Python人工智能编程基础（微课版）【电子教案】 项目 8 处理程序错误和异常

序号：3章节名称项目8处理程序错误和异常（一）教学课时2授课班级人工智能2501、2502授课时间授课地点教学目标知识目标1.理解异常的概念及异常信息的构成。2.掌握常见异常类型的触发场景。3.掌握异常处理语句的用法：try-except语句、try-except-else语句、try-finally语句。能力目标1.能根据异常信息识别异常类型并定位错误原因。2.能灵活运用try-except等语句处理不同异常，实现程序容错。素质目标1.培养严谨的编程习惯，增强对程序错误的敏感性和预判能力。2.提升问题解决能力，学会用结构化方式处理程序中的意外情况。3.树立程序健壮性意识，理解异常处理对提升用户体验的重要性。教学内容主要内容1.任务1：异常的概念，常见异常类型。2.任务2：try-except语句，try-except-else语句，try-finally语句。重点常见异常类型的识别及触发原因分析，try-except语句的基本用法，else块与finally块的逻辑区分。措施：通过多组对比示例演示不同异常的触发条件，设计表格梳理三种处理语句的结构与执行逻辑，让学生通过实操强化记忆。难点多异常处理时的顺序问题，异常处理与程序正常逻辑的合理结合。措施：结合错误示例分析问题，通过场景化练习让学生体会异常处理的重要性。教法改革教学方法讲授法、演示法、实操法、案例分析法教学手段多媒体教学、编程环境实操、任务驱动练习教学反思作业及学习评价表学习评价表评价内容自评同桌评师评根据异常信息识别异常类型并定位错误原因能灵活运用try-except等语句处理不同异常能积极回答教师的提问能积极参与小组讨论评价指标A．优秀B.一般C.较差二、教学设计教学步骤教学内容与情境设计教师活动学生活动时间分配情境导入1.结合阿曹初学Python时遇到缩进错误、变量拼写错误等异常导致程序中断的场景，提问：如何识别程序中的错误类型并避免程序崩溃？（板书：异常的概念与处理）2.明确任务目标：掌握异常的概念、常见类型及try-except等异常处理语句的使用。

【课程思政】通过真实编程痛点激发探索欲，培养严谨的程序调试意识引入场景、提出问题、明确学习目标思考异常对程序的影响，结合自身编程经历理解学习异常处理的必要性5分钟知识讲解1（任务1：异常的概念）1.异常的概念（5分钟）：讲解异常是程序执行中的特殊事件（如错误），会中断程序执行，结合print(a)（未定义a）的示例说明异常信息的构成（行号、类型、描述）。2.常见异常类型（10分钟）：列举并演示SyntaxError（语法错误）、NameError（名称错误）、TypeError（类型错误）、ValueError（值错误）等，结合例8.1（字符串+数字）、例8.2（无效字符串转整数）分析异常原因。

【课程思政】通过异常类型的分类学习，培养细致观察和问题定位能力PPT讲解概念，代码演示不同异常的触发场景，解析异常信息的关键要素记录常见异常类型及触发原因，标注异常信息中用于定位错误的关键信息（行号、类型描述）15分钟实操演练1（任务1）任务：完成“分析异常信息”巩固任务。要求：分析给定代码（for循环缩进错误、if条件判断符号错误）可能引发的异常类型及原因，预测异常信息。

【课程思政】通过异常分析实操，锻炼代码审校能力，培养严谨编程习惯巡回指导，重点解决异常类型判断错误、原因分析不精准问题阅读代码定位错误，判断异常类型（IndentationError、SyntaxError），描述异常触发原因10分钟知识讲解2（任务2：处理异常的方式）1.try-except语句（10分钟）：讲解基本语法（try块放可能异常的代码，except块处理指定异常），演示单异常处理和多异常处理（如同时捕获TypeError和ZeroDivisionError）。2.try-except-else语句（5分钟）：讲解else块的作用（无异常时执行），结合示例对比异常与无异常时的执行流程。3.try-finally语句（5分钟）：讲解finally块的作用（无论是否异常都执行，用于清理资源），演示文件关闭、资源释放等场景。

【课程思政】通过结构化异常处理学习，培养程序健壮性设计思维代码演示三种异常处理结构的执行效果，对比不同块的执行条件，解析资源清理的必要性记录三种语句的语法格式，标注else（无异常）和finally（必执行）的区别，分析不同场景下的适用结构20分钟实操演练2（任务2）任务：完成“处理异常”实操（例8.3、8.4）及巩固任务。要求：用try-except-else-finally实现用户输入数字验证（非数字则捕获ValueError，输出提示，无论结果都执行清理操作）。

【课程思政】通过综合案例实操，提升异常处理的实际应用能力指导学生处理异常类型匹配错误、else/finally块逻辑混乱问题编写代码实现输入验证功能，调试并验证异常处理效果，确保清理操作正确执行15分钟总结与作业1.总结任务1和2核心要点：异常的概念与常见类型、try-except/else/finally的用法及区别。2.布置作业：编写程序实现文件读取功能，处理FileNotFoundError异常，确保文件句柄在finally中关闭。

【课程思政】强调异常处理对程序可靠性的重要性，培养责任意识梳理知识框架，明确作业评价标准（异常覆盖全面性、资源清理完整性）回顾内容，标记多异常处理、else/finally适用场景等难点，记录作业任务5分钟序号：3章节名称项目8处理程序错误和异常（二）教学课时2授课班级人工智能2501、2502授课时间授课地点教学目标知识目标1.理解静默失败的概念及适用场景。2.掌握静默失败的实现方法。3.掌握raise语句的语法与用法：引发内置异常、自定义异常类、重新引发异常。能力目标1.能根据场景实现静默失败，确保程序不中断。2.能使用raise语句主动引发内置异常，定义并引发自定义异常标记特定错误。3.能在复杂程序中合理选择异常处理策略，提升代码可读性与可靠性。素质目标1.培养辩证思维，理解异常处理中“灵活忽略”与“严格标记”的平衡艺术。2.增强责任意识，通过主动引发异常明确标记错误，避免程序隐患。3.提升工程实践能力，学会根据实际需求设计合理的异常处理方案。教学内容主要内容1.任务3：静默失败的概念，静默失败的实现方法。2.任务4：raise语句引发内置异常、自定义异常类、重新引发异常。重点静默失败的实现及适用场景的判断，raise语句的语法。措施：通过对比示例（忽略vs.处理异常的效果）演示静默失败的边界，设计表格梳理raise语句的应用场景，让学生通过实操掌握自定义异常的设计。难点静默失败的合理使用，自定义异常的层级设计，重新引发异常的调试。措施：结合反面案例（过度使用pass导致无法定位错误）分析风险，通过场景化任务让学生体会自定义异常的必要性，演示重新引发异常的调试流程。教法改革教学方法讲授法、演示法、实操法、案例分析法教学手段多媒体教学、编程环境实操、任务驱动练习教学反思作业及学习评价表学习评价表评价内容自评同桌评师评能够使用try-except-pass语句实现静默失败能使用raise语句主动引发异常能积极回答教师的提问能积极参与小组讨论评价指标A．优秀B.一般C.较差二、教学设计教学步骤教学内容与情境设计教师活动学生活动时间分配情境导入1.结合阿曹调试大量数据程序时希望忽略特定异常以节约时间的场景，提问：如何让程序忽略非致命异常继续执行？再结合阿曹需要自定义标记错误的场景，提问：如何主动引发异常标记特定错误？（板书：静默失败与raise语句）2.明确任务目标：掌握静默失败的实现及raise语句主动引发异常的方法。

【课程思政】通过实际调试需求激发思考，培养灵活处理异常的工程思维引入场景、提出问题、明确学习目标思考忽略异常与主动标记错误的应用场景，理解学习静默失败和raise语句的必要性5分钟知识讲解1（任务3：静默失败）1.静默失败的概念（5分钟）：讲解静默失败是忽略特定异常让程序继续执行的方式，适用于非致命异常（如调试时忽略个别错误），强调需谨慎使用（避免掩盖问题）。2.静默失败的实现（10分钟）：演示用try-except+pass语句实现（捕获异常后用pass忽略），结合例8.5（遍历列表除法，忽略除零异常）说明执行流程。

【课程思政】通过静默失败的适用场景分析，培养辩证思维（何时忽略vs.处理异常）代码演示静默失败的实现过程，对比忽略异常前后的程序执行效果，解析pass语句的作用记录静默失败的适用场景，标注try-except+pass的语法格式，分析例8.5中除零异常被忽略后程序的继续执行逻辑15分钟实操演练1（任务3）任务：完成“静默失败巩固”任务。要求：遍历列表时访问索引，用静默失败处理IndexError（超出范围时不报错，继续执行），输出有效元素。

【课程思政】通过实操体会静默失败在数据处理中的实用性，培养灵活调试能力巡回指导，重点解决异常类型匹配错误、pass语句遗漏导致程序中断问题编写代码实现列表索引访问，用try-except+pass处理超出范围的索引，验证程序是否正常输出有效元素并忽略错误15分钟知识讲解2（任务4：raise语句）1.raise语句的作用与语法（10分钟）：讲解raise用于主动引发异常，语法为raise异常类("错误信息")，演示引发内置异常（如ValueError、ZeroDivisionError）。2.自定义异常与重新引发异常（10分钟）：讲解自定义异常类（继承Exception），演示用raise引发自定义异常（如例8.7的NegativeNumberError）；讲解重新引发异常（捕获后用raisee传递异常）。

【课程思政】通过主动引发异常的学习，培养责任意识（明确标记错误以避免隐患）代码演示内置异常引发、自定义异常类定义与引发、重新引发异常的过程，解析错误信息的传递逻辑记录raise语句的语法格式，标注自定义异常的继承关系，分析主动引发异常对程序可读性的提升作用20分钟实操演练2（任务4）任务：完成“四则运算中引发异常”巩固任务。要求：编写calculate_result函数，对无效运算符引发ValueError，除零引发ZeroDivisionError，编写测试代码处理异常。

【课程思政】通过自定义异常处理实操，锻炼精准标记错误的能力，培养代码规范性指导学生处理异常类型定义错误、错误信息不明确问题编写函数实现运算逻辑与异常引发，测试不同输入（无效运算符、除零），验证异常是否被正确捕获并提示信息15分钟总结与作业1.总结