《人机交互及可视化技术》课程教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《人机交互及可视化技术》课程教学大纲（实验课程）一、课程基本信息课程号3023S06020开课单位国际学院课程名称（中文）人机交互及可视化技术（英文）Human-MachineInteractionandVisualizationTechnology课程性质选修考核类型考查课程学分3课程学时34+2周课程类别专业发展课程（专业拓展课）适用专业（类）软件工程二、课程描述及目标（一）课程简介《人机交互及可视化技术》是计算机相关专业所开设的一门专业课程，数据可视化和信息可视化都是可视化的一种方式，数据可视化将数据库中每一个数据项作为单个图元元素表示，同时将数据的各个属性值以多维数据的形式表示，可以从不同的维度观察数据，从而对数据进行更深入的观察和分析，旨在把数据资料以视觉化的方式表现出。通过本课程的学习，使学生掌握人机交互及可视化基本概念、基本原理及基本应用，掌握了解最新的可视化相关技术，为后续课程的学习及今后从事计算机软件方面的相关工作奠定良好的基础。（二）教学目标本课程拟达到的教学目标：使学生具备使用编程工具进行数据可视化的操作能力，了解现实世界中数据表现形式发展历史和现状。通过编程实践，提高学生的动手实践能力。对于软件工程专业，具有交互能力的数据可视化技术锻炼了学生的分析观察及总结能力。课程目标1：了解数据可视化的基本技术原理和应用场景；课程目标2：了解利用matplotlib绘画不同类型图像的方法。课程目标3：培养学生的终身学习能力、创新意识和创新能力以及职业和专业素养。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标1-1：软件工程基础理论知识；课程目标11-2：软件项目管理与开发知识；3-3：职业素养课程目标22-2：工程实践能力；3-4：专业素养；2-5：创新能力；3-2：创新意识；课程目标3四、教学方式与方法教学方式：课堂讲授、课堂讨论、实验验证。教学方法：探讨式教学、启发式教学、实验教学相结合。充分发挥多媒体教学法的优势，通过PPT展示、编程范例演示等直观地演示matplotlib的使用方法及相关应用设计过程与实现方法；选择一到两个授课内容，尝试进行启发式教学和案例式教学；通过实验项目和实训任务，将理论知识通过实践操作加以印证，深化对知识的理解程度、培养动手能力。五、教学重点与难点（一）教学重点通过Python相关包将数据进行统计并可视化输出。包括：数据处理、噪声平滑、绘制表格、动画表格、交互设计等。（二）教学难点数据处理、表格绘制及交互设计。六、教学内容、基本要求与学时分配（一）教学内容序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1第1章数据可视化与matplotlib了解什么是数据可视化，常见数据可视化库，matplotlib，熟悉数据可视化方式，选择正确的可视化图表，掌握安装matplotlib。4讲授课程目标12第2章用matplotlib绘制简单图标掌握绘制折线图、绘制柱形图或堆积柱形图，绘制条形图或堆积条形图，绘制堆积面积图、直方图等6讲授课程目标23第3章图标辅助元素的定制了解图表常用的辅助元素，掌握设置坐标轴的标签、刻度范围、刻度标签，掌握添加注释文本，添加表格6讲授演示课程目标2课程目标34第4章图标样式的美化熟悉默认图表样式，图表样式修改，掌握使用基础颜色，使用颜色映射表，掌握设置字体样式，切换主题风格，填充多边形或曲线之间的区域，掌握选择线条类型，添加折线图和散点图的数据标记6讲授演示课程目标2课程目标35第5章子图的绘制及坐标轴共享掌握绘制固定区域的子图，掌握绘制自定义区域的子图，掌握共享子图的坐标轴4讲授课程目标3课程目标36第6章坐标轴的定制熟悉坐标轴的结构，掌握坐标轴的创建方式，移动轴脊的位置，熟悉隐藏全部轴脊，隐藏部分轴脊，掌握定制刻度的位置和格式，定制刻度的样式4讲授课程目标3 7第7章绘制3D图标和统计地图掌握mplot3d工具包的用法，掌握animation模块的用法，掌握basemap工具包的用法4讲授课程目标2课程目标3合计34（二）实验内容序号实验项目名称实验内容与要求学时类型对应课程目标1Jypyternotebook的安装与配置学习Jypyternotebook的基础知识，要求学生了解Jypyternotebook，掌握安装与配置的方法。2讲授实验课程目标1课程目标22折线图、柱形图、堆积图要求学生掌握matplotlib中plot等函数的使用方法4讲授实验课程目标1课程目标23条形图、堆积条形图、堆积面积图要求学生掌握matplotlib中barh、stackplot等函数的使用方法4讲授实训课程目标2课程目标34直方图、饼图、圆环图要求学生掌握matplotlib中pie等函数的使用方法3讲授实验课程目标1课程目标25箱型图、雷达图、误差棒图要求学生掌握matplotlib中boxplot等函数的使用方法3讲授实验课程目标1课程目标26辅助元素的定制要求学生掌握matplotlib中刻度等设置6讲授实验课程目标1课程目标27图标样式的美化如颜色、线形等要求学生掌握matplotlib颜色、图标样式等设置4讲授实训课程目标2课程目标38绘制自定义区域的子图要求学生掌握matplotlib中子图的坐标轴等设置。4讲授实验课程目标1课程目标29绘制3D图表要求学生掌握matplotlib中绘制3D图表4讲授实验课程目标1课程目标2合计34七、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试þ考查（二）考核方式：eq\o\ac(□,√)实验报告实验作品其它：（三）成绩评定：考核依据建议分值（百分比）考核/评价细则对应课程目标过程考核100%案例分析10%对于案例分析的准确性课程目标1课程目标2实验完整性20%实验的完整程度课程目标1课程目标2表现10%对基本概念的理解是否正确，对实验环境和工具的应用是否熟练，能否积极准确回答问题。课程目标2课程目标3团队合作20%是否团队互助，共同解决问题课程目标1课程目2综合设计40%最后的设计的正确性、完整性课程目标1课程目标3期末考核八、课程目标达成评价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好。课程目标达成度毕业要求指标点达成度九、教材与教学参考书（一）教材《Python数据可视化》，黑马程序员，人民邮电出版社，2021年，第一版。（二）教学参考书《数据之美：一本书学会可视化设计》，邱南森著，中国人民大学出版社，2014年，第一版；《数据科学与大数据分析数