Построение графика функции в среде Lazarus

Разделы: Информатика

Раздел программы: Программирование (по модели 2ч. в неделю  номер урока – 80-81).

Предмет: Информатика.

Класс: 10 (физмат. профиль)

Методическая информация

Тип урока: комбинированный – изучение нового материала, закрепление, выполнение практической работы.

Цели и задачи урока:

  • Образовательные: познакомить с готовыми решениями для построения графиков и диаграмм в среде Lazarus, научить выбирать подходящий тип и задавать его параметры;
  • Развивающие: развивать познавательные, интеллектуальные и творческие способности учащихся;
  • Воспитательные: воспитывать информационную культуру учащихся, самостоятельность, внимательность, дисциплинированность.

Время реализации урока: 2 х 45мин

Предполагаемый результат урока: приобретение знаний, умений и навыков по созданию приложения, строящего график функции.

Продукт урока: готовое приложение.

Оборудование: ПК, интерактивная доска, проектор.

Дидактическое обеспечение урока: видеоматериал (объяснение темы), работы старшеклассников (мотивация учащихся), задание для практической работы.

Основные понятия:

  • Среда системы программирования Lazarus;
  • Проект. Форма;
  • Элементы управления. Свойства. События.
  • Методы – процедуры обработки событий.
  • Координатные оси (Axis).
  • График (Chart) .
  • Графики (Series).
  • Обозначения (Legend).

Особенности изложения содержания урока:

Это четвертый урок, когда ученики работают с системой программирования Lazarus.

Урок проводится на основании знаний, полученных на предыдущих уроках по модулю «Система программирования Lazarus» (Глава 2) [2] и материала для углубленного изучения курса [3].

Ход урока

1. Организационный момент.

Приветствие и проверка готовности учащихся к уроку.

2. Мотивация учащихся.

На предыдущих занятиях мы с вами научились создавать оконные приложения для решения различных задач. Многие задачи требуют визуализации полученных числовых результатов.

Давайте посмотрим, как можно визуализировать функциональную зависимость, построить график функции средствами среды разработки Lazarus. Показываю готовый проект построения графика квадратичной функции. Этим примером необходимо добиться того, чтобы материал «захватил» учеников с одной стороны, а с другой, они должны четко понять, что от них требуется к концу урока.

Далее урок ведется с использованием приложенных презентации (Приложение1) и  видеоматериала (Приложение2), учитель рассказывает, по необходимости останавливает показ, обращая внимание учеников на основные понятия (приведенные выше), ученики самостоятельно составляют конспект.

3. Изучение возможностей среды разработки Lazarus по построению графика функции.

Для добавления графика на форму, необходимо воспользоваться элементом TСhart.

Приложение1 (Слайд5)

После добавления графика на форму в окне Инспектор объектов появится Chart1 – график и AxisList – координатные оси.

На вкладке Свойства объекта Chart1 можно задать параметры графиков:

  •  разрешить/блокировать масштабирование,
  •  задать параметры отображения легенды.

Рассмотри некоторые свойства объектов типа Tchart:

1) Масштабирование (AllowZoom):

Разрешить/запретить применение встроенной функции масштабирования можно с помощью свойства AllowZoom.

Чтобы увеличить масштаб, нужно растянуть левой кнопкой мыши прямоугольник от левого верхнего угла к правому нижнему.

Приложение1 (Слайд7)

Чтобы вернуться к исходному виду, достаточно растянуть любой другой прямоугольник.

2) Пропорциональность (Proportional):

Свойство пропорциональности применимо к графику TChart, если Proportional = true.

Данное свойство означает, что длина единичного отрезка по оси X и по оси Y одинакова.

Приложение1 (Слайд9)

3) Условные обозначения (Legend):

Приложение1 (Слайд11)

Построение графиков

Задавать свойства объектов можно 2 способами:

Приложение1 (Слайд 12)

Самое важное при построении графиков – отображение численных данных на координатной плоскости. Для этого необходимо задаватьпары чисел (x,y).

Среди всего многообразия диаграмм и графиков рассмотрим 2 разновидности графиков.

В зависимости от типа графика точки (x,y)

  • соединяются прямой линией – TLineSeries;
  •  отмечаются кругом с радиусом R – TBubbleSeries.

Рассмотрим использование каждого типа на примере.

Приложение1 (Слайд5)

Приложение1 (Слайд14, Слайд15)

4. Создание проекта. Построение графика функции.

Создадим приложение, выполняющее построение графика квадратичной функции вида: f(x)=Ах2+Вх+С

Коэффициенты параболы вводятся с клавиатуры. Если коэффициенты равны нулю, то выдается сообщение об ошибке. Интервал, на котором строится график, выбирается симметрично относительно вершины параболы.

Итак, давайте сформулируем основные этапы разработки вашего проекта. Ученики отвечают, учитель фиксирует ответы на доске. В результате получаем план практической работы:

  1. Разработать макет графического интерфейса проекта – установить на форму необходимые компоненты.
  2. Установить значения свойств объектов графического интерфейса с помощью окна Инспектор объектов.
  3. Определить перечень событий для компонентов и реализовать программный код обработчиков событий.
  4. Сохранить проект.
  5. Запустить проект на выполнение, протестировать его.

5. Практическая работа.

На основе вышеизложенного материала создать приложение, выполняющее построение графика квадратичной функции вида: f(x)=Ах2+Вх+С
Текст программы снабжен подробными комментариями. Постарайтесь внимательно его изучить и понять смысл программы! (Приложение3)

Дополнительные задания:

Задача №1 Приложение1 (слайд16)
Построить график функции   на промежутке .

Параметры A, B вводятся с клавиатуры.

Отметить точки, в которых график пересекает ось абсцисс.

Задача №2 Приложение1 (слайд16)

Построить график функции   при  .

Параметры A, B вводятся с клавиатуры.

Отметить точки, в которых график пересекает ось абсцисс.

Задача №3 Приложение1 (слайд17)

Тело брошено под углом a к горизонту со скорость V0 из точки (x0, y0).

Начальные данные задаются с клавиатуры. Необходимо построить график, отображающий траекторию движения тела, где по осям X и Y будут соответствующие координаты. Отметить точки начала и конца перемещения тела, а также точку наивысшего положения разными цветами.

Для помощи в создании приложения ученик может самостоятельно за своим рабочим местом просмотреть фрагменты видеоматериала (Приложение2) еще раз.

Предполагаемый результат занятия представлен в Приложении4.

6. Домашнее задание

Как показывает практика, большинство учеников успевает сделать приложение, выполняющее построение графика квадратичной функции вида: f(x)=Ах2+Вх+С т на уроке, поэтому дома им можно предложить доделать проект, включая и дополнительные задания.

7. Итоги урока

Выделить тех учеников, кто выполнил все задания, особенно подчеркнуть то, что у всех есть возможность дома доработать проект; при выходе из кабинета попросить ребят оставить на партах одну из трех заготовленных ранее карточек:

  • красная – урок был трудным, у меня мало что получилось;
  • желтая – урок был в целом понятен, но дома мне предстоит потрудиться, чтобы доделать работу;
  • зеленая – урок был понятным и интересным, я почти все сделал в классе.

Список учебной и дополнительной литературы.

  1. И.Г.Семакин. Информатика и ИКТ: учебник для 10 класса. Москва, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010
  2. И.Г.Семакин. Информатика и ИКТ: учебник для 11 класса. Москва, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012
  3. К.Т.Мансуров. Основы программирования в среде Lazarus. Электронная книга, 2010