大數(shù)據(jù)可視化 教案 5-2Plotly繪制散點圖和折線圖

《大數(shù)據(jù)可視化》教案（學年第學期）課程名稱： 大數(shù)據(jù)可視化所屬專業(yè)： 大數(shù)據(jù)技術(shù)所屬系部： 計算機與軟件技術(shù)授課班級：課程總學時： 任課教師PAGEPAGE1序號：1一、教學分析課題名稱Plotly繪制散點圖和折線圖課程大數(shù)據(jù)可視化系部計算機與軟件技術(shù)系任課教師教材《大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)》課題類型理論+實踐課課時2課時地點實訓機房班級內(nèi)容提要與時間分配：1、學習目標素質(zhì)目標小組協(xié)作搜集、分析、歸納Plotly相關(guān)技術(shù)，初步了解Plotly技術(shù)，并收集農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，了解當前農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)狀態(tài)。小組協(xié)作對比兩種模塊繪制散點圖和線形圖的區(qū)別，鍛煉學生協(xié)作能力、人際關(guān)系處理能力以及歸納總結(jié)能力。知識目標掌握使用Plotlyexpress模塊繪制散點圖；掌握使用Plotlyexrepss模塊繪制線形圖；掌握使用Plotlygo模塊繪制散點圖掌握使用Plotlygo模塊繪制線形圖技能目標2、教學內(nèi)容內(nèi)容布置：內(nèi)容引入：我們已初步了解Plotly兩個繪圖模塊的繪圖步驟與繪圖原理，現(xiàn)在對兩個模塊進行更進一步的了解和學習，以散點圖和線形圖為例子學習這兩個繪圖模塊。知識講解：內(nèi)容總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課程中遇到的問題，并對涉及到的知識點進行梳理。3、本次課程內(nèi)容特點：4、教學重點與難點重點：Plotlygo模塊繪制線形圖和散點圖、Plotlyexpress模塊繪制線性圖和散點圖難點：Plotly兩個模塊繪制線形圖和散點圖以及個性化設(shè)置。5、學情分析1、學生在學習本課程之前已掌握了Plotly的基礎(chǔ)知識，包括可視化有哪些圖表組成，但對這些圖中元素的實際應(yīng)用場景并不熟悉。6、教學設(shè)計基本原則：1、將教學內(nèi)容與信息資源進行有機整合，利用實訓平臺創(chuàng)造一個同時具備項目式體驗功能、教學實施功能、學習效果評測功能和實時互動交流功能的多功能信息化教學環(huán)境。2、充分利用教材、學習通教學平臺、多媒體課件和實訓室等信息化教學手段，調(diào)動學生積極性和主動性，促進學生自主學習和主動學習。7、教學方法、手段：1、案例教學法：本情境教學開始引入可視化案例，引出課程目標及重點和難點。2、過程互動教學法：教學過程中使學生積極回答問題，小組內(nèi)展開討論，并組間進行分享。3、“任務(wù)驅(qū)動”法，下發(fā)隨堂任務(wù)，由學生獨立完成，教師當堂進行考核和講評，解決學生遇到的問題，并就共性問題進行點評。8、內(nèi)容提要與時間分配環(huán)節(jié)一：課程回顧（5分鐘）環(huán)節(jié)二：Plotly繪制普通散點圖（15分鐘）環(huán)節(jié)三：Plotly繪制連接的散點圖（15分鐘）環(huán)節(jié)四：Plotly繪制氣泡散點圖（15分鐘）環(huán)節(jié)五：Plotly繪制線形圖（15分鐘）環(huán)節(jié)六：Plotly繪制線形圖和散點圖（15分鐘）環(huán)節(jié)七：回顧總結(jié)與布置課后作業(yè)（10分鐘）9、教學材料教材《大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)》二、教學組織方式按照“課程回顧→內(nèi)容介紹→任務(wù)實施→任務(wù)點評與總結(jié)→布置課后作業(yè)”實施教學，并根據(jù)具體實施成效采用“思學練”多次循環(huán)完善課堂教學。利用多媒體教學平臺、學習通，豐富課堂教學。任務(wù)驅(qū)動方式、結(jié)合專業(yè)教師引導，完善理實一體的教學環(huán)境及方法。三、學習資源使用多媒體教學平臺完成課前復習、教學資源分發(fā)、作業(yè)評分。微課教學平臺完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示。教學反饋平臺完成學情調(diào)查、教學實施效果調(diào)查，了解學生學情和課堂教學反饋。四、教學實施環(huán)節(jié)一：課程回顧（思維導圖）（5分鐘）課程回顧：通過思維導圖，對前一章節(jié)課程知識點進行回顧。環(huán)節(jié)二：Plotly繪制普通散點圖（15分鐘）通過知識準備了解express和go模塊繪制散點圖使用業(yè)務(wù)操作1實踐。我們使用Plotly的graph_objs模塊來繪制散點圖。這里我們需要導入graph_objs模塊下的Scatter函數(shù)。首先使用Plotly的go.Scatter()函數(shù)創(chuàng)建了四個散點圖的trace。每個trace的x軸數(shù)據(jù)為"year"，y軸數(shù)據(jù)分別對應(yīng)于不同列的值。此外，將mode設(shè)置為"markers"，表示繪制散點圖。學生參考教師示例，graph_objs模塊來繪制散點圖，學生實施過程中（根據(jù)教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。繪制結(jié)果如下圖所示。環(huán)節(jié)三：Plotly繪制連接的散點圖（15分鐘）通過業(yè)務(wù)2操作進行連接的散點圖學習與實踐。我們使用express模塊來繪制鏈接的散點圖。使用PlotlyExpress的line()函數(shù)創(chuàng)建折線圖。設(shè)置x軸數(shù)據(jù)為"year"，y軸數(shù)據(jù)為"count"，顏色編碼為"target"，并設(shè)置在每個點上顯示的文本為"count"。學生參考教師示例，使用express模塊來繪制鏈接的散點圖，學生實施過程中（根據(jù)教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。繪制結(jié)果如下圖所示。環(huán)節(jié)四：Plotly繪制氣泡散點圖（15分鐘）通過業(yè)務(wù)操作3進行氣泡散點圖學習與實踐。示例中創(chuàng)建兩個旗袍散點圖，分別對應(yīng)柴油和農(nóng)藥的消耗量。數(shù)據(jù)表中的"year"作為x軸，"Diesel"和"pesticides"作為對應(yīng)y軸的值。mode參數(shù)設(shè)置為'markers'表示繪制散點圖，并通過marker參數(shù)中的size和color設(shè)置點的大小和顏色。學生參考教師示例，使用express模塊來繪制氣泡散點圖，學生實施過程中（根據(jù)教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。繪制結(jié)果如下圖所示。環(huán)節(jié)五：Plotly繪制線形圖（15分鐘）通過業(yè)務(wù)操作4進行線形圖學習與實踐。函數(shù)go.Scatter(x,y,mode,name,marker,line)是也可以來繪制折線圖，name參數(shù)用于表示圖例名稱。設(shè)置參數(shù)mode=”lines”，線條加散點時需要設(shè)置為mode=”markers+lines”。學生參考教師示例，使用函數(shù)go.Scatter繪制線型圖，學生實施過程中（根據(jù)教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。繪制結(jié)果如下圖所示。環(huán)節(jié)六：Plotly繪制線形圖和散點圖（15分鐘）通過業(yè)務(wù)操作5進行線形圖和散點圖的綜合學習與實踐。利用graph_objs繪制線性和散點的復合圖形，其代碼與前面的代碼非常相似，只是在繪制折線圖的模式上有所不同。對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值，我們僅用散點表示，設(shè)置mode='markers'即可。對于林業(yè)生產(chǎn)總值、牧業(yè)生產(chǎn)總值和漁業(yè)生產(chǎn)總值，我們用線形和散點的復合圖形來展示，只需要將參數(shù)設(shè)置為mode='lines+markers'即可。學生參考教師示例，使用express模塊來繪制線型圖和散點圖，學生實施過程中（根據(jù)教材給出的示例代碼），遇到問題可隨時向教師咨詢，任課教師負責整體進度把控，及問題解決。繪制結(jié)果如下圖所示。環(huán)節(jié)七：課程回顧（10分鐘）歸納總結(jié)本任務(wù)中涉及的散點圖和線形圖在兩個模塊中的區(qū)別和特點，作業(yè)布置：利用express模塊繪制線型圖。五、教學效果與課后反思1.教學效果通過多媒體教學平臺，完成課前復習、任務(wù)分發(fā)、指導書下載、作業(yè)評分，方便學生實時學習。微課教學平臺，完成在線課自學、教師操作視頻演示、及課程思政微課的展示，培養(yǎng)并提高學生自主學習能力。教學反饋平臺，完成學情調(diào)查、教學實施效果調(diào)查，了解學生學情和課堂教學反饋。運用興趣導向教學方法，將知識點實例化，逐步構(gòu)建學生創(chuàng)新思維，突出教學重點，解決教學難點，提高學生實訓的興趣。教師踐行工匠精神，將職業(yè)精神內(nèi)化于學生心里。通過信息化手段和教學組織全