3023S06020-人机交互及可视化技术-2023版人才培养方案课程教学大纲.docxVIP

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ADDINCNKISM.UserStyle《人机交互及可视化技术》课程教学大纲

（实验课程·2023版）

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，掌握了解必威体育精装版的可视化相关技术，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1

1-2：软件项目管理与开发知识；3-3：职业素养

课程目标2

2-2：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1

2

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2

3

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3

4

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3

5

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3

6

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

1

Jypyternotebook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2

2

折线图、柱形图、