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高中新课程新教材优质课评选
课时 第5 课时
子项目 成果报告可视化——软件系统测试
1. 子项目分析： 根据“ 乐学古诗词小助手 ”设计与开发的整体规划，该子项目是在整个单元项目的最后 一课时完成。围绕“ 乐学古诗词小助手之成果报告可视化 ”这一子项目主题，合理重构教材 内容，根据学生自己对“ 乐学古诗词小助手 ”这一半成品的体验，引导学生主动对自己测试 数据分析，从而掌握将数据图形化展示的方法，让他们学会根据数据需求选择合适的工具呈 现数据的图像分析，引领学生感受生活中数据的可视化呈现。 学生通过活动 1“学习python的绘图方法”，感受数据向图像转化的过程，引出学习古 诗词正确率趋势的分析；通过活动 2“绘制古诗词正确率率折线图”，理解数据向图像的转化； 最后利用活动3“软件分析”，回顾整个软件的制作过程，分析此软件的优缺点。从而将知识 构建、技能培养和思维发展融入解决问题和完成项目的过程中，促进信息技术核心素养的达 成，完成项目学习目标。
2.学情分析： 通过前面四个子项目的学习，学生已经对编程解决简单问题的过程较熟悉；本子项目主 要聚集于数值计算与解决问题之间的关系，进而达成对项目中产生的学习数据进行分析的目 标。也为第五单元“数据分析与人工智能”打下基础。
3.核心素养目标：
学科知识 会用数值计算解决问题。
问题解决 （1）如何实现python绘制图像？在具体项目实施中，应用解析法，及numpy、 matplotlib两个模块绘图。 （2）体会应用解析法解决问题的优势。
学科思维 （1）学会怎样实现数据的可视化表达？ （2）了解数值类算法在实际问题解决时的应用。
4.学习重点： （1）熟悉解析法,掌握 numpy、matplotlib 模块绘图的方法
5.学习难点： 能够利用python的数据可视化表达解决问题
6.学习支架 教学工具： 网络机房、云课堂电子教室、白板。 教学资源： Python3.7编程环境、课堂教学课件、项目活动手册、 自主学习资料。
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7.成果预期 （1）基本：①学生能够利用 numpy、matplotlib模块绘图。 ②理解解析法的思想，能写出求解问题的解析式并用程序实现。 （2）提高：①能理解生活中解析法的应用。 ②能感受python绘图的优势。 ③了解数值类算法在实际问题解决时的应用及常用方法。
8.课前准备 1.分发学习任务包。 2.辅导组长了解课时任务、分工以及如何使用项目活动手册。
9.教学过程
教学 环节 教师活动 学生活动
子项目 引入 请同学们打开上节课的作品，体验自 己的学习成果。 打开作品，体验软件的各项功 能。
设计意图：操作式引入，能迅速吸引学生的注意力。
子项目 确定 在学生操作过程中， 引导学生发现问题： 学习并测试完古诗词后怎么查看自己的正 确率的变化呢？ 那这节课我们就一起探究如何根据自 己的测试数据画出自己的学习成果图？从 而完成“ 乐学古诗词小助手 ”的成绩分析 模块。 思考问题，怎么通过自己上节 课的数据绘制“我的学习成果 ”图， 并在项目学习单中记下学习任务。
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设计意图：在学生体验自己的项目成果时，引导学生发现问题，提出问题，明 确本子项目的目标。
子项目 分析 完善这个模块需要解决以下问题： （1）怎么根据已有数据求正确率？ （2）编程怎么实现绘制图像？ 思考问题，分组查找相关资 源，自学解决问题的方法。
设计意图：分解项目，细化问题。
子项 目实 施 活动1： Pytho n绘图 初体 验 让学生打开自主学习手册， 自主和合作 学习，填写项目任务单， 并运行正弦函数.py 文件。 打开并运行程序，小组内讨论 并学习，填写项目学习任务单。
设计意图：培养学生团队合作和自学的能力，体验编程绘图的有趣和高效。
活动2： 学习成 果我来 画 完善程序的半成品。 根据上一活动的学习成果， 结 合本活动的需求完善程序，绘出 “我的学习效果”图。
设计意图：理解分析法的思想；掌握编程绘图的方法；通过小组协作，动手实践， 帮助学生进一步理解数值计算与问题解决之间的关系。
子项 目实 施 活动3： 项 目 回 顾攒经 验 引导学生回忆整个项目的完成过程， 扫描 上方二维码或打开链接 https://www./vm/ex84hwq.aspx， 填写问卷调查，填写此项目需要改进之 处。 思考并讨论；填写问卷调查
设计意图：帮助学生养成反思的好习惯，也有助于后期改进。
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子项目评价 引导学生展示作品和自己的问卷调查 内容。 填写评价量表，相互评价。 学生展示、交流、评价。
设计意图：体验自己学习数据的图形化转化和大项目完成的过程。
子项目总结 本节课，我们学会了数据的可视化表达， 本节课作为本单元的最后一节课， 本节课 的完成意味着整个“乐学古诗词小助手 ” 设计与开发的完成。大家在学习子项目一 “乐学诗词先规划--软件需求分析 ”时设 置的一些功能都能正常使用了。但是围绕 “ 乐学古诗词小助手 ”设计与开发展开的 单元学习， 我们最重要的收获是什么呢？ 带领同学们回顾整个项目的完成过程， 发 现此次项目的不足， 为下次的项目攒下经 验。 展示引言部分，叶尔肖夫说：人类必将生活 在一种程序设计的世界里。在这个世界里， 人类文化与程序设计不仅秉性存在， 而且会 相互联系，融合为一种全新的人类思想。 相信大家整个单元五节课的学习， 已经能够 从“计算、算法和程序 ”这一全新的视角看 待世界。 我们本单元的学习就到这里， 期待下一单 元再见。 学生交流，有利于后期改进。
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设计意图：引导学生养成反思的好习惯。
10.课后总结 本课是子项目5，也是“乐学古诗词小助手 ”设计与开发的最后一个子项目。课前， 教 师已经预设了本课的教学效果。学生能够利用numpy、matplotlib模块绘图， 能理解解析法 的思想，能写出求解问题的解析式并用程序实现。因此，在教学的过程中，采用引导学生 发现问题解决问题的方式，让学生根据老师提供的学习素材进行思考和动手操作，在解决 问题的过程中，完成子项目标。 活动1的开展，在整个项目中起着举足轻重的作用，活动1主要是让学生通过老师提供 的素材学习python绘图的方法，为“绘制学习成果图”做好准备工作。此环节有点不足， 提供的自主学习手册涉及一些专业名词，学生刚开始接触时，接受起来有点困难，所以再 下次的教学中，自主学习手册应设计的再简洁易懂些。 活动2的开展，是本项目的主体内容，通过活动1的展开，同学们已经掌握了python绘 图的方法， 以及numpy、matplotlib模块的使用方法， 此时， 大家可以通过团队协作的方式 绘制我的学习成果图。在代码填写的过程中，可以采用独立输入或队员读取，队长输入的 方式，多种方式并存。这样寄完成了项目的任务，也满足了学生自我发挥的需求，此环节 效果较好。 活动3的开展， 主要是对子项目5和整个大项目的回顾， 因为本课为“乐学古诗词小助手 ” 设计与开发的最后一个子项目，所以在最后时，以填写问卷调查的方式带领大家回顾整个 大项目。
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《“乐学古诗词小助手”设计与开发》第 5 课时自主学习手册
成果报告可视化--软件系统测试
1、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。通 过该模块中的 arange 函数可以创建一个等差数列。如在 0~2Π之间每隔 0.01 取个值， 则可以用 arange(0, 2*numpy.pi ,0.01)来表示， 其中 numpy.pi 表示π。下列代码可 以产生 sin(x)的若干个关键点。
2、Numpy 应用—创建三角函数图像
import numpy as np ＃加载 numpy 模块并取一个简
洁的别名为 np，便于后续引用
x=np.arange(0,2*np.pi,0.01) #调 用 numpy 模块 的 arange 函
数 ， x 在 0 到 2Л :之 间，
每隔 0.01 取一个点,其参数 开始参数
0，结束参数为 2*np.pi，间隔参数 0.01
y=np.sin(x)
# 通过解析式计算列表 x 对
应的列表 y 的值
3、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。
matplotlib 的绘图原理很简单，利用 plot 画线函数就可以在直角平面内轻松地将(x, y)坐标点对连接成平滑曲线。例如：在上述代码的适当位置增加下列语句，就可以将刚 才生产的关键点连接起来。
import matplotlib.pyplot as plt ＃加载 matplotlib.pyplot
并取别名为 plt
plt.plot(x,y)
# 绘制 图像 ，plot()函数将
点对连线
plt.show()
# show()函数将绘制 的 图像
窗口显示出来
3、解析法
数学中用解析式表示函数或任意数学对象的方法叫解析法。
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