STEM教育 · App Inventor数据可视化：使用柱状图和饼图收集数据

资源地址：https://drive.google.com/drive/folders/1UhZBg8Beof2DBgshaT3-YZJJN0BGKOaa?usp=sharing（如打不开可以直接在附件中下载）
【App Inventor数据可视化】使用柱状图和饼图收集数据图1

数据在行动1：使用柱状图和饼图收集数据

跟踪我的情绪

这个渐进式的指南告诉你如何创建一个App来跟踪你一周或一个月的情绪，并可视化数据。基于我们流行的Mood Ring教程，这款应用更进一步——它允许你创建一个可视化的Happy、Angry和Sad的天数。

完成后，修改应用程序来计数任何你想要的东西——比如可回收物品（“瓶子”、“罐头”和“纸板箱”）或罐头汤(“Caldo De Res”、“Menudo”和“Pozole”)。

讨论：你喜欢什么样的可视化?

可视化以图形化的方式呈现复杂的数据，使人们更容易理解。帮助人们一眼就能看到他们在生活或社区中关心的问题发生了什么。你喜欢用哪些不同方式的图像和图形来理解数据?

所有的数据都留在App中，直到你按下Reset按钮。在本系列中，你可以查看以下指南，了解如何将数据发送到在线电子表格以便与群组共享。

先决条件：

能够自如的进行 App Inventor 组件设计和逻辑设计。
如果你使用的是手机或平板，你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）。
没有电子设备?要在计算机上使用模拟器，请检查[安装说明]。

你能做什么?：

挑战：把你的数据做成图表

为什么要开发一个收集数据的应用程序?
哪种图表最能显示你的数据?

第1部分：了解应用模板

下载应用模板
查看设计
检查代码

第2部分：在应用中添加图表

使用Chart组件
将图表设置为柱状图和饼状图
重命名图表组件

第3部分：编写数据输入按钮代码

编写一个按钮来跟踪总数
对其他按钮进行编码

第4部分：用用户数据更新图表

编写一个程序来更新图表
添加代码来更新柱状图*
添加代码以更新饼状图*
固定颜色

第5部分：让它成为你自己的！

挑战：在应用中添加图表

为什么要创建App来收集数据?

手机App是通过调查、投票或观察自然来收集数据的好方法。例如，Track My Mood应用程序收集用户的隐私数据(你的感觉如何?)分为三类(“高兴”、“Angry”和“Sad”)。该应用程序将数据显示给你，这样你就可以理解它。

哪种图表是最好的?

显示数据的方法有很多种。
每次用户按下其中一个按钮(高兴，Angry，Sad)，应用程序可以显示总数为数字(“13,6,3”)。你对此有何想法？

折线图帮助人们跟踪随时间的变化。它们被用来显示趋势，比如每年平均气温的变化。

散点图使用点来显示两个变量之间的关系，例如身高与体重。

柱状图比较不同类别的值，例如不同情绪的天数。较高的柱表示较大的值。

饼状图最适合将部分与整体进行比较，比如一个月内不同情绪的比例，或者预算中不同类型的支出。

在本指南中，你将学习如何在未来的应用程序创意中选择不同的图表！

第1部分：了解应用模板

1. 下载应用模板。

模板让你在构建应用程序时有一个好的开始。
找到本课文件夹中提供的文件(moodtracker_temp .aia)（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)，从计算机中导入AIA文件。

2. 查看设计:

它有什么用？请做出你的预测。

在“Designer组件设计”屏幕中查看组件。你能预测它们的作用吗?(注意:本指南将在后面使用这些相同的组件名称。请不要重命名它们。)

horizontalarrangement1包含三个按钮来跟踪应用程序中的Happy、Angry和Sad的日子:
horizontalarrangement2和HorizontalArrangement3是放置图表的空框。这些方便的格式化组件来自App Inventor的布局抽屉。
horizontalarrangement4包含删除应用程序中所有数据的重置按钮。

3. 查看代码：

点击App Inventor中的Blocks逻辑设计查看初始项目的代码：

第2部分：在应用中添加图表

4. 使用图表组件(新技能)

在“Designer组件设计”中，将图表Chart组件拖到应用程序中。
将其放入HorizontalArrangement2(屏幕上部的空白空间!)：
将ChartData2D组件拖到新图表中。该组件总是通过将其拖动到顶部直接吸附到图表组件上。ChartData2D处理图表的所有数据。

5. 将图表设置为柱状图和饼状图(新技能)

在图表属性中，点击“Type”，选择“bar(柱状图)”：
对图表属性中的设计进行一些调整。
- 柱状图需要一些标签。图上的第一个标签显示在y轴下(一直到最左边的线)。为了使所有内容看起来正确，通过将字符串" 0,Happy, Angry, Sad "添加到LabelsFromString属性中，将第一个标签设置为0：
- 取消勾选柱状图的“LegendEnabled”。(对于饼状图，你可以忽略此设置并保持选中状态。)
- 勾选“XFromZero”和“YFromZero”，使柱状图从0（坐标原点）开始，而不是从系列数据中的最小的数字开始。（特别提示：如果使用AI伴侣进行测试，一定要将版本升级到2.67或2.67U以上，否则会报错）。
- 如果以后想调整用户界面，也可以在这里找到Height和Width属性。
添加饼状图。如何重复上述步骤，将饼图添加到空的HorizonalArrangement3中?

6. 重命名图表组件，以便在编码时跟踪它们

清晰的命名可以帮助你在编码时选择正确的组件。将Chart1的名称改为barGraph
将ChartData2D1改为barGraphData2D
对底部的两个饼状图组件都做同样的操作，如图所示：

第3部分：编写数据输入按钮代码

7. 编写跟踪总数的按钮的代码

编写happyButton代码，记录用户按下它的次数。
如何使用下面显示的块(包括变量happyButtonTotal)来保存用户按下按钮的总次数?
使用你从其他App Inventor应用程序中了解的内容来完成此操作。完成后，向下翻查看代码来检查你的工作。
新代码应该是这样的:

8. 编写其他按钮的代码

对angryButton和sadButton做同样的操作。用下面的图片检查你的工作。
编码Reset按钮。
- 当按“Reset”键，会将所有变量重置为0。用下图检查你的代码。
- 拖动barGraphData2D，重置柱状图。从barGraphData2D抽屉中清除:
- 使用相同的方法，重置饼图。

第4部分：用用户数据更新图表

9. 编写一个过程来更新图表

要更改图表，你可以向所有三个按钮添加相同的代码。但那会有很多重复的代码。
取而代之的是可以创建过程！
拖拽一个to procedure do代码块，并将其放入代码中的空白区域。此过程将“执行”更新图表的所有操作。
将过程命名为“updateCharts”

10. 添加代码来更新柱状图(新技能)

你将如何用新的值在变量 happyButtonTotal, angryButtonTotal 和 sadButtonTotal 更新柱状图到柱状图?
- 首先，清除柱状图中的旧数据。
- 向柱状图中添加数据。topChartData2D抽屉中有一个代码块，用于将列表导入柱状图。你能找到吗？往下翻，看看你做的是否正确。
- 这是 ImportFromList的代码：
- ImportFromList，这个名字一看就知道值是一个列表。在空槽中放置一个列表块。(我们将在下一篇文章中找出什么样的列表!)
- 添加3个插槽来预留足够的空间
- 列表存放了“Happy”、“Angry”、“Sad”3种数据。
- 上面这个列表有几个子列表。子列表显示类别的名称及其值。这是一个列表的列表！
 - “列表的列表”是数据科学编程的重要数据结构。数据通常采用这种格式。想象一个每行包含两个元素的长列表，例如有两列的电子表格:
- 添加3个列表块到现有代码块中:
 - 对于第一个插槽，元素将定义“Happy”在柱状图上的位置。“Happy”在第一个柱子上，所以在这个位置添加一个带有1的数字块。(注意：柱状图从第一个元素之前的0槽开始，但0槽出现在y轴上，所以我们没有注意到它。)
 - 在第二个元素中添加变量happyButtonTotal的数据。
- 参照上面的示例，编写Angry和Sad数据的其他条目(angryButtonTotal和sadButtonTotal)代码。

11. 添加代码来更新饼状图(新技能)

使用你在柱状图示例中学到的知识来编写底部的饼状图。编写程序来清除饼图数据并从列表中导入最新数据。往下翻检查自己做的是否正确。
你是这样编写程序块的吗？已经很接近了!
这段代码当然可以工作，但底部的饼状图可以为数据中的每个类别取字符串。(柱状图只能用数字来标识类别名称。)
- 从文本抽屉中拖动文本块。
- 添加类别名称(Happy，Angry，Sad):
- 最后一步是让所有的按钮在每次用户按下按钮时都“调用”这个过程。在Procedures抽屉里找找有用的东西。

在手机或平板电脑上使用App Inventor Companion(2.65或更高版本)或使用模拟器测试你的代码。在App Inventor菜单中，点击Connect —> AI Companion或Connect —> Emulator。

点击Happy、Angry和Sad按钮。图表和图形应该会改变(现在全部显示为黑色)。我们下面会修复颜色！
如果按钮不起作用，检查你的代码:

12. 修复图表颜色

全黑的图表看起来是一个非常糟糕的用户界面！你认为用户在解释黑色柱状图时会遇到了什么问题?饼状图怎么样?
显然，颜色是必需的。我们将在用户面板中使用这些块:
在手机或平板电脑上启动应用程序时，在图表中添加颜色。
- 增加when Screen1.initialize代码块:
- 拖动set barGraphData2D.Colors代码块，并将其放入when Screen1.initialize代码块中。这个代码块改变柱状图的颜色。（注意不要使用barGraphData2D.Colors代码块。)
- 将饼图也拖动 set Colors 代码块。
- 将用户面板中的make a list块放入上面插槽中。
 - 将4色列表放入柱状图(topChartData2D)块中。(我们使用4种颜色的柱状图，以防止把颜色放在y轴上。颜色对应于数字0,1,2,3)。
 - 将三色列表放入饼图(bottomChartData2D)块中。
在手机或平板电脑上使用App Inventor Companion(2.65或更高版本)或使用模拟器再次测试完整代码。在App Inventor菜单中，点击Connect —> AI Companion或Connect —> Emulator。
- 点击Happy、Angry和Sad按钮。它们是否像预期的那样工作？如果没有，请仔细检查下面的代码：

第5部分：让它成为你自己的！

创建自己的分类。把Happy, Angry, Sad换成任何你想要的内容。你可以有多于或少于3个的分类。
尝试其他类型的数据，比如教室里宠物的类型(“猫”、“狗”、“蛇”、“其他”)?
将你的数据发送到在线电子表格(查看本系列的下一个教程来学习如何做到这一点)。
- 在线发送数据的理由：
  - 保护好数据，以防手机没电！
  - 对电子表格中的数据进行分析。
  - 通过应用程序或互联网链接与他人共享数据。
  - 随着时间的推移，有了足够的数据，你就可以创建一个预测模型来了解未来可能发生的事情！