基本信息
文件名称:《Python语言程序设计》教案-项目4 函数的应用——模拟探月工程.doc
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总页数:5 页
更新时间:2025-07-01
总字数:约2.45千字
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