《Python數(shù)據(jù)可視化（第2版）》課程教學(xué)大綱（課程英文名稱）課程編號(hào)：學(xué)分：x學(xué)分課時(shí)：50課時(shí)（其中：講課31課時(shí)上機(jī)19課時(shí)）先修課程：Python數(shù)據(jù)預(yù)處理適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)課程的性質(zhì)與目標(biāo)數(shù)據(jù)可視化是一門面向有Python基礎(chǔ)人群的進(jìn)階課程，該課程采用理實(shí)結(jié)合的模式，圍繞Matplotlib、Seaborn、pyecharts這三個(gè)熱門庫，循序漸進(jìn)講解了Python數(shù)據(jù)可視化的相關(guān)知識(shí)。Matplotlib是本課程重點(diǎn)講解的庫，詳細(xì)講解了繪制簡(jiǎn)單圖表、定制輔助元素、美化圖表樣式、繪制子圖、定制坐標(biāo)軸、繪制高級(jí)圖表等內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí)，不僅可以讓學(xué)生熟練掌握Matplotlib的技能，還可以擴(kuò)展了解Seaborn和pyecharts的應(yīng)用。課程設(shè)計(jì)思路和教學(xué)要求課程設(shè)計(jì)理念：本課程注重知識(shí)的全面性和系統(tǒng)性，重視學(xué)習(xí)方法的傳授。本課程配置了豐富的章節(jié)實(shí)例，可以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用，力求讓學(xué)生打下一個(gè)牢靠的基本功，具備舉一反三和獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力。課程設(shè)計(jì)思路：本課程遵循知識(shí)點(diǎn)先易后難的順序安排章節(jié)，采用“理論知識(shí)+示例演示+章節(jié)實(shí)例”的講解形式，既有理論知識(shí)的介紹，又提供了充足的任務(wù)實(shí)踐，保證學(xué)生在理解核心知識(shí)的前提下可以真正地學(xué)有所得。在講解晦澀難懂的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，會(huì)有形象的場(chǎng)景舉例或者示意圖，幫助學(xué)生更好地理解與吸收知識(shí)。本課程最后兩章針對(duì)各自的知識(shí)開發(fā)了兩個(gè)實(shí)用性強(qiáng)的實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目，通過項(xiàng)目將所學(xué)知識(shí)串連起來運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。操作系統(tǒng)：Windows7以上開發(fā)工具：Anaconda3-2023.09-0課程的主要內(nèi)容及基本要求第1章數(shù)據(jù)可視化與Matplotlib學(xué)習(xí)單元第1章數(shù)據(jù)可視化與Matplotlib課時(shí)3學(xué)習(xí)目標(biāo)了解數(shù)據(jù)可視化的概念，能夠復(fù)述數(shù)據(jù)可視化的概念及基本過程了解數(shù)據(jù)可視化的方式，能夠歸納常見可視化圖表的用途熟悉常見的數(shù)據(jù)可視化庫，能夠列舉至少3個(gè)數(shù)據(jù)可視化庫的特點(diǎn)掌握開發(fā)環(huán)境的搭建，能夠獨(dú)立安裝Anaconda工具并使用JupyterNotebook編寫與運(yùn)行代碼熟悉Matplotlib，能夠歸納Matplotlib庫中pyplotAPI和object-orientedAPI這兩種API的特點(diǎn)掌握Matplotlib的基本使用，能夠使用pyplotAPI和object-orientedAPI這兩種方式繪制圖表掌握Matplotlib的核心類，能夠在程序中創(chuàng)建Figure和Axes類的對(duì)象學(xué)習(xí)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)掌握程度重點(diǎn)難點(diǎn)什么是數(shù)據(jù)可視化了解數(shù)據(jù)可視化的方式熟悉√常見的數(shù)據(jù)可視化庫熟悉安裝Anaconda工具掌握啟動(dòng)Anaconda自帶的JupyterNotebook掌握J(rèn)upyterNotebook的基本使用掌握√Matplotlib概述了解Matplotlib初體驗(yàn)熟悉√Matplotlib的核心類掌握√第2章使用Matplotlib繪制簡(jiǎn)單圖表學(xué)習(xí)單元第2章使用Matplotlib繪制簡(jiǎn)單圖表課時(shí)7學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握plot()函數(shù)的基本使用，能夠使用plot()函數(shù)繪制折線圖掌握bar()函數(shù)的基本使用，能夠使用bar()函數(shù)繪制柱形圖或堆積柱形圖掌握barh()函數(shù)的基本使用，能夠使用barh()函數(shù)繪制條形圖或堆積條形圖掌握stackplot()函數(shù)的基本使用，能夠使用stackplot()函數(shù)繪制堆積面積圖掌握hist()函數(shù)的基本使用，能夠使用hist()函數(shù)繪制直方圖掌握pie()函數(shù)的基本使用，能夠使用pie()函數(shù)繪制餅圖或圓環(huán)圖掌握scatter()函數(shù)的基本使用，能夠使用scatter()函數(shù)繪制散點(diǎn)圖或氣泡圖掌握boxplot()函數(shù)的基本使用，能夠使用boxplot()函數(shù)繪制箱形圖掌握polar()函數(shù)的基本使用，能夠使用polar()函數(shù)繪制雷達(dá)圖掌握errorbar()函數(shù)的基本使用，能夠使用errorbar()函數(shù)繪制誤差棒圖學(xué)習(xí)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)掌握程度重點(diǎn)難點(diǎn)使用plot()函數(shù)繪制折線圖掌握√實(shí)例1：未來15天的最高溫度和最低溫度掌握使用bar()函數(shù)繪制柱形圖或堆積柱形圖掌握√實(shí)例2：2018-2022年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值掌握使用barh()函數(shù)繪制條形圖或堆積條形圖掌握√實(shí)例3：網(wǎng)購替代率掌握使用stackplot()函數(shù)繪制堆積面積圖熟悉實(shí)例4：物流公司物流費(fèi)用統(tǒng)計(jì)熟悉使用hist()函數(shù)繪制直方圖掌握√實(shí)例5：人臉識(shí)別的灰度直方圖掌握使用pie()函數(shù)繪制餅圖或圓環(huán)圖掌握√實(shí)例6：支付寶賬單年度分析掌握使用scatter()函數(shù)繪制散點(diǎn)圖或氣泡圖掌握√實(shí)例7：汽車速度與制動(dòng)距離的關(guān)系掌握使用boxplot()函數(shù)繪制箱形圖掌握√√實(shí)例8：2021年和2022年全國(guó)發(fā)電量統(tǒng)計(jì)掌握使用polar()函數(shù)繪制雷達(dá)圖熟悉√實(shí)例9：霍蘭德職業(yè)興趣測(cè)試熟悉使用errorbar()函數(shù)繪制誤差棒圖了解實(shí)例10：城市A和城市B的人口增長(zhǎng)了解第3章圖表輔助元素的定制學(xué)習(xí)單元第3章圖表輔助元素的定制課時(shí)6學(xué)習(xí)目標(biāo)了解圖表常用的輔助元素，能夠說出每種輔助元素的作用掌握坐標(biāo)軸標(biāo)簽的定制方式，能夠?yàn)閳D表的坐標(biāo)軸添加標(biāo)簽掌握坐標(biāo)軸刻度的定制方式，能夠設(shè)置刻度范圍和刻度標(biāo)簽掌握標(biāo)題和圖例的定制方式，能夠?yàn)閳D表添加標(biāo)題和圖例掌握網(wǎng)格的定制方式，能夠在圖表中顯示指定樣式的網(wǎng)格熟悉參考線和參考區(qū)域的定制方式，能夠在圖表中添加參考線和參考區(qū)域掌握注釋文本的定制方式，能夠在圖表中添加指向型注釋文本和無指向型注釋文本熟悉表格的定制方式，能夠在圖表中添加自定義樣式的表格學(xué)習(xí)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)掌握程度重點(diǎn)難點(diǎn)認(rèn)識(shí)常用的圖表輔助元素了解設(shè)置坐標(biāo)軸的標(biāo)簽掌握√設(shè)置刻度范圍和刻度標(biāo)簽掌握√實(shí)例1：人臉識(shí)別的灰度直方圖（設(shè)置刻度標(biāo)簽和坐標(biāo)軸的標(biāo)簽）掌握添加標(biāo)題掌握√添加圖例掌握√√實(shí)例2：支付寶賬單年度分析（添加標(biāo)題和圖例）掌握顯示指定樣式的網(wǎng)格掌握√實(shí)例3：汽車速度與制動(dòng)距離的關(guān)系（顯示網(wǎng)格）掌握添加參考線掌握添加參考區(qū)域掌握實(shí)例4：全校高二年級(jí)各班男生女生英語成績(jī)掌握添加指向型注釋文本掌握√√添加無指向型注釋文本掌握√√實(shí)例5：2018-2022年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（添加注釋文本）掌握添加自定義樣式的表格熟悉√實(shí)例6：2023年各品種糧食產(chǎn)量熟悉第4章圖表樣式的美化學(xué)習(xí)單元第4章圖表樣式的美化課時(shí)5學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉默認(rèn)圖表樣式，能夠闡述常用配置項(xiàng)的功能掌握?qǐng)D表樣式的修改方式，能夠通過局部修改和全局修改兩種方式修改圖表的樣式掌握使用基礎(chǔ)顏色的方式，能夠通過顏色參數(shù)將圖表元素設(shè)置為指定的基礎(chǔ)顏色掌握使用顏色映射表的方式，能夠通過關(guān)鍵字參數(shù)cmap和set_cmap()函數(shù)給圖表元素應(yīng)用顏色映射表掌握選擇線條類型的方式，能夠根據(jù)需求將線條設(shè)置為指定的類型掌握數(shù)據(jù)標(biāo)記的添加或修改方式，能夠?yàn)檎劬€圖或散點(diǎn)圖添加各種各樣的數(shù)據(jù)標(biāo)記掌握設(shè)置字體樣式的方式，能夠?yàn)閳D表的文本設(shè)置指定樣式的字體掌握切換主題風(fēng)格的方式，能夠通過use()函數(shù)切換圖表的主題風(fēng)格掌握填充區(qū)域的方式，能夠根據(jù)需求填充多邊形或曲線之間的區(qū)域?qū)W習(xí)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)掌握程度重點(diǎn)難點(diǎn)默認(rèn)圖表樣式了解圖表樣式修改掌握基礎(chǔ)顏色掌握√顏色映射表掌握√實(shí)例1：2023年全國(guó)居民人均消費(fèi)支出及其構(gòu)成掌握選擇指定的線型掌握√實(shí)例2：2023年社會(huì)消費(fèi)品零售總額同比增速掌握添加或修改折線圖或散點(diǎn)圖的數(shù)據(jù)標(biāo)記掌握√實(shí)例3：標(biāo)記各季度不同產(chǎn)品的銷售額掌握設(shè)置字體樣式掌握√實(shí)例4：未來15天的最高氣溫和最低氣溫（設(shè)置字體樣式）掌握切換主題風(fēng)格掌握填充多邊形或曲線之間的區(qū)域熟悉√實(shí)例5：彩色的科赫雪花熟悉√第5章子圖的繪制及坐標(biāo)軸共享學(xué)習(xí)單元第5章子圖的繪制及坐標(biāo)軸共享課時(shí)6學(xué)習(xí)目標(biāo)了解子圖，能夠歸納子圖的概念以及布局結(jié)構(gòu)掌握繪制等分區(qū)域子圖的方式，能夠通過subplot()和subplots()函數(shù)將畫布規(guī)劃為矩陣區(qū)域，并根據(jù)編號(hào)或索引選擇一個(gè)或多個(gè)區(qū)域來繪制子圖掌握繪制跨越區(qū)域子圖的方式，能夠通過subplot2grid()函數(shù)將畫布規(guī)劃為矩陣區(qū)域，并選擇跨越多行或多列的區(qū)域繪制子圖掌握繪制自定義區(qū)域子圖的方式，能夠根據(jù)需求創(chuàng)建網(wǎng)格布局結(jié)構(gòu)，并基于此布局結(jié)構(gòu)選擇相應(yīng)的區(qū)域繪制子圖掌握共享子圖坐標(biāo)軸的方式，能夠共享相鄰、非相鄰或同一子圖的坐標(biāo)軸掌握子圖的布局技巧，能夠通過約束布局和緊密布局合理排列多個(gè)子圖的位置學(xué)習(xí)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)掌握程度重點(diǎn)難點(diǎn)子圖概述了解繪制等分區(qū)域的單子圖掌握√實(shí)例1：2023年11月規(guī)模以上工業(yè)月度同比情況掌握繪制等分區(qū)域的多子圖掌握√實(shí)例2：部分國(guó)家養(yǎng)貓與養(yǎng)狗人群比例掌握繪制跨越區(qū)域的單子圖掌握√實(shí)例3：2023年抖音和快手用戶畫像對(duì)比掌握繪制自定義區(qū)域的子圖熟悉√共享相鄰子圖的坐標(biāo)軸掌握√共享非相鄰子圖的坐標(biāo)軸掌握同一子圖共享坐標(biāo)軸熟悉實(shí)例4：某地區(qū)全年氣溫與降水量、蒸發(fā)量的關(guān)系掌握約束布局掌握√√緊密布局掌握√√實(shí)例5：2023年上半年比亞迪汽車的銷售情況掌握第6章坐標(biāo)軸的定制學(xué)習(xí)單元第6章坐標(biāo)軸的定制課時(shí)4學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉坐標(biāo)軸，能夠歸納獲取從繪圖區(qū)域中獲取x軸、y軸和軸脊的方式熟悉添加坐標(biāo)軸的方式，能夠通過axes()函數(shù)向畫布的任意位置添加任意大小的繪圖區(qū)域，并自動(dòng)顯示坐標(biāo)軸。掌握定制刻度的方式，能夠根據(jù)需求定制刻度的位置、刻度標(biāo)簽的格式、刻度的樣式掌握隱藏軸脊的方式，能夠隱藏坐標(biāo)軸的全部軸脊或部分軸脊掌握移動(dòng)軸脊的方式，能夠?qū)⑤S脊移動(dòng)到指定的位置學(xué)習(xí)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)掌握程度重點(diǎn)難點(diǎn)坐標(biāo)軸概述了解在任意位置添加坐標(biāo)軸掌握定制刻度的位置和格式掌握√√定制刻度的樣式掌握√實(shí)例1：深圳市24小時(shí)的平均風(fēng)速掌握隱藏全部軸脊掌握√隱藏部分軸脊掌握√實(shí)例2：2018年到2022年的快遞業(yè)務(wù)量及其增長(zhǎng)速度掌握移動(dòng)軸脊到指定位置熟悉√實(shí)例3：正弦曲線與余弦曲線掌握第7章高級(jí)圖表繪制學(xué)習(xí)單元第7章高級(jí)圖表繪制課時(shí)4學(xué)習(xí)目標(biāo)了解三維圖表，能夠歸納常見三維圖表的特點(diǎn)及解讀方式掌握mplot3d模塊的使用，能夠使用mplot3d模塊構(gòu)建三維坐標(biāo)系的繪圖區(qū)域，并為其添加一些輔助元素掌握三維散點(diǎn)圖和三維曲面圖的繪制方式，能夠通過scatter()和plot_surface()方法繪圖三維散點(diǎn)圖和三維曲面圖掌握animation模塊的使用，能夠通過該模塊中的FuncAnimation和ArtistAnimation類給圖表添加動(dòng)畫掌握熱力圖的繪制方式，能夠熟練繪制熱力圖并添加注釋文本掌握?；鶊D的繪制方式，能夠熟練繪制?；鶊D學(xué)習(xí)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)掌握程度重點(diǎn)難點(diǎn)認(rèn)識(shí)三維圖表了解mplot3d概述熟悉繪制常見三維圖表掌握√實(shí)例1：三維空間的星星掌握使用animation添加動(dòng)畫掌握√√實(shí)例2：三維空間閃爍的星星掌握繪制熱力圖掌握√√繪制桑基圖掌握√第8章繪制統(tǒng)計(jì)圖表的利器——Seaborn學(xué)習(xí)單元第8章繪制統(tǒng)計(jì)圖表的利器——Seaborn課時(shí)7學(xué)習(xí)目標(biāo)了解Seaborn，能夠說出Seaborn的概念以及優(yōu)勢(shì)熟悉Seaborn數(shù)據(jù)集的加載方式，能夠根據(jù)需要加載數(shù)據(jù)集掌握分布圖的繪制方式，能夠繪制直方圖、核密度圖、散點(diǎn)圖、二維直方圖、二維密度圖、成對(duì)關(guān)系圖掌握分類圖的繪制方式，能夠繪制分類散點(diǎn)圖、箱形圖、小提琴圖、柱形圖、點(diǎn)圖掌握?qǐng)D表主題的定制方式，能夠根據(jù)需求定制圖表的主題學(xué)習(xí)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)掌握程度重點(diǎn)難點(diǎn)認(rèn)識(shí)Seaborn了解Seaborn的數(shù)據(jù)集熟悉繪制直方圖掌握√繪制核密度圖掌握√繪制散點(diǎn)圖掌握√繪制二維直方圖掌握繪制二維密度圖掌握繪制成對(duì)關(guān)系圖掌握√繪制分類散點(diǎn)圖掌握√繪制箱形圖掌握√繪制小提琴圖掌握√√繪制柱形圖掌握繪制點(diǎn)圖熟悉√定制圖表主題熟悉實(shí)戰(zhàn)演練：App應(yīng)用商店數(shù)據(jù)分析掌握第9章可視化后起之秀——pyecharts學(xué)習(xí)單元第9章可視化后起之秀——pyecharts課時(shí)8學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉pyecharts，能夠說出pyecharts的概念以及特點(diǎn)了解ECharts，能夠說出ECharts中圖表的常用組件了解pyecharts的數(shù)據(jù)集，能夠根據(jù)需要獲取數(shù)據(jù)集掌握pyecharts的使用，能夠使用pyecharts繪制常用和組合圖表掌握?qǐng)D表主題的定制方式，能夠根據(jù)需要定制圖表主題熟悉pyecharts整合Web框架的方式，能夠在Django項(xiàng)目繪制圖表學(xué)習(xí)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)掌握程度重點(diǎn)難點(diǎn)認(rèn)識(shí)pyecharts了解認(rèn)識(shí)Echarts了解pyecharts數(shù)據(jù)集熟悉繪制第一個(gè)圖表掌握認(rèn)識(shí)圖表類熟悉認(rèn)識(shí)配置項(xiàng)熟悉渲染圖表掌握繪制折線圖掌握√繪制餅圖或圓環(huán)圖掌握√繪制散點(diǎn)圖掌握√繪制三維柱形圖掌握繪制?；鶊D掌握√并行多圖掌握√順序多圖掌握√選項(xiàng)卡多圖掌握√時(shí)間線輪播多圖掌握√√定制圖表主題掌握整合Web框架熟悉√實(shí)戰(zhàn)演練：虎撲社區(qū)分析掌握課時(shí)分配章目講課上機(jī)合計(jì)第1章數(shù)據(jù)可視化與Matplotlib213第2章使用Matplotlib繪制簡(jiǎn)單圖表527第3章圖表輔助元素的定制426第4章圖表樣式的美化325第5章子圖的繪制及坐標(biāo)軸共享426第6章坐標(biāo)軸的定制224第7章高級(jí)圖表繪制224第8章繪制統(tǒng)計(jì)圖表的利器——Seaborn437第9章可視化后起之秀——pyecharts538合計(jì)311950考核模式與成績(jī)?cè)u(píng)定辦法本課程為考試課程，期末考試采用百分制的閉卷考試模式。學(xué)生的考試成績(jī)由平時(shí)成績(jī)（30%