4.2 数值计算（第一课时）课件-2025-2026学年教科版高中信息技术必修一

该高中信息技术课件聚焦数值计算与数据可视化，通过“数学公式-表格工具-Python编程”的递进设计，先以WPS表格计算函数数据并绘制折线图，再过渡到Python用numpy模块生成数据、matplotlib模块绘制曲线，构建从基础操作到编程实践的学习支架。 其亮点在于融合计算思维与数字化学习创新，通过对比表格与编程两种可视化方法，引导学生抽象函数问题为数据模型，设计算法实现图像绘制。当堂小测要求独立绘制二次函数图像，促进知识迁移，学生在实践中提升数字化工具运用能力，教师可借助任务链高效开展教学。

4.2 数值计算 第 4 单元 计算与问题解决 泸科版高中《信息技术》 制作人：陆兴涛（博雅高级中学） ★ 认识数学公式与程序设计之间的密切联系。 ★ 感受数据的图形化表示。 ★ 能够利用Python绘制简单图形。 ★ 认识到数据可视化分析在日常生活中的重要作用。 学习目标 知识 回顾 模块（库）引入 import 模块名 模块（库）功能的调用 模块名.函数（） 知识 回顾 4 数学问题 函数的计算 方程的求解 数列求和 计算机的最初应用大多是数值计算。 本节我们将围绕“与数学公式面对面”项目探讨数学公式与程序设计的有趣结合。 任务一 绘制数学函数曲线 ※ 活动1 用WPS表格绘制正弦曲线 上机操作1 在WPS中完成下列表格数据的计算。请填写表4.2.1函数计算。选择相应的数据，建立折线图图表（图4.2.1 WPS绘制的函数图像）。 =-B2 =SIN(PI()*2*A2/180)/2 =SIN(PI()*A3/180) =-B3 =SIN(PI()*2*A3/180)/2 =SIN(PI()*A4/180) =-B4 =SIN(PI()*2*A4/180)/2 . . . . . . . . . =SIN(PI()*A14/180) =-B14 =SIN(PI()*2*A14/180)/2 π 弧度=角度×​ ※ 活动2 利用Python绘制正弦曲线 numpy模块简介 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。 as:取别名。使代码更简洁，更具有识读性。 arange(起始值,结束值,步长) matplotlib模块简介 matplotlib模块是Python中最出色的绘图库，功能很完善。调用matplotlib.pyplot时，坐标系可以根据数值范围自动生成。 (x1,y1) (x0,y0) (x2,y2) 上机操作2 #加载numpy模块并取名为np import matplotlib.pyplot as plt #加载matplotlib.pyplot并取名为plt #x在0到2π之间，每隔0.01取一个点 #求sin(x)对应的y1值 y2=np.sin(-x) #求sin(-x)对应的y2值 #求sin(2x)/2对应的y3值 plt.plot(x,y1) #绘制sin(x)图像 #绘制sin(-x)图像 #绘制sin(2*x)/2图像 plt.title('sin(x)') #设置图像标题 plt.xlabel('X') #设置X轴标题 plt.ylabel('Y') #设置Y轴标题 plt.show() #将绘制的函数图像窗口显示出来 补充并运行python绘图代码程序，对比在活动1中生成的图像。 import numpy as np x=np.arange(0,2*np.pi,0.01) y1=np.sin(x) y3=np.sin(2*x)/2 plt.plot(x,y2) plt.plot(x,y3) 总 结 拓展训练 1.尝试利用python的numpy和matplotlib模块绘制其它类型的图形，如下： 当堂小测 思考：使用Python绘制函数 y=−2x+1 的图像 import numpy as np #加载numpy模块并取名为np import matplotlib.pyplot as plt #加载matplotlib.pyplot并取名为plt #求X值 #求y值 plt.plot(x,y) #绘制y = x^2 - 2x + 1图像 plt.title('y = x^2 - 2x + 1') #设置图像标题 plt.xlabel('X') #设置X轴标题 plt.ylabel('Y') #设置Y轴标题 plt.show() #将绘制的函数图像窗口显示出来 谢谢观看 高中信息技术《数据与计算》科教版 制作人：陆兴涛 $