项目 6 函数设计教案

序号：3章节名称项目6函数设计（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.理解变量作用域的含义，能区分局部变量和全局变量的定义范围与访问规则。2.掌握global关键字和nonlocal关键字的用法，理解LEGB原则的变量查找顺序。3.掌握匿名函数（lambda）的定义语法和适用场景，理解递归函数的概念、基准情况的作用及生成器函数中yield语句的特性。能力目标1.能准确判断变量的作用域类型，正确使用global和nonlocal关键字处理变量修改问题，运用LEGB原则分析变量访问逻辑。2.能编写lambda函数实现简单逻辑，设计递归函数解决阶乘、字符串反转等问题，使用生成器函数按需生成序列。素质目标1.培养规范使用变量的意识，通过作用域规则学习提升代码可读性和可维护性。2.增强逻辑抽象能力，在递归函数设计中体会问题拆解与转化的思维方法。3.激发对Python语言特性的探索兴趣，培养灵活选用合适函数形式解决问题的习惯。教学内容主要内容1.任务3：局部变量与全局变量，global和nonlocal关键字，LEGB原则。2.任务2：匿名函数，递归函数，生成器函数。重点局部变量与全局变量的区分，global和nonlocal关键字的正确使用，LEGB原则的变量查找顺序，匿名函数的语法格式，递归函数的基准情况设计，生成器函数中yield语句的作用。措施：通过对比示例演示变量作用域差异，用流程图展示LEGB查找顺序；针对特殊函数设计对比练习（如lambda与传统函数、yield与return）。难点嵌套函数中变量作用域的判断，递归函数的逻辑设计，及生成器函数的调用方式。措施：结合嵌套函数案例拆解变量作用域层级，标注每层变量的可访问范围；通过递归调用栈分析演示基准情况的必要性，对比生成器与列表生成的内存差异。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准确分析变量的作用域正确使用global和nonlocal关键字使用递归函数实现阶乘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.结合阿曹编写函数时发现“变量并非在任意位置都能访问”的场景，提问：变量的访问范围由什么决定？（板书：变量作用域）；再结合“函数比赛中lambda函数因简洁高效获奖”的场景，提问：除了传统函数，Python还有哪些特殊函数形式？（板书：特殊形式的函数）。2.明确任务目标：掌握变量作用域规则及匿名函数、递归函数、生成器函数的使用。

【课程思政】通过真实编程问题激发探究欲，培养严谨的编程思维和对高效编程的追求引入场景、提出问题、明确学习目标思考变量访问限制的原因，结合场景理解学习任务3、4的必要性5分钟知识讲解1（任务3：变量作用域）1.局部变量与全局变量（10分钟）：讲解局部变量（函数内部定义，仅在函数内有效）和全局变量（函数外部定义，程序全局可见）的区别，结合示例演示“函数内部无法直接修改全局变量”的特性。2.global和nonlocal关键字（10分钟）：演示global用于函数内声明并修改全局变量（如globalx;x=20），nonlocal用于嵌套函数内访问并修改外层变量（如嵌套函数中nonlocalx;x=y+10）。3.LEGB原则（5分钟）：讲解变量查找顺序（Local→Enclosing→Global→Builtin），结合示例说明Python如何按规则搜索变量。

【课程思政】通过作用域规则学习，培养规则意识和逻辑严谨性PPT讲解概念，代码演示局部/全局变量的访问限制、关键字用法及LEGB原则案例，对比不同场景下的变量行为记录局部/全局变量的区别，标注global和nonlocal的使用场景，梳理LEGB原则的查找顺序20分钟实操演练1（任务3）任务：完成“函数变量的作用域”实操（例6.5、6.6）和“解释变量作用域”巩固任务。要求：分析代码中变量的作用域类型，预测运行结果并通过编程验证，解释global/nonlocal关键字的作用。

【课程思政】通过代码分析与验证，培养实证精神和问题拆解能力巡回指导，重点解决变量作用域判断错误、关键字使用不当等问题分析代码中变量的作用域，编写并运行代码验证结果，记录对LEGB原则的理解15分钟知识讲解2（任务4：特殊形式的函数）1.匿名函数（5分钟）：讲解lambda函数语法（lambdaarguments:expression），演示其简洁性（如add=lambdax,y:x+y），说明其适用于简单逻辑的场景。2.递归函数（10分钟）：讲解递归函数的定义（函数内部调用自身）和基准情况的重要性，结合阶乘示例（factorial(n)）演示递归逻辑，强调避免无限递归。3.生成器函数（5分钟）：讲解生成器函数用yield语句生成值的特性，演示斐波那契数列生成器（fibonacci(n)），说明其按需生成值的内存优势。

【课程思政】通过特殊函数的多样性学习，培养灵活解决问题的思维讲解特殊函数的语法和适用场景，代码演示lambda、递归、生成器函数的定义与调用记录lambda函数的语法格式，标注递归函数的基准情况设计要点，理解yield与return的区别20分钟实操演练2（任务4）任务：完成“特殊形式函数”实操（例6.7、6.8）和“编写递归反转字符串函数”巩固任务。要求：定义lambda函数实现简单计算，编写递归函数计算幂和反转字符串，调试生成器函数生成序列。

【课程思政】通过递归逻辑设计，锻炼抽象思维和问题转化能力指导学生处理递归基准情况缺失、生成器函数调用错误等问题编写lambda函数、递归函数和生成器函数，调试代码确保逻辑正确，验证反转字符串等功能10分钟总结与作业1.总结任务3和4核心要点：变量作用域类型及LEGB原则、global/nonlocal关键字用法；匿名函数、递归函数、