****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
项目四：函数的应用——模拟探月工程
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培养模块化工程思维（航天系统工程理念）；
②强化代码复用意识，理解协同开发对国家重大科技工程的意义；
③树立自主创新信念，通过探月案例增强科技报国使命感。
知识目标：
①掌握函数的定义、调用与返回值机制；
②理解4种变量作用域（局部/嵌套/全局/内置）；
③精通5类参数传递（必需/默认/关键字/可变长度）；
④掌握模块与包的创建导入方法；
⑤理解递归与匿名函数的应用场景。
能力目标：
①设计探月工程模拟函数（轨道计算、着陆控制）；
②构建模块化探月系统（分离燃料计算、通信控制等模块）；
③通过包组织复杂工程代码。
教学内容
1.函数基础
-内置函数与自定义函数、参数传递、返回值
2.变量作用域
-4种作用域、global/nonlocal关键字
3.模块与包
-模块创建导入、包结构设计
4.高阶函数
-递归函数、匿名函数
重点难点
重点：三内置函数与自定义函数、参数传递、返回值
难点：递归函数、匿名函数
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.创建着陆控制包：含thrust_calculation.py（默认参数计算推力）、terrain_analysis.py（返回坡度/硬度元组）；
2.编写递归函数：模拟火箭分级分离（n级时返回分离时间序列）。
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教学过程及内容
一、导入新课【约10分钟】
（1）工程场景切入：
探月工程涉及轨道计算、着陆控制、数据传输等复杂子系统，需通过函数实现模块化开发。Python函数如同航天器组件——内置函数是标准部件，自定义函数是专用设备。
（2）核心问题链：
提问①：如何用函数模拟多级火箭分离？（引出函数嵌套调用）
提问②：当着陆器遭遇突发地形时，如何通过参数传递实时调整策略？（引出关键字/可变参数）
（3）科技价值关联：
探月工程要求代码健壮性（非法输入合理处理）、高效性（内置函数执行效率高于标准库），呼应行业企业标准。
二、新知识点、技能点讲解【约70分钟】
新课讲解1：Python函数基础【约30分钟】
（1）内置函数特性：
内置函数随解释器启动生效（如input()/print()），是Python核心组件。其设计原则：仅将高频或语言紧密绑定的函数内置化，避免解释器臃肿。
（2）自定义函数机制：
定义语法：def函数名(参数):+缩进函数体。与C语言不同，Python无需声明返回值/参数类型。
（3）参数传递精要：
①必需参数：按位置顺序传递（如calc_trajectory(100,50)）；
②默认参数：简化调用（如set_thrust(power=100,backup=True)）；
③关键字参数：按名称指定（adjust_altitude(velocity=2000,angle=45)）；
④可变长度参数：
（4）返回值机制：
return语句向主调函数输出数据。无return时自动返回None。多返回值实质是元组，如轨道坐标：returnx,y,z。
新课讲解2：变量作用域【约15分钟】
（1）四种作用域：
①局部作用域：函数内部变量；
②嵌套作用域：外层函数变量；
③全局作用域：模块级变量；
④内置作用域：Python预定义。
（2）作用域管理：
①global声明修改全局变量
②nonlocal修改嵌套作用域变量
新课讲解3：自定义模块与包【约25分钟】
（1）模块化优势：
①隐藏实现细节，聚焦高层逻辑；
②代码复用（如多探月任务共享轨道计算模块）；
③促进团队协作。
（2）模块操作
（3）包组织结构：
包是分层次的文件目录：
①创建包目录（如/moon_mission）；
②添加__init__.py文件（可为空）；
③嵌套子包（如