《大数据数据可视化》课程教学大纲 胡楠

《大数据可视化技术》课程教学大纲课程名称大数据可视化技术课程编码7414A510课程学时64课程学分4课内上机学时32先修课程数据采集与预处理后续课程毕业设计课程类别专业必修课适用专业计算机科学与技术数据科学与大数据技术一、课程简介《大数据可视化技术》是为计算机科学与技术和数据科学与大数据技术专业开设的一门理论与实践紧密结合的专业必修课。本课程实施“基础-进阶-高阶”阶梯递进教学方法。第一阶段从数据可视化的核心概念出发，梳理其发展历程与应用场景，帮助学习者建立对可视化的底层认知；聚焦Python生态下三大主流可视化工具，实现从“能用”到“好用”的进阶；第二阶段课程详细讲解Matplotlib的绘图原理与定制化技巧、Seaborn的统计可视化优势、Bokeh的交互式图表开发，通过理论基础与实现细节的结合，让学习者能够针对不同数据类型与分析需求，选择合适工具构建专业级可视化作品；第三阶段，针对复杂关系型数据与交互式场景，课程引入Neo4j图数据库，讲解其核心价值与可视化实现步骤，解锁关联数据的深度洞察；同时深入剖析pyEcharts的特色功能与应用优势，从基础图表绘制到高级交互式大屏开发，覆盖全流程技术要点，帮助学习者掌握面向复杂业务场景的可视化解决方案。课程特点：本课程兼顾理论深度与实践广度，覆盖从基础到高阶的全链路可视化技术，通过阶梯式教学，培养学习者的数据处理能力、可视化设计思维与技术落地能力，旨在帮助学习者构建从数据理解到可视化落地的完整能力，实现从“数据”到“洞察”的高效转化。为从事数据分析、商业智能、数据产品等领域工作提供核心竞争力系统，二、课程目标通过本课程的教学，学生应该达到下列课程目标：通过该课程学习，使学生更深刻的理解大数据项目的处理流程，掌握数据可视化的方法，如时变数据可视化方法、关系数据可视化方法、高维数据可视化方法、文本数据可视化方法、复杂数据可视化方法。（一）基础能力构建目标通过第1章至第3章的学习，让学习者系统掌握数据可视化的核心概念、发展脉络与行业应用场景，建立对数据可视化的底层认知。熟练运用Excel完成数据整理、统计分析与基础可视化呈现，掌握关键函数的使用方法与数据处理逻辑；同时深入理解Echarts的技术特性与实现原理，能够独立完成Web端基础可视化项目开发，具备针对不同业务场景选择合适可视化工具的初步能力。（二）进阶技术掌握目标借助第4章至第5章的Python可视化内容，使学员精通Matplotlib、Seaborn和Bokeh三大工具的理论基础与实践技巧。能够运用Matplotlib实现高度定制化的静态图表绘制，掌握Seaborn在统计可视化领域的优势用法，熟练使用Bokeh构建交互式可视化作品。具备根据数据类型与分析需求选择最优工具的能力，实现从数据到专业级可视化成果的高效转化。（三）高阶应用突破目标通过第6章至第7章的高阶内容学习，让学员掌握复杂关系型数据的可视化方法，理解Neo4j图数据库的核心价值与应用场景，能够完成图数据的存储、查询与可视化全流程操作。深入掌握pyEcharts的高级功能与开发技巧，从基础图表绘制到交互式大屏开发，具备构建复杂业务场景下可视化解决方案的能力，实现从技术应用到价值创造的跨越。（四）综合素养提升目标通过全课程的系统学习，培养学员的数据思维与可视化设计思维，提升数据解读、分析与视觉表达能力。能够将可视化技术与业务场景深度结合，为决策提供有力的数据支撑，具备从事数据分析、商业智能、数据产品等相关工作的核心竞争力，成为兼具技术能力与业务洞察力的复合型人才。三、教学内容与学习要求第1章数据可视化概述教学内容：1.数据可视化的基本概念；2.数据可视化的应用前景。教学重点：1.数据可视化的概念和作用；2.数据可视化的发展历史；3.数据可视化的未来。教学难点：数据可视化的发展历史及未来。学习要求：1.了解为什么要数据可视化；2.理解数据可视化的相关概念；3.理解数据可视化的作用，不是把数据画成图而是把数据翻译成人类语言；4.理解数据可视化的应用。第2章Excel数据可视化教学内容：1.Excel基本函数与图表类型；2.Excel整理数据方法和步骤；3.Excel数理统计中常见的统计量；4.Excel数据可视化应用（直方图、折线图、饼图和散点图等）教学重点：Excel基本计算函数、图表绘制函数、数据整理方法、常用统计量和常用的图表类型。教学难点：Excel数据整理方法和常用统计量。学习要求：1.了解Excel的核心可视化工具；2.理解Excel数据可视化的基本功能；3.掌握Excel基本计算函数与图表的绘制；4.掌握Excel数据整理的方法；5.掌握数理统计中常用的统计量；6.掌握Excel常见的图表类型的绘制。第3章Echarts可视化库教学内容：1.Echarts绘图基础；2.Echarts绘图饼图；3.Echarts样式设置；4.Echarts异步数据加载和更新；5.Echarts数据集；6.Echarts交互组件；7.Echarts响应式；8.Echarts数据视觉映射；教学重点：matplotlib可视化库的基本使用方法及阶梯图、拆线图、散点图及柱形图的绘制教学难点：连续型数据及离散型数据的可视化方法学习要求：1.了解Echarts基本概念和特点；2.理解Echarts的安装和配置方法；3.掌握Echarts样式设置；4.掌握Echarts异步数据加载和更新；5.掌握Echarts数据集的使用。第4章基于Python数据可视化教学内容：1.Python数据可视化基础；2.Matplotlib可视化；3.seaborn可视化；4.Boken可视化。教学重点：Matplotlib可视化、seaborn可视化、Boken可视化。教学难点：Matplotlib可视化和Boken可视化。学习要求：1.了解Python基本语法；2.理解Python编译器Anaconda的下载和安装；3.掌握Python可视化库的安装；4.掌握基于Python的Matplotlib数据可视化函数的使用方法；5.掌握基于Python的Seaborn数据可视化函数的使用方法；6.掌握基于Python的Bokeh数据可视化函数的使用方法。第5章文本数据可视化教学内容：1.文本数据可视化简介；2.文本数据可视化类型；3.Python编程绘制词云。教学重点：文本数据可视化类型、Python编程绘制词云。教学难点：Python编程绘制词云。学习要求：1.了解文本可视化的相关概念及文本数据的分类；2.理解文本数据可视化的分类；3.理解词云概念和意义；4.掌握基于Python的词云生成方法。第6章Neo4j图数据库教学内容：1.图数据库概述；2.Neo4j安装和配置；3.Cypher查询语言；4.Cypher函数。教学重点：Neo4j安装和配置、Cypher查询语言、Cypher函数。教学难点：Neo4j安装和配置、Cypher查询语言。学习要求：1.了解图数据库的相关概念；2.了解图数据库的分类及与图数据与关系数据库的不用应用领域；3.掌握Neo4j安装和配置；4.掌握Cypher查询语言的使用；5.掌握Cypher函数的使用。第7章pyEcharts数据可视化教学内容：1.pyEcharts简介；2.pyEcharts设置主题；3.pyEcharts配置项；4.pyEcharts的数据类型；5.pyEcharts基本图表类型。教学重点：pyEcharts设置主题、pyEcharts配置项、pyEcharts的数据类型、pyEcharts基本图表类型。教学难点：pyEcharts配置项、pyEcharts的数据类型、pyEcharts基本图表类型。学习要求：1.了解pyecharts可视化库的基本作用；2.掌握pyecharts包下载和安装的方法；3.掌握pyecharts绘图的基本方法和生成伪数据的方法；4.掌握pyecharts设置各类主题和配置项的方法；5.掌握pyecharts常用的图表类型与数据格式。四、学时分配表1课程学时分配表教学内容（知识点）学时安排小计理论上机第1章数据可视化概述202第2章Excel数据可视化448第3章Echarts可视化库8816第4章基于Python数据可视化448第5章文本数据可视化246第6章Neo4j图数据库448第7章pyEcharts数据可视化8816合计323264五、课程考核要求及标准1.课程考核方式和比例考核方式：考查（）；考试（√）2.成绩评定计分制：百分制（√）；五级分制（）；两级分制（）课题名称第1章数据可视化概述课次1课时2课型理论（2）；上机（0）教学目标知识技能目标：1．了解数据可视化的作用和应用；2．理解数据可视化的相关概念；3．掌握数据可视化的相关术语。重点、难点及解决方法重点：数据可视化的概念和术语、数据可视化的作用与应用。难点：数据可是的相关概念和术语。解决方法：通过生活、工作中的案例，联系具体实际情况分析讲解。教学基本内容与教学设计教学基本内容：1.1 数据可视化的概念1.2数据可视化的作用与应用教学设计：第1节课：考勤（课前2min）→知识导入（5min）→传授新知（40min）第2节课：问题导入（5min）→传授新知（35min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤第一节课（45分钟）考勤【教师】利用课前课前2min完成学生点名【学生】按照老师要求完成签到【目的】培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况知识导入【教师】利于5min介绍1.1节和1.2节的内容摘要【学生】聆听、理解、感受本节课的核心要义【目的】引导学生树立科学精神、培养细致严谨的态度传授新知案例展示【教师】利用25min讲解数据可视化的概念和相关术语；【教师】提出问题：如何提取数据中的模式、如何分析数据间关系和异常数据是否为错误数据？【学生】思考、举手回答【教师】总结学生的回答【教师】利用15min展示如下可视化结果：（1）图1-1，展示折线图（2）图1-2，展示平行坐标图（3）图1-3，展示并行集图（4）图1-4，展示标签云图（5）对比表1-5展示的数据及相关特征值，包括均值、方差和相关性，图1-6展示了这些数据的特征值的可视化结构，比表格更直观和易理解。（6）通过图1-7展示了数据间的模式、关系，以及异常值。教学过程主要教学内容及步骤第二节课（45分钟）问题导入【教师】利用5min提出如下两个问题：数据可视化有哪些作用，都可以应用中哪些领域？【学生】聆听、思考、举手回答传授新知案例展示【教师】通过学生的回答，利用20min有侧重的引入1.2节新的知识，介绍数据可视化的作用和应用。【学生】思考、举手回答。【教师】利用15min展示如下可视化结果：（1）图1-11和图1-12，展示可视化的记录数据作用。（2）图1-13，展示可视化的分析推理的作用。（3）图1-14，展示可视化的信息传播与协同的作用。（4）图1-15，展示可视化在医学领域的应用。课堂小结【教师】利用3min简要总结本节课的要点：本节课学习了数据可视化的概念、术语、作用和应用领域。要求学生在课下多加练习，巩固所学知识。【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】利用2min布置课后作业请根据课堂知识，完成本章网络教学平台布置的作业。【学生】完成课后任务教学反思从学生日常接触的场景切入：先展示大家手机里运动APP的跑步数据图表、电商平台的年度消费账单可视化页面，再延伸到阿里双十一大屏、城市交通热力图等真实案例，自然引出“数据可视化就是把枯燥的数字转化为直观图形，帮人快速看懂背后规律”的核心概念。这种导入方式让原本陌生的知识点瞬间贴近生活，课堂上学生的参与度明显提升，不少同学主动分享自己见过的可视化作品，打破了“数据课程枯燥难懂”的刻板印。后续教学的优化方向：计划从三个维度调整后续教学方案。第一是重构分层教学体系，把课程内容拆分为“基础认知层、原理进阶层、实战拓展层”三个模块；第二是重构本地特色实战案例库；第三是优化考核评价标准。真正的教学目标：数据可视化这门课程的核心从来不是教会学生用某一款软件，而是培养他们“用视觉思维解读数据、用数据逻辑解决问题”的能力，后续我会持续打磨教学内容，让这门课真正成为学生未来专业学习和职场发展的实用工具。教学方法讲授法、举例法、展示法教学手段案例演示、课外学习安排通过网络教学平台的课件，视频和章节测试进行复习完成课后作业参考资料1.《大数据可视化技术》，胡楠孟宪伟王彦超主编，清华大学出版社，2026年学习效果评测课堂随机抢答；课堂教师点名学生回答问题；课后作业批改；线上线下学情统计分析教学后记课题名称第2章Excel数据可视化课次2课时2课型理论（1）；上机（1）教学目标知识技能目标：1．了解Excel函数的作用；2．理解Excel函数中相关概念和术语；3．掌握Excel函数的使用方法。重点、难点及解决方法重点：Excel函数中相关概念和术语、Excel函数的使用方法。难点：Excel函数的使用方法。解决方法：通过生活、工作中的案例，联系具体实际情况分析讲解。教学基本内容与教学设计教学基本内容：2.1 Excel函数与图表2.1.1Excel函数2.1.2Excel图表2.1.3选择图表类型教学设计：第1节课：考勤（课前2min）→知识导入（5min）→传授新知（40min）第2节课：传授新知（10min）→实战演练（30min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤第一节课（45分钟）考勤【教师】利用课前课前2min完成学生点名。【学生】按照老师要求完成签到。【目的】培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况。知识导入【教师】利于5min介绍2.1.1小节和2.1.2小节的内容摘要。【学生】聆听、理解、感受本节课的核心要义。【目的】通过教师的讲解和演示，互动以及案例，使学生掌握Excel函数的使用方法和技巧。传授新知案例展示【教师】利用25min简介Excel电子表格软件；讲解Excel的函数的分类、函数的相关参数、函数结构和使用方法；讲解创建Excel图表的方法和图表样式的设置。【教师】提出问题：Excel函数有哪些类型？【学生】思考、举手回答【教师】总结学生的回答【教师】利用15min，通过实际操作展示如下功能：（1）通过图2-1，展示Excel编辑区和单元格。（2）通过图2-2，展示Excel函数嵌套。（3）通过图2-