2.4可以复用的代码课时教学设计 2023—2024学年教科版（2019）高中信息技术必修1

课时教学设计 二 次 备 课 课题 2.4可以复用的代码 1.教学内容分析 数值计算作为计算数学的主要部分和关键环节，研究求解数学模型的理论及其算法和软件实现。算法针对实际问题求得符合精度的近似解，并对算法的收敛性、稳定性和误差进行分析、计算。数值计算方法的内容十分丰富，它在科学技术中正发挥着越来越多的作用，许多计算领域的问题，如计算物理、计算化学、计算经济学等都可归结为数值计算问题。 在教学过程中,引导学生学习数值计算方法内容的同时,训练和提升自己的计算思维能力,重视并积极探索如何通过程序来解决实际问题，并将其引入到教学内容中,推荐采用理论求解与计算机模拟相融合的教学模式。 任务一绘制数学函数曲线，通过不同的方式绘制三角函数。培养学生的信息意识，能针对实际问题选择合适的软件和方法；同时借助Python的科学计算模块和绘图库，突出算法思想、简化程序，同时让同学理解Python在程序设计中的优势，消除学生的畏难情绪，激发学习的热情。 任务二是求解斐波那契数列。对于数列本身学生可以很轻松地求解，教师应该把重点落在递推式的分析及迭代实现上，便于学生举一反三，从一个问题入手学会一类问题的解决方法。在编程技能方面，要关注函数的定义及调用方式。 2. 学情分析 1、高二学生的感知力和观察能力明显提高，在先前的学习中，已经学习了顺序结构、分支结构和循环结构，对编程有了一定的了解，但是编程思维处于萌芽阶段，相关概念较为混乱，操作能力有限，编程的基础较为薄弱。 2、本节课通过程序的演示，让学生领悟算法的作用。算法教学有利于培养学生的逻辑思维能力，有利于学生在遇到问题时，可以利用计算思维来解决问题，为学生未来的学习特别是信息技术方面的学习提供支持。 3. 目标确定 1.感受数据的图形化表示。 2.设计解析式或迭代方程，进行数值计算，解决问题。 3.了解数值类算法在实际问题解决时的应用及常用方法。 4.学习重点难点 学习重点：数据的图形化表示。 学习难点：设计解析式或迭代方程，进行数值计算，解决问题。数值类算法在实际问题解决时的应用及常用方法。 任务一：绘制数学函数曲线 教师活动 活动1（用WPS表格绘制正弦曲线）利用描点法画函数曲线。以30度为间隔，绘制0-360度之间的正弦函数图像。需要先完成WPS表格数据的计算。 画图步骤 填表之后，选择相应数据，建立折线图绘制函数图像。 提问：图像缺点是什么？ 学生：图像的关键点太少，精度不够，图像不光滑。要提高精度，每隔1度画1个点需要300多行。 学生活动 认真思考、回答问题 设计意图从wps表格绘图，感受数据的图形化表示 环节二：利用Python绘制正弦曲线 教师活动 活动2（用Python绘制正弦曲线）借助计算机程序描点，可以达到快速且精确度高的效果。 分析:用python绘制函数曲线用到了numpy模块和matplotlib模块。 numpy模块 numpy是一个科学计算包，其中包含很多数学函数，如三角函数、矩阵计算方法等。通过arrange函数可以创建一个等差数列。例如：arange(0,2*numpy.pi,0.01)表示在0-2pi之间每隔0.01取个值。Sin(x)生成函数值。 matplotlib模块 matplotlib模块是python中最出色的绘图库。调用matplotlib.plot函数时，坐标系可以根据数值范围自动生成。show()函数将绘制的图像窗口显示出来。 教师对两个模块进行介绍 学生活动 认真思考，理解 思考交流 设计意图：通过问题的追问，引导学生思考，由浅入深，找出问题解决的关键点强化学生对算法思想的领会。 环节三：自顶向下，逐步细化 教师活动 1.细化问题 如何计算一个自然数需要多少根火柴棒？ 2.分析问题 以“14 需要多少根火柴棒？”为例，学生讨论如何计算需要的火柴棒数目 3. 设计算法 在师生讨论的基础上，画出流程图 学生活动 学生小组讨论 设计意图 ：逐步细化问题通过一个具体的实例分析，由特殊到一般，培养学生发现、抽象、总结的能力，感受算法研究的价值 环节四：编写代码，调试运行 教师活动 1. 编写代码 教师带领学生结合流程图写出程序代码 2. 验证结果： 学生输入测试数据：0，50，100 观察程序运行结果：6，11，14 学生活动 思考实践 编写程序 实践检测发现漏洞 修改程序反复检测直 至 结 果正确 学生活动 设计意图：让学生通过运用算术运算符的多种组合运算，从而实现算法，培养学生的逻辑思维与计算思维。通过检测发现问题， 不断细化，直至问题解决，在反复的验证过程中培养学生科学严谨的态度 环节五：用函数解决问题 教师活动 1. 认识函数 函数（function）是可重复使用