大數(shù)據(jù)可視化 第2版 教學(xué)大綱

《大數(shù)據(jù)可視化》（第2版）教學(xué)大綱課程名稱(chēng)：大數(shù)據(jù)可視化課程代碼：[具體課程代碼]課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)核心課程適用專(zhuān)業(yè)：數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息管理與信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等總學(xué)時(shí)：[具體總學(xué)時(shí)]（理論學(xué)時(shí)：[具體理論學(xué)時(shí)]，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：[具體實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)]）學(xué)分：[具體學(xué)分]先修課程：(參考）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)、編程語(yǔ)言基礎(chǔ)（如Python）后續(xù)課程：(參考）數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用、機(jī)器學(xué)習(xí)課程目標(biāo)本課程旨在使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)可視化的基礎(chǔ)理論、方法和工具，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的數(shù)據(jù)意識(shí)、審美觀念和創(chuàng)新思維。通過(guò)理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作，學(xué)生能夠熟練使用Excel、Tableau、Python等工具進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)與分析，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配第1章數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）1.1數(shù)據(jù)再認(rèn)識(shí)1.1.1數(shù)據(jù)分類(lèi)1.1.2數(shù)據(jù)集1.1.3相似度與密度1.1.4數(shù)據(jù)的可變性1.1.5數(shù)據(jù)的不確定性1.2數(shù)據(jù)的背景信息1.3數(shù)據(jù)預(yù)處理1.3.1數(shù)據(jù)獲取1.3.2數(shù)據(jù)清洗1.3.3數(shù)據(jù)規(guī)約1.3.4數(shù)據(jù)整合與集成1.3.5數(shù)據(jù)可視化1.4數(shù)據(jù)組織與管理1.4.1數(shù)據(jù)的價(jià)值1.4.2數(shù)據(jù)管理1.4.3數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)1.5數(shù)據(jù)分析與挖掘1.5.1數(shù)據(jù)分析方法1.5.2探索式分析1.5.3聯(lián)機(jī)分析處理1.5.4數(shù)據(jù)挖掘1.5.5數(shù)據(jù)工作流【習(xí)題】【實(shí)驗(yàn)與思考】大數(shù)據(jù)知識(shí)寶藏——可視化工具GAPMINDER第2章數(shù)據(jù)可視化之美（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）2.1數(shù)據(jù)與圖形2.1.1數(shù)據(jù)與走勢(shì)2.1.2地圖傳遞信息2.2視覺(jué)信息的科學(xué)解釋2.2.1人類(lèi)視覺(jué)的接受能力2.2.2圖片和分享的力量2.2.3實(shí)時(shí)可視化2.3數(shù)據(jù)可視化方法2.3.1數(shù)據(jù)可視化場(chǎng)景2.3.2數(shù)據(jù)分析圖表2.3.3數(shù)據(jù)研究方法2.3.4信息圖形和展示2.4數(shù)據(jù)藝術(shù)世界2.5數(shù)據(jù)視覺(jué)分析2.5.1熱點(diǎn)圖2.5.2時(shí)間序列圖2.5.3網(wǎng)絡(luò)圖2.5.4空間數(shù)據(jù)制圖【習(xí)題】【實(shí)驗(yàn)與思考】繪制新的泰坦尼克號(hào)鑲嵌圖第3章工具與數(shù)據(jù)資源（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）3.1數(shù)據(jù)與信息的可視化3.2可視化軟件系統(tǒng)3.2.1醫(yī)學(xué)可視化軟件3.2.2科學(xué)可視化軟件3.2.3信息可視化軟件3.3應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具3.3.1面向科學(xué)可視化3.3.2面向信息可視化3.4WEB應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具3.4.1D3.js3.4.2DataV可視化組件庫(kù)3.4.3ECharts3.5數(shù)據(jù)分析與挖掘工具3.5.1R語(yǔ)言3.5.2SAS語(yǔ)言3.6可視化數(shù)據(jù)資源3.6.1數(shù)據(jù)集資源3.6.2可視化信息資源【習(xí)題】【實(shí)驗(yàn)與思考】熟悉可視化的平臺(tái)、工具與數(shù)據(jù)資源第4章數(shù)據(jù)引導(dǎo)可視化設(shè)計(jì)（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）4.1可視化理論的發(fā)展4.1.1圖形符號(hào)學(xué)4.1.2圖形語(yǔ)法4.1.3數(shù)據(jù)狀態(tài)模型4.2按任務(wù)區(qū)分的數(shù)據(jù)類(lèi)型4.3可視化設(shè)計(jì)原則4.3.1數(shù)據(jù)到可視化的直觀映射4.3.2視圖選擇與交互設(shè)計(jì)4.3.3信息密度——數(shù)據(jù)的篩選4.3.4美學(xué)因素4.3.5動(dòng)畫(huà)與過(guò)渡4.4可視化基本框架4.4.1數(shù)據(jù)可視化流程4.4.2數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)4.4.3可視化基本圖表【習(xí)題】【實(shí)驗(yàn)與思考】大數(shù)據(jù)可視化的領(lǐng)軍企業(yè)TABLEAU第5章數(shù)據(jù)可視化過(guò)程（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）5.1可視化設(shè)計(jì)組件5.1.1顏色與透明度5.1.2可視化隱喻5.1.3坐標(biāo)系5.1.4標(biāo)尺5.1.5背景信息5.1.6整合可視化組件5.2用數(shù)據(jù)指導(dǎo)視覺(jué)探索5.2.1你擁有什么數(shù)據(jù)5.2.2應(yīng)該使用哪種可視化方式5.2.3你看到了什么，有意義嗎5.3分類(lèi)數(shù)據(jù)的可視化5.3.1整體中的部分5.3.2子分類(lèi)5.4時(shí)序數(shù)據(jù)的可視化5.4.1周期5.4.2循環(huán)5.5空間數(shù)據(jù)的可視化5.6讓可視化設(shè)計(jì)更清晰5.6.1建立視覺(jué)層次5.6.2增強(qiáng)圖表的可讀性5.6.3允許數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行比較【習(xí)題】【實(shí)驗(yàn)與思考】大數(shù)據(jù)可視化的領(lǐng)軍企業(yè)GAPMINDER第6章面向用戶(hù)的交互設(shè)計(jì)（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）6.1交互準(zhǔn)則6.1.1交互的作用6.1.2交互延時(shí)6.1.3交互成本6.1.4交互場(chǎng)景變化6.2交互分類(lèi)6.2.1基本交互操作6.2.2按交互操作符與空間分類(lèi)6.2.3按交互任務(wù)分類(lèi)6.3交互的硬件設(shè)備6.3.1交互環(huán)境6.3.2交互設(shè)備6.4可視化組織的快速發(fā)展6.4.1數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的組織6.4.2新的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境6.4.3更透明的組織6.4.4典型的可視化組織奈飛6.5建立可視化組織6.5.1組織架構(gòu)6.5.2數(shù)據(jù)提示6.5.3設(shè)計(jì)提示6.5.4技術(shù)提示6.5.5管理提示【習(xí)題】【實(shí)驗(yàn)與思考】建立數(shù)據(jù)可視化組織第7章Excel數(shù)據(jù)可視化方法（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）7.1EXCEL的函數(shù)與圖表7.1.1Excel函數(shù)7.1.2Excel圖表7.1.3選擇圖表類(lèi)型7.2整理數(shù)據(jù)源7.2.1數(shù)據(jù)提煉7.2.2抽樣產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)據(jù)7.3數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的常見(jiàn)統(tǒng)計(jì)量7.3.1比平均值更穩(wěn)定的中位數(shù)和眾數(shù)7.3.2概率統(tǒng)計(jì)中的正態(tài)分布和偏態(tài)分布7.3.3應(yīng)用在財(cái)務(wù)預(yù)算中的分析工具7.4改變數(shù)據(jù)形式引起的圖表變化7.4.1用負(fù)數(shù)突出數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)情況7.4.2重排關(guān)鍵字順序使圖表更合適【習(xí)題】【實(shí)驗(yàn)與思考】體驗(yàn)EXCEL數(shù)據(jù)可視化方法第8章Excel數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）8.1直方圖：對(duì)比關(guān)系8.1.1以零基線為起點(diǎn)8.1.2垂直直條的寬度要大于條間距8.1.3慎用三維效果的柱形圖8.1.4用堆積圖表示百分?jǐn)?shù)8.2折線圖：按時(shí)間或類(lèi)別顯示趨勢(shì)8.2.1減小Y軸刻度單位增強(qiáng)數(shù)據(jù)波動(dòng)情況8.2.2突出顯示折線圖中的數(shù)據(jù)點(diǎn)8.2.3通過(guò)面積圖顯示數(shù)據(jù)總額8.3餅圖：部分占總體的比例8.3.1重視餅圖扇區(qū)的位置排序8.3.2分離餅圖扇區(qū)強(qiáng)調(diào)特殊數(shù)據(jù)8.3.3用半個(gè)餅圖刻畫(huà)半期內(nèi)的數(shù)據(jù)8.3.4讓多個(gè)餅圖對(duì)象重疊展示對(duì)比關(guān)系8.4散點(diǎn)圖：表示分布狀態(tài)8.4.1用平滑線聯(lián)系散點(diǎn)圖增強(qiáng)圖形效果8.4.2將直角坐標(biāo)改為象限坐標(biāo)凸顯分布效果8.5側(cè)重點(diǎn)不同的特殊圖表8.5.1用子彈圖顯示數(shù)據(jù)的優(yōu)劣8.5.2用溫度計(jì)展示工作進(jìn)度8.5.3用漏斗圖進(jìn)行業(yè)務(wù)流程的差異分祈【習(xí)題】【實(shí)驗(yàn)與思考】熟悉EXCEL數(shù)據(jù)圖表的分析作用第9章Tableau可視化基礎(chǔ)（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）9.1TABLEAU概述9.1.1Tableau可視化技術(shù)9.1.2Tableau主要特性9.1.3Tableau產(chǎn)品線9.1.4下載、安裝與注冊(cè)9.2TABLEAU工作區(qū)9.2.1工作表工作區(qū)9.2.2儀表板工作區(qū)9.2.3故事工作區(qū)9.2.4菜單欄和工具欄9.3TABLEAU數(shù)據(jù)9.3.1數(shù)據(jù)角色9.3.2字段類(lèi)型9.3.3文件類(lèi)型9.4數(shù)據(jù)架構(gòu)與連接9.4.1數(shù)據(jù)連接層9.4.2數(shù)據(jù)模型層9.4.3數(shù)據(jù)連接9.4.4組織數(shù)據(jù)9.4.5實(shí)現(xiàn)多表聯(lián)結(jié)9.5數(shù)據(jù)維護(hù)9.6創(chuàng)建視圖9.6.1行列功能區(qū)9.6.2標(biāo)記卡9.6.3篩選器9.6.4頁(yè)面9.6.5智能顯示9.6.6度量名稱(chēng)和度量值9.6.7組織視圖【實(shí)驗(yàn)與思考】熟悉TABLEAU數(shù)據(jù)管理與可視化設(shè)計(jì)第10章Tableau可視化設(shè)計(jì)（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）10.1條形圖與直方圖10.1.1條形圖與直方圖的區(qū)別10.1.2條形圖10.1.3直方圖10.2餅圖10.3折線圖10.4壓力圖與突顯表10.4.1壓力圖10.4.2突顯表10.5樹(shù)地圖10.6氣泡圖與圓視圖10.6.1氣泡圖10.6.2圓視圖10.7標(biāo)靶圖10.8甘特圖10.9盒須（箱線）圖10.9.1創(chuàng)建盒須圖10.9.2圖形延伸【實(shí)驗(yàn)與思考】熟悉TABLEAU數(shù)據(jù)可視化分析第11章Tableau可視化組織（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）11.1創(chuàng)建儀表板11.1.1創(chuàng)建儀表板11.1.2添加儀表板對(duì)象11.1.3從儀表板中移除視圖和對(duì)象11.1.4儀表板Web視圖安全選項(xiàng)11.2布局容器11.2.1添加布局容器11.2.2移除布局容器11.2.3設(shè)置布局容器的格式11.2.4縮放布局容器11.3組織儀表板11.3.1平鋪和浮動(dòng)布局11.3.2顯示和隱藏工作表的組成部分11.3.3重新排列儀表板視圖和對(duì)象11.3.4設(shè)置儀表板大小11.3.5了解儀表板和工作表11.4故事工作區(qū)11.4.1故事工作表11.4.2創(chuàng)建故事11.4.3調(diào)整標(biāo)題大小11.4.4“設(shè)置故事格式”窗格11.4.5更新與演示故事11.5地理角色與地圖11.5.1定義地理角色11.5.2創(chuàng)建符號(hào)地圖11.5.3設(shè)置地理信息11.6導(dǎo)出和發(fā)布數(shù)據(jù)（源）11.6.1通過(guò)剪貼板導(dǎo)出數(shù)據(jù)11.6.2導(dǎo)出數(shù)據(jù)源11.6.3發(fā)布數(shù)據(jù)源11.7導(dǎo)出圖像和PDF文件11.7.1復(fù)制圖像11.7.2導(dǎo)出圖像11.7.3打印為PDF11.8保存和發(fā)布工作簿11.8.1保存工作簿11.8.2保存打包工作簿11.8.3發(fā)布到服務(wù)器11.8.4保存在TableauPublic【實(shí)驗(yàn)與思考】熟悉TABLEAU儀表板與發(fā)布第12章Python可視化基礎(chǔ)（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）12.1PYTHON編程語(yǔ)言12.1.1Python的語(yǔ)言特色12.1.2Python語(yǔ)言的版本12.2PYTHON開(kāi)發(fā)環(huán)境12.2.1安裝Python開(kāi)發(fā)環(huán)境12.2.2執(zhí)行Python程序12.3PYTHON可視化工具——PYECHARTS12.3.1安裝PyEcharts12.3.2應(yīng)用實(shí)例【實(shí)驗(yàn)與思考】PYTHON數(shù)據(jù)可視化初步第13章PyEcharts可視化分析（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）13.1柱狀圖13.1.1簡(jiǎn)單柱狀圖13.1.2柱狀-堆疊圖13.2折線圖13.2.1折線與平滑折線圖13.2.2標(biāo)注形狀和顏色13.2.3折線–面積圖13.3餅圖13.4箱線圖13.5雷達(dá)圖13.6散點(diǎn)圖13.7地圖13.8詞云圖【實(shí)驗(yàn)與思考】PYECHARTS數(shù)據(jù)可視化實(shí)踐第14章數(shù)據(jù)可視化評(píng)測(cè)（理論學(xué)時(shí)：4，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2）14.1評(píng)測(cè)流程14.2評(píng)測(cè)方法14.2.1專(zhuān)家評(píng)估14.2.2案例研究14.2.3指標(biāo)評(píng)估14.2.4眾包14.2.5數(shù)據(jù)標(biāo)注14.3用戶(hù)實(shí)驗(yàn)14.3.1確定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)14.3.2準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)14.3.3開(kāi)展實(shí)驗(yàn)14.3.4分析結(jié)果【習(xí)題】【課程學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)總結(jié)】教學(xué)方法講授法：系統(tǒng)講解數(shù)據(jù)可視化的理論知識(shí)和方法技巧。案例分析法：通過(guò)分析具體的可視化案例，引導(dǎo)學(xué)生理解數(shù)據(jù)可視化的實(shí)際應(yīng)用和設(shè)計(jì)思路。實(shí)驗(yàn)操作法：組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)際的數(shù)據(jù)可視化操作，加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握。小組討論法：鼓勵(lì)學(xué)生分組討論數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)方案和分析結(jié)果，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)際操作，使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)可視化工具的使用方法，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：每章的實(shí)驗(yàn)與思考部分，包括使用GAPMINDER、Excel、Tableau、Python等工具進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化操作。實(shí)驗(yàn)要求：學(xué)生需獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)心得。課程考核平時(shí)成績(jī)（30%）課堂參與度（10%）小組討論表現(xiàn)（10%）實(shí)驗(yàn)操作情況（10%）作業(yè)成績(jī)（30%）習(xí)題完成質(zhì)量（15%）分析報(bào)告撰寫(xiě)水平（15%）期末考試（40%）閉卷考試，主要考察學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)可視化理論知識(shí)和方法技巧的掌握程度教材與參考書(shū)教材：《大數(shù)據(jù)可視化》（第2版），楊武劍、周蘇主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2024參考書(shū)：《數(shù)據(jù)可視化：原理與實(shí)踐》《Tableau數(shù)據(jù)可視化實(shí)戰(zhàn)》《Python數(shù)據(jù)可視化之美》教