基本信息
文件名称:《Python语言程序设计》教案-项目6 面向对象编程——生态保护模拟系统开发.doc
文件大小:50.5 KB
总页数:5 页
更新时间:2025-07-01
总字数:约2.43千字
文档摘要

****大学

《Python语言程序设计》教案

20-20学年第学期

课程名称:Python语言程序设计

授课教师:

职称:

开课部门:

20**年*月*日

****大学

《Python语言程序设计》教案

授课教师

班级

学时

授课日期

教学任务

项目六:面向对象编程——生态保护模拟系统开发

授课方式

□理论讲授

R理实一体

授课地点

□多媒体教室

R实训室

主要参考资料

教材、Python官方文档、网络技术社区等

教学目标

素质目标:

①培养系统化工程思维(生态系统的模块化建模);

②理解面向对象设计对复杂系统开发的优越性;

③树立绿水青山理念,通过塞罕坝案例强化生态保护责任感。

知识目标:

①掌握类与对象的定义及关系;

②区分实例属性与类属性的作用域;

③理解继承与多态的实现机制;

④掌握Python特有的动态成员机制。

能力目标:

①设计生态实体类;

②通过继承构建多层次生态模型;

③利用多态实现统一环境响应接口。

教学内容

1.面向对象核心思想

-与面向过程对比、类与对象关系

2.属性与方法

-实例/类属性、构造/析构函数、公有/私有方法

3.继承与多态

-单/多重继承、super()机制、运行时多态

4.生态建模实践

-塞罕坝林场系统模拟

重点难点

重点:子类复用父类逻辑、self关键字绑定实例、类映射现实实体

难点:多重继承的调用顺序控制、对象实例化的内存机制

教学方法

启发式教学法、分组讨论法、演示法、案例讨论法

素材资源

R文本素材□实物展示RPPT幻灯片

□音频素材R视频素材R动画素材

□图形/图像素材R网络资源□其他

课后作业

1.设计WildAnimal类:含私有属性__migration_route,公有方法update_route();

2.创建Bird(WildAnimal)子类:重写迁徙方法,模拟候鸟对气温变化的响应。

PAGE

PAGE3

教学过程及内容

一、导入新课【约10分钟】

(1)生态工程切入:

塞罕坝林场从荒漠变绿洲的奇迹,需模拟植物生长、动物迁徙等动态交互。面向过程编程以函数为中心分割功能,但难以描述实体间复杂关系;面向对象将数据与操作封装为对象,更贴合生态系统整体性。

(2)范式对比提问:

提问:若新增濒危物种保护模块,面向过程需重构所有函数,面向对象只需扩展子类——为何后者更优?引导学生思考OOP的可扩展性优势。

(3)技术价值关联:

OOP的封装性保障生态数据安全(如私有属性防护敏感数据),多态性统一处理不同物种对环境变化的响应,呼应可持续发展理念。

二、新知识点、技能点讲解【约70分钟】

新课讲解1:面向对象核心思想【约20分钟】

(1)范式演进:

①面向过程:按功能拆解子函数(程序=数据结构+算法),数据与操作分离导致维护困难;

②面向对象:自下而上整合数据与操作为对象,提升复用性。

(2)类与对象关系:

①类:抽象模板;

②对象:类的具体实例;

③内存机制:isinstance()验证对象归属。

(3)Python特性:

Python中万物皆对象(如函数/模块均为对象),支持更灵活的建模。

新课讲解2:属性与方法【约25分钟】

(1)属性分类:

①实例属性:通过__init__()初始化(如self.age=0),前缀self绑定具体对象;

②类属性:类内直接定义(如MAX_AGE=100),被所有实例共享。

(2)方法控制:

①公有方法:对象直接调用;

②私有方法:双下划线开头,仅内部调用;

③动态特性:运行时添加属性。

(3)生命周期函数:

①__init__()构造对象;

②__del__()析构释放资源。

新课讲解3:继承与多态【约25分钟】

(1)继承机制:

①单继承:子类复用父类属性和方法;

②多重继承:逗号分隔多父类,需用super()统一调用父类方法避免冲突。

(2)多态实现:

Python支持运行时多态:同一方法名因对象类型产生不同行为(如react_to_climate()在松树类返回‘针叶减少蒸腾’,在阔叶树类返回‘落叶减少水分流失’)。

(3)接口统一性:

多态允许遍历生态系统列表调用统一接口:

forentityinecosystem:entity.react_to_drought()。

新课讲解4:生态建模实践【约10分钟】

(1)类设计示例:

①Tree基类:含生长率、树高等属性,grow()方法;