基于設(shè)計(jì)角度分析數(shù)據(jù)可視化的教學(xué)研究

劉 晶 湖南軟件職業(yè)技術(shù)大學(xué)

互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，海量信息充斥于人們生活的各個(gè)領(lǐng)域和角落，承載各類信息內(nèi)容的數(shù)據(jù)資源已經(jīng)成為每個(gè)人不可或缺的方面。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息更加快速有效的傳輸、準(zhǔn)確全面的理解，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視化的圖形，成為有效傳達(dá)信息內(nèi)容的重要途徑。信息化時(shí)代，依托計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行的數(shù)據(jù)可視化既是信息表達(dá)形式的巨大變化，更是人們思維方式轉(zhuǎn)換的重要變革。數(shù)據(jù)可視化的最突出特點(diǎn)在于信息的視覺化表達(dá)，將信息轉(zhuǎn)化為可以為視覺認(rèn)知的表現(xiàn)形式，進(jìn)行信息的傳播。數(shù)據(jù)可視化傳播起始于人，將信息以文字、圖像、影音、動(dòng)畫等形式呈現(xiàn)出來，傳達(dá)給其他人群，已經(jīng)成為當(dāng)下信息傳遞的重要途徑。伴隨著數(shù)據(jù)可視化的出現(xiàn)、發(fā)展，信息傳播方式得到極大豐富，傳播形態(tài)由平面靜態(tài)化向綜合動(dòng)態(tài)化轉(zhuǎn)變，由二維平面拓展到三維立體，由傳統(tǒng)單一媒體傳輸發(fā)展到多媒體融合傳播，越來越多的信息以虛擬形態(tài)圍繞于個(gè)人周圍。以上種種變化，都成為設(shè)計(jì)相關(guān)課程教學(xué)所面臨的現(xiàn)實(shí)發(fā)展環(huán)境。本文正是立足于數(shù)據(jù)可視化發(fā)展現(xiàn)狀大背景下，研究如何基于設(shè)計(jì)角度開展更加有效的數(shù)據(jù)可視化教學(xué)，從而為學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)搭建起連接課程與信息技術(shù)發(fā)展間的橋梁，為數(shù)據(jù)可視化探索出與時(shí)俱進(jìn)的學(xué)科設(shè)計(jì)和教學(xué)方式。

一、數(shù)據(jù)可視化的概念

(一)數(shù)據(jù)可視化概念闡釋

在社會發(fā)展還未步入大數(shù)據(jù)時(shí)代時(shí)，用圖形作為信息傳播載體的主要目的是便于信息的理解，將復(fù)雜的理論知識或是各類事件以圖形的方式進(jìn)行展現(xiàn)，以使信息能夠更加清晰有效地傳遞。信息技術(shù)的發(fā)展、大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)可視化成為傳遞信息的創(chuàng)新形式，它雖然仍是對于抽象數(shù)據(jù)和信息的視覺傳達(dá)，但這種探索性的設(shè)計(jì)方式，在更深層次上挖掘出了復(fù)雜信息的本質(zhì)特征和內(nèi)在規(guī)律，突出了數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的潛在價(jià)值，它與傳統(tǒng)意義上的信息設(shè)計(jì)之間差異巨大。傳統(tǒng)的信息設(shè)計(jì)多以手工繪制圖形為主，手工繪制圖形的工作量越大，所蘊(yùn)含的設(shè)計(jì)美感就越豐富，但圖形所能承載和處理的數(shù)據(jù)信息量反而就越??；依托計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)，生成的圖形數(shù)量越多，所承載和傳遞的信息就越多，但是所蘊(yùn)含的圖形美感就越少。在保持圖像美感和承載更多數(shù)據(jù)信息數(shù)量上，更像是魚與熊掌不可兼得。正是認(rèn)識到數(shù)據(jù)可視化與傳統(tǒng)信息設(shè)計(jì)之間的這一巨大差別，基于設(shè)計(jì)角度的數(shù)據(jù)可視化教學(xué)，就要在課程教學(xué)中，探索如何在傳遞更多信息量的同時(shí)，保持圖形設(shè)計(jì)的美感。

基于設(shè)計(jì)角度來看，數(shù)據(jù)可視化包含三個(gè)維度，設(shè)計(jì)者、設(shè)計(jì)對象、信息受眾，三者之間互相影響。設(shè)計(jì)者通過設(shè)計(jì)具有美感的圖形來傳遞信息，不受其他觀點(diǎn)和語境的影響，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行最單純的具象化表達(dá)，為信息傳輸提供有效載體；受眾通過該圖形來接受信息，同時(shí)欣賞圖形所具有的美學(xué)特征；受眾與設(shè)計(jì)者之間的聯(lián)系，即便是以承載信息和表現(xiàn)美感的圖形為載體，但設(shè)計(jì)者本身的觀點(diǎn)，也已經(jīng)蘊(yùn)含在圖形中，于無形處與受眾進(jìn)行了交互影響。通過分析三者之間客觀存在的影響關(guān)系，就能夠明顯看出數(shù)據(jù)可視化與傳統(tǒng)信息設(shè)計(jì)之間的差別，數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)作品的最主要目的在于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向受眾的傳遞，注重受眾與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系；傳統(tǒng)的信息設(shè)計(jì)作品則更注重的是設(shè)計(jì)者和信息受眾之間的互相影響。明確數(shù)據(jù)可視化所具備的特征，在實(shí)際教學(xué)過程中，無論是理論知識的學(xué)習(xí)，還是實(shí)操技能的選擇，都有了時(shí)效性更強(qiáng)的可參考依據(jù)，更有利于教學(xué)效果的提升。

(二)數(shù)據(jù)可視化教學(xué)現(xiàn)狀

進(jìn)入信息時(shí)代，有關(guān)設(shè)計(jì)發(fā)展也隨著技術(shù)、理念更新而產(chǎn)生巨大變化，相關(guān)設(shè)計(jì)課程也在各類藝術(shù)院校平面設(shè)計(jì)專業(yè)中發(fā)展得如火如荼。在信息技術(shù)加持下的設(shè)計(jì)內(nèi)涵得到不斷豐富，大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來讓數(shù)據(jù)的體量得以極大增多，圖形設(shè)計(jì)更多開始依靠計(jì)算機(jī)算法和各類設(shè)計(jì)軟件，數(shù)據(jù)的理解傳遞已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人腦的載荷，種種發(fā)展趨勢都推動(dòng)了數(shù)據(jù)可視化的發(fā)展。當(dāng)下，數(shù)據(jù)可視化在成為大數(shù)據(jù)時(shí)代炙手可熱的發(fā)展領(lǐng)域的同時(shí)，也成為設(shè)計(jì)課程的重要組成部分。

與數(shù)據(jù)可視化大發(fā)展形成對比的，是相關(guān)設(shè)計(jì)課程教學(xué)還沒能緊跟時(shí)代發(fā)展的進(jìn)程。造成這一發(fā)展現(xiàn)狀包括兩方面原因，一是就目前而言，數(shù)據(jù)可視化發(fā)展更多是集中于計(jì)算機(jī)技術(shù)范疇，數(shù)據(jù)的挖掘、圖形算法的豐富、人機(jī)交互等熱門技術(shù)，這些都是依托計(jì)算機(jī)技術(shù)才能得以極快發(fā)展；二是數(shù)據(jù)可視化是交叉性學(xué)科，藝術(shù)院?；蚴歉咝Ｋ囆g(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)招生時(shí)，生源的學(xué)科背景較為單一，在高校進(jìn)行課程改革時(shí)遭遇較大困難。隨著數(shù)據(jù)可視化發(fā)展范圍的拓展延伸，相關(guān)設(shè)計(jì)學(xué)科肯定會受其影響，并依托數(shù)據(jù)可視化得到更好發(fā)展，因此，數(shù)據(jù)可視化在當(dāng)下的教學(xué)中需要加以重視。

二、層次化的可視化教學(xué)模式

就數(shù)據(jù)而言，它具有三個(gè)不同層次的含義內(nèi)容：一是作為本身的數(shù)據(jù)，只是單純反映事實(shí)情況，沒有任何指代意義；二是處于特定語境中的數(shù)據(jù)，即信息，有著特定語境下的特定意義；三是在數(shù)據(jù)和信息基礎(chǔ)上總結(jié)提煉而來的內(nèi)容，即知識，有著較強(qiáng)的指導(dǎo)作用。在數(shù)據(jù)可視化領(lǐng)域，數(shù)據(jù)層次的不同，所使用的數(shù)據(jù)可視化方式也有著很大差別，數(shù)據(jù)可視化更多是立足于原始數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)處理，信息的設(shè)計(jì)則主要是通過信息可視化，知識內(nèi)容則主要通過可視分析來進(jìn)行。只有明確不同的數(shù)據(jù)類型，才能了解所要采取的設(shè)計(jì)方式，在教學(xué)過程中才能根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式。結(jié)合個(gè)人教學(xué)實(shí)際，筆者基于設(shè)計(jì)角度，針對數(shù)據(jù)可視化教學(xué)設(shè)置了多層次、立體化的教學(xué)內(nèi)容。

(一)練習(xí)將數(shù)字進(jìn)行具象化表達(dá)

為了讓學(xué)生能夠提高對抽象信息進(jìn)行具象化表達(dá)的能力，為數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)積累一定的基礎(chǔ)，筆者在實(shí)際教學(xué)過程中，不斷豐富教學(xué)內(nèi)容和方式，通過引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)將數(shù)字進(jìn)行具象化表達(dá)，以達(dá)到教學(xué)目的。筆者按照教學(xué)內(nèi)容安排，會在課程開始前一周，向?qū)W生提供一組數(shù)據(jù)，例如“11，35，147，235，421”，讓學(xué)生在一周時(shí)間內(nèi)對這組數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)。在進(jìn)行課程時(shí)，利用多媒體展示全體學(xué)生的可視化設(shè)計(jì)成果，并隨機(jī)請學(xué)生上臺闡明設(shè)計(jì)理念，有部分學(xué)生的可視化設(shè)計(jì)成果很好兼顧了美感和信息傳遞兩方面內(nèi)容。同時(shí)，由于對數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)認(rèn)識不夠深入，對設(shè)計(jì)美感和信息傳遞要求把握不夠準(zhǔn)確，有一些可視化設(shè)計(jì)作品還存在較多問題，這些問題就正可以通過數(shù)據(jù)可視化課程教學(xué)，一一為學(xué)生指出，并進(jìn)行全面解答，這種互動(dòng)教學(xué)方式能夠直指學(xué)生學(xué)習(xí)中的短板，幫助學(xué)生對數(shù)字和圖形設(shè)計(jì)間的關(guān)系有循序漸進(jìn)的了解，更深入體會和理解數(shù)據(jù)可視化在呈現(xiàn)抽象信息中所能發(fā)揮的重要作用。

(二)立足實(shí)際創(chuàng)新圖形算法教學(xué)

正如前文所述，數(shù)據(jù)可視化教學(xué)在設(shè)計(jì)類專業(yè)教學(xué)中所面臨的問題之一，就在于數(shù)據(jù)可視化當(dāng)前更多集中于計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)類專業(yè)學(xué)生缺少相關(guān)的知識積累。但數(shù)據(jù)可視化在設(shè)計(jì)類專業(yè)中的推廣應(yīng)用，又是無法阻擋的發(fā)展趨勢，因此，如果想成長為一名專業(yè)的設(shè)計(jì)者，就必然要理解、掌握最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，如計(jì)算機(jī)圖形算法等內(nèi)容?？紤]到有關(guān)計(jì)算機(jī)圖形算法的難度，以及設(shè)計(jì)類專業(yè)學(xué)生知識背景實(shí)際情況，筆者在教學(xué)過程中，從視覺感受入手，選擇合適的設(shè)計(jì)軟件，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)更多精力放到圖形設(shè)計(jì)中，結(jié)合學(xué)生已經(jīng)掌握的計(jì)算機(jī)圖形算法知識，進(jìn)行數(shù)據(jù)視覺化教學(xué)。對于設(shè)計(jì)者而言，沒有必要去深入探究有關(guān)圖形的計(jì)算機(jī)算法內(nèi)容，其最重要的目的在于能夠在圖形和信息之間建立起更加清晰明確的認(rèn)知。在教學(xué)實(shí)踐中，筆者選擇的數(shù)據(jù)可視化制作軟件基于學(xué)生已經(jīng)普遍掌握的網(wǎng)頁設(shè)計(jì)技能基礎(chǔ)上，通過網(wǎng)頁來展示圖形圖像，學(xué)生能夠在最短時(shí)間內(nèi)掌握制作方法，便于教學(xué)活動(dòng)的開展，由此學(xué)生能夠更為順暢地完成數(shù)據(jù)可視化學(xué)習(xí)任務(wù)。

(三)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化實(shí)體模型制作

數(shù)據(jù)可視化教學(xué)較多依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形、圖表、模型等的設(shè)計(jì)制作，這確實(shí)符合信息時(shí)代發(fā)展特征，也將是未來數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。但數(shù)據(jù)可視化教學(xué)仍是一門線下教學(xué)課程，教師與學(xué)生要么在教室進(jìn)行理論教學(xué)，要么在計(jì)算機(jī)教室進(jìn)行實(shí)操技能訓(xùn)練，教學(xué)成果反而都是線上作品，無法讓學(xué)生能夠在教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行過程中對于可視化設(shè)計(jì)有更加直觀的認(rèn)識了解。同時(shí)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)本身就有手工制作設(shè)計(jì)作品的課程內(nèi)容。鑒于多種原因，筆者在進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化教學(xué)過程中，將制作實(shí)體模型列為教學(xué)內(nèi)容之一，取得了較好的教學(xué)效果。學(xué)生通過制作實(shí)體可視化模型，調(diào)動(dòng)起了學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生在制作可視化實(shí)體模型過程中，能夠更深入理解數(shù)據(jù)可視化的概念內(nèi)涵，在課堂上的展示、講解、交流，能讓師生之間、學(xué)生之間對于數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)看法碰撞出更多靈感火花，更有利于學(xué)生對該課程的認(rèn)識理解?？梢暬瘜?shí)體模型的制作并不會耗費(fèi)過多的財(cái)力、物力，只要是具有動(dòng)手能力、有想法的學(xué)生，都可以制作出體現(xiàn)個(gè)人想法的模型作品。相比于簡單依靠電腦進(jìn)行設(shè)計(jì)作業(yè)的完成，可視化實(shí)體模型制作作業(yè)的完成率很高，體現(xiàn)出學(xué)生較高的學(xué)習(xí)積極性，達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)。

三、結(jié)語

信息時(shí)代背景下，設(shè)計(jì)領(lǐng)域多技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。與之相對應(yīng)的，則是設(shè)計(jì)教育領(lǐng)域出現(xiàn)多學(xué)科交互融合勢頭，僅是局限于傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)無法滿足設(shè)計(jì)行業(yè)對專業(yè)技能的需求。多個(gè)學(xué)科的交互融合已經(jīng)對設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)課程改革發(fā)展已是必然之勢。筆者基于設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)實(shí)際，結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及教學(xué)思考，從設(shè)計(jì)角度分析了數(shù)據(jù)可視化的教學(xué)路徑，以期能夠?yàn)閿?shù)據(jù)可視化教學(xué)提供有益參考，促進(jìn)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展。