大数据可视化 教案 5-3Plotly绘制直方图和饼图

《大数据可视化》教案（学年第学期）课程名称： 大数据可视化所属专业： 大数据技术所属系部： 计算机与软件技术授课班级：课程总学时： 任课教师PAGEPAGE1序号：1一、教学分析课题名称Plotly绘制直方图和饼图课程大数据可视化系部计算机与软件技术系任课教师教材《大数据可视化技术》课题类型理论+实践课课时2课时地点实训机房班级内容提要与时间分配：1、学习目标素质目标小组协作搜集、分析、归纳Plotly相关技术，初步了解Plotly技术，并收集农业相关数据，了解当前农业大数据状态。小组协作对比两种模块绘制直方图和饼图的区别，锻炼学生协作能力、人际关系处理能力以及归纳总结能力。知识目标掌握使用Plotly绘制普通直方图；掌握使用Plotly绘制层叠直方图；掌握使用Plotly绘制水平直方图；掌握使用Plotly绘制累积直方图；掌握Plotly绘制带标签饼图；掌握Plotly绘制环形饼图；技能目标2、教学内容内容布置：内容引入：我们已初步了解Plotly两个绘图模块的绘图步骤与绘图原理，现在对两个模块进行更进一步的了解和学习，以直方图和饼图为例子学习这两个绘图模块。知识讲解：Plotly绘制普通直方图学生实践Plotly绘制层叠直方图学生实践Plotly绘制水平直方图学生实践Plotly绘制累积直方图学生实践Plotly绘制带标签饼图学生实践Plotly绘制环形饼图内容总结：总结本节课程中遇到的问题，并对涉及到的知识点进行梳理。3、本次课程内容特点：4、教学重点与难点重点：Plotlygo模块绘制直方图和饼图、Plotlyexpress模块绘制直方图和饼图难点：Plotly两个模块绘制直方图和饼图以及个性化设置。5、学情分析1、学生在学习本课程之前已掌握了Plotly的基础知识，包括可视化有哪些图表组成，但对这些图中元素的实际应用场景并不熟悉。6、教学设计基本原则：1、将教学内容与信息资源进行有机整合，利用实训平台创造一个同时具备项目式体验功能、教学实施功能、学习效果评测功能和实时互动交流功能的多功能信息化教学环境。2、充分利用教材、学习通教学平台、多媒体课件和实训室等信息化教学手段，调动学生积极性和主动性，促进学生自主学习和主动学习。7、教学方法、手段：1、案例教学法：本情境教学开始引入可视化案例，引出课程目标及重点和难点。2、过程互动教学法：教学过程中使学生积极回答问题，小组内展开讨论，并组间进行分享。3、“任务驱动”法，下发随堂任务，由学生独立完成，教师当堂进行考核和讲评，解决学生遇到的问题，并就共性问题进行点评。8、内容提要与时间分配环节一：课程回顾（5分钟）环节二：Plotly绘制普通直方图（10分钟）环节三：Plotly绘制层叠直方图（10分钟）环节四：Plotly绘制水平直方图（10分钟）环节五：Plotly绘制累积直方图（15分钟）环节六：Plotly绘制带标签饼图（15分钟）环节七：Plotly绘制环形饼图（15分钟）环节八：课程回顾（10分钟）9、教学材料教材《大数据可视化技术》二、教学组织方式按照“课程回顾→内容介绍→任务实施→任务点评与总结→布置课后作业”实施教学，并根据具体实施成效采用“思学练”多次循环完善课堂教学。利用多媒体教学平台、学习通，丰富课堂教学。任务驱动方式、结合专业教师引导，完善理实一体的教学环境及方法。三、学习资源使用多媒体教学平台完成课前复习、教学资源分发、作业评分。微课教学平台完成在线课自学、教师操作视频演示、及课程思政微课的展示。教学反馈平台完成学情调查、教学实施效果调查，了解学生学情和课堂教学反馈。四、教学实施环节一：课程回顾（思维导图）（5分钟）课程回顾：通过思维导图，对前一章节课程知识点进行回顾。环节二：Plotly绘制普通直方图（10分钟）通过知识准备了解express和go模块绘制直方图函数，使用业务操作实践。方式一、express绘制直方图。方式二、graph_objs绘制直方图使用express绘制直方图需要用到histogram()函数。将数据赋值给函数中的x，就可以绘制直方图。若将数据赋值给y则可以绘制水平直方图。学生参考教师示例，使用两种方式来绘制直方图，学生实施过程中（根据教材给出的示例代码），遇到问题可随时向教师咨询，任课教师负责整体进度把控，及问题解决。绘制结果如下图所示。环节三：Plotly绘制层叠直方图（10分钟）Plotly绘制层叠直方图时，使用go.Histogram()函数创建四个直方图对象，分别对应农业、林业、牧业和渔业的产值数据。然后需要将参数barmode设置为’stack’。如果不对其进行设置，会出现Plotly默认将两个直方图的柱状宽度强制变窄，以满足重叠部分显示的需要。学生参考教师示例，来绘制层叠直方图，学生实施过程中（根据教材给出的示例代码），遇到问题可随时向教师咨询，任课教师负责整体进度把控，及问题解决。绘制结果如下图所示。环节四：Plotly绘制水平直方图（10分钟）我们使用graph_objs模块绘制直方图做演示。要绘制水平层叠直方图时，与前面例子很相似，只是在创建直方图对象时使用y参数而不是x参数。学生参考教师示例，来绘制水平直方图，学生实施过程中（根据教材给出的示例代码），遇到问题可随时向教师咨询，任课教师负责整体进度把控，及问题解决。绘制结果如下图所示。环节五：Plotly绘制累积直方图（15分钟）在使用graph_objs模块绘制累积直方图时，通过设置Histogram()函数中的cumulative属性实现，即cumulative_enabled=True。本例使用graph_objs模块绘制垂直累积直方图做演示。学生参考教师示例，来绘累积直方图，学生实施过程中（根据教材给出的示例代码），遇到问题可随时向教师咨询，任课教师负责整体进度把控，及问题解决。绘制结果如下图所示。环节六：Plotly绘制带标签饼图（15分钟）通过业务操作带标签饼图。Plotly使用express模块中的pie()函数用于绘制饼图。express.pie()函数中，由饼图的扇区可视化的数据设置在values，扇区标签设置在names。学生参考教师示例，来绘制带标签饼图，学生实施过程中（根据教材给出的示例代码），遇到问题可随时向教师咨询，任课教师负责整体进度把控，及问题解决。绘制结果如下图所示。环节七：Plotly绘制环形饼图（15分钟）通过业务操作绘制环形饼图。我们用express模块的px.pie函数来创建环形饼图。环形饼图与常规饼图类似，但具有一个内环，可以更清晰地显示各个部分的相对比例。要创建环形饼图，可以使用hole参数来控制内环的大小。该参数的取值范围为0到1，其中0表示没有内环（即饼图），1表示内环完全填充。学生参考教师示例，来绘制环形饼图，学生实施过程中（根据教材给出的示例代码），遇到问题可随时向教师咨询，任课教师负责整体进度把控，及问题解决。绘制结果如下图所示。环节八：归纳与总结（10分钟）归纳总结本任务中涉及的直方图和饼图在两个模块中的区别和特点，布置课堂作业：要求学生用graph_objs模块函数来创建环形饼图。【思政作业】在全球抗击疫情的关键时刻，医护人员不畏危险、冲锋在前，全社会更应成为他们坚强的后盾，致敬医护，共抗疫情。广大医务工作者义无反顾、逆行出征，特别是4.26万名支援湖北医疗队员，与湖北当地医务人员一起并肩作战，基本阻断了以武汉为主战场的全国本土疫情传播，为疫情防控取得阶段性的重要成效作出了突出贡献。请自行搜集相关官方数据，统计全国各个省市支援武汉的医疗人员数量，编写程序绘制饼图实现数据的可视化。并从多个方面分析武汉战胜疫情的原因，形成1500字左右的数据分析报告，要求数据准确，图形精美，描述合理。五、教学效果与课后反思1.教学效果通过多媒体教学平台，完成课前复习、任务分发、指导书下载、作业评分，方便学生实时学习。微课教学平台，完成在线课自学、教师操作视频演示、及课程思政微课的展示，培养并提高学生自主学习能力。教学反馈平台，完成学情调查、教学实施效果调查，了解学生学情和课堂教学反馈。运用兴趣导向教学方法，将知识点实例化，逐步构建学生创新思维，突出教学重点，解决教学难点，提高学生实训的兴趣。教师践行工匠精神，将职业精神内化于学生心