广东高等教育版信息技术八年级下第二单元第2课教学设计 课题 第2课 绘制函数图像 单元 第二单元 学科 信息技术 年级 八年级 学习 目标 掌握安装扩展库的方法。 理解扩展库matplotlib和numpy中相关函数的作用。 会用pyplot模块中的函数绘制图像。 能根据应用需要构建函数关系式并编程画出函数图像。 重点 理解扩展库matplotlib和numpy中相关函数的作用。 难点 能根据应用需要构建函数关系式并编程画出函数图像。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 函数图像能直观和形象地反映函数中的变量关系。利用图像，有助于把握和研究对象的整体特征及发展趋势，更好的进行数据分析，探究对象的变化规律。 Python是绘制函数图像的好工具，我们来绘制猫追老鼠的运动函数图像吧! 交流： 观察并分析图2-2-1的函数图像，讨论一下问题： 猫用了__5__ 秒追上老鼠，此刻猫跑了__50__ 米，老鼠跑了__40__ 米。 在数学中绘制函数图像有哪些基本步骤？ 了解python绘制函数图像的工具。 通过绘制猫追老鼠的运动图像来了解库。 讲授新课 分析问题 本课的任务是绘制猫和老鼠运动的函数图像。从图2-2-1可知，猫和老鼠都做匀速直线运动，而运动时间t相对路程s的函数是一次函数。已知猫和老鼠的起点相距10米，运动速度分别为10米/秒和8米/秒，设奔跑时间为t、猫的路程s1、老鼠的路程为s2，则猫的函数表达式为s1=10*t，老鼠的运动函数表达式为s2=10+8*t。 程序要解决的关键问题： 一、是如何确定坐标的各项设置； 二、是如何根据确定的自变量取值范围及描点数生成函数图像。 要解决这两个问题，在程序中需要利用一下两个库： （1）利用matplotlib库中的pyplot模块来绘制坐标系和函数图像。 （2）利用numpy库中的linspace函数生成自变量的一系列取值，作为描点的横坐标，由此才能根据函数表达式确定纵坐标的值。模块来绘制坐标系和函数图。 学习新知 matplotlib库 matplotlib是Python的一个会图库，我们可以用它来生成折线图、直线图、柱状图、散点图等各种函数图像。 安装matplotlib库 在系统盘（如C盘）上搜索外部命令文件“pip.exe”，并按图2-2-2所示的方法复制该文件路径。 （2）按“Win+R”组合键打开“运行”窗口，输入“cmd”进入如图2-2-3所示的DOS方式窗口。 （3）按如图2-2-4所示的方法，使用“cd”命令进入pip.exe文件所在的文件夹。 （4）按如图2-2-5所示，输入“pip install matplotlib”完成matplotlib库的安装。 2、pyplot模块 实践： 运行程序coordinate.py，体会表2-2-1中相关函数的功能。 （二）numpy库 numpy库也是Python的扩展库，主要用于科学计算和数据分析。在DOS方式下安装numpy库的命令为： 在Python中导入numpy库的命令如下： import numpy 导入numpy库后，便可使用其中的linspace（）函数来生成指定区间内的等差数列，例如： t=linspace(-1,1,21) 实践： （1）在DOS方式下完成numpy库的安装。 （2）在IDLE交互模式下输入以下命令，体验理解linspace（）函数 设计算法 根据前面的分析，绘制猫和老鼠运动函数图像的算法思路如下： 1、导入matplotlib库中的pyplot模块和numpy库 2、设置要使用的中文字体 3、设置函数图像的标题、横轴、纵轴的名称 4、设定坐标系需要显示网络线 5、确定绘图描点坐标（时间t）的一系列取值，并设置路程s（纵坐标）与t的函数关系式 6、生成猫和老鼠的运动函数图像 7、添加图例并显示出猫和老鼠的运动函数图像 四、编写程序 根据算法设计，绘制猫和老鼠运动函数图像的程序代码如下： 探究： 1、运行程序draw.py，感受编程绘制图像的优越性。 2、修改程序，要求从键盘输入猫和老鼠的速度，画出猫和老鼠运动的函数图像，然后分析图像看看猫追上老鼠需要多长时间 实践与创作： 古希 ... ...
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