【App Inventor数据可视化】使用电子表格和图表
【App Inventor数据可视化】使用电子表格和图表Part 1：通过图表理解数据
Part 2：通过比较数据集加深理解
Part 3：通过比较多个例子收集证据
Part 4：在App中添加数学模型
附录A：将你的app连接到自己的数据集
附录B：为Google表格创建一个凭证
## Janelle的App：可视化湖泊冰期
Janelle是一名湖泊生态学家，她对自己家附近湖泊的变化感到担忧。在最近的一次游泳时，她注意到水里有很多绿藻。Janelle认为，藻类和冬季湖面结冰之间可能存在某种关系。
让我们跟随Janelle来创建App，通过将湖泊数据放在图表中，使其更易于理解。她将在前往Spirit Lake岸边研究站的徒步旅行中使用app中的图表，并在需要时输入新的数据。
这只是一个数据科学app的例子。如果你选择了本指南的一些技能，修改app为自己所用，通过展示你需要的任何数据来更好地理解。(我们会在附录中告诉你如何做。)
**讨论：什么样的手机移动数据可以帮助你的学校或社区?**
查看手机数据的原因有很多。把信息摆在你面前，可以让你更了解影响你生活或社区的问题并采取行动。
快速访问手机上的可视化数据可以更轻松地了解数据，并跟踪要解决的挑战的信息。例如，你可以看到所在城市各小区的流感发病率，或各村县的污染数据，或哪个地方的孩子对电子烟上瘾最多。使用可视化可以发现模式，向同学展示证据，并一起讨论如何最好地应对挑战。
与朋友或同学讨论——什么样的数据可以帮助你理解和解决当地的问题？
## 先决条件：
* 能够轻松进行 App Inventor 组件设计和逻辑设计。
* 如果用手机或平板，需要一个最新版本的App Inventor伴侣（安卓设备AI伴侣版本号在 2.65 以上）（iOS 电子表格功能目前正在开发中）。
* 仅限Part 4：统计术语的一些预备知识
## 你能做什么?
* 挑战：查看原始数据
* 在谷歌电子表格中查看数据集
* 思考只凭原始数据来理解趋势所存在的困难
* Part 1：用图表理解原始数据
* 添加图表到你的app*
* 将图表链接到联网的电子表格以可视化数据*
* Part 2：通过比较数据集加深理解
* 在同一个app屏幕上编码两个图表以比较数据
* 编码图表，针对同一湖泊显示不同类型的数据*
* Part 3：通过比较多个例子收集证据
* 编码电子表格组件*
* 编码图表来比较不同湖泊的数据
* Part 4：向图表添加数学模型
* 在图表中添加“最佳拟合线”(也称为最小二乘回归线)，以加深对数据的理解，并对湖泊的未来做出预测*
注：“*”指的是新的App Inventor技能
* 附录
* 附录A：将你的app连接到自己的电子表格
* 附录B：创建免费的Google Sheets凭证，用于读写私有电子表格
## 挑战：理解原始数据
打开Janelle的(https://docs.google.com/spreadsheets/d/1vF7NgXlofxEBefsOCv1ndQBEjHMVubSBsyKQdUtQMRQ/edit#gid=0)，其中包含有关美国各个湖泊的数据*。电子表格应该出现在浏览器中。（如无法正常访问可在附件中下载电子表格）
*本项目中冰的数据来源于Sharma, Sapna等人的研究。“冰盖减少，物候变化，以及北半球湖泊发生的更多极端事件。”地球物理学报：生物地球科学126.10 (2021)：e2021JG006348。来自NOAA的温度数据。
("Loss of ice cover, shifting phenology, and more extreme events in Northern Hemisphere lakes." Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 126.10 (2021): e2021JG006348. Temperature data from NOAA. )
仔细查看表中每一列的内容：
* A列是这个湖的名字。
* B列显示数据采集的年份。
* 你认为C列显示的是什么？**C列是一项名为“冰期”的科学测量**，即那年冬天湖泊被冰覆盖的天数。每年到访湖泊的研究者都会记录冰期，他们会在湖水刚结冰的时候进行记录，在春天看到湖水融化的时候再次记录。
**讨论：大家能真正理解原始数据吗？**
* 从Janelle的工作薄里你理解了些什么?
* 你能说出多年来冰期是变长了还是变短了?
* 针对冰期及冰期内平均温度之间的关系，你能说些什么?
这些都是棘手的问题。为什么你会认为单凭原始数据很难弄清楚？
Janelle仔细查看了数据，为她在Spirit Lake的研究做准备，但她无法对这个湖做出任何有用的预测。
她决定创建一个app来*可视化*这些数据。当你构建同样的app时，试着在数据中寻找模式和趋势。
## Part 1：用图表理解数据
### 1. 获取App模板。
模板让你在构建App时有一个好的开始。
* 找到包含[本课程的文件夹](https://drive.google.com/drive/folders/19po9j10qU5yXHJDqBNRJ5JZIB3xoanE0?usp=sharing)中提供的文件((https://drive.google.com/file/d/19mNOQWJXLTi2Q_WZ8y4TVY9FxEb38m_l/view?usp=drive_link)。（如无法正常访问，可在附件中下载）
* 把文件下载到你电脑的硬盘上。注意保存文件的位置。* 进入App Inventor (http://ai2.appinventor.mit.edu)， 或国内可正常访问的(http://code.appinventor.mit.edu)， 从电脑中导入下载的AIA文件
### 2. 查看组件设计：
* 模板将在Screen1上打开，这是一个欢迎屏幕。单击屏幕选择按钮切换到singleCaseScreen。
* 这时看到**singleCaseScreen**：
这个屏幕有什么作用？猜猜看。
查看**组件设计**中的组件。你能猜到这些组件的作用吗？不要忘记查看组件设计底部的不可视组件！（注意：本指南稍后将使用这些组件名称。请不要重命名它们。）
* Screen组件代表app中的一个屏幕。
* HorizontalArrangement1组件包含两个按钮，及一个用于分隔的垂直布局spaceVerticalArrangement：
* 标签的文本属性是空，但当你点击“Show Data”按钮时会显示湖泊名称。
* 添加代码后，Chart和ChartData2D组件将显示湖泊数据。
* Spreadsheet组件从Google Sheets中获取数据
### 3. 查看代码：
* 点击App Inventor中的Blocks（逻辑设计）来查看模板代码：
### 4. 在App中“读取”工作薄中的数据(新技能)
* 你能猜到当按下 **showDataButton** 会发生什么吗?
* call spreadsheet1.ReadSheet代码块通过在互联网上问询信息来“读”*一张工作表*。基于这样的场景，下图的代码块会复制所有稍后使用的数字。
| 什么是“Sheet”（工作表）? |
| -------- | -------- |
| Spreadsheets工作薄中通常有很多“工作表”。 |
|再查看一下(https://docs.google.com/spreadsheets/d/1vF7NgXlofxEBefsOCv1ndQBEjHMVubSBsyKQdUtQMRQ)。你能鉴别出每一个独立的工作表吗？一共有多少个工作？它们的名字是什么？ |
|点击工作表名来了解每个工作表中的数据。 |
||
* **ReadSheet** *代码块在名为“spiritLake”的表上查找和复制数据：
### 5. 将数据导入图表(新技能)
* 当用户在最后一步按下 **showDataButton ** 时，**ReadSheet** 代码块读取工作表。但是这些信息发生了什么?
* 当App准备好了信息，它触发代码块 **when.spreadsheet1.GotSheetData**。当这个代码块获得数据时，我们就知道数据已经为app准备好了！把这个代码块拖到你的代码中：
* 当GotSheetData激活时，使代码块显示标签上的文本：
* 从“文本”抽屉中拖出**text string** 块，将其添加到标签块中，然后键入一些描述图表的文本。在这种情况下，图表将显示每年在Spirit Lake上出现冰的时间：
* 当 **GotSheetData** 激活时，使代码块显示图表中的数据。从**topChartData2D**抽屉中，拖动代码块**call topChartData2D.ImportFromSpreadsheet**：
* 接下来，填写代码块的参数来告诉图表要显示什么。你能猜到这些插槽里填的是什么吗?
* 指定要使用的工作薄 — 此处为spreadsheet1。在底部的spreadsheet1抽屉，拖动**spreadsheet1**块：
* 图表的x轴是哪一列?
* 在工作薄中找出显示时间流逝的那一栏
* 从文本抽屉中拖出 **text string** 块
* 输入列的标题名称。仔细检查你的拼写!!
* 你可以在下面的测试框中检查你的答案
* **图表的y轴是哪一列**？记住，Janelle 想要可视化每年冬天的冰期。输入对yColumn最有意义的标题名。(你可以在下面的测试框中检查你的代码。)
* **useHeaders** 的参数要如何填写？你是否使用标题的名称来描述每一列(如“Year”或“Ice”)?如果是，从“Logic 逻辑”抽屉中，将“True”拖动到插槽中：
| 在手机或平板上使用AI伴侣(2.65或更高版本)测试代码。 |
| --------------------------------------------------------------------------------------------- |
| 按“**Show Data**”按钮。(根据你的网速，你可能需要再按一次。) |
| |
| 如果多次按下后仍未看到图表，请检查代码： |
|  |
**讨论：从图表中你能看出什么?**
看看图表中从1955年到2007年冰期的整体模式。
冰期每年都有很多变化，能否猜一下变化的趋势是怎样的。随着时间的推移，这些数值看上去是在上升还是在下降?
如果你看到冰期的趋势，解释这个趋势意味着什么。
试着将你的解释用不熟悉这个话题的人都能理解的方式表达出来。
（注：数据来源于Sharma, Sapna等人的研究。“冰盖减少，物候变化，以及北半球湖泊发生的更多极端事件。”地球物理学报：生物地球科学126.10 (2021):e2021JG006348。）
【"Loss of ice cover, shifting phenology, and more extreme events in Northern Hemisphere lakes." Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 126.10 (2021): e2021JG006348. 】
**Part 1额外挑战**：如果将工作表“spiritLake”替换为同一工作薄中的另一个工作表会怎样？在代码中进行此更改并再次测试你的app。(别忘了把湖的标签也改成新的湖名！)
哈哈哈哈哈哈威威威威
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