基于设计角度分析数据可视化的教学研究

刘 晶 湖南软件职业技术大学

互联网信息技术的迅猛发展，海量信息充斥于人们生活的各个领域和角落，承载各类信息内容的数据资源已经成为每个人不可或缺的方面。为了实现数据信息更加快速有效的传输、准确全面的理解，将数据转化为可视化的图形，成为有效传达信息内容的重要途径。信息化时代，依托计算机技术进行的数据可视化既是信息表达形式的巨大变化，更是人们思维方式转换的重要变革。数据可视化的最突出特点在于信息的视觉化表达，将信息转化为可以为视觉认知的表现形式，进行信息的传播。数据可视化传播起始于人，将信息以文字、图像、影音、动画等形式呈现出来，传达给其他人群，已经成为当下信息传递的重要途径。伴随着数据可视化的出现、发展，信息传播方式得到极大丰富，传播形态由平面静态化向综合动态化转变，由二维平面拓展到三维立体，由传统单一媒体传输发展到多媒体融合传播，越来越多的信息以虚拟形态围绕于个人周围。以上种种变化，都成为设计相关课程教学所面临的现实发展环境。本文正是立足于数据可视化发展现状大背景下，研究如何基于设计角度开展更加有效的数据可视化教学，从而为学生专业学习搭建起连接课程与信息技术发展间的桥梁，为数据可视化探索出与时俱进的学科设计和教学方式。

一、数据可视化的概念

(一)数据可视化概念阐释

在社会发展还未步入大数据时代时，用图形作为信息传播载体的主要目的是便于信息的理解，将复杂的理论知识或是各类事件以图形的方式进行展现，以使信息能够更加清晰有效地传递。信息技术的发展、大数据时代的到来，数据可视化成为传递信息的创新形式，它虽然仍是对于抽象数据和信息的视觉传达，但这种探索性的设计方式，在更深层次上挖掘出了复杂信息的本质特征和内在规律，突出了数据所蕴含的潜在价值，它与传统意义上的信息设计之间差异巨大。传统的信息设计多以手工绘制图形为主，手工绘制图形的工作量越大，所蕴含的设计美感就越丰富，但图形所能承载和处理的数据信息量反而就越小；依托计算机算法进行的数据可视化设计，生成的图形数量越多，所承载和传递的信息就越多，但是所蕴含的图形美感就越少。在保持图像美感和承载更多数据信息数量上，更像是鱼与熊掌不可兼得。正是认识到数据可视化与传统信息设计之间的这一巨大差别，基于设计角度的数据可视化教学，就要在课程教学中，探索如何在传递更多信息量的同时，保持图形设计的美感。

基于设计角度来看，数据可视化包含三个维度，设计者、设计对象、信息受众，三者之间互相影响。设计者通过设计具有美感的图形来传递信息，不受其他观点和语境的影响，对数据信息进行最单纯的具象化表达，为信息传输提供有效载体；受众通过该图形来接受信息，同时欣赏图形所具有的美学特征；受众与设计者之间的联系，即便是以承载信息和表现美感的图形为载体，但设计者本身的观点，也已经蕴含在图形中，于无形处与受众进行了交互影响。通过分析三者之间客观存在的影响关系，就能够明显看出数据可视化与传统信息设计之间的差别，数据可视化设计作品的最主要目的在于实现数据向受众的传递，注重受众与数据之间的关系；传统的信息设计作品则更注重的是设计者和信息受众之间的互相影响。明确数据可视化所具备的特征，在实际教学过程中，无论是理论知识的学习，还是实操技能的选择，都有了时效性更强的可参考依据，更有利于教学效果的提升。

(二)数据可视化教学现状

进入信息时代，有关设计发展也随着技术、理念更新而产生巨大变化，相关设计课程也在各类艺术院校平面设计专业中发展得如火如荼。在信息技术加持下的设计内涵得到不断丰富，大数据时代的到来让数据的体量得以极大增多，图形设计更多开始依靠计算机算法和各类设计软件，数据的理解传递已经远远超过人脑的载荷，种种发展趋势都推动了数据可视化的发展。当下，数据可视化在成为大数据时代炙手可热的发展领域的同时，也成为设计课程的重要组成部分。

与数据可视化大发展形成对比的，是相关设计课程教学还没能紧跟时代发展的进程。造成这一发展现状包括两方面原因，一是就目前而言，数据可视化发展更多是集中于计算机技术范畴，数据的挖掘、图形算法的丰富、人机交互等热门技术，这些都是依托计算机技术才能得以极快发展；二是数据可视化是交叉性学科，艺术院校或是高校艺术设计专业招生时，生源的学科背景较为单一，在高校进行课程改革时遭遇较大困难。随着数据可视化发展范围的拓展延伸，相关设计学科肯定会受其影响，并依托数据可视化得到更好发展，因此，数据可视化在当下的教学中需要加以重视。

二、层次化的可视化教学模式

就数据而言，它具有三个不同层次的含义内容：一是作为本身的数据，只是单纯反映事实情况，没有任何指代意义；二是处于特定语境中的数据，即信息，有着特定语境下的特定意义；三是在数据和信息基础上总结提炼而来的内容，即知识，有着较强的指导作用。在数据可视化领域，数据层次的不同，所使用的数据可视化方式也有着很大差别，数据可视化更多是立足于原始数据的设计处理，信息的设计则主要是通过信息可视化，知识内容则主要通过可视分析来进行。只有明确不同的数据类型，才能了解所要采取的设计方式，在教学过程中才能根据学生实际情况，合理设置教学内容和教学方式。结合个人教学实际，笔者基于设计角度，针对数据可视化教学设置了多层次、立体化的教学内容。

(一)练习将数字进行具象化表达

为了让学生能够提高对抽象信息进行具象化表达的能力，为数据可视化设计积累一定的基础，笔者在实际教学过程中，不断丰富教学内容和方式，通过引导学生练习将数字进行具象化表达，以达到教学目的。笔者按照教学内容安排，会在课程开始前一周，向学生提供一组数据，例如“11，35，147，235，421”，让学生在一周时间内对这组数据进行可视化设计。在进行课程时，利用多媒体展示全体学生的可视化设计成果，并随机请学生上台阐明设计理念，有部分学生的可视化设计成果很好兼顾了美感和信息传递两方面内容。同时，由于对数据可视化设计认识不够深入，对设计美感和信息传递要求把握不够准确，有一些可视化设计作品还存在较多问题，这些问题就正可以通过数据可视化课程教学，一一为学生指出，并进行全面解答，这种互动教学方式能够直指学生学习中的短板，帮助学生对数字和图形设计间的关系有循序渐进的了解，更深入体会和理解数据可视化在呈现抽象信息中所能发挥的重要作用。

(二)立足实际创新图形算法教学

正如前文所述，数据可视化教学在设计类专业教学中所面临的问题之一，就在于数据可视化当前更多集中于计算机技术领域，设计类专业学生缺少相关的知识积累。但数据可视化在设计类专业中的推广应用，又是无法阻挡的发展趋势，因此，如果想成长为一名专业的设计者，就必然要理解、掌握最基础的数据可视化技术，如计算机图形算法等内容。考虑到有关计算机图形算法的难度，以及设计类专业学生知识背景实际情况，笔者在教学过程中，从视觉感受入手，选择合适的设计软件，引导学生经更多精力放到图形设计中，结合学生已经掌握的计算机图形算法知识，进行数据视觉化教学。对于设计者而言，没有必要去深入探究有关图形的计算机算法内容，其最重要的目的在于能够在图形和信息之间建立起更加清晰明确的认知。在教学实践中，笔者选择的数据可视化制作软件基于学生已经普遍掌握的网页设计技能基础上，通过网页来展示图形图像，学生能够在最短时间内掌握制作方法，便于教学活动的开展，由此学生能够更为顺畅地完成数据可视化学习任务。

(三)指导学生进行数据可视化实体模型制作

数据可视化教学较多依靠计算机进行图形、图表、模型等的设计制作，这确实符合信息时代发展特征，也将是未来数据可视化设计的发展趋势。但数据可视化教学仍是一门线下教学课程，教师与学生要么在教室进行理论教学，要么在计算机教室进行实操技能训练，教学成果反而都是线上作品，无法让学生能够在教学活动进行过程中对于可视化设计有更加直观的认识了解。同时，传统设计专业教学本身就有手工制作设计作品的课程内容。鉴于多种原因，笔者在进行数据可视化教学过程中，将制作实体模型列为教学内容之一，取得了较好的教学效果。学生通过制作实体可视化模型，调动起了学习积极性。学生在制作可视化实体模型过程中，能够更深入理解数据可视化的概念内涵，在课堂上的展示、讲解、交流，能让师生之间、学生之间对于数据可视化设计的观点看法碰撞出更多灵感火花，更有利于学生对该课程的认识理解。可视化实体模型的制作并不会耗费过多的财力、物力，只要是具有动手能力、有想法的学生，都可以制作出体现个人想法的模型作品。相比于简单依靠电脑进行设计作业的完成，可视化实体模型制作作业的完成率很高，体现出学生较高的学习积极性，达到了教学目标。

三、结语

信息时代背景下，设计领域多技术应用已经成为发展趋势。与之相对应的，则是设计教育领域出现多学科交互融合势头，仅是局限于传统教学内容已经无法满足设计行业对专业技能的需求。多个学科的交互融合已经对设计教学内容、教学方式等方面产生影响，设计课程改革发展已是必然之势。笔者基于设计专业教学实际，结合教学经验及教学思考，从设计角度分析了数据可视化的教学路径，以期能够为数据可视化教学提供有益参考，促进设计专业教学的创新发展。