數(shù)據(jù)分析與可視化教學大綱

1、數(shù)據(jù)分析與可視化教學大綱.課程基本情況.課程編號：.課程體系/類別：數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化.學時/學分：48學時（理論32學時+實驗學時16） /2.5學分.適用專業(yè)：數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)專業(yè)、人工智能專業(yè)、智能科學與技術(shù)專業(yè) 等.課程性質(zhì)與目標數(shù)據(jù)分析與可視化是大數(shù)據(jù)和人工智能專業(yè)的必修課，是一門重要的專 業(yè)基礎課程。通過數(shù)據(jù)分析與可視化課程的學習，培養(yǎng)學生對信息數(shù)據(jù)的處 理、分析以及可視化表達的能力。能夠使用NumPy對數(shù)據(jù)進行處理和科學計算； 能夠使用Pandas對數(shù)據(jù)進行篩選、缺省值處理、數(shù)據(jù)合并等操作；能夠使用 Matplotlib實現(xiàn)折線圖、條形圖、散點圖、子圖以及餅圖等將數(shù)據(jù)可視化展示

2、。 另外還可以使用微軟推出的Power BI Desktop數(shù)據(jù)分析和可視化工具完成專業(yè) 級別的數(shù)據(jù)處理、分析和可視化功能。本課程對學生能力要求如下：課程目標1 ：能夠使用NumPy實現(xiàn)數(shù)據(jù)預處理和基本的科學計算；課程目標2：能夠使用Pandas實現(xiàn)數(shù)據(jù)清洗操作，解決數(shù)據(jù)篩選、數(shù)據(jù)缺省 值和數(shù)據(jù)合并等問題并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化展示；課程目標3：能夠使用Matplotlib實現(xiàn)折線圖、條形圖、散點圖、子圖以及餅 圖等將數(shù)據(jù)可視化展示；課程目標4：能夠使用Power BI Desktop數(shù)據(jù)分析和可視化工具完成專業(yè)級 別的數(shù)據(jù)處理、分析和可視化功能。課程目標5：能夠利用圖書館和互聯(lián)網(wǎng)進行文獻檢索和資料

3、查詢，解決學習 和實踐中遇到的問題。.教學內(nèi)容與課程目標的關(guān)系本門課的主要教學內(nèi)容與要求，以及學時分配如表3-1所示：表3-1教學內(nèi)容與目標的關(guān)系序號教學內(nèi)容教學要求學時教學方式對應 課程 目標理論實驗課外1使用NumPy分析空氣質(zhì)量狀況（I）工程需求分析；（2）環(huán)境搭建；（3）數(shù)據(jù)獲取；（4）數(shù)據(jù)預處理；（5）科學計算。（1）能夠完成Anaconda和PyCharm的安 裝；（2）能夠使用NumPy讀取數(shù)據(jù)集；（3）能夠使用NumPy執(zhí)行數(shù)據(jù)的各種處 理需求；（4）能夠使用NumPy實現(xiàn)科學計算。42講授+演 不+實驗目標1目標52使用Matplotlib實現(xiàn)空氣數(shù)據(jù)可視化（1）工程需求分析

4、；（2）折線圖的實現(xiàn)；（3）條形圖的實現(xiàn)；（4）散點圖的實現(xiàn)；（5）堆疊條形圖的實現(xiàn)；（6）子圖的實現(xiàn)；（7）餅圖的實現(xiàn)。（1）能夠使用折線圖實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布展 示；（2）能夠使用條形圖實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布展 示；（3）能夠使用堆疊條形圖實現(xiàn)數(shù)據(jù)的大 小比擬；（4）能夠使用并排條形圖實現(xiàn)數(shù)據(jù)的大 小比擬；（5）能夠使用散點圖展示數(shù)據(jù)內(nèi)在相關(guān) 性；（6）能夠使用子圖展示圖表的多樣性；（7）能夠使用餅圖展示局部和整體的關(guān) 系。42講授+演 水+實驗目標3目標53使用Pandas分析股票交易數(shù)據(jù)（1）工程需求分析；（2）數(shù)據(jù)獲取和存儲；（3）數(shù)據(jù)讀取；（4）數(shù)據(jù)簡單處理；（5）數(shù)據(jù)深度處理；（6）統(tǒng)計分析。

5、（1）能夠使用Pandas讀取和存儲數(shù)據(jù)集；（2）能夠使用Pandas執(zhí)行數(shù)據(jù)的各種處 理需求；（3）能夠使用Pandas對數(shù)據(jù)進行簡單和 深度的處理；（4）能夠使用pandas實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分 析。42講授+演 示+實驗目標2目標54使用Pandas實現(xiàn)股票交易數(shù)據(jù)可視化（I）工程需求分析；（2）折線圖的實現(xiàn)；（3）散點圖的實現(xiàn)；（4）條形圖的實現(xiàn)；（5）餅圖的實現(xiàn)；（6） K線圖的實現(xiàn)。（1）能夠使用Pandas實現(xiàn)折線圖的展示； （2）能夠使用Pandas實現(xiàn)散點圖的展示； （3）能夠使用Pandas實現(xiàn)條形圖的展示； （4）能夠使用Pandas實現(xiàn)餅圖的展示； （5）能夠結(jié)合Panda

6、s實現(xiàn)K線圖的展示。42講授+演 不+實驗目標2目標55PB空氣質(zhì)量狀況分析（1）工程需求分析；（2）環(huán)境搭建；（3）數(shù)據(jù)預處理；（1）能夠Power BI Desktop的安裝方法；（2）能夠使用PBD實現(xiàn)數(shù)據(jù)的導入、篩 選、添加列和合并列；42講授+演 示+實驗目標4目標5（4）數(shù)據(jù)分析和可視化。（3）能夠使用PBD實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化展 示，圖形有折線圖、柱形圖、餅圖、關(guān) 鍵影響者圖；（4）能夠使用數(shù)組鉆取、編輯交互、篩 選器和切片器等工具實現(xiàn)數(shù)據(jù)的篩選、 交互等功能。6企業(yè)財務報表數(shù)據(jù)分析（1）工程需求分析；（2）數(shù)據(jù)獲?。唬?）數(shù)據(jù)預處理；（4）數(shù)據(jù)建模；（5）數(shù)據(jù)分析和可視化。（1）能

7、夠?qū)?shù)據(jù)集進行預處理，如導入 數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)、缺失值處理、逆透視 數(shù)據(jù)表、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)等；（2）能夠?qū)?shù)據(jù)進行建模，如使用DAX 新建表，建立表之間的聯(lián)系；（3）能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化展示，圖形 有卡片圖、矩陣圖、瀑布圖和K線圖。42講授+演 示+實驗目標4目標57銀行客戶營銷分析（1）工程需求分析；（2）數(shù)據(jù)預處理；（3）數(shù)據(jù)分析和可視化。（1）能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的預處理和分析；（2）能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化展示，圖形 有儀表盤、折線和堆積柱形圖、簇狀柱形 圖、關(guān)鍵影響者圖和問答系統(tǒng)。22講授+演 不+實驗目標4目標58電商APP用戶購物行為分析（1）工程需求分析；（2）下載并安裝MySQL數(shù)據(jù) 庫；（3

8、）將數(shù)據(jù)導入到MySQL數(shù) 據(jù)庫；（4）數(shù)據(jù)獲??；（5）數(shù)據(jù)預處理；（6）數(shù)據(jù)分析和可視化。（1）能夠正確下載并安裝MySQL數(shù)據(jù) 庫服務器；（2）能夠熟練使用Navicat連接MySQL 數(shù)據(jù)庫服務器并新建數(shù)據(jù)庫和表。（3）能夠?qū)崿F(xiàn)刪除列、替換數(shù)據(jù)、拆分 日期等數(shù)據(jù)預處理功能；（4）能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化展示，圖形 有多行卡、漏斗圖、折線圖和環(huán)形圖。62講授+演 示+實驗目標4目標5合計：3216共48學時.課程教學方法本課程側(cè)重學生個人學習能力的培養(yǎng)，采用工程式教學模式，通過任務式實 施，對任務進行分解，最終進行集成后形成一個具體的綜合工程。教學方法和手段上，為了充分調(diào)動學生學習的積極性和參

9、與性，采用多媒體 教學，視頻，圖像，聲音，實驗等多種手段綜合運用，讓學生從豐富的感官體驗 中感受和接收知識內(nèi)容。講師課堂講授（1）采用啟發(fā)式教學，激發(fā)學生主動學習的興趣，培養(yǎng)學生獨立思考、分析 問題和解決問題的能力，引導學生主動通過實踐和自學獲得自己想學到的知識。（2）采用電子教案，多媒體教學與傳統(tǒng)板書教學相結(jié)合，提高課堂教學信息量，增強教學的直觀性。（3）采用案例教學。理論教學與工程實踐相結(jié)合，引導學生應用基本理論知 識對工程實例進行分析。（4）采用互動式教學。課內(nèi)討論和課外答疑相結(jié)合。（5）采用課堂討論式教學，學生分組進行課堂討論，引導學生自主學習，對 知識點進行深刻理解；（6）采用小組學

10、習式教學，對于淺顯易懂的知識點，學習小組自主學習，提 高學生學習的主動性，探究高效的學習方法。.課程考核要求為客觀評價學生在學完本門課程后知識和能力的掌握情況，建議課程考核與 評價分形成性評價和終結(jié)性評價個局部。總分為100分，其中形成性評價占40%, 終結(jié)性評價占60%。具體如表5-1所示：表5-1課程考核工程和方法考核工程考核方法考核比例形成性評價遵章守紀、學習態(tài) 度、職業(yè)精神教師評價和學生互評相結(jié)合、課內(nèi)評價 和課外評價相結(jié)合20%工程（綜合）實訓能力/技能評價和職業(yè)精神評價相結(jié) 合、校內(nèi)評價和校外評價相結(jié)合20%終結(jié)性評價課程考核如閉卷、開卷、筆試、實操、作品展 示、成果匯報、口試和提交課程論文等40%綜合評價考核教師與企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員相結(jié)合20%合 計100%教材與參考書教