識點擊思政微課任務驅動方式、結合專業教師引導，完善理實一體的教學環境及方法。三、學習資源使用多媒體教學平臺完成課前復習、教學資源分發、作業評分。微課教學平臺完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示。教學反饋平臺完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。四、教學實施環節一：課程回顧（思維導圖）（5分鐘）課程回顧：通過思維導圖，對前一章節課程知識點進行回顧。思維導圖如下圖所示：環節二：發散型文本圖（10分鐘）結合知識準備對本任務圖表進行了解，結合業務操作1進行講解和實踐繪制發散型文本圖。發散型文本圖對發散型條形圖做了進一步的文本補充，2021年中國各省GDP發散型文本圖所示，可以更清晰地通過數據比對中國各省GDP的情況，發散型文本圖以一種漂亮和可呈現的方式顯示圖表中每個項目的價值。學生參考教師示例，根據任務書提供的數據源，將繪制發散型文本圖表，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決，發散文本圖和比文本圖繪制方法復雜，可以讓學生對照學習。環節三：連續變量的直方圖（10分鐘）結合業務操作進行講解和實踐繪制連續變量的直方圖。連續變量的直方圖是基于數據的出現頻率進行分組展示。示例中選取美國環境保護署對38種汽車的觀察數據集，針對汽車類型和對應的發動起排放量進行數據分析展示。學生參考教師示例，根據任務書提供的數據源，將繪制連續變量的直方圖，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決，繪制圖形如下所示。環節四：類型變量的直方圖（10分鐘）結合業務操作進行講解和實踐繪制類型變量的直方圖。類型變量的直方圖可以清晰獲得每家供應商的汽車類型分布情況，通過對條形圖進行著色，可以將分布與表示顏色的另一個分類變量相關聯。學生參考教師示例，根據任務書提供的數據源，將繪制類型變量的直方圖，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決，可以讓學生對照學習類型變量的直方圖和連續變量的直方圖。環節五：餅狀條形圖（10分鐘）結合業務操作4進行講解和實踐繪制餅狀條形圖。餅狀條形圖，即將餅狀圖映射到極坐標空間中進行繪制。使用票房排名前20的電影票房數據繪制餅狀條形圖。將條形圖繪制方法matplotlib.axes.Axes.bar()的projection屬性設置為’polar’，x-坐標軸數據設置為(0,2π)的均勻劃分，y-坐標軸設置為票房數據，tick_label標注每個條形數據的標簽。學生參考教師示例，根據任務書提供的數據源，將繪制餅狀條形圖，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。繪制結果如下所示。環節六：空心餅圖（10分鐘）結合業務操作5進行講解和實踐繪制空心餅圖。使用票房排名前20的電影票房數據繪制空心餅圖。相比較餅圖，繪制空心餅圖需要額外設置空心區域寬度，即設置餅圖繪制方法matplotlib.axes.Axes.pie()中wedgeprops參數的width屬性。設置autopct屬性可在每一楔形頂部以字符串格式顯示百分比數值，向其傳入set_labels()自建函數可根據需要設置顯示數據格式。pctdistance屬性可調節百分比數值與圓心的距離。學生參考教師示例，根據任務書提供的數據源，將繪制空心餅圖，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。環節七：帶標記的餅圖和空心餅圖（10分鐘）結合業務操作7進行講解和實踐繪制帶標記的餅圖和空心餅圖。教師講授Axes.annotate函數及其參數的使用格式和設置方法。使用票房排名前20的電影票房數據。通過遍歷繪制餅圖函數matplotlib.axes.Axes.pie()的楔形返回值wedges，計算每個楔形弧度的中點，設為文本標注位置(x,y)，以及設定箭頭屬性arrowprops和連接方式connectionstyle。最終在標注函數中通過線性偏移設置文本位置，完成繪制帶標記的餅圖及空心餅圖。本操作難度較大，程序復雜，教師對教材中的主要代碼進行詳細講解，學生參考教師示例，根據任務書提供的數據源，將繪制餅圖以及空心餅圖，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。環節八：季節圖（10分鐘）結合業務操作進行講解和實踐繪制季節圖。使用1967-2014年失業中位數與個人儲蓄率的統計數據集，用pd.pivot_table()函數抽取原數據集中2010-2014年個人儲蓄率，以month為行索引值(index)，year為列索引值(column)，value值為個人儲蓄率，構建新數據表economics_table。用matplotlib.axes.Axes.plot()函數在同一圖像內分別用不同顏色繪制五年的個人儲蓄率折線圖，可直觀地縱向比較同一季節數據變化特征。學生參考教師示例，根據任務書提供的數據源，繪制季節圖，學生實施過程中（根據教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。環節九：3D條形圖（5分鐘）結合業務操作進行講解和實踐繪制季節圖。教師介紹3D圖形的相關函數以及參數設置。介紹iris數據集。介紹3D條形圖的寬度、深度、高度和顏色都可以通過參數進行設置的方法。教師編寫程序，并講解相關函數，演示運行結果，學生同步實踐。運行結果如下圖：環節十：3D條形圖（5分鐘）們使用matplotlib庫來繪制簡單的詞云圖，首先使用WordCloud類來創建詞云對象。將文本數據text傳遞給WordCloud對象來生成詞云。最后，我們使用imshow()函數來顯示詞云圖，并使用axis()函數來隱藏坐標軸。WorldCloud()里的一些常用參數：width表示詞云圖片寬度，設置為400像素；height表示詞云圖片高度，設置為400像素；background_color='white'表示圖片背景為白色。環節十：任務總結（10分鐘）歸納總結，本節主要學習利用Matplotlib繪制特殊圖形，如：發散性文本圖、連續變量的直方圖和離散變量的直方圖、餅圖以及空心餅圖、季節圖和3D條形圖。本節難度較大，注意放慢進度，注重培養學生團隊的些能力和合作精神。【思政作業】按燃料類型劃分的汽車污染物排放量（1）汽油車污染物排放情況2021年全國汽油車CO、HC、NOx排放量分別為567.3萬噸、138.8萬噸、28.6萬噸，占汽車排放總量的81.8%、76.2%、5.0%。（2）柴油車污染物排放情況2021年全國柴油車CO、HC、NOx、PM排放量分別為118.7萬噸、18.3萬噸、502.1萬噸、6.4萬噸，占汽車排放總量的17.1%、10.1%、88.3%、99%以上。（3）燃氣車污染物排放情況2021年全國燃氣車CO、HC、NOx排放量分別為7.5萬噸、24.9萬噸、37.8萬噸，占汽車排放總量的1.1%、13.7%、6.7%。根據以上數據，請編寫程序畫出以下所示的結果圖。并根據可視化結果，結合我國國情，寫出降低柴油車污染物排放的意見和建議。五、教學效果與課后反思1.教學效果通過多媒體教學平臺，完成課前復習、任務分發、指導書下載、作業評分，方便學生實時學習。微課教學平臺，完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示，培養并提高學生自主學習能力。教學反饋平臺，完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。運用興趣導向教學方法，將知識點實例化，逐步構建學生創新思維，突出教學重點，解決教學難點，提高學生實訓的興趣。（5）教師踐行工匠精神，將職業精神內化于學生心里。通過信息化手段和教學組織全面完成了本課的教學目標。2.課后反思培養學生自主學習能力，應逐步通過線上線下教學結合，滿足學生的學習需要，包括教學資源完善，教師對項目的指導和答疑解惑。培養學生觀察能力，將日常生活中遇到的應用場景和所學知識融合起來，既能提升學生的學習興趣，也能寓教于學，讓學生主動去實踐學習內容。課程思政融入教學設計中，應引導學生自行發掘。說明：教案按每個授課單元或根據授課特點按章節進行設計。《大數據可視化》教案（學年第學期）課程名稱： 大數據可視化所屬專業： 大數據技術所屬系部： 計算機與軟件技術授課班級：課程總學時： 任課教師：序號：1一、教學分析課題名稱Matplotlib實戰（一）課程大數據可視化系部計算機與軟件技術系任課教師教材《大數據可視化技術》課題類型理論+實踐課課時2課時地點實訓機房班級內容提要與時間分配：1、學習目標素質目標小組協作能力問題處理能力知識目標了解什么是影視數據；了解影視數據可視化的環境要求與配置；技能目標依次對影視數據進行采集對采集后的影視數據進行處理2、教學內容內容布置：內容引入：為了方便學生理解前面知識用學以致用，本章結合一個綜合項目，對實際場景下的影視數據進行可視化分析。知識講解：影視數據分類、用途、獲取等介紹項目環境配置介紹影視數據采集影視數據預處理影視內容總結：總結本節課程中遇到的問題，并對涉及到的知識點進行梳理。3、本次課程內容特點：本課程以實際項目為核心，利用影視數據為可視化數據，對影視數據進行爬取可視化分析。4、教學重點與難點重點：影視數據分類、采集難點：影視數據采集5、學情分析學生在學習本課程之前已掌握了Matplotlib，但是對于實際業務場景不甚了解學生對爬蟲技術了解不夠學生對數據預處理方法知識不熟練6、教學設計基本原則：1、將教學內容與信息資源進行有機整合，利用實訓平臺創造一個同時具備項目式體驗功能、教學實施功能、學習效果評測功能和實時互動交流功能的多功能信息化教學環境。2、充分利用教材、學習通教學平臺、多媒體課件和實訓室等信息化教學手段，調動學生積極性和主動性，促進學生自主學習和主動學習。7、教學方法、手段：1、案例教學法：本情境教學開始引入可視化案例，引出課程目標及重點和難點。2、過程互動教學法：教學過程中使學生積極回答問題，小組內展開討論，并組間進行分享。3、“任務驅動”法，下發隨堂任務，由學生獨立完成，教師當堂進行考核和講評，解決學生遇到的問題，并就共性問題進行點評。8、內容提要與時間分配環節一：知識回顧（20分鐘）環節二；影視數據獲取介紹（20分鐘）環節二：影視數據爬取（20分鐘）環節三：影視數據處理（20分鐘）環節五：任務點評與總結（5分鐘）環節六：總結布置作業（5分鐘）9、教學材料教材《大數據可視化技術》二、教學組織方式（專業課程知識點擊思政微課任務驅動方式、結合專業教師引導，完善理實一體的教學環境及方法。三、學習資源使用多媒體教學平臺完成課前復習、教學資源分發、作業評分。微課教學平臺完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示。3.教學反饋平臺完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。四、教學實施環節一：課程回顧（思維導圖）（20分鐘）課程回顧：通過思維導圖，對前一章節課程知識點進行回顧。思維導圖如下所示：環節二：豆瓣電影紀錄片排行榜數據獲取介紹（20分鐘）教師介紹影視數據來源：按電影發布數據的不同平臺進行劃分，包括互聯網端的結構化數據、文本數據和影視數據，電視端的文本數據、結構數據和影視數據，手機端的文本數據、結構數據和視頻數據。互聯網為用戶提供電影數據的主要來源之一，主要包括：專業影評網站：如豆瓣、時光、IMDB、1905電影等；電影購票網站：包括格瓦拉生活、百度糯米、美團、大眾點評、中影國際影城、萬達電影、保利電影、哈票、網票、星美等：社交網站：包括新浪微博、新浪電影等；主流視頻網站：包括騰訊視頻、愛奇藝、搜狐、56視頻、優酷、PPTV等。環節二：豆瓣科幻電影排行榜數據爬取（20分鐘）網絡爬蟲的基本思想是采用代碼請求方式模擬人工瀏覽網頁的方式請求網絡鏈接，通過對服務器返回的數據進行解析和篩選，實現對批量數據的快速獲取。1、教師講解爬蟲的原理。爬蟲指的是：向網站發起請求，獲取資源后分析并提取有用數據的程序。從技術層面來說就是通過程序模擬瀏覽器請求站點的行為，把站點返回的HTML代碼/JSON數據/二進制數據(圖片、視頻)爬到本地，進而提取自己需要的數據，存放起來使用。本項目爬蟲的URL：/typerank?type_name=%E7%BA%AA%E5%BD%95%E7%89%87&type=1&interval_id=100:90&action=2、教師編寫爬蟲程序并演示結果，把爬蟲后的數據解析并把數據保存在以下csv文檔。環節三：學生實踐豆瓣紀錄片電影爬取和處理（20分鐘）導入Python的requests庫和json庫，進一步通過requests.get()方法向服務器發出get請求，response.json()方法獲取從服務器端返回的JSON數據，最后“fp.write(title+','+...)”語句將各字段通過逗號','進行拼接輸出，保存為CSV格式規范的文件“豆瓣電影科幻排行榜.csv”。教師編寫數據處理程序，并演示運行結果，學生同步實現業務操作。環節五：任務點評與總結（5分鐘）通過學習本任務內容，在知識層面熟悉WWW的工作原理，在代碼開發方面掌握使用Python語言編寫獲取網站數據網絡爬蟲的方法，并進一步將數據導出為CSV格式化文本，作為數據可視化的數據源，并依據練習題進一步鞏固所學知識。環節六：布置課后作業（5分鐘）汶川大地震發生后，中央政府立即啟動了最高級別的應急響應機制，并派出中央指導組趕赴災區指導救援工作。同時，全國各省市自治區迅速組織了救援隊伍和物資支援災區。解放軍和武警部隊也迅速投入救援行動，克服了交通中斷、氣候惡劣等困難，奮力搶險救人。在全國人民的共同努力下，救援工作取得了重大成果。汶川大地震展現了中華民族的團結互助精神，也得到了國際社會的廣泛關注和支持。請結合以下文字中的數據描述，利用學學習過的可視化知識，將文字中的數據以圖的形式進行可視化呈現。圖形類型和圖形設置自擬。1、根據中國地震局的統計，截至2008年6月12日，共有13.3萬名解放軍和武警官兵參與了救援，投入了1.5萬輛車、1.2萬臺機械設備、1.2萬架次飛機、直升機。他們成功打通了通往災區的公路、鐵路、航空等交通線路，搶修了電力、通信等基礎設施，疏散了危險區域的群眾，搜救了被困人員，運送了大量的救災物資。他們還積極參與了災后恢復重建工作，幫助災區群眾重建家園。2、根據中國民政部的統計，截至2008年6月12日，全國各地共有15.7萬名專業救援人員參與了救援，投入了3.4萬輛車、1.9萬臺機械設備、1.5萬架次飛機、直升機。他們成功營救了2.3萬名被困人員，轉移安置了1438.6萬名受災群眾，發放了大量的帳篷、衣物、食品、藥品等救災物資。他們還積極參與了災后恢復重建工作，幫助災區群眾恢復生產生活.3、根據中國外交部的統計，截至2008年6月12日，共有19個國家和地區的專業救援隊伍參與了救援，投入了1.3萬名救援人員、1.2萬噸物資。他們主要在重災區開展了醫療救治、搜救被困人員、消毒防疫等工作。他們還向中國政府和災區人民表達了深切的同情和支持。4、根據中國紅十字會總會的統計，截至2008年6月12日，共有173個國家和地區、29個國際組織向中國捐贈了46億多元人民幣的現金和物資。其中，現金捐贈為30億多元人民幣，物資捐贈為16億多元人民幣這些捐贈為災區提供了及時有效的幫助。五、教學效果與課后反思1.教學效果通過多媒體教學平臺，完成課前復習、任務分發、指導書下載、作業評分，方便學生實時學習。微課教學平臺，完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示，培養并提高學生自主學習能力。教學反饋平臺，完成學情調查、教學實施效果調查，了解學生學情和課堂教學反饋。運用興趣導向教學方法，將知識點實例化，逐步構建學生創新思維，突出教學重點，解決教學難點，提高學生實訓的興趣。（5）教師踐行工匠精神，將職業精神內化于學生心里。通過信息化手段和教學組織全面完成了本課的教學目標。2.課后反思培養學生自主學習能力，應逐步通過線上線下教學結合，滿足學生的學習需要，包括教學資源完善，教師對項目的指導和答疑解惑。培養學生觀察能力，將日常生活中遇到的應用場景和所學知識融合起來，既能提升學生的學習興趣，也能寓教于學，讓學生主動去實踐學習內容。課程思政融入教學設計中，應引導學生自行發掘。說明：教案按每個授課單元或根據授課特點按章節進行設計。《大數據可視化》教案（學年第學期）課程名稱： 大數據可視化所屬專業： 大數據技術所屬系部： 計算機與軟件技術授課班級：課程總學時： 任課教師：PAGEPAGE1序號：1一、教學分析課題名稱基于Matplotlib的影視數據可視化（二）課程大數據可視化系部計算機與軟件技術系任課教師教材《大數據可視化技術》課題類型理論+實踐課課時2課時地點實訓機房班級內容提要與時間分配：1、學習目標素質目標小組協作能力問題處理能力知識目標掌握電影數據可視化分析；掌握電影數據可視化大屏web顯示；掌握本項目電影數據涉及知識；技能目標；2、教學內容內容布置：以及可視化大屏web顯示內容引入：我們已經完成了部分的電影數據的可視化分析，今天我們完成剩余部分的可視化分析，并且來了解一下如何在web頁面上顯示。知識講解：基于票房和電影排名的數據可視化分析電影數據可視化分析內容總結：總結本節課程中遇到的問題，并對涉及到的知識點進行梳理。3、本次課程內容特點：本課程以實際項目為核心，利用影視數據為可視化數據，對影視數據進行爬取可視化分析4、教學重點與難點重點：可視化圖表的類型與應用場景、可視化工具的使用難點：python實現可視化、可視化大屏web展示5、學情分析學生在學習本課程之前已掌握了Matplotlib，已經完成了影視數據爬取學生具備一定的前端技能，如Html前端開發基礎。6、教學設計基本原則：1、將教學內容與信息資源進行有機整合，利用實訓平臺創造一個同時具備項目式體驗功能、教學實施功能、學習效果評測功能和實時互動交流功能的多功能信息化教學環境。2、充分利用教材、學習通教學平臺、多媒體課件和實訓室等信息化教學手段，調動學生積極性和主動性，促進學生自主學習和主動學習。7、教學方法、手段：1、案例教學法：本情境教學開始引入可視化案例，引出課程目標及重點和難點。2、過程互動教學法：教學過程中使學生積極回答問題，小組內展開討論，并組間進行分享。3、“任務驅動”法，下發隨堂任務，由學生獨立完成，教師當堂進行考核和講評，解決學生遇到的問題，并就共性問題進行點評。8、內容提要與時間分配環節一：知識回顧（10分鐘）環節二：給予年度票房的數據可視化（15分鐘）環節三：基于紀錄片排行的數據可視化（15分鐘）環節四：豆瓣電影紀錄片影評人數及評分可視化（15分鐘）環節五：豆瓣電影紀錄片部分評分可視化（15分鐘）環節六：基于Matplotlib庫的wordcloud庫編寫高票房電影影評詞云圖網頁應用（15分鐘）環節七：任務點