****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
项目三:流程控制结构应用——智能导盲犬功能开发
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培养系统性算法设计思维;
②强化工程伦理意识(科技助残的精准性与安全性);
③树立技术向善价值观,理解智能设备对社会弱势群体的赋能意义。
知识目标:
①掌握算法的5大特征(有穷性、确定性、可行性、输入/输出);
②理解程序流程图的3种基本结构(顺序、分支、循环);
③精通分支结构(if/elif/else)与循环结构(for/while)的语法机制;
④掌握跳转语句(break/continue/pass)的应用场景。
能力目标:
①设计智能导盲犬避障算法流程图;
②用分支结构实现三态反馈(左转/右转/停止);
③用循环嵌套完成多轮功能测试。
教学内容
1.算法与流程图
-算法特征、传统/N-S流程图
2.分支结构
-if/elif/else语句、嵌套分支
3.循环结构
-while/for循环、range()函数
4.跳转与嵌套
-break/continue/pass、循环嵌套
重点难点
重点:三种基本结构(顺序/分支/循环)的图形表示、多条件避障决策逻辑、循环条件设置与遍历机制、break在紧急停止中的作用
难点:算法健壮性在避障场景中的实现、嵌套if在复杂地形判断中的应用、循环终止条件避免无限循环、多层循环测试用例设计
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.绘制导盲犬遇U型弯的N-S流程图(要求含嵌套分支);
2.编写循环测试代码:模拟10次障碍序列(用for+range),当连续3次误判时break退出。
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教学过程及内容
一、导入新课【约10分钟】
(1)场景驱动:
智能导盲犬通过感知障碍物距离给出三种反馈状态:左转、右转或停止。在Python中,分支结构实现避障决策,循环结构完成功能测试。
(2)问题聚焦:
提问:若遇到T型路口,如何通过嵌套分支实现多级避障策略?引导学生思考复杂场景的算法设计。
(3)价值关联:
强调技术的社会意义:算法确定性关乎视障者安全,需满足健壮性四大层次(合法输入合规输出、非法输入合理处理)。
二、新知识点、技能点讲解【约70分钟】
新课讲解1:算法与程序流程图【约20分钟】
(1)算法定义:
算法是解决问题的确切完整描述,具有五大特征:
①有穷性(有限步骤终止);
②确定性(步骤定义明确);
③可行性(可分解为基本操作);
④零/多输入;⑤一/多输出。
(2)算法优劣标准:
优秀算法需满足:
①确定性(合法输入合规输出,非法输入合理说明);
②可读性;
③健壮性;
④高效率低存储。导盲犬避障算法必须通过刁难测试。
(3)流程图类型:
传统流程图用图形表示算法,含三种基本结构:顺序结构(自上而下执行)、分支结构(条件判断选择路径)、循环结构(当型/直到型重复执行)。结构流程图(N-S图)将算法封装在矩形框内。
新课讲解2:分支结构【约25分钟】
(1)单分支结构:
if语句实现单分支:if判断条件:后跟缩进语句块。条件为True时执行语句块,为False则跳过。
(2)双分支结构:
if...else处理双路径:条件为True执行if块,为False执行else块。示例:ifdistance1.0:stop()else:move_forward()。
(3)多分支结构:
if...elif...else实现多路决策:依次判断条件,首个满足条件者执行对应块。导盲犬三态反馈:ifleft_obstacle:turn_right()elifright_obstacle:turn_left()else:keep_forward()。
(4)嵌套分支:
if中嵌套if处理复杂条件:例如先判断障碍距离,再判断障碍类型(静态/动态)。
新课讲解3:循环结构【