第5章數據可視化一、教學目標讓學生理解數據可視化的概念和重要性，掌握其在數據分析中的作用。熟悉常用的數據可視化工具和庫，特別是Matplotlib庫的基本功能和使用方法。教授學生如何根據數據特點和分析目的選擇合適的圖表類型進行可視化。通過實例操作，提高學生的數據可視化實踐能力，能夠獨立完成數據的可視化展示和分析。二、教學內容5.1Python數據可視化簡介數據可視化的概念：介紹數據可視化的定義、作用及在各領域的應用。數據可視化常用圖表：講解餅圖、柱狀圖、折線圖、面積圖、散點圖、矩陣圖等常用圖表的特點和適用場景。Python可視化模塊：以Matplotlib為例，介紹Python可視化模塊的基本功能和特點。5.2Matplotlib入門Matplotlib概述：介紹Matplotlib的基本功能、應用場景及與其他Python庫的配合使用。Matplotlib的基本使用：講解如何設置繪圖參數、創建圖形和子圖、繪制簡單的圖表等。5.3餅圖餅圖的特點和適用場景：介紹餅圖的定義、優點及其在展示數據占比關系中的應用。繪制餅圖的步驟：通過示例代碼演示如何使用Matplotlib繪制餅圖，包括設置標簽、顏色等。5.4柱狀圖柱狀圖的特點和適用場景：講解柱狀圖的定義、優點及其在比較分類數據大小或頻率中的應用。繪制柱狀圖的步驟：通過示例代碼演示如何使用Matplotlib繪制柱狀圖，包括設置條形顏色、標簽等。5.5折線圖折線圖的特點和適用場景：介紹折線圖的定義、優點及其在展示數據變化趨勢中的應用。繪制折線圖的步驟：通過示例代碼演示如何使用Matplotlib繪制折線圖，包括設置線條樣式、標記等。5.6面積圖面積圖的特點和適用場景：講解面積圖的定義、優點及其在展示數據隨時間變化趨勢中的應用。繪制面積圖的步驟：通過示例代碼演示如何使用Matplotlib繪制面積圖，包括設置堆疊效果、顏色等。5.7散點圖散點圖的特點和適用場景：介紹散點圖的定義、優點及其在展示變量之間關系中的應用。繪制散點圖的步驟：通過示例代碼演示如何使用Matplotlib繪制散點圖，包括設置點的顏色、大小等。5.8矩陣圖矩陣圖的特點和適用場景：講解矩陣圖的定義、優點及其在展示二維數據模式、關系和趨勢中的應用。繪制矩陣圖的步驟：通過示例代碼演示如何使用Matplotlib繪制矩陣圖，包括設置顏色映射、標簽等。5.9應用實例——學生成績可視化分析成績分布直方圖：利用直方圖展示學生成績的分布情況，分析成績的集中程度和分散程度。學生課程成績分布餅圖：使用餅圖展示學生在某一門課程中各個成績段所占比例，了解整體成績分布。單科成績分布散點圖：通過散點圖呈現學生在不同科目中的成績分布情況，觀察成績的相關性。三、課后實訓實訓項目1：基本圖表繪制練習使用Matplotlib庫繪制以下基本圖表：餅圖：展示不同類別數據的占比，如動物分布餅圖。柱狀圖：比較不同類別或時間段的數據大小或頻率，如不同種類水果的數量柱狀圖。折線圖：展示數據隨時間變化的趨勢，如城市全年平均溫度折線圖。面積圖：展示數據隨時間變化的趨勢及不同類別之間的比較，如全球人口數量變化圖。散點圖：展示兩個變量之間的關系，如隨機生成的數據點散點圖。矩陣圖：展示二維數據的模式、關系和趨勢，如產品銷量矩陣圖。實訓項目2：學生成績可視化分析實訓內容：導入學生成績數據（如“第5章實訓student_scores.csv”文件）。對數據進行預處理，包括數據清洗、處理缺失值和數據格式轉換等。利用Matplotlib庫對學生成績數據進行可視化分析：繪制各門課程的成績分布直方圖，觀察成績的分布形態和集中程度。繪制學生課程成績分布餅圖，了解不同成績段的學生占比。繪制單科成績分布散點圖，觀察學生在不同科目中的成績分布情況和相關性。對可視化結果進行解釋和分析，找出學生的優勢和不足，并提出相應的建議和改進措施。實訓項目3：綜合數據可視化項目選擇一個實際的數據集（如電商平臺的銷售數據、企業的財務數據等），進行數據可視化分析。從數據導入、預處理