Python程序设计项目化教程 项目7 能否构成三角形-异常处理-教学设计

《Python语言程序设计》教学设计项目7能否构成三角形—异常处理项目名称项目7能否构成三角形—异常处理计划学时6课时项目简介设计一个计算三角形面积的程序，当用户输入三条边长，程序会计算并输出该三角形的面积。教学目标及基本要求知识目标：掌握异常分类、处理结构、断言、自定义异常技能目标：能设计健壮程序防御非法输入，精准定位异常源素养目标：培养“防微杜渐”的风险意识与“化危为机”的解决能力任务分解本项目主要包含3个任务：除数为零的烦恼、输入到满意为止、圆半径不能为负思政融入防御与风险意识教学重点理解异常基本概念，常见类型，自定义异常教学难点自定义异常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除数为零的烦恼—初识异常）一、创设情境，项目导入（0.5学时）1.情景导入灾难工程案例：播放桥梁坍塌模拟动画（材料应力超限未处理）2.思政融入“程序异常如工程隐患——忽视边界条件将导致系统崩溃，培养防微杜渐的工程思维”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：犬类的抽象模板核心知识突破（20分钟）异常与错误对比实验#错误：语法错误（运行前报错）print("Hello"#缺少右括号→SyntaxError#异常：运行时错误（执行中触发）print(10/0)#ZeroDivisionError算法健壮性三要素1.输入验证：过滤非法数据2.异常捕获：防御执行风险3.优雅降级：保障系统持续运行任务实施（15分钟）defsafe_div(x,y):try:returnx/yexceptZeroDivisionError:return"错误：除数不能为零"exceptTypeError:return"错误：请输入数字类型"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-基础：修复除法函数防御除数为零-进阶：增加非数值类型输入处理3.思政讨论为什么航天软件需百万行异常处理代码？—生命至上理念在编程中的体现四、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输入到满意为止—异常处理）一、具体内容任务2输入到满意为止—异常处理问题场景：用户连续输入错误数据时程序崩溃→引出循环异常处理需求键技术实践（25分钟）异常处理结构全景whileTrue:try:a=float(input("请输入分子:"))b=float(input("请输入分母:"))print(f"结果:{a/b:.2f}")break#成功则退出exceptValueError:print("输入必须为数字！")exceptZeroDivisionError:print("分母不能为零！")finally:print("="*20)#每次输入后显示分隔线断言防御性编程：defprocess_age(age):assertage>0,"年龄不能为负"assertage<150,"年龄超过合理范围"returnf"年龄验证通过:{age}"金融安全类比（10分钟）#ATM取款异常处理defwithdraw(amount):try:ifamount>balance:raiseValueError("余额不足")exceptValueErrorase:logger.error(f"取款失败:{e}")return"操作失败，请联系柜员"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.思政讨论异常处理如金融风控——提前预判风险才能守护用户资产安全三、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圆半径不能为负—自定义异常）一、具体内容任务3圆半径不能为负—自定义异常概念具象化（15分钟）物理世界映射。现实异常程序映射桥梁超载警报OverloadException体温异常提示HealthCheckException技术实现（20分钟）#自定义异常类设计classNegativeRadiusError(Exception):"""半径不能为负的异常"""def__init__(self,radius):self.radius=radiussuper().__init__(f"半径值{radius}非法！必须大于0")classCircle:def__init__(self,radius):ifradius<=0:raiseNegativeRadiusError(radius)self.radius=radius医疗系统案例（10分钟）classBloodPressureError(Exception):def__init__(self,value):self.value=valuesuper().__init__(f"血压值{value}超出警戒范围！")defcheck_health(bp):ifbp>180:raiseBloodPressureError(bp)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.思政讨论异常处理如金融风控——提前预判风险才能守护用户资产安全三、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（项目实施）一、具体内容：项目实施项目架构设计（15分钟）核心代码实现（25分钟）防御性验证逻辑classTriangleException(Exception):def__init__(self,a,b,c):self.sides=(a,b,c)def__str__(self):returnf"边长组合{self.sides}无法构成三角形！"classTriangle:def__init__(self,a,b,c):self._validate(a,b,c)self.a,self.b,self.c=a,b,cdef_validate(self,a,b,c):#三角形存在条件验证ifnot(a+b>canda+c>bandb+c>a):raiseTriangleException(a,b,c)#非负验证ifany(side<=0forsidein(a,b,c)):raiseValueError("边长必须为正数！")defarea(self):s=(self.a+self.b+self.c)/2return(s*(s-self.a)*(s-self.b)*(s-self.c))**0.5二、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.思政讨论三角形验证如人生选择——唯有通过严格检验（三角不等式），才能构建稳定人生架构。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