Python程序设计项目化教程 项目6 乌龟吃鱼游戏-面向对象-教学设计

《Python语言程序设计》教学设计项目6乌龟吃鱼游戏—面向对象项目名称项目6乌龟吃鱼游戏—面向对象计划学时6课时项目简介模拟乌龟吃鱼游戏，游戏规则：水池中有一只乌龟和若干条鱼，乌龟和鱼在水池中游动，如果乌龟遇到鱼则把鱼吃掉，生命值增加，乌龟游动消耗体力。如果池中所有的鱼都被吃掉或者乌龟体力耗尽游戏结束。教学目标及基本要求知识目标：掌握类/对象定义、封装/继承特性、类/实例变量技能目标：能设计OOP游戏系统，实现生物交互逻辑素养目标：通过生态模拟培养系统思维，强化封装保护意识任务分解本项目主要包含4个任务：聪明的小狗、莫问年龄和存款、生物进化、爱心募捐思政融入每只导盲犬都是独特的对象——如同面向对象编程，个体封装特定能力服务社会教学重点理解类和对象的概念，构造方法和析构方法的使用，继承教学难点在子类中调用父类的方法和属性教学方式教学采用教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解教学过程第一单元（导入、任务1类和对象）一、创设情境，项目导入（0.5学时）1.情景导入生物实验室实景：播放犬类行为研究视频（导盲犬工作场景）2.思政融入为什么导盲犬需要严格训练？——封装特定技能体现程序与社会的责任意识二、具体内容核心知识突破（25分钟）类与对象对比演示#类定义：犬类的抽象模板classDog:def__init__(self,breed,name,age):#实例变量：每只狗独有的属性self.breed=breed=nameself.age=age#方法：对象的行为能力defguard(self):print(f"{}正在警戒！")#对象实例化guide_dog=Dog("金毛","平安",3)pet_dog=Dog("泰迪","球球",2)关键强调-self的本质：对象自身标识（类比身份证）-方法调用原理：guide_dog.guard()等价于Dog.guard(guide_dog)三、课堂练习与讨论1.随堂练习布置随堂练习，检测学生的掌握程度，并对学生出现的问题进行解决。课堂作业添加bark()方法实现品种差异化叫声（金毛吠叫vs泰迪呜咽）实现work()方法（导盲犬导航vs宠物犬撒娇）3.思政讨论为什么导盲犬需要严格训练？—封装特定技能体现程序与社会的责任意识四、归纳总结，布置课后作业（1）回顾上课前的学习目标，对本节课知识点进行总结。教师带领学生总结本节课需要掌握的知识。（2）布置课后作业，检查学生掌握情况。通过中国大学慕课MOOC，布置学习任务，发起主题讨论，布置课后理论及上机操作作业。第二单元（任务2莫问年龄和存款—私有成员）一、具体内容任务2莫问年龄和存款—私有成员问题场景：如何防止游戏角色生命值被恶意修改？解决方案引入私有成员classTurtle:def__init__(self):self.__health=100#私有属性defget_health(self):#安全访问接口returnself.__health金融安全类比（25分钟）classBankAccount:def__init__(self,name,balance):=nameself.__balance=balance#私有存款defwithdraw(self,amount):ifamount>self.__balance:print("余额不足！")else:self.__balance-=amountprint(f"取款成功，余额：{self.__balance}")二、课堂练习与讨论1.随堂练习布置随堂练习，检测学生的掌握程度，并对学生出现的问题进行解决。2.课堂作业调试演示（10分钟）-错误案例：外部直接访问turtle.__health→触发AttributeError-正确方案：通过get_health()方法获取3.思政讨论“私有成员如银行金库——必须通过安全接口访问，培养信息防护意识”三、归纳总结，布置课后作业（1）回顾上课前的学习目标，对本节课知识点进行总结。教师带领学生总结本节课需要掌握的知识。（2）布置课后作业，检查学生掌握情况。通过中国大学慕课MOOC，布置学习任务，发起主题讨论，布置课后理论及上机操作作业。第三单元（任务3生物进化—继承）一、具体内容任务3生物进化—继承概念具象化（15分钟）继承关系图谱技术实现（20分钟）单继承实战classAnimal:def__init__(self,x,y):self.x=xself.y=ydefmove(self):print("生物移动中...")classFish(Animal):#继承Animaldefbubble(self):print("鱼儿吐泡泡")多重继承（扩展）classAmphibian(Animal,LandAnimal):pass二、课堂练习与讨论1.随堂练习布置随堂练习，检测学生的掌握程度，并对学生出现的问题进行解决。2.课堂作业3.思政讨论生态保护讨论（10分钟）“为什么需要多种鱼类？——生物多样性维持游戏生态平衡，代码继承体现自然规律”三、归纳总结，布置课后作业（1）回顾上课前的学习目标，对本节课知识点进行总结。教师带领学生总结本节课需要掌握的知识。（2）布置课后作业，检查学生掌握情况。通过中国大学慕课MOOC，布置学习任务，发起主题讨论，布置课后理论及上机操作作业。第四单元（任务4爱心募捐—实例变量和类变量）一、具体内容任务4爱心募捐—实例变量和类变量概念具象化（15分钟）继承关系图谱关键对比实验（15分钟）|变量类型|定义位置|访问方式|内存特性||------------|------------------|------------------|------------||实例变量|方法内`self.xx`|`obj.var`|每对象独立||类变量|类内方法外|`Class.var`|全局共享|游戏统计实战（20分钟）classGameWorld:total_fish=0#类变量：鱼总数def__init__(self,name):=nameGameWorld.total_fish+=1#测试pond1=GameWorld("池塘1")pond2=GameWorld("池塘2")print(f"总鱼数：{GameWorld.total_fish}")#输出2二、课堂练习与讨论1.随堂练习布置随堂练习，检测学生的掌握程度，并对学生出现的问题进行解决。2.课堂作业3.思政讨论“类变量如物种普查数据——共享信息反映生态全局，呼吁关注生物多样性保护”三、归纳总结，布置课后作业（1）回顾上课前的学习目标，对本节课知识点进行总结。教师带领学生总结本节课需要掌握的知识。（2）布置课后作业，检查学生掌握情况。通过中国大学慕课MOOC，布置学习任务，发起主题讨论，布置课后理论及上机操作作业。第五单元（项目实施）一、具体内容：项目实施项目架构设计（20分钟）classTurtle(Animal):def__init__(self):super().__init__(0,0)self.__power=100#私有体力值defeat(self,fish):self.__power+=20print(f"吃掉{}，体力+20")classFish(Animal):def__init__(self,fid):super().__init__(random.randint(0,10),random.randint(0,10))self.fid=fid=f"{fid}号鱼"核心算法实现（40分钟）动态交互逻辑whilegame_running:#乌龟移动（消耗体力）turtle.move()#鱼移动并检测相遇forfishinfish_list:fish.move()if(turtle.x,turtle.y)==(fish.x,fish.y):turtle.eat(fish)fish_list.remove(fish)#终止条件ifturtle.power<=0ornotfish_list:break生态规则强调（15分钟）-能量守恒：乌龟移动消耗体力，吃鱼补充能量-生存法则：鱼被吃光或乌龟体力耗尽游戏结束二、课堂练习与讨论1.随堂练习布置随堂练习，检测学生的掌握程度，并对学生出现的问题进行解决。2.课堂作业3.思政讨论“游戏规则映射自然法则——敬畏生命链条，维护生态平衡”三、归纳总结，布置课后作业（1）回顾上课前的学习目标，对本节课知识点进行总结。教师带领学生总结本节课需要掌握的知识。（2）布置课后作业，检查学生掌握情况。通过中国大学慕课MOOC，布置学习任务，发起主题讨论，布置课后理论及上机操作作业。教材P98习题6：三、五（1）、（2）、（3）MOOC上布置项目6的测验和作业题。第六单元（上机练习）上机练习主要针对本章中需要重点掌握的知识点，以及在程序中容易出错的内容进行练习，通