《大數(shù)據(jù)可視化分析》第2周-2

大數(shù)據(jù)可視化分析課程教案首頁一、核心要素章節(jié)名稱第一章：大數(shù)據(jù)可視化概述教學(xué)課時2授課班級24大數(shù)據(jù)技術(shù)1班授課時間2025.2.18第6、7節(jié)授課地點介夫樓307教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)了解數(shù)據(jù)可視化的行業(yè)應(yīng)用了解數(shù)據(jù)可視化的基本圖表、數(shù)據(jù)可視化的誤區(qū)了解文本數(shù)據(jù)可視化了解空間信息可視化了解數(shù)據(jù)可視化工具能力目標(biāo)1.會使用大數(shù)據(jù)可視化的相關(guān)方法和工具。2.會根據(jù)自主拓展學(xué)習(xí)能力。素質(zhì)目標(biāo)1．培養(yǎng)學(xué)生敬業(yè)、精益、專注、創(chuàng)新等方面的數(shù)據(jù)“工匠”精神。2.培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)精益求精的良好職業(yè)品質(zhì)，以及基于科學(xué)思維審視專業(yè)問題能力。3.使學(xué)生養(yǎng)成遵守標(biāo)準(zhǔn)和遵紀(jì)守法的習(xí)慣，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德素養(yǎng)。教學(xué)內(nèi)容主要內(nèi)容文本數(shù)據(jù)可視化；2.大數(shù)據(jù)可視化常用技術(shù)工具。任務(wù)實施使用Excel繪制可視化圖表任務(wù)拓展在Excel中完成指定圖形繪制重點認(rèn)識大數(shù)據(jù)可視化行業(yè)應(yīng)用。難點大數(shù)據(jù)可視化常用技術(shù)工具。教法改革教學(xué)方法問答法/范例教學(xué)法/演示法教學(xué)手段（1）通過課堂討論提出問題和相關(guān)視頻學(xué)習(xí)，活躍課堂氣氛并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；（2）教材、電子課件、超星平臺信息化教學(xué)。教學(xué)反思學(xué)生對可視化接受度還是蠻高的，課題氣氛也不錯，主要是學(xué)生接觸行業(yè)真實項目較少，感受沒那么真切。

二、教學(xué)設(shè)計教學(xué)步驟教學(xué)內(nèi)容與情境設(shè)計教師活動學(xué)生活動時間分配一、導(dǎo)入新課進行復(fù)習(xí)：什么是大數(shù)據(jù)可視化數(shù)據(jù)可視化的目的數(shù)據(jù)可視化的作用數(shù)據(jù)可視化的發(fā)展歷程數(shù)據(jù)可視化分類講解、提問提問，引起學(xué)生學(xué)習(xí)積極性5分鐘二、數(shù)據(jù)可視化常見的技術(shù)與工具1.5.1數(shù)據(jù)可視化開發(fā)語言在數(shù)據(jù)可視化開發(fā)中，有許多編程語言可供選擇。（1）Python：Python是一種被廣泛使用的編程語言，具有強大的數(shù)據(jù)處理能力和可視化庫，如Matplotlib、Seaborn和Plotly。它提供了豐富的繪圖功能和靈活的數(shù)據(jù)處理能力，適用于各種可視化需求。（2）R語言：R是屬于GNU系統(tǒng)的一個自由、免費、開源的軟件，是一種專門用于統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)可視化的編程語言，在學(xué)術(shù)界和數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。它主要用于統(tǒng)計分析和繪圖，具有豐富的統(tǒng)計分析和可視化庫，如ggplot2和Shiny。（3）HTML、CSS和JavaScript：在可視化設(shè)計中，還可以使用HTML、CSS和JavaScript來開發(fā)在瀏覽器中使用的數(shù)據(jù)展示工具。一般使用HTML設(shè)計網(wǎng)頁內(nèi)容，使用CSS設(shè)計網(wǎng)頁格式及元素的排列，使用JavaScript來控制網(wǎng)頁的動態(tài)功能。JavaScript是一種用于網(wǎng)頁開發(fā)的腳本語言，它有許多流行的可視化庫，如D3.js、Chart.js和Highcharts。教師介紹學(xué)生聆聽與反饋互動10分鐘二、數(shù)據(jù)可視化常見的技術(shù)與工具1.5.2數(shù)據(jù)可視化開發(fā)工具以下是一些常用的數(shù)據(jù)可視化開發(fā)工具。（1）Tableau：Tableau是一種流行的商業(yè)可視化工具，主要用于數(shù)據(jù)分析，具有直觀、易用的頁面設(shè)計和強大的數(shù)據(jù)可視化功能。它支持多種數(shù)據(jù)源和交互式的可視化設(shè)計，適用于各種業(yè)務(wù)場景。Tableau操作起來十分簡單，使用者不需要精通復(fù)雜的編程語言和統(tǒng)計原理，只需要把數(shù)據(jù)直接拖曳到工作簿中，通過一些簡單的設(shè)置即可得到自己想要的數(shù)據(jù)可視化圖形。（2）PowerBI：PowerBI是微軟提供的商業(yè)智能工具，可用于數(shù)據(jù)分析和可視化。它具有豐富的數(shù)據(jù)連接和轉(zhuǎn)換功能，以及交互式的可視化設(shè)計和共享功能。（3）Excel：Excel直觀的頁面設(shè)計、出色的計算功能和圖表工具，搭配上成功的市場營銷，使它成為極流行的個人計算機數(shù)據(jù)處理軟件。初學(xué)者可以使用Excel制作各種精美的圖表，包括條形圖、餅圖、氣泡圖、折線圖、儀表圖、面積圖等。（4）ECharts.js：ECharts.js是一個開源的數(shù)據(jù)可視化工具，使用JavaScript實現(xiàn)，可以流暢地運行在PC和移動設(shè)備上，兼容當(dāng)前絕大部分瀏覽器。在功能上，ECharts.js可以提供直觀的、交互豐富的、可高度個性化定制的數(shù)據(jù)可視化圖表。（5）D3.js：D3.js是一個基于JavaScript的開源數(shù)據(jù)可視化庫，提供了豐富的繪圖和交互功能。它是一個非常靈活、強大的工具，可以創(chuàng)建高度定制化的可視化效果。（6）Vue.js：Vue.js是一套用于構(gòu)建用戶界面的漸進式框架，是目前國內(nèi)極火熱的前端框架之一，其簡單、快捷、漸進式的設(shè)計，對于新手特別友好。與其他典型框架不同的是，Vue.js被設(shè)計為可以自底向上逐層應(yīng)用。這些工具各有特點，有不同的適用場景，所以要選擇適合自己需求和技能水平的工具。教師介紹學(xué)生聆聽與反饋互動10分鐘三、總結(jié)數(shù)據(jù)可視化面臨的挑戰(zhàn)。伴隨大數(shù)據(jù)時代的來臨，數(shù)據(jù)可視化日益受到關(guān)注，可視化技術(shù)也日益成熟。然而，數(shù)據(jù)可視化依然存在許多問題，且面臨著巨大的挑戰(zhàn)。（1）數(shù)據(jù)規(guī)模大，已超越單機、外存模型甚至小型計算集群處理能力的極限，而當(dāng)前軟件和工具運行效率不高，需探索全新思路解決該問題;（2）在數(shù)據(jù)獲取與分析處理過程中，易產(chǎn)生數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，需特別關(guān)注數(shù)據(jù)的不確定性；（3）數(shù)據(jù)快速動態(tài)變化，常以流式數(shù)據(jù)形式存在，需要尋找流數(shù)據(jù)的實時分析與可視化方法；（4）面臨復(fù)雜高維數(shù)據(jù)，當(dāng)前的軟件系統(tǒng)以統(tǒng)計和基本分析為主，分析能力不足；（5）多來源數(shù)據(jù)的類型和結(jié)構(gòu)各異，已有方法在非結(jié)構(gòu)化、異構(gòu)數(shù)據(jù)方面支持不足。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)發(fā)展方向可分為以下三個方面。（1）可視化技術(shù)與數(shù)據(jù)挖掘有著緊密的聯(lián)系。（2）可視化技術(shù)與人機交互有著緊密的聯(lián)系。（3）可視化與大規(guī)模、高維度、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)有著緊密的聯(lián)系。教師講解學(xué)生聆聽與反饋互動10分鐘任務(wù)實施使用Excel繪制可視化圖表本任務(wù)主要根據(jù)給定數(shù)據(jù)繪制條形圖和折線圖，并嘗試對其展示信息進行調(diào)整和修改。準(zhǔn)備數(shù)據(jù)文件“項目一：Excel圖形可視化.xlsx”，任務(wù)效果如圖所示。教師講解學(xué)生聆聽與反饋互動5分鐘任務(wù)實施使用Excel繪制可視化圖表1．繪制條形圖（1）如圖1-21所示，選中需要繪制圖表的數(shù)據(jù)。圖1-21選中數(shù)據(jù)（2）如圖1-22所示，在“插入”選項卡中選擇條形圖。圖1-22生成條形圖（3）如圖1-23所示為執(zhí)行效果，調(diào)整圖表大小和位置，并雙擊圖形標(biāo)題進行修改。圖1-23執(zhí)行效果2．繪制折線圖選中數(shù)據(jù)后再“插入”選項卡中選擇折線圖，生成效果如圖1-24所示。圖1-24折線圖生成效果教師演示隨堂輔導(dǎo)跟隨教師演示，結(jié)合工單進行操作15分鐘任務(wù)拓展在Excel中完成指定圖形繪制根據(jù)給定數(shù)據(jù)繪制散點圖、瀑布圖和雷達圖等圖表，并嘗試對其展示信息進行調(diào)整和修改。準(zhǔn)備數(shù)據(jù)文件“項目一：Excel圖形可視化.xlsx”。教師巡回指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合工單進行操作15分鐘圖表選擇的原則在選擇可視化圖表時，不是越復(fù)雜越好，也不是越多越好，應(yīng)以簡潔、適用、美觀為原則，如圖1-30所示，需要綜合考慮以下幾個因素。圖1-30可視化圖表選擇（1）數(shù)據(jù)類型：了解要可視化的數(shù)據(jù)類型，根據(jù)數(shù)據(jù)的性質(zhì)，選擇適合的圖表類型。例如，對于連續(xù)型數(shù)據(jù)，可以選擇折線圖、散點圖或柱狀圖；對于分類型數(shù)據(jù)，可以選擇餅圖、條形圖或熱力圖。（2）目標(biāo)和信息傳達：明確目標(biāo)和要傳達的信息。不同的圖表類型適合傳達的信息類型不同。例如，折線圖適合顯示趨勢和變化，餅圖適合顯示占比和比例，地圖適合顯示地理分布等。（3）數(shù)據(jù)關(guān)系：考慮數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和相互作用。如果要比較多個變量之間的關(guān)系，則可以選擇散點圖、箱線圖或熱力圖；如果要顯示部分到整體的關(guān)系，則可以選擇餅圖、堆疊柱狀圖或面積圖。（4）數(shù)據(jù)量和復(fù)雜性：考慮數(shù)據(jù)的量級和復(fù)雜性。對于大量數(shù)據(jù)，可以選擇熱力圖、散點圖或樹狀圖；對于簡單的數(shù)據(jù)，可以選擇柱狀圖、折線圖或餅圖。（5）用戶需求和偏好：了解目標(biāo)受眾的需求和偏好。不同的受眾感興趣或更易理解的圖表類型不同。在選擇圖表時，應(yīng)考慮受眾的背景知識和可視化經(jīng)驗。（6）可視化設(shè)計原則：遵循可視化設(shè)計原則，如簡潔、清晰、一致和易于理解。選擇圖表時，應(yīng)確保圖表的視覺元素和布局能夠準(zhǔn)確傳達數(shù)據(jù)信息。教師講解學(xué)生聆聽與反饋互動10分鐘

大數(shù)據(jù)可視化分析課程教案首頁一、核心要素章節(jié)名稱項目2低代碼工具數(shù)據(jù)可視化的實現(xiàn)教學(xué)課時2授課班級24大數(shù)據(jù)技術(shù)1班授課時間2025.2.18第8、9節(jié)授課地點介夫樓307教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)了解FineReport文件版本和下載的相關(guān)知識能力目標(biāo)能熟練完成FineReport軟件下載、安裝；通過閱讀FineReport官網(wǎng)相關(guān)文檔，培養(yǎng)學(xué)生查閱知識的能力；通過注冊FineReport用戶，培養(yǎng)學(xué)生自主辨別的能力；通過將FineReport下載到指定位置，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)保存的能力。素質(zhì)目標(biāo)1.通過學(xué)習(xí)FineReport中國報表軟件著名品牌，培養(yǎng)學(xué)生大國工匠精神；2.通過各種學(xué)習(xí)任務(wù)或活動，培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀、人生觀、價值觀；思政課程3.通過訪問FineReport相關(guān)文檔資料時，保護企業(yè)信息、個人資料等隱私內(nèi)容，做到遵紀(jì)守法；4.通過實訓(xùn)室日常整理和衛(wèi)生打掃等事情，培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)操守和職業(yè)素養(yǎng)。教學(xué)內(nèi)容主要內(nèi)容1.進入FineReport的官網(wǎng)，完成FineReport軟件的下載；2.完成FineReport軟件的安裝步驟，并安裝到指定位置；3.通過在FineReport官網(wǎng)注冊的激活碼，成功激活FineReport軟件；4.工單執(zhí)行結(jié)果展示。重點FineReport軟件的安裝步驟難點數(shù)據(jù)可視化分類教法改革教學(xué)方法問答法/范例教學(xué)法教學(xué)手段（1）通過課堂討論提出問題和相關(guān)視頻學(xué)習(xí)，活躍課堂氣氛并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；（2）教材、電子課件、超星信息化教學(xué)。教學(xué)反思學(xué)生課題氣氛也不錯，主要是學(xué)生接觸行業(yè)真實項目較少，對一些概念無法理解二、教學(xué)設(shè)計教學(xué)步驟教學(xué)內(nèi)容與情境設(shè)計教師活動學(xué)生活動時間分配報表創(chuàng)建1．FineReport簡介FineReport是一款用于報表制作、分析和展示的工具，用戶通過FineReport可以輕松構(gòu)建出靈活的數(shù)據(jù)分析報表系統(tǒng)，它是集數(shù)據(jù)展示（報表）和數(shù)據(jù)錄入（表單）功能于一身的企業(yè)級Web報表工具，專業(yè)、簡捷、靈活的特點和無碼理念，使其僅需簡單的拖曳操作便可以設(shè)計復(fù)雜的報表展示頁面，搭建數(shù)據(jù)決策分析系統(tǒng)。FineReport從功能結(jié)構(gòu)上劃分，可以分3個模塊，如圖2-2所示（1）數(shù)據(jù)層：由設(shè)計人員創(chuàng)建報表數(shù)據(jù)源。（2）應(yīng)用層：由設(shè)計人員進行報表設(shè)計，由管理人員配置用戶和權(quán)限體系。（3）展示層：由普通用戶在前端執(zhí)行報表的查詢、分析、打印、導(dǎo)出、填報等操作，支持PC、平板、移動端、大屏等設(shè)備，兼容主流瀏覽器。圖2-2FineReport功能結(jié)構(gòu)圖圖2-3FineReport應(yīng)用架構(gòu)圖講解、提問提問，引起學(xué)生學(xué)習(xí)積極性10分鐘FineReport下載與安裝（一）打開FineReport官網(wǎng)，并進行注冊1.打開FineReport官網(wǎng)https∶///，點擊免費試用。獲取激活碼并下載軟件（二）FineReport軟件安裝1.點擊FineReport安裝程序包。2.根據(jù)指示進行安裝3.選擇軟件安裝位置（三）激活FineReport將激活碼復(fù)制到激活框中，成功激活教師演示隨堂輔導(dǎo)跟隨教師演示，結(jié)合工單進行操作15分鐘新增模板數(shù)據(jù)集通過FineReport創(chuàng)建新的普通報表，添加本地模板數(shù)據(jù)集，并查詢和展示FineReport本地數(shù)據(jù)的操作步驟如下。1）新建普通報表打開FineReport，新建普通報表。新建普通報表有3種方式。（1）選擇“文件”→“新建普通報表”命令。（2）單擊“新建普通報表”圖標(biāo)。（3）使用快捷鍵Ctrl+N。如下圖2-9所示。教師講解學(xué)生跟隨操作15分鐘添加數(shù)據(jù)集2）添加數(shù)據(jù)集（1）在“模板數(shù)據(jù)集”下單擊“”按鈕，選擇“數(shù)據(jù)庫查詢”選項，如圖2-10所示。①模板數(shù)據(jù)集：對應(yīng)當(dāng)前模板，只針對當(dāng)前數(shù)據(jù)集有效，并保存在這個模板的cpt文件中。數(shù)據(jù)集私有，不能與其他報表共享使用。②服務(wù)器數(shù)據(jù)集：對應(yīng)整個報表工程，對當(dāng)前服務(wù)器下所有報表有效，更換一個模板或新建一個工作簿，仍然可使用服務(wù)器數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)，即可與其他報表共享使用。圖2-10單擊“數(shù)據(jù)庫查詢”按鈕（2）彈出“數(shù)據(jù)庫查詢”窗口，進行數(shù)據(jù)庫查詢，如圖2-11所示。圖2-11數(shù)據(jù)庫查詢（3）查找“銷量”數(shù)據(jù)庫表。首先輸入數(shù)據(jù)庫的名字；然后查找FRDemo自帶的銷量數(shù)據(jù)庫表，如圖2-12所示。圖2-12銷量數(shù)據(jù)庫表（4）拖曳對應(yīng)數(shù)據(jù)庫表至查詢模板，選擇“SELECT”選項，在右側(cè)的查詢模板中會顯示“SELECT*FROM銷量”，如圖2-13所示。圖2-13拖曳對應(yīng)數(shù)據(jù)庫表至查詢模板（5）單擊“預(yù)覽”圖標(biāo)，顯示的數(shù)據(jù)如圖2-14所示。注意：每次單擊圖標(biāo)查詢SQL語句后，一定要預(yù)覽數(shù)據(jù)是否存在且正常，否則可能導(dǎo)致后續(xù)無法連接到數(shù)據(jù)。圖2-14預(yù)覽