必修1數據與計算—教育科學出版社PAGE2PAGE《4.2繪制向上的曲線—數值計算》教學設計一、教學目標(1)計算思維：能夠借助計算機程序解決數學方法描繪的數值計算問題。(2)信息意識：根據問題解決的需要，恰當選擇工具將數據圖形化表示。(3)數字化學習與創新：了解計算機繪圖的基本原理，掌握Python繪制函數圖像的基本方法。(4)信息社會責任：理解Python程序設計在實際問題解決中的優勢，樹立積極學習的意識。二、教學重難點重點：了解計算機繪圖的基本原理，掌握Python繪制函數圖像的基本方法。難點：能夠利用numpy和matplotlib兩個模塊繪制函數圖像。三、教學組織形式學案導學、講授法、任務驅動法、自主探究法、合作探究四、教學環境多媒體機房、多媒體教學廣播軟件、黑板五、教學過程教學環節教師活動學生活動設計意圖時間安排創設情境激發興趣導入課題，引用《荀子·勸學》和“勵志公式”，通過對計算結果設疑，提高學生對課題的興趣。觀看屏幕廣播，積極思考手工繪制函數圖像的方法？回顧數學知識，為使用計算機繪制函數圖像做知識鋪墊3’自主探究成果交流任務1：用電子表格繪制指數曲線引導學生思考學案中的3個問題。1.在輔助視頻的幫助下，自主完成任務1；2.思考學案上的問題。制造認知沖突，引出Python編程的優勢。7’合作探究任務2：用Python繪制指數曲線結合“知識鏈接”，引導學生完成2個活動，根據活動要求，點撥問題的重難點（科學計算庫和繪圖庫）。結合“知識鏈接”完成2個活動，思考Python繪制圖像的關鍵問題。分析編程繪制圖像的關鍵問題。20’分析問題：引導學生思考4個問題。分析編程繪圖的關鍵問題剖析關鍵函數用法。設計算法：引導學生與“描點法”關鍵3步相結合。點撥算法是程序設計的靈魂。找到解決問題的方法和步驟，思考計算機能識別的表示方式。理順解決問題的關鍵代碼。完善程序：巡視指導完善程序讓學生了解代碼的作用和如何運行調試運行：引導學生理清Python程序實現的關鍵代碼。深入積極查找程序中的錯誤，總結常見錯誤，并改正加深對計算機程序繪制圖像的認識展示成果找學生展示程序繪制指數函數的成果，強調Python的強大。體驗Python程序設計在實際問題解決中的優勢樹立積極學習編程的意識3’拓展延伸演示“繪制等高線圖”程序，指導學生完成“繪制函數圖像”活動。完善程序，舉一反三拓展視野提升能力5’總結升華計算機程序繪制函數圖像的方法。點撥描點法：numpy+matplotlib關鍵函數升華：數字勵志公式共勉，向上的曲線對我說…好好學習，天天向上。1.回顧計算機程序繪制函數圖像的原理與方法；2.樹立積極學習的意識加深對計算機編程解決問題的認識5’板書設計：繪制向上的曲線y=1.01x描點法（簡要畫圖）課后反思在教學中存在的各種問題，只有在不斷的講課與認真的反思總結中才能得到有效解決。本節課通過創設情境，由網上很火的“數字勵志公式”引入課題，但是在此沒有直接給出公式的結果，而是通過巧妙設疑，吸引學生的注意力，又因身處“讀圖時代”而提出“用圖說話”效果會更棒，從而過渡到用函數圖像來表達“數字勵志公式”的結果，接下來通過描點法，將手工繪制函數圖像、電子表格繪制函數圖像、Python繪制函數圖像串聯起來，最后提交作品的數量達到預期效果，數據圖形化表示是對所掌握知識的檢驗，而數值計算的結果卻是勵志教育的體現。學生體驗了利用數學知識建模解決求解“努力值”的實際問題。任務1用電子表格繪制指數曲線，我制作了微視頻，學生可以自主完成；任務2用Python程序繪制指數曲線需要借助科學計算庫和繪圖庫，我將繪圖原理與描點法關聯，強調算法在程序設計中的核心地位，精心設計任務二中兩個活動的名字：來自橫縱坐標的問候、美麗圖像畫出來，突破本節課重難點，以此來跟學生傳達我們只是用到了模塊的幾個函數，去實現描點法，通過演示“numpy+matplotlib繪制等高線”程序，呈現Python語言中庫的功能是很強大的，這也是Python的魅力。在教學中，我突出算法思想、簡化程序，讓學生理解Python在程序設計中的優勢，消除學生的畏難情緒，貫穿始終的勵志教育，沒有生硬說教，而是通過數據來說話，只是由每天提升1%改為2%，兩相對比明顯，雖然這里是忽略了很多現實因素，但是重在建模解決問題這種邏輯思維的培養，學生在學習的過程中提高了自學能力、動手能力分析問題和解決問題的能力。整節課主要通過教師引導學生思考和學生自主探究練習進行，而合作交流體現的不充分，可以適當刪減環節，設置小組討論交流的內容，發揮學生的能動性，體現以生為本的課堂理念；其次，在課堂語言的把控上，還可以再更富有感染力一點，這樣主題“繪制向上的曲線”會更加契合。課標分析高中信息技術新課程標準對于本節課相關內容的要求是：針對具體學習任務，體驗數字化學習過程，感受利用數字化工具和資源的優勢；了解數據可視化表達的基本方法，能夠利用軟件工具對數據進行計算與呈現。根據課標要求和學生實際情況，學科核心素養具體化為：(1)計算思維：能夠借助計算機程序解決數學方法描繪的數值計算問題。(2)信息意識：根據問題解決的需要，恰當選擇工具將數據圖形化表示。(3)數字化學習與創新：了解計算機繪圖的基本原理，掌握Python繪制函數圖像的基本方法。(4)信息社會責任：理解Python程序設計在實際問題解決中的優勢，樹立積極學習的意識。教材分析本節課內容出自教育科學出版社高中信息技術必修1《數據與計算》第4單元第2小節《數值計算》。人們對計算機的最初應用大多是數值計算，主要借助計算機運算速度快、精確度高的特點來解決各種數學問題。本節內容重在突出算法思想、簡化程序，讓學生理解Python在程序設計中的優勢，因教材上的例子更側重知識傳授，為此，我對教材進行了一定修改，引入“數字勵志公式”并將勵志教育貫穿始終，為學生明晰手工、電子表格、Python程序繪制函數圖像的方法均來自描點法，指出計算機只是更快、精確度更高，程序設計的靈魂是算法，而針對numpy和matplotlib模塊，更需指明它們很強大，本節課只是用到其中的幾個函數，從而消除學生的畏難情緒，最大程度激發學生的學習興趣。學情分析本節課的教學對象為高二年級學生，電子表格軟件和函數的相關內容他們都已經學過，進入高中后，他們對于Python程序設計也有一定認識，但是隨著課程內容難度的增加，學生出現了畏難情緒，為此，我在教學過程中突出算法思想、簡化程序，引入勵志教育主線，通過設計環環相扣的任務，讓學生理解Python在程序設計中的優勢，學會融合學科知識，激發學生的學習熱情。評測練習1.在numpy模塊，獲取橫坐標值的函數是（）。Arange()Barange()Cpower()2.程序加載numpy模塊（importnumpyasnp）后，獲取縱坐標值的函數是（）。Anp.power()Bpower()Cnumpy.power3.x在0到365之間，每隔0.01取一個點，arange()函數的參數個數A1B2C34.程序中，將點對連線的函數是什么？Aplt.plot()Bplt.show()效果分析授課前，教師對所教授內容精心準備了微視頻和電子學案，設計了環環相扣的任務，用勵志教育主題浸潤本節課，