《大数据可视化技术》教学大纲 袁一兵 第1-6章 数据可视化概述- 折线图_第1页
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文档简介

《大数据可视化技术》教学大纲归口单位：课程负责人：课程团队成员：：编制日期：2025年9月-2-第一部分基本信息课程名称大数据可视化技术课程代码总学分总学时（含实践学时）周学时使用教材大数据可视化技术（Echarts+Flask实现）课程类型£通识必修课£通识选修课£学科专业基础课R专业核心课□专业选修课开课时间先修课程网页设计与制作授课面向数据科学与大数据技术、大数据管理与应用专业本科生课程定位本课程是数据科学与大数据技术、大数据管理与应用专业的核心课，在本科生人才培养体系中占有重要的地位。数据可视化是大数据工程技术体系的最后一个环节，是开展数据分析的重要手段，是实现数据价值的重要工具。通过课程学习，学生将掌握大数据可视化的基本原理、方法、技术和工具，并通过实践，培养独立开展大数据分析及大数据应用开发的能力。思政育人目标践行习近平新时代中国特色社会主义思想和社会主义核心价值观，树立共产主义远大理想，培养服务祖国、报效人民的家国情怀，以及勇挑重担、精益求精的工匠精神，立志成为理论基础扎实、职业技能过硬、既有一技之长、又有职业操守的数据科学家和数据工程师。课程学习目标知识目标：能够使用ECharts制作条形图、折线图、饼图、散点图、联动图表等信息图表，掌握数据大屏的设计和制作方法。能力目标：能够针对特定需求确定数据可视化的方法和工具，对复杂问题开展多视图整合分析，通过交互挖掘数据之间的关联。素质目标：培养高尚的道德情操、健全的心理素质，富有求真精神和创新精神，具有良好的团队协作和终身学习能力。在设计实验及项目实施过程中，能够遵守职业道德和规范，并理解和履行应承担的责任。教学内容体系数据可视化概述项目概述技术基础Echarts详解条形图折线图仪表盘热力图平行坐标图雷达图饼图散点图联动图表数据大屏设计教学方法与手段同步教学法、案例教学法、演示法。考核评价课程考核包括4个部分，分别为课堂表现、作业、实验和结课考试。1、课堂表现：占总成绩的10%。包括课堂讨论、综合评价两部分组成。2、作业：占总成绩的20%。根据学生每次作业的完成情况，所有作业（含小测验）成绩经过取平均值。3、实验：占总成绩的10%。根据学生每次实验和实验报告的完成情况，所有实验成绩取平均值。4、结课考试：占总成绩的60%，考核内容包括教学目标所包含的内容，主要考核学生对大数据可视化基本原理、技术、方法和工具的掌握情况，以及应用原理和知识进行复杂数据分析的能力。

第二部分具体教学内容第一章数据可视化概述【教学目的与要求】通过本章教学，使学生了解数据可视化的基本概念、发展背景与应用场景，理解数据可视化在信息传递中的核心价值，初步认识主流数据可视化工具的分类与适用场景，为后续学习具体图表制作奠定基础。【重点和难点】重点：理解数据可视化的基本概念与核心价值，认识主流数据可视化工具的分类。难点：理解数据可视化在不同行业场景中的应用逻辑，区分各类工具的适用边界。【思政育人目标】通过梳理数据可视化技术的发展历程，结合我国在信息化建设中取得的成果，帮助学生认识数据可视化的重要意义，激发学生对本课程的兴趣，培养学生可视分析的能力，养成科技报国的意识。【课程学习目标】了解数据可视化的基本概念、发展背景与应用场景；理解数据可视化在信息传递中的核心价值；初步认识主流数据可视化工具的分类与适用场景；能够结合具体案例说明数据可视化的作用。【教学内容】第一节数据可视化基础认知数据可视化的定义和发展历程数据可视化的基本流程数据可视化的应用第二节数据可视化的应用开发框架和常用信息图表应用场景分类主流工具分类常用信息图表【思考题】结合生活或学习中的实例，说明一个数据可视化比纯文字数据更具优势的场景，并分析其优势所在。【参考书目及其他电子资源】数据可视化，陈为等，电子工业出版社ApacheEchartsAPI手册：/zh/index.html第二章项目概述【教学目的与要求】通过本章教学，使学生了解“空气质量监测数据可视化平台”项目的需求与目标，理解项目MVT架构及技术路线，掌握项目开发环境的搭建方法，掌握项目数据库创建与数据导入的操作流程，为后续平台开发奠定基础。【重点和难点】重点：掌握虚拟环境创建及框架安装方法和数据库配置、连接及数据导入步骤。难点：解决开发环境搭建中的兼容性问题并确保数据库连接，处理数据格式异常问题。【思政育人目标】通过“空气质量监测数据可视化平台”项目，引导学生关注生态环境监测与保护的社会议题，理解大数据可视化技术在民生领域的应用价值，增强学生用技术解决实际社会问题的能力，树立科技服务社会的理念。【课程学习目标】了解“空气质量监测数据可视化平台”的项目需求与项目目标，能独立完成项目开发环境搭建与数据准备工作。。【教学内容】需求分析序号字段名字段类型说明1datetimestamp日期2pm25floatPM2.5浓度，单位：微克每立方米3pm10floatPM10浓度，单位：微克每立方米4o3float臭氧浓度，单位：微克每立方米5so2float二氧化硫浓度，单位：微克每立方米6no2float二氧化氮浓度，单位：微克每立方米7cofloat一氧化碳浓度，单位：毫克每立方米8ufloat纬向风速，单位：米每秒9vfloat经向风速，单位：米每秒10tempfloat气温，单位：开尔文（K）11rhfloat相对湿度，单位：%12psfcfloat地面气压，单位：帕斯卡（Pa）13staionvarchar监测站编码第二节系统架构第三节技术路线第四节开发环境类别名称版本操作系统Windows10浏览器Microsoft

Edge119.0数据库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第五节数据准备【思考题】基于“airpollution”数据库中的数据，使用Navicat执行简单SQL查询，截图展示查询语句与结果。【参考书目及其他电子资源】数据可视化，陈为等，电子工业出版社ApacheEcharts手册：/zh/index.html第三章技术基础【教学目的与要求】通过本章教学，使学生了解Web前后端开发技术及Echarts图表开发技术，理解Flask框架工作原理与PyMySQL数据库连接逻辑，掌握Echarts基本条形图制作、FlaskWeb应用开发、PyMySQL接入MySQL数据库及PythonJSON数据接口开发的方法，为数据可视化平台开发提供技术支撑。【重点和难点】重点：掌握Echarts基本条形图的完整开发流程、FlaskWeb应用开发步骤、PyMySQL操作MySQL数据库的方法、PythonJSON数据接口开发。难点：理解CSS盒子模型与定位机制在页面布局中的实际应用，实现前后端数据交互，解决数据库连接异常、SQL查询语法错误及JSON格式校验失败等问题。【思政育人目标】通过讲解Web开发技术与数据接口开发的标准化流程，培养学生的规范化开发意识与严谨的逻辑思维；结合Echarts、Flask等开源技术的应用，引导学生理解开源社区的协作精神与技术共享理念；通过“PM2.5浓度对比”等实际案例开发，让学生体会技术在环境监测与民生服务中的应用价值，增强用技术解决实际问题的责任感，树立科技赋能社会发展的理念。【课程学习目标】了解Web前后端开发技术及Echarts图表开发技术；理解Flask框架的MVT设计模式与PyMySQL的数据库连接原理；掌握Echarts基本条形图制作方法，能独立完成图表配置与渲染；掌握FlaskWeb应用开发，能实现模板加载与静态资源引用；掌握PyMySQL接入MySQL数据库，能执行SQL查询并获取数据；掌握PythonJSON数据接口开发，能完成数据组装与JSON格式转换，实现前后端数据交互。【教学内容】第一节前端开发技术1.HTML标签说明<!DOCTYPE

html>定义文档的类型为HTML<html>根标签，告知浏览器自身是一个HTML文档<head>头部标签，内部封装了<meta>、<title>等标签<meta>定义文档的元信息，例如为搜索引擎提供网页的关键字、内容描述等<title>定义HTML文档的标题<body>主体标签，一个HTML文档只能有一对<body>标签2.CSS<divid="main"style="width:600px;height:400px;">行内式引用</div><head>

<styletype="text/css">

h1{

font-size:14px;

color:blue;

}

</style></head><linkhref="link.css"rel="stylesheet">盒子模型4.页面布局5.CSS定位机制6.JavaScript第二节服务器端开发技术FlaskPyMySQL第三节JSON数据接口开发1.导入JSON模块2.组装JSON字符串3.打印输出JSON字符串4.验证JSON合法性【思考题】尝试使用CSS定位机制，将两个Echarts图表（如PM2.5条形图与PM10条形图）并排布局在同一页面，编写CSS样式代码并展示页面效果。【参考书目及其他电子资源】数据可视化，陈为等，电子工业出版社ApacheEchartsAPI手册：/zh/index.html第四章Echarts详解【教学目的与要求】通过本章教学，使学生了解前端渲染技术的基本概念与适用场景，理解Echarts基础架构的分层逻辑，掌握Echarts常用组件（标题、提示框、工具栏等）的功能及组件常用属性的配置方法，能根据图表需求合理选择渲染方式与组件属性，为复杂数据可视化图表开发奠定基础。【重点和难点】重点：区分Canvas与SVG两种前端渲染技术的适用场景，掌握Echarts渲染器配置方法。理解Echarts“基础库-组件-图类-接口”的四层架构和常用组件的核心功能并熟悉组件常用属性的配置规则。难点：根据数据量、软硬件环境选择合适的Echarts渲染器，理解组件间的依赖关系，灵活配置组件属性解决实际问题。【思政育人目标】通过讲解Echarts架构的分层设计与组件化思想，培养学生的模块化开发思维与系统设计能力；结合Echarts对Canvas、SVG技术的兼容适配，引导学生理解技术选型需兼顾性能与场景需求的辩证思维；通过国产开源框架Echarts的深入学习，让学生感受我国在前端可视化技术领域的发展成果，提升民族技术自信，激发投身信息技术领域创新的热情，弘扬以改革创新为核心的时代精神。【课程学习目标】了解前端渲染技术（Canvas、SVG）的特点与适用场景，能根据需求选择Echarts渲染器；理解Echarts四层基础架构（基础库、组件、图类、接口）的功能逻辑；了解Echarts常用组件的分类与核心作用；掌握Echarts组件常用属性的配置方法，能根据图表需求自定义组件样式与行为；能独立完成Echarts渲染器配置、组件属性设置等基础开发任务。【教学内容】Echarts的基础架构Echarts的常用组件组件说明tittle标题组件，用于设置图表的主标题和副标题。tooltip提示框组件，在鼠标悬停或点击数据时弹窗显示详细信息。toolbox工具箱组件，包含：保存为图片、配置项还原、数据视图、数据区域缩放、动态类型切换等五个工具。legend图例组件，用于描述数据和图形的关联。grid直角坐标系内绘图网格，用于定义直角坐标系的布局和样式。xAxis直角坐标系中的横轴，默认为类目型（category）。yAxis直角坐标系中的纵轴，默认为数值型（value）。第三节Echarts组件的常用属性【思考题】现有一个包含10万条数据的PM2.5浓度时序数据集，需制作趋势图，应选择Canvas还是SVG渲染器？请说明理由。【参考书目及其他电子资源】数据可视化，陈为等，电子工业出版社ApacheEchartsAPI手册：/zh/index.html第五章条形图【教学目的与要求】通过本章教学，使学生了解条形图的概念，熟悉条形图的用法，掌握静态条形图和动态条形图的制作方法。【重点和难点】重点：掌握静态条形图开发流程和动态条形图开发核心步骤。熟悉浏览器开发者工具在程序调试中的应用。难点：了解动态条形图中前后端数据交互逻辑，解决静态条形图自适应缩放异常、动态条形图数据加载失败等问题和利用浏览器开发者工具定位并排查代码错误。【思政育人目标】通过静态与动态条形图的开发实践，培养学生从“纯前端”到“前后端协同”的技术思维升级，树立系统化开发意识；结合空气质量监测数据的可视化应用，引导学生关注生态环境问题，理解技术在民生服务与环境治理中的价值；通过自主调试程序解决问题的过程，锻炼学生的耐心与钻研精神，弘扬精益求精的工匠精神，激发用技术解决实际社会问题的责任感。【课程学习目标】了解条形图的概念、特点及对比数据的核心作用，明确其在空气质量监测等场景的应用；了解静态条形图与动态条形图的差异及适用场景；掌握静态条形图制作，能独立完成项目搭建、Echarts配置与自

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