《大數據可視化技術》教學大綱 袁一兵 第1-6章 數據可視化概述- 折線圖_第1頁
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文檔簡介

《大數據可視化技術》教學大綱歸口單位：課程負責人：課程團隊成員：：編制日期：2025年9月-2-第一部分基本信息課程名稱大數據可視化技術課程代碼總學分總學時（含實踐學時）周學時使用教材大數據可視化技術（Echarts+Flask實現(xiàn)）課程類型￡通識必修課￡通識選修課￡學科專業(yè)基礎課R專業(yè)核心課□專業(yè)選修課開課時間先修課程網頁設計與制作授課面向數據科學與大數據技術、大數據管理與應用專業(yè)本科生課程定位本課程是數據科學與大數據技術、大數據管理與應用專業(yè)的核心課，在本科生人才培養(yǎng)體系中占有重要的地位。數據可視化是大數據工程技術體系的最后一個環(huán)節(jié)，是開展數據分析的重要手段，是實現(xiàn)數據價值的重要工具。通過課程學習，學生將掌握大數據可視化的基本原理、方法、技術和工具，并通過實踐，培養(yǎng)獨立開展大數據分析及大數據應用開發(fā)的能力。思政育人目標踐行習近平新時代中國特色社會主義思想和社會主義核心價值觀，樹立共產主義遠大理想，培養(yǎng)服務祖國、報效人民的家國情懷，以及勇挑重擔、精益求精的工匠精神，立志成為理論基礎扎實、職業(yè)技能過硬、既有一技之長、又有職業(yè)操守的數據科學家和數據工程師。課程學習目標知識目標：能夠使用ECharts制作條形圖、折線圖、餅圖、散點圖、聯(lián)動圖表等信息圖表，掌握數據大屏的設計和制作方法。能力目標：能夠針對特定需求確定數據可視化的方法和工具，對復雜問題開展多視圖整合分析，通過交互挖掘數據之間的關聯(lián)。素質目標：培養(yǎng)高尚的道德情操、健全的心理素質，富有求真精神和創(chuàng)新精神，具有良好的團隊協(xié)作和終身學習能力。在設計實驗及項目實施過程中，能夠遵守職業(yè)道德和規(guī)范，并理解和履行應承擔的責任。教學內容體系數據可視化概述項目概述技術基礎Echarts詳解條形圖折線圖儀表盤熱力圖平行坐標圖雷達圖餅圖散點圖聯(lián)動圖表數據大屏設計教學方法與手段同步教學法、案例教學法、演示法?？己嗽u價課程考核包括4個部分，分別為課堂表現(xiàn)、作業(yè)、實驗和結課考試。1、課堂表現(xiàn)：占總成績的10%。包括課堂討論、綜合評價兩部分組成。2、作業(yè)：占總成績的20%。根據學生每次作業(yè)的完成情況，所有作業(yè)（含小測驗）成績經過取平均值。3、實驗：占總成績的10%。根據學生每次實驗和實驗報告的完成情況，所有實驗成績取平均值。4、結課考試：占總成績的60%，考核內容包括教學目標所包含的內容，主要考核學生對大數據可視化基本原理、技術、方法和工具的掌握情況，以及應用原理和知識進行復雜數據分析的能力。

第二部分具體教學內容第一章數據可視化概述【教學目的與要求】通過本章教學，使學生了解數據可視化的基本概念、發(fā)展背景與應用場景，理解數據可視化在信息傳遞中的核心價值，初步認識主流數據可視化工具的分類與適用場景，為后續(xù)學習具體圖表制作奠定基礎?！局攸c和難點】重點：理解數據可視化的基本概念與核心價值，認識主流數據可視化工具的分類。難點：理解數據可視化在不同行業(yè)場景中的應用邏輯，區(qū)分各類工具的適用邊界?！舅颊四繕恕客ㄟ^梳理數據可視化技術的發(fā)展歷程，結合我國在信息化建設中取得的成果，幫助學生認識數據可視化的重要意義，激發(fā)學生對本課程的興趣，培養(yǎng)學生可視分析的能力，養(yǎng)成科技報國的意識?！菊n程學習目標】了解數據可視化的基本概念、發(fā)展背景與應用場景；理解數據可視化在信息傳遞中的核心價值；初步認識主流數據可視化工具的分類與適用場景；能夠結合具體案例說明數據可視化的作用?！窘虒W內容】第一節(jié)數據可視化基礎認知數據可視化的定義和發(fā)展歷程數據可視化的基本流程數據可視化的應用第二節(jié)數據可視化的應用開發(fā)框架和常用信息圖表應用場景分類主流工具分類常用信息圖表【思考題】結合生活或學習中的實例，說明一個數據可視化比純文字數據更具優(yōu)勢的場景，并分析其優(yōu)勢所在?！緟⒖紩考捌渌娮淤Y源】數據可視化，陳為等，電子工業(yè)出版社ApacheEchartsAPI手冊：/zh/index.html第二章項目概述【教學目的與要求】通過本章教學，使學生了解“空氣質量監(jiān)測數據可視化平臺”項目的需求與目標，理解項目MVT架構及技術路線，掌握項目開發(fā)環(huán)境的搭建方法，掌握項目數據庫創(chuàng)建與數據導入的操作流程，為后續(xù)平臺開發(fā)奠定基礎。【重點和難點】重點：掌握虛擬環(huán)境創(chuàng)建及框架安裝方法和數據庫配置、連接及數據導入步驟。難點：解決開發(fā)環(huán)境搭建中的兼容性問題并確保數據庫連接，處理數據格式異常問題?！舅颊四繕恕客ㄟ^“空氣質量監(jiān)測數據可視化平臺”項目，引導學生關注生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護的社會議題，理解大數據可視化技術在民生領域的應用價值，增強學生用技術解決實際社會問題的能力，樹立科技服務社會的理念?！菊n程學習目標】了解“空氣質量監(jiān)測數據可視化平臺”的項目需求與項目目標，能獨立完成項目開發(fā)環(huán)境搭建與數據準備工作。。【教學內容】需求分析序號字段名字段類型說明1datetimestamp日期2pm25floatPM2.5濃度，單位：微克每立方米3pm10floatPM10濃度，單位：微克每立方米4o3float臭氧濃度，單位：微克每立方米5so2float二氧化硫濃度，單位：微克每立方米6no2float二氧化氮濃度，單位：微克每立方米7cofloat一氧化碳濃度，單位：毫克每立方米8ufloat緯向風速，單位：米每秒9vfloat經向風速，單位：米每秒10tempfloat氣溫，單位：開爾文（K）11rhfloat相對濕度，單位：%12psfcfloat地面氣壓，單位：帕斯卡（Pa）13staionvarchar監(jiān)測站編碼第二節(jié)系統(tǒng)架構第三節(jié)技術路線第四節(jié)開發(fā)環(huán)境類別名稱版本操作系統(tǒng)Windows10瀏覽器Microsoft

Edge119.0數據庫MySQL5.5.0框架Echarts5.5.0框架Echarts-GL2.0.9框架jQuery3.3.1框架Flask2.2.3框架PyMySQL1.0.2工具Visual

Studio

Code1.87.2工具Anaconda32022.10工具Navicat

for

MySQL16.3.7第五節(jié)數據準備【思考題】基于“airpollution”數據庫中的數據，使用Navicat執(zhí)行簡單SQL查詢，截圖展示查詢語句與結果?！緟⒖紩考捌渌娮淤Y源】數據可視化，陳為等，電子工業(yè)出版社ApacheEcharts手冊：/zh/index.html第三章技術基礎【教學目的與要求】通過本章教學，使學生了解Web前后端開發(fā)技術及Echarts圖表開發(fā)技術，理解Flask框架工作原理與PyMySQL數據庫連接邏輯，掌握Echarts基本條形圖制作、FlaskWeb應用開發(fā)、PyMySQL接入MySQL數據庫及PythonJSON數據接口開發(fā)的方法，為數據可視化平臺開發(fā)提供技術支撐?！局攸c和難點】重點：掌握Echarts基本條形圖的完整開發(fā)流程、FlaskWeb應用開發(fā)步驟、PyMySQL操作MySQL數據庫的方法、PythonJSON數據接口開發(fā)。難點：理解CSS盒子模型與定位機制在頁面布局中的實際應用，實現(xiàn)前后端數據交互，解決數據庫連接異常、SQL查詢語法錯誤及JSON格式校驗失敗等問題。【思政育人目標】通過講解Web開發(fā)技術與數據接口開發(fā)的標準化流程，培養(yǎng)學生的規(guī)范化開發(fā)意識與嚴謹的邏輯思維；結合Echarts、Flask等開源技術的應用，引導學生理解開源社區(qū)的協(xié)作精神與技術共享理念；通過“PM2.5濃度對比”等實際案例開發(fā)，讓學生體會技術在環(huán)境監(jiān)測與民生服務中的應用價值，增強用技術解決實際問題的責任感，樹立科技賦能社會發(fā)展的理念。【課程學習目標】了解Web前后端開發(fā)技術及Echarts圖表開發(fā)技術；理解Flask框架的MVT設計模式與PyMySQL的數據庫連接原理；掌握Echarts基本條形圖制作方法，能獨立完成圖表配置與渲染；掌握FlaskWeb應用開發(fā)，能實現(xiàn)模板加載與靜態(tài)資源引用；掌握PyMySQL接入MySQL數據庫，能執(zhí)行SQL查詢并獲取數據；掌握PythonJSON數據接口開發(fā)，能完成數據組裝與JSON格式轉換，實現(xiàn)前后端數據交互?！窘虒W內容】第一節(jié)前端開發(fā)技術1.HTML標簽說明<!DOCTYPE

html>定義文檔的類型為HTML<html>根標簽，告知瀏覽器自身是一個HTML文檔<head>頭部標簽，內部封裝了<meta>、<title>等標簽<meta>定義文檔的元信息，例如為搜索引擎提供網頁的關鍵字、內容描述等<title>定義HTML文檔的標題<body>主體標簽，一個HTML文檔只能有一對<body>標簽2.CSS<divid="main"style="width:600px;height:400px;">行內式引用</div><head>

<styletype="text/css">

h1{

font-size:14px;

color:blue;

}

</style></head><linkhref="link.css"rel="stylesheet">盒子模型4.頁面布局5.CSS定位機制6.JavaScript第二節(jié)服務器端開發(fā)技術FlaskPyMySQL第三節(jié)JSON數據接口開發(fā)1.導入JSON模塊2.組裝JSON字符串3.打印輸出JSON字符串4.驗證JSON合法性【思考題】嘗試使用CSS定位機制，將兩個Echarts圖表（如PM2.5條形圖與PM10條形圖）并排布局在同一頁面，編寫CSS樣式代碼并展示頁面效果?！緟⒖紩考捌渌娮淤Y源】數據可視化，陳為等，電子工業(yè)出版社ApacheEchartsAPI手冊：/zh/index.html第四章Echarts詳解【教學目的與要求】通過本章教學，使學生了解前端渲染技術的基本概念與適用場景，理解Echarts基礎架構的分層邏輯，掌握Echarts常用組件（標題、提示框、工具欄等）的功能及組件常用屬性的配置方法，能根據圖表需求合理選擇渲染方式與組件屬性，為復雜數據可視化圖表開發(fā)奠定基礎。【重點和難點】重點：區(qū)分Canvas與SVG兩種前端渲染技術的適用場景，掌握Echarts渲染器配置方法。理解Echarts“基礎庫-組件-圖類-接口”的四層架構和常用組件的核心功能并熟悉組件常用屬性的配置規(guī)則。難點：根據數據量、軟硬件環(huán)境選擇合適的Echarts渲染器，理解組件間的依賴關系，靈活配置組件屬性解決實際問題。【思政育人目標】通過講解Echarts架構的分層設計與組件化思想，培養(yǎng)學生的模塊化開發(fā)思維與系統(tǒng)設計能力；結合Echarts對Canvas、SVG技術的兼容適配，引導學生理解技術選型需兼顧性能與場景需求的辯證思維；通過國產開源框架Echarts的深入學習，讓學生感受我國在前端可視化技術領域的發(fā)展成果，提升民族技術自信，激發(fā)投身信息技術領域創(chuàng)新的熱情，弘揚以改革創(chuàng)新為核心的時代精神?！菊n程學習目標】了解前端渲染技術（Canvas、SVG）的特點與適用場景，能根據需求選擇Echarts渲染器；理解Echarts四層基礎架構（基礎庫、組件、圖類、接口）的功能邏輯；了解Echarts常用組件的分類與核心作用；掌握Echarts組件常用屬性的配置方法，能根據圖表需求自定義組件樣式與行為；能獨立完成Echarts渲染器配置、組件屬性設置等基礎開發(fā)任務?！窘虒W內容】Echarts的基礎架構Echarts的常用組件組件說明tittle標題組件，用于設置圖表的主標題和副標題。tooltip提示框組件，在鼠標懸停或點擊數據時彈窗顯示詳細信息。toolbox工具箱組件，包含：保存為圖片、配置項還原、數據視圖、數據區(qū)域縮放、動態(tài)類型切換等五個工具。legend圖例組件，用于描述數據和圖形的關聯(lián)。grid直角坐標系內繪圖網格，用于定義直角坐標系的布局和樣式。xAxis直角坐標系中的橫軸，默認為類目型（category）。yAxis直角坐標系中的縱軸，默認為數值型（value）。第三節(jié)Echarts組件的常用屬性【思考題】現(xiàn)有一個包含10萬條數據的PM2.5濃度時序數據集，需制作趨勢圖，應選擇Canvas還是SVG渲染器？請說明理由。【參考書目及其他電子資源】數據可視化，陳為等，電子工業(yè)出版社ApacheEchartsAPI手冊：/zh/index.html第五章條形圖【教學目的與要求】通過本章教學，使學生了解條形圖的概念，熟悉條形圖的用法，掌握靜態(tài)條形圖和動態(tài)條形圖的制作方法?！局攸c和難點】重點：掌握靜態(tài)條形圖開發(fā)流程和動態(tài)條形圖開發(fā)核心步驟。熟悉瀏覽器開發(fā)者工具在程序調試中的應用。難點：了解動態(tài)條形圖中前后端數據交互邏輯，解決靜態(tài)條形圖自適應縮放異常、動態(tài)條形圖數據加載失敗等問題和利用瀏覽器開發(fā)者工具定位并排查代碼錯誤?！舅颊四繕恕客ㄟ^靜態(tài)與動態(tài)條形圖的開發(fā)實踐，培養(yǎng)學生從“純前端”到“前后端協(xié)同”的技術思維升級，樹立系統(tǒng)化開發(fā)意識；結合空氣質量監(jiān)測數據的可視化應用，引導學生關注生態(tài)環(huán)境問題，理解技術在民生服務與環(huán)境治理中的價值；通過自主調試程序解決問題的過程，鍛煉學生的耐心與鉆研精神，弘揚精益求精的工匠精神，激發(fā)用技術解決實際社會問題的責任感?！菊n程學習目標】了解條形圖的概念、特點及對比數據的核心作用，明確其在空氣質量監(jiān)測等場景的應用；了解靜態(tài)條形圖與動態(tài)條形圖的差異及適用場景；掌握靜態(tài)條形圖制作，能獨立完成項目搭建、Echarts配置與自

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