可视化学习范文

可视化学习范文（精选12篇）

可视化学习 第1篇

关键词：思维可视化,思维导图,学习路线图

一、问题的提出

高中生物《必修1》“蛋白质”内容标准:概述蛋白质的结构和功能[1]。教学时间在高一上学期约第5 周。氨基酸的结构特点以及氨基酸的脱水缩合过程是重点, 氨基酸形成蛋白质的过程和蛋白质结构多样性的原因是难点。

高中化学《选修5》“蛋白质”内容标准:能说出氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质, 了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系;了解蛋白质的组成、结构和性质, 认识人工合成多肽、蛋白质的意义, 体会化学在生命科学发展中的作用[2]。教学时间是高二下学期约第11 周。

蛋白质在高中生物和初高中化学都有涉及, 但侧重点不同。高二理科学生会觉得氨基酸和蛋白质的组成、结构特点和主要化学性质等是重复的知识点, 兴奋点不高。如何根据教学时序和学科特点, 不简单重复内容, 更加有效地进行课堂教学是值得研究的课题。

二、思维可视化

可视化就是把数据、信息和知识转化为可视的表示形式并获得对数据更深层次认识的过程[3]。思维可视化 (Thinking visualization) 是指以图示或图示组合的方式, 把原本不可见的思维结构、思考路径及方法呈现出来, 使其清晰可见的过程。将思维可视化运用到学科教学中, 可以实现零散知识系统化、隐性思维显性化、解题规律模型化[4]。本案例的学习路线图清晰明了地呈现教师的教学设计意图, 帮助学生了解《蛋白质》各学习活动的流程及其对应培养的能力, 培养学生的整体思维;学生画知识点的思维导图, 将零散的知识系统化, 教师可从中分辨出学生对该知识点的内化处在哪个层次;学生画出实验简图的过程, 是学生隐性的实验设计思维可视化的过程;手写笔记录学生审题、解题的过程, 正是学生隐性解题思维可视化的过程。

三、技术支持

本案例应用“知好乐网络教学平台”, 有主题论坛、错题本、检测、资源等功能模块。教师可发布主题, 学生跟帖或上传资料等实现互动。下文所述的学案、课前自学提纲、学习路线图、自测题及统计、实验过程拍照或录像后上传分享、师生分享资源等都是在教学平台实现的。平板电脑为星海通, 其配套的手写笔可书写在普通纸张, 并记录画图或解题过程等书写过程, 流畅且笔迹仿真度很高。

四、教与学过程设计 ( 如下表)

五、反思

(一) 学习目标可视化的“学习路线图”

下面的学习路线图[5]用可视化形式导航学生本节课的学习过程, 借助时间轴精细化地预设课前、课中各时段内需完成的学习活动、需掌握的能力等学习目标, 并将知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标与各项具体学习活动有机融合。

此图便于学生对本节课有整体、清晰地把握。因为学科知识结构之间存在着某种基本逻辑, 学生在理解该逻辑之后再学习细节部分就相对比较容易, 有助于学习者熟练地掌握该学科。对于学习者而言, 当其进入某学科学习之初就能看到这张地图, 这将帮助他建立起一个关于该学科学习的初步概念, 使他们能够为即将面临的问题和困难作好准备。另一方面, 对于制图者 (教学设计者) 而言, 这份地图不是只对学科学习过程的片断式的回忆, 而是对整个学科概念系统的梳理[6]。

(二) 画知识点思维导图

学生画出知识点思维导图的过程, 即是运用有序思维来梳理知识网络, 是学生自主建构知识的过程, 也是二次内化的过程。学生在实现知识的结构化存储的过程中, 会优化改善其知识结构, 实现“真正的学习”。当遇到问题需要提取相关知识时, 就能根据其内容的归属关系和分类关系迅速做出正确反应。

学生画出知识点的思维导图, 就是将该知识点掌握程度显化的过程, 是否把握了本节整体知识结构, 是否能够突出重点——氨基酸和蛋白质的结构和性质, 是否能找出氨基酸和蛋白质之间的联系, 是否找出蛋白质性质与应用之间的联系。从图中, 教师可分辨出该学生对本知识点的内化处在哪个层次, 是初步地模仿教材的基本框架, 还是整合了知识点并突出了重点, 或是列出了化学学科思维的主线:结构——性质——用途。可以为下阶段的教学提供数据, 如何更有针对性地教会学生化学学科思维和如何表现化学学科思维, 以便让学习化学真正的发生。也为个性化指导学生提供了依据。

教师应善于引导学生用二维图、三维结构等多种形式, 创造性的、个性化地对知识进行纵向、横向等的整理和重构, 体现微粒观、分类观、转化与守恒等学科思想, 实现知识结构内化为认知结构, 实现个性化的“有序思维”。

(三) 画实验方案简图

让学生先设计好实验方案, 用简图形象直观的形式表示出简要的实验流程、每个实验步骤所需的药品仪器装置 (实验方法) 等, 正是学生实验思维可视化的过程。通过可视化、结构化地分解实验问题, 展示实验步骤之间的关联, 突出实验重点, 将实验问题清晰化、细节化、具像化, 能显著地减低复杂实验问题解决的难度。此法便于课堂上便捷高效地交流。

而手写笔可记录画图、解题等完整的书写过程, 教师可以观察学生思维表达的直观性和流畅性。从而分析学生学习中思维障碍是什么?在哪里?才能有针对性地有效地解决学生的学习问题。

总之, 利用技术实现思维可视化大有可为。技术支持下的思维可视化有助于实现教的可见和学的可见, 能帮助教师更清晰的知道学生已会了什么、学会了什么、还有什么不会;有助于实现学生学会学习, 可教会学生自主梳理、建构个性化的知识体系, 教会学生发展个人思维, 从点状、线性到网状、系统、策略思维阶段, 从而实现个性化学习。技术支持下思维可视化的化学学习还有待进行深入地实践探索。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准 (实验) [M].北京:人民教育出版社, 2003.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准 (实验) [M].北京:人民教育出版社, 2003.

[3]洪文学, 王金甲.可视化和可视化分析学[J].燕山大学学报, 2010, (3) :95-99.

[4]刘濯源.思维可视化:减负增效的新支点[J].中小学管理, 2014, (6) :10-13.

[5]黄金莎, 吴晓红, 李文婷.“可视化”理念指导下的化学教学设计--以“金属铝的化学性质”为例[J].化学教学, 2015, (2) , 44-47

可视化编程心得 第2篇

学习心得

姓名 学号 专业 班级 日期

计算机科学与技术

《可视化编程》学习心得

本次可视化编程课程已经全部结束了，在这次课程学习中，我获益匪浅。在课程结束，我总结一下对可视化编程的认识和心得。但这不是完结，对可视化编程还有很多很多需要去了解，去学习，我们刚刚了解认识了可视化编程，这才是一个开始。

在课程开始之际，老师先给我们讲述了可视化编程的定义以及优缺点。能进行可视化程序设计的集成开发环境很多，比较常用的有微软的Visual Basic、Visual C++、中文Visual Foxpro、Borland公司的Delphi等。这次课程，老师给我们教学采用的是Visual C++。这个环境我们在大一学习C++语言的时候也有接触过，对此并不陌生，也许是班主任老师对我们有所了解，能让我们能更快上手，也选取了Visual C++作为首选环境。我们不必再重新学习一个集成环境，这样对我们首次接触可视化编程是一个很大的帮助。

在开始的两节课，老师教我们从简单开始，老师用他调试好的代码先让我们熟悉什么是可视化，怎么才能可视化。从简单的单击画圆，双击画椭圆，画多边形，并且在菜单栏添加项目。让我们真正的接触到可视化编程。但是学完这些，我自己也在想，这些代码是老师调试好的，看起来很简单，但是让我自己来设计呢，我还不是很了解到底有哪些函数可以直接调用，哪些函数要自己设计。我想这是我接下来应该加强学习的地方。

接下来，老师给我们带来了大家比较感兴趣的设计——24点游戏。我们先学习了游戏界面的设计，老师是教我们可以直接拖控件的方法自己布局，这让我们一直使用代码设计界面的方法有了另一种选择，设计好界面对我们并不难。接下来我们要设计出能随机抽取4张纸牌，并设计这个游戏的算法，虽然在课堂上老师并没有要求我们把这个游戏的算法都要设计出来，但是课下我跟同学也有谈论这个算法的复杂性，因为这个游戏设计我们之前在学习算法时也有所接触，我深知它算法的复杂和多种情况。老师也说他在课下也想了几十种情况，我想，这就是编程的魅力和复杂之处吧，可视化虽然带给我们很多方便和直观的视觉，但是也解决不了每个设计中的算法复杂和情况的多种考虑。这也是课下我思考的最多的地方。

为了更进一步的了解可视化编程，老师给我们带来了中国象棋人机对弈系统来进行开发，老师先介绍了Windows程序及其编译，因为这次的系统设计需要声音图片，而编写Windows程序不仅仅是代码，还有对各种资源的编写，包括各种控件的编写、声音、菜单、图标资源的编写。所以在人机对弈系统开发之前，我们先了解了Windows程序，这对我也是一个对VC的补充，同时学会了怎样在VC添加声音并循环，怎样画图，画直线多边形可以直接调用函数，收获颇多。在最后的课程中，老师又介绍了中国象棋对弈系统图形交互部分，从装载图标作为应用程序的新的图标到棋盘的呈现，再到绘制棋子，同时载入声音，让我们一步一步的了解这个系统的开发，但是由于任务量较大课程时间相对较短，我没有跟上老师的讲解，我想这是我对本次课程的一个入口点，我可以从这个系统继续老师的讲解课件，把剩下的部分自己思考解决。

由于在大一的时候学习C++接触过VC，但是接下来我并没有继续用C++多为首选语言进行开发，而是用java语言，这让我应用起来虽熟悉，但并不是那么熟练了，但是我们知道，从某种意义来说，各种语言都有很多类似的地方，我想这次课程不仅是新的学习，也是对我大一学习内容的回顾。

可视化学习 第3篇

关键词 职业教育；技能学习；数据可视化

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）17-0073-03

1 引言

随着信息技术在职业教育信息化中的发展，各种职业院校信息管理系统、在线学习系统的普及应用，在职业院校对学生学习情况的管理中越来越迫切地需要解决“学生学习数据爆炸而无法有效利用”的关键性问题，进而增强学习者的学习效果。数据可视化是把学习的数据转化为图形、图像、动画等可视化形式表现的过程。传统的数据展现方式基本没有融入可视化，阻碍了用户对结果的理解以及对知识的吸收。为了方便教师与学生理解这些教育数据，提高教学效率，改善教学方法，本文提供了一种新的职业教育技能学习数据可视化呈现方式。

2 研究背景

我国目前处于高速发展时期，职业教育的地位越来越凸显。2012年，教育部出台《关于加快推进职业教育信息化发展的意见》，指出加快推进职业教育信息化的意义：

“要以计算机设备与互联网为依托；面向职业教育，提高信息技术的应用能力，推进职业教育教学和改革的发展。”

数据可视化在教育信息化中有良好的应用。数据可视化是在计算机图形学的基础上，将高纬、异时空、多结构的数据映射为简洁、明了，易于理解、记忆，通用程度高，可帮助公众迅速理解复杂、多元的数据信息。而“立足数据源，根据目的设定，突出重点信息，搭配次要信息，然后美学呈现”，是数据可视化的重要标准。同时，对于“图像语言明确性不足”的劣势，可以通过图文并茂的呈现形式加以解决。

职业教育一直“以就业为导向”，就是要培养技能型人才。职业教育信息化有助于增强其在教学过程中的效果，科学培养优质技能型人才。当然，技能型人才的培养离不开对于技能的熟练掌握，将技能学习的结果通过可视化的图表直观地呈现给学习者以及教学工作者，可以快速了解学习的进度以及学习情况，为优化教学成果提供帮助。

当前主流数据可视化呈现工具主要有D3（Data-Driven Documents）、Gephi、Many Eyes、Processing、Visual.ly Create、Infogr.Am、Fliffy、WeiboEvents、地图汇、展屏系统等。这些数据可视化呈现工具虽然能绘制出互动图表，但是其本身并不是针对教育数据设计的。面向职业教育的数据可视化工具需要符合技能学习的特点，利用图标、动画或配以文字的方式同时将多维的信息全面展现出来。

3 技能学习统计图介绍

技能学习统计图主要呈现的是学习者在学习技能时总体的学习情况，其中评价方式主要采用的是“技能表现型的评价”。该评价方式是20世纪90年代美国职业教育专家所倡导的对于职业教育技能学习的评价方式，其评价结果主要呈现的是一种等级的评价。

技能学习统计图包含的信息有技能本身的信息（比如名字、介绍）、该技能需要的学习时间以及学成以后的掌握程度、学习者学习的状态等五类主要信息，以及技能在课程体系中的分类、学习总进度、相应数字化资源等三类次要信息。对技能学习统计图的介绍主要通过分层描述的方式来展现整个绘制的过程。

1）底部基础层。底部基础层主要样式如图1所示，根据每一个职业教育专业的特点，按课程划分，每一个课程都包含若干技能，在图中展示的是分成6个课程的情况。图中每一个部分都是由同样大小的正方形组成的，每一个正方形表示的是一个单位时间。某一个部分在图中占用的面积越大，则表示该部分技能课程学习的时间越长。

2）技能划分层。技能划分层主要是根据每一部分内具体的时间分配来划分一个技能在图中需要占据的大小。图2中，技能1、技能2、技能3同属第一部分，而技能4则属于第二部分；同时，在第一部分中，技能1与技能2学习花费的时间为两个单位时間，而技能3则需要4个单位时间；技能3与技能4虽然学习的时间一样，但是属于不同的课程。

技能划分层主要功是直观地展示每一个技能所属的课程及其学习的时间。同时，学习者可以直观地了解到每一个技能的学习时间占整个课程的百分比，对整个课程体系有所了解。

3）学习者信息层。学习者信息层是一个数据的展示层，主要是展现两种角度的数据。

第一种数据代表的是学习者个人的技能学习情况。首先根据“技能表现型的评价”，将其划分为5个档次：优秀、良好、一般、合格、不合格。如图3所示，技能1对应的图标表示不合格；技能2表示合格；技能3表示一般；技能4表示良好；技能5表示优秀。对于已经学过的技能，不外乎这5种情况，而对于未学过的技能，则与技能6一样用空白的方式表示。

第二种数据代表的是学习者的平均水平。如图4、图5所示，若将个人技能学习情况与班级技能学习情况做对比，即可直观看出学习者在技能2、技能3、技能4的学习上还有所欠缺，说明该学习者在这些技能上仍需要一定的练习。

4）文字辅助信息及链接层。辅助的文字主要出现在当学习者需要了解具体技能信息的时候，主要表现的是技能的名字、介绍、成绩，学习时间以及相关的数字化资源链接。当学习者发现某个技能还需要学习时，可以点击相关的优质资源，提高学习效率，加大数字化资源的利用率。

5）“记录绘制过程”层。由于技能学习统计图是根据学习者的学习进度逐步绘制，因此能记录学习的每一个步骤，在学习过程中的任意一个阶段都能让其观看技能学习统计图形成的整个过程，以方便其了解学习过程，增加学习成就感。

4 总结

随着教育信息化的发展，产生的学习数据越来越多，学习数据也越来越被教师等教育相关工作者所重视。本文阐述的这种新的职业教育技能学习数据的可视化呈现方式主要有以下意义：

1）将复杂的多维数据直观地呈现在平面图上，便于教师与学习者了解学习情况；

2）动态的方式便于学校了解学习者变化趋势，对教学工作做出调整；

3）提高学习效率，加大数字化资源的利用率；

4）为改善教学方法提供建议。

参考文献

[1]孙杨，唐九阳，汤大权.改进的多变元数据可视化方法[J].软件学报，2010（6）：1462-1472.

[2]陈琳.中国职业教育信息化创新特色研究[J].现代教育技术，2014（3）.

[3]王振洪.关于浙江省现在职业教育体系建设的实践与思考[J].教育研究，2015（1）：148-153.

[4]范如涌，项晓乐.职业教育信息化的概念、内涵及其发展模式分析[J].职业技术教育：教科版，2003，24（10）：57-60.

[5]郭晓利，曲朝阳，李晓栋.基于SOM聚类的电网可视化数据挖掘模型[J].情报科学，2012，30（2）：206-207.

[6]王国燕，韩飞飞.编码解码视角下数据可视化的传播效果研究[J].情报杂志，2014，33（11）：169-174.

[7]马祥武.职业教育技能型创新人才培养的思考[J].教育发展研究，2011（11）：75-78.

可视化学习 第4篇

语文综合性学习要求学生结合单元主题的学习,进行一些调查访问、资料搜集、撰写调查报告、制作评价表等活动,其目的是为了培养学生的合作探究的精神,培养学生策划、组织、协调和实施的能力,特别是语文的综合运用能力,把听说读写能力的培养贯穿在整个学习活动中,使语文综合性学习成为学生综合能力培养的源泉。如何更好地发挥语文综合性学习这种功能?思维可视化工具就是一个很好的“助手”。在实际操作中,课前让学生根据导学案进行资料的搜集、学习,利用思维可视化工具围绕语文综合性学习主题展示学习的过程,使学生的学习真正落到实处,使学生的综合能力得到提高。

二、概念的界定

(一)思维可视化工具

思维可视化工具,是指运用一系列图示技术把本来不可视的思维(思考方法和思考路径)呈现出来,使其清晰可见的过程。实现“可视化思维”的技术主要包括两类:图示技术(思维导图、韦恩图、鱼骨图、蝴蝶图、概念图等)及生成图示的软件技术(Mindmanager、mindmapper、Free Mind、Sharemind、XMIND、Linux、Mindv、imindmap等)。被可视化的“思维”更有利于理解和记忆,能有效提高信息加工及信息传递的效能[1]。

(二)语文综合性学习导学案教学

语文综合性学习导学案教学是指在“减负增效”的背景下,将语文综合性学习的教学重心前移。课前教师印发导学案让学生自主学习,让学生完成导学案中的“相关任务”,如调查访问、资料搜集、用思维可视化工具整理资料、完成学习评价表等,同时提出自己不懂的问题。教师回收导学案后,分析记录学生的学习情况,并进行二次备课。课堂上,以学生的合作探究学习为主,教师重点讲解和点拨学生在反馈中所暴露出来的问题、疑难或困惑。通过这种“先学后教”“以学定教”“当堂训练”的模式来达到提高语文综合性学习的针对性和有效性,发挥学生的主体作用,培养学生自主学习、合作探究的能力。

(三)思维可视化工具与语文综合性学习导学案教学的关系

在传统的语文综合性学习导学案教学中,教师作为主导者,一步步地牵引学生,从资料的搜集到资料的整理到学习的反馈,都是教师在“主动地灌输”,学生在“被动地接受”。这样的教学方式导致学生缺乏动手操作、合作探究的能力,学生的思维得不到发散,出现语文综合性学习导学案教学耗时多、收效低的现象,甚至形成形式化、走过场的学习程式。

思维可视化工具是一种将学生学习的思维过程“可视化”的辅助工具,它运用图示、符号、表格、动作、多媒体等多种直观手段,深入浅出地将学生整个思维过程表现出来。这就让学生在语文综合性学习中的过程“可视化”,从资料的搜集到资料的整理到学习评价的展示都可以通过思维可视化工具一一呈现,解决了语文综合性学习中资料抄写量大、归类难的问题,使学生的学习简单化、快捷化、思维化、高效化。

运用了思维可视化工具之后,教师的教变得轻松,学生的学也变化了:学生的学习方式变得自主,学习评价变得多元化,策划、组织、协调、实施和合作探究的能力得到提高。思维可视化工具成为了语文综合性学习导学案教学的“纽带”,有机地把教师、学生、课堂融合在一起,把“三者”的“潜力”发挥到极致。思维可视化工具辅助了语文综合性学习导学案教学的开展,而语文综合性学习导学案教学则有利于思维可视化工具运用策略的完善,两者相辅相成,相得益彰。

三、思维可视化工具在语文综合性学习导学案教学中应用的基本流程

笔者以《魅力中国节》为例,简述思维可视化工具在语文综合性学习导学案教学中应用的具体实施步骤,它主要分四步走。

第一步:解读教材,设计导学案

《魅力中国节》是笔者在教完六年级下册《北京的春节》后所开展的综合性学习。在充分解读教材的前提下,笔者设计了如下的导学案:

编写了《魅力中国节》导学案后,笔者提前三天印发到学生手上,让学生根据这份导学案进行预习。布置预习时,笔者会对学生的预习方法进行适当的指导:让学生运用思维可视化工具整理关于“魅力中国节”的相关知识,并能运用思维可视化工具评价自己的学习,同时能利用思维可视化工具提出自己的疑问,带着问题走进课堂。

第三步:围绕导学案,交流活动成果

1.让学生了解中国的传统节日有哪些,然后各小组按照自己选的传统节日在组内进行交流、讨论、补充资料等活动。

2.学生根据自己选用的思维工具整理资料。

3.让学生以小组为单位,进行汇报。在交流汇报中,学生根据导学案的提示,利用思维可视化工具对自己所收集的资料、图片、信息等在班级进行汇报展示,主要是思维导图、连接图和韦恩图的展示,其他组员可以进行补充说明。同时,允许其他小组对汇报小组进行提问解疑。

第四步:运用思维可视化工具,进行学习评价

在这一教学环节中,笔者指导学生运用思维可视化工具评价自己的学习,通过自评、小组评、师评等形式进行,提高评价的效度。

四、思维可视化工具在教学中的应用效果分析

(一)思维可视化工具帮助学生形成知识链子

依据《广州市义务教育阶段学科学业质量评价标准》(语文)的评价标准,小学语文综合性学习从三年级开始就要求学生有目的地搜集和整理资料,其目的就是让学生在学习中形成自己的知识体系,通过筛选优化,整合各种资源,把各种信息内化成学生个体的知识[2]。因此,在语文综合性学习导学案教学中,运用思维可视化工具将多个零散的知识点集合在一起,帮助学生从纷繁的信息中找到信息之间的内在联系,并能对知识进行“抽丝剥茧”。在教学《魅力中国节》一课中,虽然我国传统的节日形式多样,内容丰富,要想理清这些内容也非易事,但是通过思维可视化工具,学生能把搜集到的知识梳理后,在电脑上用韦恩图和连接图进行归纳、比较,无形中训练了学生的思维,促进了学生学习能力的提高,如图1所示。

可见,在语文综合性学习导学案教学中利用思维可视化工具的“梳理”和“压缩”功能,使用关键词、图形等,就可以把知识梳理并“压缩”成由关键信息及其联系所组成的一张图,删除了冗余杂乱的信息,保留了关键内容,帮助学生系统、全面地整理知识,形成知识链子。

(二)思维可视化工具助学生改变学习方式

在运用思维可视化工具的语文综合性学习导学案教学课堂上,教师能让学生合作、交流、观察、查阅资料,很好地发挥了小组共同研究的作用,改变了学生的学习方式。

1. 让合作学习真正落到实处

小组合作学习是思维可视化工具运用的一种常用学习方式。因此,在“‘魅力中国节’综合性学习”活动开展前,笔者把所教班级的全体学生分成4个小组,每小组8至10人组成,均由组员推荐选出组长。由于学生自由组合的组别可能会出现学生能力水平不够均衡的现象,笔者在尊重学生的前提下协助学生进行调整,使得各小组之间的情况相对均衡。进行了一段时间的磨合后,学生基本能在每次学习中合理地调整好组员的结构。在整理完《魅力中国节》一课的资料后,学生对我国传统节日中比较繁琐的习俗提出了质疑:要不要保留?这对于组员甚至其他组也是一个很好的思维碰撞,随即,几个小型的辩论会就诞生了,各组纷纷提出各自的问题:春节是否应该放鞭炮?中秋节的文化习俗应该保留吗?重阳节要不要放孔明灯?元宵节的习俗是否应该保留?笔者适时告诉学生,这样的问题可以用“蝴蝶图”来解决,学生兴趣盎然,纷纷围绕自己提出的问题发表意见,并制作“蝴蝶图”,如图2所示。

这样,运用思维可视化工具给学生创设一个产生问题的氛围,给他们一片自由想象的空间,学生在这个氛围中讨论、探究、设计、实验,充分展示自己的才能,其产生出来的效能价值就很大。

2. 让学生真正自主学习

通过使用思维可视化工具,笔者发现在语文综合性学习导学案教学的课堂上,学生真正是在自主学习。课堂中,学生围绕学习内容自主、积极地进行各种学习活动。从学生汇报收集的资料到分组交流到小组汇报核心问题到拓展提高,笔者观察到整个过程,学生都是全员参与,都在主动、积极地投入到各项学习活动中去。他们的大脑始终活跃着,无需教师指示他们去干什么。这样的课堂,明显区别于平时“学生跟着教师的教学程序去学习,课堂中只是几个尖子生在表演,相当部分的学生在那里无所事事;经常有学生因为开小差、精神不集中而受到教师批评”的课堂。学生成为学习的主体,真正“当家作主”。

(三)思维可视化工具促课堂形成评价体系

语文综合性学习导学案教学注重学生对认知过程和思维过程进行评价、反思、修正和调控,从中提升自己的语文能力。思维可视化工具能够反应出学生对知识的认知水平和评价体现,这正是在语文综合性学习导学案教学中运用思维工具的优势。因而,运用思维可视化工具,就能很好地促进语文综合性学习导学案教学评价体系的形成。

1. 学生对自己参与活动的评价

在完成“‘魅力中国节’综合性学习”导学案教学的所有活动后,学生利用思维可视化工具中的PMI表、KWL评价表,把自己在活动中“表现好的”、“有待改善的”及“感兴趣的”等方面都写出来,一目了然,真正以客观的眼光去评价自己在综合性学习的表现,为后续的学习提供参考的凭证(如表1、2所示)

这些评价表的使用,让学生对自己小组及个人在活动过程中的表现一目了然,也使学生有成功的体验,培养了他们的成就感。

2. 教师对学生表现的评价

在完成《魅力中国节》的所有教学活动后,笔者及时用韦恩图把“语文综合性学习导学案教学中运用思维可视化工具和没有运用思维可视化工具的情况”作了一个比较,如图3所示。

从教师的评价可见,在语文综合性学习导学案教学中运用思维可视化工具,能对学生、课堂带来影响,产生较大的变化,而这种变化是喜人的。

五、结束语

研究表明,思维可视化工具改变了语文综合性学习导学案的教学,引领教师把教学关注点从“知识”转移到“思维”,让学生的思维呈现“可视化”状态,从而提升学生的思维能力,实现教学效能的倍增。

摘要：小学语文综合性学习是单元主题学习的延伸,其目的是为了培养学生的合作精神,培养学生策划、组织、协调和实施的能力,特别是语文的综合运用能力。如何更好地发挥语文综合性学习的这种功能,本文重点论述思维可视化工具在语文综合性学习导学案教学中的应用,借助思维可视化工具,把语文听说读写能力的培养贯穿其中,使语文综合性学习导学案教学成为培养学生综合能力的源泉。

关键词：思维可视化工具,小学语文综合性学习,导学案教学

参考文献

[1]托尼·巴赞(英国)著,李斯译.思维导图[M].北京:作家出版社1999,39-58.

思维可视化培训感言 第5篇

关注思维 提升能力

9月20日，我们有幸聆听了华东师范大学现代教育技术研究所刘濯源主任的专题报告《基于思维可视化技术的学生学习力系统发展策略》。报告中刘主任讲座风趣幽默，内容深入浅出。他先后从可视化思维的基本理念，思维导图的类型、基本画图方法等方面给我们树立了思维大于知识，过程大于结果的教学理念。如何关注知识背后的思维能力？他分别从知识层、规律层、能力层、心态层四个方面进行分析和指导。并结合不同学科对思维导图的画法从提要素、理关系、建结构三方面进行类比指导。从中让我深刻感悟到关注思维的意识，关注思维的过程，关注思维的方法才是提升学生学习能力的关键。

眉县首善镇东关小学 李荣

加强自主

探究学习

刘教授在报告中讲到我国学生现在的教育现状——“增其技而堕其心，强其识而弱其智。学生没有自己的爱好，没有自己的探究，没有自己梦想，没有学习力。”这样的现状，这样的学生不由让我想起：在花卉市场看到的一盆盆被园艺工人精雕细琢的盆景，没有自主生长的权利，只能遵循着园艺工人的意愿成长，美得太“家化” 了。其实，学生天生就喜欢自主探索，这是天性，是最重要的学习途径。然而长期以来，无论是备课还是 上课，我们总是一厢情愿去理解教材，把握教材，精心设计“教学高招”。上课时直接教学生如何做，甚至 举手代劳，更有甚者把教参中的“标准答案”一字不落地抄给学生。学生被剥夺了参与学习的机会，长期 没有了“自主学习”的权利，慢慢地他们的学习热情越来越淡漠，能力越来越差，久而久之，他们没有了 自己的思想，完全被塑造成一个个循规蹈矩，亦步亦趋跟着教师的节拍向前走的“木偶”。我想，今后应该树立以生为本，让学生会学习，会思考，充分发挥学生的主观能动性，真正做个学习的主人。

陈仓区周原镇军辉中心小学 杨利平

改变固有思维模式 构建新颖思维导图

昨天听了刘濯源教授题为《基于思维可视化技术的中小学学生学习力提升策略》的学术报告，触动很深。他说：教育追求的结果是促进儿童的全面发展；游戏注重的是过程、是快乐、是积极的参与、是不断的体验与感受。刘教授这段开场白给我留下了非常深刻的印象。刘教授报告语言简练诙谐幽默，报告形式以互动问答、体验感受为主，他与学员们一起互动，气氛活跃，脸上始终洋溢着孩童般的笑容，刘濯源教授用他的人格魅力感染着我们，使我受益匪浅。

岐山县安乐中心小学 兰文学

在行动中探索

刘老师讲的“思维可视化技术的小学生学习力系统发展策略”非常符合我们教师的教学实际，主张在教学过程中，大胆创新，进行实践，改过去满堂灌的教学方法，积极发展学生思维，切实提高教学质量。

面对课改，找准位置，做完善课改的促进者。并找准问题症结，抓住思维方法，要树立起正确的思维方法。思维不偏激不绝对，从整体方位来解决问题。

听了刘老师的报告，我深刻的感觉到，作为教师，我们的责任重大，我们要在教学中不断探索，不断发展学生的思维对每个学生负责！

千阳县水沟镇中心小学 秦晓婉

聚集思维

听了刘濯源教授的《基于思维可视化技术的中小学生学习力提升策略》，我感受颇深，纵观现在教育现状，传统的课堂教学增其技而堕其心，强起识而弱其智，而刘濯源的思维可视化教学聚焦知识，聚焦思维，依据学生的认知规律，大大提高了教学效率。感谢刘濯源教授，你的讲座不但弥补了现在教育的不足，传承了文明，而且还引领了现在教育的发展方向，我要将您的教学理念带到我的实际工作中去，为教育事业贡献力量。

麟游县丈八小学 何亚贞

更新理念

提高认识

听完刘教授的讲座，我感触很深，我们常说：“要想给学生一碗水，自己必须成为源源不断的自来水。”不再做以前的“教书匠”。要做学生的引领者、合作者和建设者。适应社会发展与人才需求。这就要求我们：

1、一定要树立终身学习的观念，给自己不断充电，消除职业倦怠。

2、随着时代不断更新自己的教学理念和教学思想，努力实践、探索，潜心摸索教学方法。

3、我们不仅要尊重我们的学生，还要与时俱进，勇于探索，敢于创新，更要具有专业化知识和技能。做一名合格的人民教师。

宜家数字可视化导流 第6篇

电子商务兴起和家具市场竞争日益激烈，让宜家意识到必须改变自己的商业模式，不能像以前一样仅仅锁定实体店业务运营。虽然宜家现在线上交易有限，只覆盖其进入的40个国家中的12个国家，但是其网站浏览量已远远超过其实体店消费者光顾人数。2011年宜家网站的浏览量为11亿人次，而光顾其实体店的为7.76亿人次，巨大的网站浏览数据意味着宜家对转化率有很大的潜力。

但要想从单一销售渠道向多元销售渠道转变，宜家还要解决一些问题，其中的关键问题之一是如何将线上资源战略性地整合到实体店中，以带来更多的客流。在这一方面，宜家在澳大利亚市场进行了一些尝试，并且取得了不俗的业绩。

建立客户模型

宜家是澳大利亚最大的家具零售商，通过实体店和网络，每月吸引几百万顾客。

宜家持续建设自己的官方网站，认为官网浏览者和实体店顾客之间有着很强的相关性，因此花了许多精力和预算，研究其官网浏览者，了解驱动人们浏览网站的影响因素。

宜家全球零售服务营销经理克劳迪尔·威尔万希达（Claudia Willvonsede）說：“在传播和互动方面，我们注重和各个方面的媒体合作，但是我们非常重视自己的官网，将它作为一个与客户互动的主要渠道。我们相信多年来的网站运营可以为我们提供许多参考数据。”

然而，宜家缺少电子商务数据，也缺少对网站数据进行追踪的能力，因此很难了解自己的线上营销行为对线下实体店销售的影响情况，也无法很好地衡量线上营销活动的价值。但宜家拥有丰富的客户数据，于是宜家与第三方媒体服务机构Match Media合作，更好地了解线上推广活动如何影响线下实体店的销售。

由于宜家先前缺少对线上客户进行追踪的数据，也没有相关的电子商务交易数据帮助自己了解客户。这就意味着必须拟定新的创意解决方案，才能在宜家拥有的各种数据之间建立联系，进而挖掘数据背后的消费者洞察。

最终，在澳大利亚宜家确立了两个操作步骤：首先，通过数据分析创建一个调研模型，在线上行为和销售业绩之间建立联系，并对此进行分析，以便优化数字化活动策略；其次，建立数据模型，以此了解客户的购买行为，瞄准特定的客户有针对性地制定营销策略，提升线下实体店的业务表现。宜家希望以此更好地了解市场全局，基于数据调整自己的市场营销活动，包括媒体投放、现场互动和店内投放。

为此，宜家确定了自己线上线下融合的重点：了解自己的哪些线上行为和实体店顾客密切相关。宜家从众多数据源中提取了3种数据：根据不同商店、不同部门、不同日期排列的实体店收入和客流量数据；运用在线分析工具Adobe Site-Catalyst，按照不同部门、不同店面位置和不同日期，标出所有线上互动行为和互动结果；了解外部条件的影响因素，譬如店面销售数据、天气情况、经济环境数据、重要新闻和假日数据。

在开发模型时，宜家澳大利亚团队确立了核心操作原则：在研究客户购物行为和过程时，注重提取的数据具有多元性而不是单一性的，譬如针对不同类型的客户提取相关的数据。研究发现，不同客户的购物过程有着明显的特征，不同产品顾客的搜索行为也有着明显的差异。与此同时，宜家还综合考虑澳大利亚的外部因素对顾客购买习惯和销售业务产生的影响，譬如宏观经济走势、学校放假等因素。

数据化精准分析

基于客户模型和操作原则，宜家在澳大利亚确立了一些核心业务指标，并根据其业务价值进行排列：添加进“购物清单”的产品序号；商品库存的查看情况；当地商店网站的浏览情况；宜家官网的内部搜索情况；被浏览商品的序号。

宜家意识到如果能够把这些指标综合运用，就可以更好地了解客户。为此，宜家针对澳大利亚市场开发了一个系统，希望把各项指标的影响情况直观地显示出来。

通过这个系统，以及宜家创建的线上动态转化模型——这个模型是根据宜家的情况量身定制的，宜家第一次可以有根据性地对线上营销活动进行优化。宜家下一步将把它运用于付费媒体，以便更好地了解客户、锁定客户。

为此，宜家和Yahoo！7（雅虎澳大利亚网站）、数据分析公司Acxiom合作，研究建立新的营销模式，以触达更多购买宜家厨房用具及相关产品的客户。

首先，针对购买厨房用具的客户，宜家建立了一个数据库。宜家推出“我的厨房我做主”（My Kitchen Rules）真人秀厨艺节目，并以此发起一系列线上推广活动。参与者必须告知在未来的居室改造中，改造的优先次序如何，就有机会赢得一次新厨房免费装修。宜家通过此次推广活动，识别出“厨房优先”的客户。

宜家将“厨房优先”的客户和数据分析公司Acxiom的数据进行匹配，创建厨房优先细分客户群体档案。然后，宜家运用这些目标数据，与Yahoo！7的客户数据比对，找出那些极为相似的客户，并进一步通过广告把他们锁定。

宜家澳大利亚团队认识到这种做法可以很好地改进媒体购买，因此希望更多地了解消费者的线上行为，挖掘其背后隐藏的信息。因为此前没有做过类似的活动，宜家澳大利亚团队面临很大的挑战。但在合作伙伴的帮助下，宜家建立了一套媒体投放优化解决方案。

宜家找出那些观看过宜家厨房用具广告的客户，将这些受众信息和澳大利亚120万宜家家庭（Ikea Family）忠诚度客户数据库进行比对，研究这些观看过宜家厨房用具广告的客户购买行为和那些没有观看过广告的客户购买行为，最终了解媒体投放对厨房用具销售的直接影响。

这项线上行为对线下行为影响的研究效果显著。通过创建定制化的“网上用户转化”系统，宜家可以更好地了解、追踪网站浏览者，业务比上一年增长了91%，且每笔交易成本降低了51%。

而从顾客厨房数据匹配测试看，对“我的厨房我做主”（My Kitchen Rules）真人秀厨艺节目推广活动的投资回报率进行分析，可以让宜家了解广告投放对消费者购买行为的影响，将投资回报可视化。通过测试，宜家还有以下发现：看到宜家广告的11%的宜家家庭（Ikea Family）成员光顾宜家并采购；26%的购物者购买宜家厨房用具；和那些没看到广告的购物者比，那些看到广告的购物者平均购物高出45%；在广告投入驱动销售方面，宜家的投资回报率大幅提升。

可视化学习 第7篇

可视化由英文单词“Visualization”翻译而来,本意是使某物图像化、图形化,从而能够清晰、直观地呈现[1]。事实上,将任何抽象的事务、过程变成图形图像的表示都可以称为可视化。人们用可视化符号展现事物的方法可以追溯到远古时代,但作为学科术语,“可视化”一词正式出现于20世纪80年代。1987年2月美国国家科学基金会(National Science Foundation,NSF)召开的图形图像专题研讨会上第一次给出了科学计算可视化的定义、覆盖的领域,并对可视化的需求、近期目标、远景规划和应用前景方面作了相应的阐述,这标志着“科学计算可视化”作为一个新的学科在国际范围内的确立[2]。

随着计算机技术的发展,到今天,可视化技术已经发展成为包括数据可视化、科学计算可视化、信息可视化以及知识可视化等一系列分支的一门学科。本文将科学计算可视化和数据可视化进行比较,并介绍其各自应用。

1 科学计算可视化的特点

科学计算可视化意指运用计算机图形学技术和图像处理技术,将通过科学计算或者数据采集获得的数据(如有限元分析数据、医学数据等)转换为图像的过程[3,4]。可视化将人无法直接观察的数据转变为人可以接受的视觉信息,如果离开了可视化,很多数据将由于无法被理解而变得毫无意义,这一技术正成为科学发现和工程设计以及决策的强有力的工具。科学计算可视化可由三种处理方式来实现,即事后处理、跟踪和驾驭。事后处理就是把计算与计算结果的可视化分成两个阶段进行,二者之间不发生相互作用,效率较低。跟踪处理要求实时地显示计算过程中产生的结果,以便使研究人员了解当前的计算情况,当发现错误或认为没有必要继续往下计算时,可停止当前计算开始个新的计算。驾驭处理不仅能使研究人员实时地观察到当前计算状态,而且能对计算进行实时干预[5,6]。科学计算可视化的形成是当代科学技术飞速发展的结果。当今正处于一个信息爆炸的时代,科学数据的大量产生与缺乏有效解释这些数据手段的矛盾日益尖锐,因此出现了一方面不断产生新的数据,另一方面因无法及时解释和利用这些数据而只能把大量的数据存储起来,造成信息的浪费。科学计算可视化首先是为了高效地处理科学数据和解释科学数据而提出并形成的。它将大量枯燥的数据以图形图像这种直观的方式显示出来,使观察者可以准确地发现隐藏在大量数据背后的规律,从而帮助人们更好地理解和分析这些数据。

2 数据可视化的理论

数据可视化(data visualization)是利用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。数据可视化是可视化技术在非空间数据领域的应用,它改变了传统的通过关系数据表来观察和分析数据信息的方式,使人们能够以更直观的方式看到数据及其结构关系,发现数据中隐含的信息。数据可视化的基本思想是将数据库中的每个数据项作为一个图形元素表示,例如,点、矩形条、扇形片等。大量的数据构成数据图像,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[7]。数据可视化技术被广泛应用于自然科学、医学、工程技术、金融、通信、商业、油气勘探、生物分子学等领域。一些可视化软件相继出现,提高了各个行业的工作效率,也促进了可视化技术的发展[8]。

3 数据可视化常用方法的分析研究

随着信息化浪潮和Internet的发展,企业中基于B/S体系结构的应用程序越来越多,在工作中,常需要将数据信息用图表的方法在Web页面上表示出来,基于Web的动态图表不仅能够将数据可视化,而且弥补了单机版系统不能共享数据的不足。创建一个基于Web的图表一般有三种做法:(1)Java Applet,利用Java本身对图形的支持来显示一个图表(2)使用SVG技术,生成矢量图;(3)直接在Web服务器端生成图表图片文件,然后发送给客户端浏览器。

4 科学计算可视化与数据可视化的区别

(1)被可视化的对象空间数据不同

根据被可视化的对象是物理空间数据还是非物理空间数据来区分[9]。一般来说,如果是物理空间场或工程建筑的空间结构数据,无论是可以看见的还是看不见的,其数据在物理空间上都有一个对应位置,如多块磁铁相互靠近时产生的复杂磁场。而数据可视化的数据一般来源于经济、商业、金融等领域,这些数据有具体大小,但它们不对应一个物理空间意义,即不存在一个物理空间场,在某种意义下的数值刚好是该数值。但为了发现其中的规律,数据可视化的方法就是将它们对应到2维或3维空间中,通过在空间场中对大量数据的展示,帮助人们管理、利用、认知这些数据及其规律。常见的股票走势k线图就是典型的数据可视化例子。实际上,可以认为科学计算可视化的数据只是数据可视化处理数据的一部分而已,即数据可视化不仅包括科学计算数据的可视化还包括工程数据和测量数据的可视化。

(2)应用范围的不同

科学计算可视化的应用范围非常广泛,已从最初的科研领域走到了生产领域,到今天它几乎涉及到了所有能应用计算机的部门[10]。在这里,将简要列举一些应用的例子。在医学上由核磁共振、扫描等设备产生的人体器官密度场,对于不同的组织,表现出不同的密度值。通过在多个方向、多个剖面来表现病变区域,或者重建为具有不同细节程度的三维真实图像,使医生对病灶部位的大小、位置,不仅有定性的认识,而且有定量的认识,尤其是对大脑等复杂区域,数据场可视化所带来的效果尤其明显。借助虚拟现实的手段,医生可以对病变的部位进行确诊,制定出有效的手术方案,并在手术之前模拟手术。在临床上也可应用在放射诊断、制定放射治疗计划等。地质勘探利用模拟人工地震的方法,可以获得地质岩层信息。通过数据特征的抽取和匹配,可以确定地下的矿藏资源。用可视化方法对模拟地震数据的解释,可以大大地提高地质勘探的效率和安全性。

数据可视化的应用也十分广泛,几乎可以应用于自然科学、工程技术、金融、通信和商业等各种领域[11]。下面举例说明数据可视化成功应用的领域。油气勘探利用数据可视化技术可以从大量的地质勘探数据或测井数据中,构造出感兴趣的等值面、等值线,并显示其范围及走向,用不同颜色显示出多种参数及其相互关系,从而使专业人员能对原始数据作出正确解释,得到矿藏是否存在、矿藏位置及储量大小等重要信息。这不仅可以指导打井作业,减少无效井位,节约资金而且必将大大提高寻找油藏的效率,从而具有重大的经济效益及社会效益[12]。

5 结束语

我国科学计算可视化技术的研究开始于20世纪90年代初,近年来各种可视化技术己扩展到科学研究、工程、军事、医学、经济等各个领域。其中有很多问题需要在以后的研究中加以解决:首先,可视化技术必须同数据挖掘有更紧密的联系,其次,可视化系统需要提高数据可视技术的人机交互能力,再次,可以先开发针对某类特定领域的可视化系统针对某类型的数据开发相对应的可视化系统,使相应的数据得到充分的显示和分析,然后再考虑推广到更广泛的信息资源中。

参考文献

[1]袁国明,周宁.信息可视化和知识可视化的比较研究[J].科技情报开发与经济,2006,16(12).

[2]杨峰.从科学计算可视化到信息可视化[J].情报杂志,2007,(1).

[3]石教英,蔡文立.科学计算可视化算法与系统[M].北京:科学出版社,1996.

[4]唐泽圣.三维数据场可视化[M].北京:清华大学出版社,1999.

[5]戴广宏.科学计算可视化技术的研究与应用[J].地球物理学进展,1997,12(1).

[6]唐伏良,张向明,茅及愚,刘令勋.科学计算可视化的研究现状和发展趋势[J].计算机应用,1997,17(3).

[7]韩卫国,王劲峰,王海起等.基于数据可视化的交通流量分析[J].武汉理工大学学报,2004,28(5):668-670.

[8]韩丽娜.数据可视化技术及其应用展望[J].煤矿现代化,2005,(6):39-40.

[9]杨峰.从科学计算可视化到信息可视化[J].情报杂志,2007,(1).

[10]唐荣锡.科学计算可视化.中国图学网[EB/OL]:http://www.cgn.net.cn/wsdj/z7.htm.

[11]黄志澄.可视化技术.图像数据网[EB/OL]:http://www2.ccw.com.cn/1998/23/168382.shtml

可视化学习 第8篇

关键词：信息可视化,网格,可视化系统

1 信息可视化与网格概述

1.1 信息可视化概述

所谓可视化, 就是把数据信息和知识转化为图形、图像等比较直观的视觉形式的过程, 它充分利用人们对这些可视模式能够快速识别的自然能力, 以良好的可视界面满足人们观察、浏览、操纵、过滤、研究、探索、理解、发现大规模数据的需求, 并方便人们与之交流, 从而可以有效地发现隐藏在信息内部的特征和规律, 并加以总结和推广。进一步, 对繁杂的抽象信息之间的复杂关系进行探索的努力, 促使了信息可视化这一崭新科学领域的出现。它是一门将信息和数据转换为人们可以直观、形象理解的图形或图像表达方式的技术, 从而通过对信息的感知将其内在化成知识。它结合了科学可视化、人机交互、数据挖掘、图像技术、图形学、认知科学等诸多学科的理论和方法, 而逐步发展起来。作为人和信息之间的一种可视化界面, 交互技术显得尤为重要, 传统的人机交互技术几乎都可以得到应用。人机交互是研究人、计算机以及它们相互影响的技术, 而信息可视化则是研究人、计算机表示的信息以及它们相互影响的技术。除了如何绘制关心的对象的可视化属性的问题以外, 更重要的是如何把非空间抽象信息映射为有效的可视化形式。

可视化技术最初应用于科学计算, 随着社会信息化的推进和网络应用的日益广泛, 信息源越来越庞大, 也越来越复杂, 可视化技术已不仅用于科学数据, 而且要作为一个基本工具, 应用于抽象信息, 揭示信息之间的关系和信息中隐藏的特征。目前, 信息可视化的研究热点之一是网络信息可视化。网络信息分布在遍及世界各地的数以万计的网站上, 网站通过文档之间的超链接交织在一起。不论网络现在的规模有多大, 可以预见的是它还将继续膨胀。如何方便地利用Web上的信息, 成了一个迫切需要解决的问题。然而, 目前的信息访问方式却远远不能让人满意。网络信息可视化在帮助人们理解信息空间的结构, 快速发现所需信息, 有效防止信息迷航等方面将会扮演越来越重要的角色。

1.2 网格的概念与应用

网格是一种正在发展的新兴技术, 人们对它还没有一个统一的认识。有人将其看作是未来的互联网, 也有称“网格”代表“国际互联网2”和“下一代互联网”等。此类说法虽不严谨, 但也说明了“网格”是继互联网之后出现的一种新型网络技术平台。通俗地说, 它是把地理位置上分散的资源集成起来的一种基础设施, 通过这种基础设施, 用户不需要了解这个基础设施上资源的具体细节就可以使用自己所需要的资源。作为构筑在互联网上的一组新兴技术, 它将高速互联网、计算机、大型数据库、传感器和远程设备等融为一体, 为科技人员和民众提供更多的资源、功能和服务。不难预测, 与万维网一样, 原来为科研服务的网格也会很快用于传媒、传统产业、电子商务、娱乐等各个领域。网格通过任何一台计算机都可以提供无限的计算能力, 可以接入浩如烟海的信息。这种环境将能够使各企业解决以前难以处理的问题, 最有效地使用他们的系统, 满足客户需求并降低他们的计算机资源总成本。它所要达到的目的有3个: (1) 资源的集中, 使用户能够将企业整个IT基础设施看作是一台计算机, 能够根据需要找到尚未被利用的资源; (2) 数据共享, 使企业接入远程数据; (3) 通过网格来加强合作, 使广泛分散在各地的组织能够在一定的项目上进行合作, 整合业务流程, 共享从工程蓝图到软件应用程序等所有信息。

2 面向网格的可视化研究

2.1 信息可视化与网格计算的融合

作为一种发展中的技术, 广义上可以认为网格是一种面向互联网的分布式计算技术和中间件。可视化与网格具有紧密的联系:一方面可视化通常是科学计算结果的后续处理步骤, 另一方面可视化本身也是一种数据与计算密集型应用。可视化和科学计算一样是促进网格发展的动力。网格支持互联网范围的可视化应用, 它对于可视化应用的意义有以下几个方面:

(1) 随着科学计算和医学等应用的发展, 可视化数据集的存储量和计算量不断增大。一些数据集的存储量已达到太 (T) 字节, 网格技术能够通过动态的资源组织满足数据存储和计算的要求, 它能提供自治和动态的资源管理, 实现数据采集、存储和计算的分布, 增强科学家理解和使用科学数据的认知能力, 延伸人类科学活动的范围。

(2) 可视化应用具有较高的数据要求和计算要求, 一般只能在较高端的平台上运行, 往往需要远程使用。随着互联网的普及, 远程可视化的空间进一步扩大了, 与基于Web的远程可视化相比, 网格提供了一个更为统一的资源共享和使用的平台, 在这个平台上协调各种资源、提供远程可视化服务存在很多新的挑战, 因为需要处理数据、计算和显示等多种类型的分布。

(3) 面向网格的可视化应用不仅应该支持用户的远程访问, 而且应该支持用户间的协同。人们已经对协同可视化进行了大量研究。协同也是网格的一项重要特征。如网格可以提供虚拟组织支持, 这种虚拟组织的概念除表现为资源的虚拟化外, 更突出表现为多个用户之间的协作。

(4) 科学计算和可视化都是网格的主要应用对象。可视化通常是科学计算的后续处理步骤, 为了更好地对科学计算结果进行可视化和驾驭, 需要在可视化流程和科学计算过程之间进行协调和集成, 通过这种集成可以更好地获得反馈并进行控制, 提高资源的利用效率, 方便问题求解环境的构建。所以面向网格的可视化和面向网格的科学计算的集成也是一个重要的研究领域。

2.2 面向网格的可视化的研究内容

20世纪90年代中后期以来, 计算机迅速普及, 网络技术飞速发展, 计算机集群和联网计算机逐步取代了传统的高端并行机而成为并行可视化应用的理想平台。而Internet的兴起使得可视化应用利用Internet范围的存储、计算和绘制资源, 并在Internet范围内提供服务成为一种可能和现实的需求。传统的网络可视化研究没有考虑面向Internet的异构性、互操作性、动态性和可扩展性, 而从集中到分散、从紧耦合到松耦合、从小范围到大范围是并行计算机和网络技术的发展趋势。网格技术正是在这种条件下产生的一种前瞻性的面向互联网的分布式计算方式, 它是传统的并行计算和分布式计算在深度和广度上的拓展。虽然网格技术仍在发展之中, 但是它所提供的资源汇聚、自治协调等功能将使得可视化应用在更广的范围内进行数据存储和计算, 更好地与科学计算程序集成, 并让更广范围的用户通过网络以远程或协作方式使用可视化应用。面向网格的可视化已经成为可视化领域的一个新的研究。国内外都在面向网格的可视领域内进行了较多研究, 早期的研究主要是利用计算分布和数据分布完成可视化任务, 后来的研究向纵深发展, 其侧重点也有所不同。一些研究不仅利用网格资源进行并行绘制, 而且可以提供远程绘制服务;一些研究项目致力于功能更为全面的面向网格的可视化软件和中间件;另一些研究则侧重于现有可视化软件的“网格化”;还有一些研究特别将重点放在了网络可视化的海量数据的传输中。以上这些研究虽不成熟, 但都是在面向网格的可视化领域内的有益探索。

3 构建面向网格的可视化系统

随着网格环境建设的逐步完善和科学计算的需求日益增长, 如何构建一种适用性好、交互性强、易于扩展的网格环境下的可视化系统, 成为目前面向网格的可视化应用研究的重点问题。基于网格计算环境的特征, 并参考国内外已有的远程可视化系统, 可以从以下几个方面来考虑。

3.1 关于系统的设计目标

(1) 高效地提供优质的可视化结果。由于涉及到大规模的数据, 一般的可视化软件均需要较高配置的运行环境。只有在基于高性能计算网格的环境中, 利用高性能的CPU、计算和可视化硬件环境, 才能高效地可视化大规模甚至超大规模科学计算所得数据, 得出高质量的可视化结果, 从而方便对数据进行进一步分析。

(2) 简化用户操作。若使用一般的可视化软件, 在直接对数据进行可视化前, 有可能需要对计算所得到的大规模数据进行筛选、转换存储方式等操作。高性能计算网格环境下的可视化系统应有机地与整个网格环境结合起来, 在得到计算结果时, 自动进行某些用户自定义操作, 从而简化用户操作。

(3) 提高可视化过程的交互性。可视化服务器屏蔽在网格中间件之下, 在对数据进行可视化的过程中, 用户可以进行交互, 满足特定需求。

(4) 有效利用已有可视化软件。网格计算环境中已经集成的大量优秀可视化软件中, 有的应用范围涵盖了相关学科的多个应用领域, 有的成为了相关学科数据分析的常用工具。充分利用这些软件, 将这些软件以系统组件的方式融入到系统中来, 将极大提高系统的可用性, 降低其开发周期, 充分利用网格环境资源共享的特征。

(5) 很好的可扩展性。一个可视化中心, 不同领域不同部门用户的可视化要求各不相同, 而且随时可能有变化或有新的可视化要求。系统要能够方便地修改已有的服务和添加新的可视化服务。

3.2 面向网格的可视化系统的工作模式

可视化应用一般需要较大的计算量, 可以利用网格上的高性能可视化资源完成可视化任务, 然后将结果图像传送到用户的客户端显示。这样, 客户端只完成结果图像的显示, 无需专用的软、硬件资源, 对客户端的软硬件要求将大大降低, 易于实现异地多用户的协同设计和分析。可视化资源共享的工作模式如图1所示。

(1) 用户通过Web浏览器访问可视化应用服务门户, 设置可视化应用参数。以虚拟环境为例, 主要是三维场景运行信息, 包括地形文件、运动实体几何模型文件, 模型驱动方式、海洋参数、三维路径参数等。

(2) 可视化应用门户服务器基于JSP等动态网页技术响应客户端的请求, 用户的操作结果在门户服务器上存储为XML格式的可视化应用配置文件, 并将该配置文件传送到可视化应用服务器。

(3) 可视化应用服务根据配置文件, 利用网格中间件查找相应的模型资源, 完成相应的可视化任务, 并绘制到图形加速卡的帧缓存中。

(4) 可视化应用服务捕捉帧缓存中的三维场景图像, 并保存为图像文件, 传送回可视化应用门户服务器, 门户服务器将场景图像传送到客户端显示。

3.3 面向网格的可视化系统的体系结构

面向网格的可视化系统分为4层结构, 即可视化资源层、网格中间件层、可视化应用服务层和可视化应用网格门户层, 如图2所示。

(1) 可视化资源层。提供网格调度使用的各种可视化资源, 包括科学计算可视化工具、视景仿真驱动软件和图形绘制硬件等。

(2) 网格中间件层。完成可视化服务的部署、注册、调度、服务发现等网格资源管理功能。

(3) 可视化服务层。响应可视化应用门户的任务请求, 利用可视化网格资源完成具体的可视化任务。其中, 可视化任务解析服务负责解析XML格式的可视化任务描述文件, 并调用其他可视化服务完成可视化任务。

(4) 应用门户层。接收用户的交互信息, 生成可视化任务描述文件, 向用户显示可视化任务执行结果。

4 总结和展望

面向网格的信息可视化技术拓展了并行可视化和分布式可视化的研究范围, 使可视化可以在更广的范围内进行数据存储和计算, 更好地与科学计算连接, 并让更广范围内的用户通过网络以远程或者协作方式进行可视化。随着研究的不断深入, 面向网格的可视化应用研究可以从两个方面来努力, 一方面是进一步完善系统服务管理、检测和监控, 增强系统的安全, 提高系统的健壮性和适用性, 另一方面是从应用出发, 结合高速互联网的普及与发展, 根据用户不断变化的需求, 增加更多的可视化服务。

参考文献

[1]王晓华, 张田文, 柴旭东.可视化资源网格化方法[J].计算机工程, 2008 (5) .

[2]陈静姝, 王庆官, 张凡, 等.基于网格计算环境的可视化系统设计与实现[J].计算机应用研究, 2007 (8) .

[3]韩伟杰, 张文, 李晓梅.基于网格的Web可视化系统设计与实现[J].计算机工程, 2006 (12) .

[4]高曙, Nick J Avis.网格环境下分布式可视化研究[J].武汉理工大学学报, 2009 (2) .

[5]孙梅玉, 吕新军.基于网格服务的可视化应用模型研究[J].山东师范大学学报, 2008 (3) .

[6]Haoxiang Wang, K Brodlie, J Wood.Service-oriented Approach to Collaborative Visualization[J].Proceedings of the U K e-Science All Hands Meeting, NeSC, 2006, 7 (17) .

[7]Shu Gao, Ding-Fang Chen.Applying Web Service Technology in Distributed Visualization[J].Proceedings of the ICMLC, 2007, 5 (2) .

[8]Shu Gao, Dingfang Chen.Semantic Approach to Visualization Service Discovery[J].Proceedings of the SPND, 2007, 10 (2) .

[9]A J Fewings, N W John.Distributed Graphics Pipelines on the Grid[J].IEEE Distributed Systems Online, 2007, 8 (1) .

信息可视化概述 第9篇

K.Andrews认为信息可视化是为便于消化和理解抽象信息的空间和结构而对信息的视觉表示。B.Shneiderman认为信息可视化的能力是展示统计数据、股票交易、计算机目录或文献集合的模式、聚类、差别或孤立点。

信息可视化的主要目的正是高效的与大型数据集进行交互, 发现隐藏在信息内部的特征和规律。另一方面, 现代的计算机技术无论在硬件性能还是软件技术方面都为信息可视化的实现奠定了坚实的基础。

一、信息可视化参考模型

为了建立数据的可视映射, Stuart Card等人提出了可视化参考模型 (Reference Model for Visualization) , 见图1:

可视化是从数据到可视化形式再到人的感知系统的可调节的映射。主要包括三个过程:原始数据到数据表的析取过程;数据表到可视化结构的映射过程;以及可视化结构到视图对象的转换过程。基于用户任务的不同, 每个过程都可以提供相应的交互操作, 这里的交互操作主要是指为使用可视化模型的用户提供的操作。对应上述三个过程的交互操作分别为:原始数据的筛选;可视化映射的选择;以及视图转换。

(一) 原始数据到数据表的析取过程。原始数据到数据表的析取 (extract) 过程往往是由可视化项目背景和目标决定的, 项目目标决定数据表内容, 数据表内容决定析取过程。析取过程对应的用户交互操作主要指对原始数据的筛选, 例如淘宝网中可以筛选符合某种要求 (在女装中选择价位为200～300元的) 的对象。

(二) 数据表到可视化结构的映射过程。数据表基于数学关系, 可视化结构则基于能够被人的视觉有效处理的图形属性, 可视化的难点就在于从数据表到可视化结构的映射。可视化结构包括三个基本组成部分:空间基 (spatial substrate) ;图形元素 (graphical elements) ;以及图形属性 (graphical properties) 。空间基决定了最终视图的空间维度, 包括一维、二维、三维;图形元素为可视化视图中的主体, 通常用来代表要表现的数据特征, 常用的包括点、线、面、体;而图形属性为图形元素的一些视觉属性, 包括静态和动态属性, 例如闪烁等动态, 常用的图形属性包括尺寸、形状、方向、颜色 (细分为色相、明度、饱和度) 、纹理等。在可视化过程中, 数据表被映射为可视化结构, 可视化结构在一个空间基中用图形元素和图形属性对信息进行编码, 三者交叉构成不同的视图对象。当涉及到时间因素的时候, 可视化对象往往会采用动态播放的方式, 我们可以假设动态播放只是实时的静态视图切换。

可视化系统正是针对从数据表到可视化结构的一个系统模型。数据的特征关系层是针对数据表的又一次处理。从特征关系和视图对象的关系来看, 映射分以下几种:一是一对一映射, 一个特征关系对应一个视图对象。可以减少学习和记忆过程, 有利于利用用户的主流知识。例如:温度颜色。二是一对多映射, 一个特征关系对应多个视图对象。当原始数据维度较低时比较适用, 有利于减少误解。例如:当用点来表示某地人口时, 可以同时用点的大小 (size) 和颜色来表示该地的人口数量。三是多对一映射, 多个数据特征关系对应一个视图对象, 适用于对比一个实体的多个维度。

人们对映射的认知和识别度有所不同, 针对某种特定的特征关系, 总是存在人们认知度较高的映射关系。例如, 面积大小对应数量大小, 暖色对应高温, 冷色对应低温。

数据表到可视化结构的映射过程中的交互操作主要指自定义映射。例如, 当用不同颜色代表不同分类数据时, A用户选择用红色代表某地, 而B用户可以选择用蓝色来代表该地。

(三) 可视化结构到视图对象。在完成在空间基中用图形元素和图形属性对信息进行编码的映射过程以后, 就形成了视图。

但用户看到的视图对象, 往往是由交互操作来决定的。常见的视图转换的交互操作包括:滚动Scrolling;变焦Zooming;移动镜头Panning;旋转Rotation;全景和细节Overview+details;变形Focus+context, 鱼眼 (Fisheye) 正是基于此变形的交互技术。

二、研究热点和应用领域

信息可视化作为一个新的科学领域, 目前绝大多数研究工作都还处在发展新技术和构建新系统方面。当前研究的热点问题包括:多维信息可视化;层次信息的可视化;Web可视化等。其中针对层次信息可视化的典型相关技术有Cone tree, Hyperbolic tree, Tree-map等。

信息可视化也日益成为不同领域方向的关键要素, 如:编译器等各种程序的内部数据结构, 或者大规模并行程序的踪迹信息;WWW网站内容;操作系统文件空间;数字图书馆;数据挖掘;财务数据分析和市场研究;犯罪地图等。

随着科学技术的不断发展, 可视化结构的组成也在不断拓展, 例如听觉和触觉也可列入其内。而交互技术的发展也会促进视图对象结构的变化。作为设计人员, 我们应该致力于通过认知心理学的研究, 发掘人们认知度更高的可视化映射过程。

摘要：为了及时的处理信息, 利用信息, 人们需要快速理解大量信息之间的关系和其中隐藏的规律。本文从可视化的三个过程出发, 详细介绍了信息可视化参考模型, 重点说明了可视化结构构成以及映射的特点。简述了其研究热点及应用领域, 并从设计角度出发, 指出了未来的研究方向。

关键词：信息可视化,可视化结构,交互操作

参考文献

[1].Andrews K.Visualising information structures.http://www.iicm.edu/keith/, 2005

[2].Shneiderman B.“The eyes have it:a task by data type taxonomy of information visualizations”.Proceedings of1996IEEE Symposium on Visual Languages, 1996

[3].Stuart Card, Jock Mackinlay, Ben Shneiderman.Readings in Information Visualization:Using Vision to Think.Morgan Kaufmann, 1999

信息可视化探究 第10篇

信息可视化 (Information visualization) 是由斯图尔特·卡德 (Stuart K.Card) 、约克·麦金利 (Jock D.Mackinlay) 和乔治·罗伯逊 (George G.Robertson) 于1989年提出的, 它是一个跨学科领域, 旨在研究大规模非数值型信息资源的视觉呈现, 如软件系统之中众多的文件或者一行行的程序代码, 以及利用图形学的技术与方法帮助人们理解和分析数据[1]。

信息可视化将数据信息和知识转化为一种视觉形式, 充分利用人们对可视模式快速识别的自然能力[2]。从某种层面上说, 任何事物都可认为是一类信息:图形、表格、地图以及一些加了文本的流程图, 都能为人们提供一种信息传递的方式或手段, 甚至能表现出隐喻的事情。

二、信息可视化的体现

魏格纳 (Alfred Lothar Wegener) 德国气象学家、地球物理学家, 被称为“大陆漂移学说之父”。1910年魏格纳在病中偶然翻阅世界地图时, 发现一个很奇怪现象:大西洋的两岸——欧洲和非洲的西海岸遥对北南美洲的东海岸, 轮廓非常相似, 这边大陆的凸出部分正好能和另一边大陆的凹进部分凑合起来;如果从地图上把这两块大陆剪下来, 再拼在一起, 就能拼凑成一个大致上吻合的整体。由此魏格纳产生了大陆漂移假说的想法, 他开始利用业余时间搜集地学资料, 查找海陆漂移的证据[4], 并于1915年出版了《海陆的起源》。

我们可以把地图当作一个将地面坐标的信息可视化而产生的图形工具, 真实的反应客观存在的信息, 同时也能便于人们探索其中隐喻的信息, 进而发掘隐藏的真理。

当然, 信息可视化的体现还很多, 如披头士乐队将三种颜色分别代表不同的意思, 综合在一起反应Beatles在1963-1966年期间录制唱片, 拍电影及巡回演出的时间。它用看起来像一张光盘的图直观准确的将大量信息表现出来, 就如同光盘能存储任何形式的计算机文件、声频信号数据、照片映像文件, 软件应用程序和视频数据一样。

由此可见, 只要是将信息用直观的方式体现出来的任何方式都可以称为信息可视化。

三、信息可视化的实质

信息是用通信、存储或处理的形式来表示的消息或知识。美国数学家诺伯特·维纳在他的《控制论——动物和机器中的通讯与控制问题》一文中指出, 信息是“我们在适应外部世界, 控制外部世界的过程中同外部世界交换的内容的名称”。把信息实物化我们可以把信息比做一件“商品”, 可视化就理解为“商品”宣传广告。信息商品侧重于内容或数据, 可视化则侧重于展现的方式。信息商品会因其抽象程度、内在编码结构和表示方式的不同而不同, 就像不同的商品原理、功能及使用方法不尽相同。通过“商品”宣传广告我们能更轻松的认识一件“商品”, 相比翻阅查询其产品说明书来的更为直接。宣传广告制作过程就是可视化过程, 它以图像、文字、声音、动画、视频、数据、图形等方式进行编码, 使得人们可以看到、听到直到理解其中含义。

因此, 信息可视化的实质就是把信息 (暂且认为“商品”) 以图像、文字、声音、动画、视频、数据、图形等方式表示出来, 构成可以直观被人们感官识别的信息的外在表现形式 (“商品”宣传广告) , 最终实现信息的传递和被接受。

四、信息可视化研究构架

在信息可视化的构架中, 其核心是数据所表达的客观事实。人们对数据进行视觉化处理使其具有相关性数据。可视化结构有三个维度组成:时间、空间、表现形式。

在可视化过程中, 信息被赋予可视化结构, 用图形和树表对信息进行编码。要得到一个优良的可视化结构, 我们需要保留真实的数据原始信息。由于在可视化结构中很容易出现非必要的数据, 所以要得到一个好的映射是一件不容易的事, 必须删除冗余部分。如果能使信息映射更快的被人理解, 更多的表现信息的特点同时不产生歧义, 那么这就是一个比较有表现力的信息映射。寻求一个好的可视化构架, 是信息可视化过程中的一个关键步骤。

五、信息可视化实现工具

在生活中, 在大量的信息数据面前, 可视化可以帮助信息重新构建, 也有助于人们利用与信息资源相关的思想与方法。信息的视觉感官表述方法常常比其它方法更直接有效, 由于它们可以进行大量的感知认识, 这种方式理解信息对人们是很容易接受的,

用图表表示能让人很直观看出其中的所蕴含的信息及内在关系, 这就是信息可视化转换的一个例子。目前信息可视化实现工具很多, 一般常见的信息可视化工具有:

1、Prefuse:

是一组API工具包, 能构建交互式信息可视化应用程序。同时它也是一个可扩展的软件框架, 可以辅助java语言的开发者开发交互的信息可视化程序, 并且针对表、图形、树状结构以及一系列布局和视觉编码技术进行优化。

2、Any Chart FLash Chart:

它是一个灵活的基于Flash/Java Script的图表控件, 可以用来创建跨浏览器和跨平台的交互式图表和仪表等互动的、漂亮的Flash图表。

3、Axiis:

是针对Flex的一个数据可视化框架。它被设计成一个精确和模块化的表述框架可简化图形绘制。通过简洁直观的标记, 清晰明白地定义数据可视化方式。

4、Degrafa

是一个声明式图形框架, 用于创建丰富的用户界面, 数据可视化、制图、图形编辑等等。

六、总结

二十世纪90年代以来才兴起的信息可视化领域, 十多年来已成为信息管理与科学管理的热点研究课题之一。随着社会发展的需要, 海量的信息需要用先进有效的处理工具将其转换为三维图形或者以动画形式在人们面前展现, 信息可视化的应用与推广已经成为我们面前的一项重要任务。直观形象的把信息可视化成为推动当今信息发展的主要动力之一。

参考文献

[1]S.G.Eick (1994) ."Graphically displaying text".In:Journal ofComputational and Graphical Statistics, vol 3, pp.127╞142.

[2]Nahum D.Gershon, Stephen G.Eick.“Information Visualiza-tion”, IEEE Computer Graphics and Applications, 7-8/1997, 29-31.

[3]Michael Friendly (2008) ."Milestones in the history of thematiccartography, statistical graphics, and data visualization"

[4]义务教育四年级语文课本上学期第八课《世界地图引出的发现》

[5]周宁.张会平.陈勇跃.信息可视化进展研究.数字图书馆论坛.2007 (2)

信息可视化技术研究 第11篇

摘要：

信息可视化技术通常是指依托计算机数据及图形技术，将数据信息以可视的生动形象向客户展示的一种新型技术手段。目前，信息可视化技术已在医学、通信、网络智能、金融等多个领域得到了十分广泛的应用。在辅助用户分析数据以及探索数据规律等方面发挥着十分重要的作用。随着大数据时代的到来，信息数据规模正在呈现爆炸声增长态势，数据来源更具多样性，信息可视技术发展迅猛。深入研究信息可视化技术，不仅具有重要的理论意义，也具有较强的实际应用价值。

关键词：信息；可视化；人机交互

信息可视化最早可追溯到18世纪LAMERT和PLAYFAIR创建的信息可视化图表，上世纪80年代的科学计算的出现是可视化技术向前迈出了实质性步伐，1998年，“信息可视化”作为专用词汇首次出现。作为一种在非空间数据领域应用的可视技术，信息可视化可视为信息转化视觉的技术，该技术以增强数据呈现效果为目的，可使用户更加直观的完成数据的浏览和观察，清晰的发现数据的关联性和隐藏的特征。近年来，随着现在计算机技术进步，交互方式更加多样化，数据处理能力也有了质的提升，用户可依托信息可视化技术更加直观的对感兴趣数据进行观察研究，信息可视化技术也从传统的领域逐步向社交、文本、交管、生物等领域扩展，呈现出蓬勃的发展趋势。

一、信息可视化技术概述

从实质上看信息可视化是信息与人可视化界面，是研究人机交互的技术。通过信息可视化技术可实现多学科的有效融合，是抽象的信息更加直观的体现处理，是使用者对抽象信息的认知度更强，是研究人与计算机交互影响的技术。信息可视化技术是数据发掘、图像处理、人机交互及科学可视化的有机整合，是使人们利用直观感知和视觉观察研究信息的方法。信息可视化技术以图形设计学和认知心理学为基础。其中图形设计重点解决可视化表现的艺术性问题，以实际操作经验为具体导向。认知心理学则以人类感知过程为主要研究课题，重点解决人类感知理论问题和认知过程。信息可视化是数据的直观化映射过程，可将信息特征通过整合、映射、转换等形式，通过图画、图像以及动画的形式对信息内容进行表达，图像、文字和语音均可称为信息可视化的信息源，其可视化过程可通过不同的模式完成和实现。

二、信息可视化类型划分

根据类型信息可视化可分为七类。一是一维数据，此类数据以一维向量和程序为主，是仅具有单一属性的信息。二是二维数据。此类数据以平面设计和地理数据为主，平面设计多采用横纵坐标显示二维数据，而地理数据多以经纬度体现。三是三维数据，此类数据的应用领域较广泛，医学、地质学、气象学均有广泛应用。通过三维信息技术，可较直观反映数据状态。四是多维数据，此类数据以金融和统计数据为主，数据包含四个或者四个以上信息属性，是目前信息可视化的研究重点方向。五是层次数据。该数据模式是抽象数据最常见的一种关系，传统的图书资源管理及视窗系统资源管理模式均是典型的层次数据。六是文本数据。此类数据表现形式多样，报纸、邮件、新闻等均可视为文本信息，网路时代到来后，多媒体和超文本成为文本信息的新形势，文本信息也是可视化信息技术最大的信息来源之一。七是网络信息。这里所说网络信息并非传统意义上的网络信息，是指网路节点与其他节点间的联系，节点间可存在多种属性关系，信息间可无直接层次关系，此类信息获取难度较大，是信息可视化技术的研究难点之一。

三、信息可视化技术的常见应用

1、信息可视化技术在生物学上的应用

生物学发展产生的海量数据内容成为了信息可视化技术在生物学领域应用的重要推动力量。依托信息可视化技术的生物数据研究已经当前的一项热点研究领域。特别是对DNA、蛋白质、核糖核酸等复杂结构进行研究时，借助光镜等设备和剖片信息，可对大量蛋白质数据进行大规模定量和定性研究，实现生物数据到生物知识的过度，对加速新药开发具有十分重要的实用价值。

2、信息可视化技术在金融信息上的应用

依托信息可视化技术可实现对海量金融数据的处理和分析，在基金分析、股票分析等领域应用十分广泛。对复杂的金融数据分析还可实现金融犯罪的预防和调查，通过对银行和信贷机构的信息规整，可构成清晰的资金活动链和金融活动网，在检查和预防金融犯罪中作用十分明显。

3、信息可视化技术在网络监测上的应用

随着个人电脑的普及和网络技术的发展，网络数据数量呈现出翻番增长势头，依托信息可视化技术可使网络流量、节点连接特性以及地域信息得到清晰反映，实现有效的数据通信监控，判断用户实时网络应用服务状态。

4、信息可视化技术在商业信息上的应用

近年来电子商务发展迅速，以淘宝为代表的网上购物不仅成为网络应用的热点，同时也改变着传统的商业模式。每天在网上均进行着大量的商业交易，并产生了海量商业数据，采用信息可视化技术手段可有效挖掘商业信息中的有效价值，实现商业信息价值最大化。

四、未来信息可视化技术的发展方向

大数据定义增长迅速，很企业数据已经进入了TB级别，在处理海量数据过程中，信息可视化的速度和效率提升已经成为业界关注的重点。此为，由于多维度大数据可能导致视觉混乱，如何实现数据挖掘和信息可视化技术的有机结合，提升数据的可操作性是未来研究的重要课题。由于海量数据的信息可视化处理多需要团队开发完成，对协作空间和同步性的要求较高，需要利用并行性来取得较高的加速比。协同可视化领域的研究方向可能向平台开发和视图设计领域发展。

随着数据量的不断加大，信息可视化技术的挑战性越来越强。其中最明显的制约来自硬件显示，如何在有限的显示器上显示大规模数据成为信息可视化技术的一项发展难题，多维数据的分析是一个信息可视化技术具有挑战性的研究内容。但我们相信，随着大数据的不断发展，信息可视化技术的应用领域必将不断扩大，为提升工作效率和生活质量作出更大的贡献。

【参考文献】

[1]任磊，王威信，周明骏.一种模型驱动的交互式信息可视化开发方法[J].软件学报，2008，19（8）：1947-1967

[2]杨峰，李月华，高维.信息可视化方法研究综述[J].情报理论与实践，2012，35（9）：125-128

[3]张 昕，袁晓如.树图可视化[J].计算机辅助设计与图形学学报，2012，24（9）：1113-1124

大数据落地需要可视化 第12篇

“在互联网+的大背景下,新奥能源正在思考未来管理的模式以及公司战略升级的方向。我们需要打造出基于大数据驱动的智能运营体系,通过持续的大数据治理和大数据应用迭代,推动公司管理的变革提升和业务的创新发展。同时,针对于燃气产业的特点,我们希望通过业务数据的深度挖掘来保障公司资源的高效整合与利用。”新奥能源控股有限公司信息副总监崔占海这样表述新奥能源启动大数据项目的初衷。

新奥的困惑

其实,新奥能源的大数据项目还有一个现实的背景:从全球范围看,政府为改善环境质量,大力推广清洁能源发展,而公民环保意识整体提升,清洁能源可谓集万千宠爱于一身,市场前景看好。而与此同时,新能源企业正面临着日趋严格的政府监管、激烈的可替代能源的竞争和更严苛的消费者需求。新能源企业如果继续以现有的业务模式来面对当前的市场环境,往往会捉襟见肘,而大数据为其提升管理效率和拓展业务边界提供了前所未有的可能性。

原始数据是零散和没有规律的,经过筛选和组织后会成为信息,而把相关联的信息整合并有效地呈现最终转化为知识与价值才是最关键的。“如何快速(甚至是实时)和准确地对这些海量数据进行建模、分析与展现,从而真正实现数据的价值”是新奥大数据平台重点解决的问题。“数据可视化分析是最好的工具。”崔占海说,“不是人人都能够成为数据科学家,这需要有极高的专业知识和深厚的行业经验和洞察力。而有了数据可视化分析工具,一个普通人也能看出一些关键指标和一些重要的趋势性暗示。”

只有看得见才能做得好

大数据整体产业链基本分为这样几个环节:数据收集、数据处理、数据分析、数据可视化在简化数据量和降低大数据应用的复杂性中,大数据分析发挥着关键的作用。对于大数据的存储、管理和处理任务离不开云计算,而与人交互离不开数据可视化。数据可视分析解决的是大数据落地问题。当经过数据可视分析和可视化的方法以逻辑形式呈现,企业决策层就能轻松通过数据实现辅助决策和预判了,从而让数据与行业结合,成为商品、产生价值。

数据可视化是指将大型数据集中的数据以图形图像形式表示,并利用数据分析和开发工具发现其中未知信息的处理过程,是大数据信息处理最为重要的环节。数据可视化不仅能够帮助数据的最终呈现,也对发现数据中新的信息气到了非常关键的作用。举个例子,错综的关系是众多大数据场景中的重要一环,社交网络或许就是最显著的例子,想要通过文本或表格的形式理解其中的大数据信息是非常困难的;相反,可视化却能够将这些网络的趋势和固有模式展现地更为清晰。

总结来说,可视化可以帮助大数据获得完整的数据视图并挖掘数据的价值,让普通人也能变成“数据科学家”,这是其最大价值所在。正如中国传媒大学教授沈浩所说:除了上帝,每个人都须用数据说话!怎么说?显然“可视化”很重要,因为“只有看得见才做得好,看得见才能做得到”。

友好的人机交互不是那么容易

可视化方法可通过创建表格、图标、图像等直观地表示数据。但与一般性存储应用的可视化方案不同,由于面对的是大数据,所以在数据获取和统计方面是难点。

比如统计当前云存储系统的文件总量是一个相对困难的问题:一方面时效性难以把握,另一方面文件总量是不断变化的,导致结果的误差总是存在。而要解决这个问题必须从底层、从云存储系统入手。可以在元数据服务器存储尽量多的文件元数据,同时计算和存储统计模型数据等等,同时必须意识到:当数据集达到一定数量级,那么必须允许统计值存在允许的误差。而在数据的呈现与交互方面,基于大数据的可视化分析也面临着挑战。统计图和主题图,不同的需求导致了不同的数据呈现和交互方式。但每次根据不同的需求去更改设计是个劳心费力的工作,需要同时带有用户驱动的数据简化模型、高可扩展性与多级层次的数据可视化工具。

所以,大规模数据和高维度数据会使可视化工作变得困难。对于像新奥能源这样的企业用户来说,首先应该保证网络与硬件设备能够满足数据的高速获取以及完整性,并通过数据治理或信息管理确保数据准确与安全,必要的时候可以请专业人士比如数据科学家来对数据进行解读。

平台很关键

但是可视化只是让企业的数据讲述方式更加丰富了一些而已,要成功的完成数据讲述,关键还是在于数据的质量。

Qlik亚太及日本区副总裁Phillip Beniac是可视化分析领域的技术专家,在该领域有20多年的经验。而Qlik是一家可视化分析厂商,该公司不久前刚刚宣布在中国成立外商独资企业。Phillip Beniac认为,企业在进行大数据的可视化分析时,最重要的一点是数据的完整性和准确性。