Python基础与大数据应用（第2版）（微课版） 教案 单元 03 函数与异常

单元03函数教案课程名称：Python基础与大数据应用课程类别：必修适用专业：大数据技术类相关专业总学时：64学时总学分：4.0学分本章学时：4学时一、材料清单（1）《Python基础与大数据应用（第2版）（微课版）》教材（2）配套PPT课件（3）函数示例代码、异常处理示例代码（4）项目实战：哥德巴赫猜想验证程序（5）拓展训练：猜数游戏程序（6）引导性提问、探究性问题、拓展性问题二、教学目标与基本要求1.教学目标通过本单元学习，使学生理解函数的模块化思想与代码复用意义，熟练掌握函数定义、调用、参数传递、变量作用域，掌握lambda匿名函数用法，理解异常机制并能编写异常处理代码，能够使用函数结构化编程，完成简单功能模块封装与项目开发。2.基本要求（1）掌握def关键字定义函数，理解函数结构与文档字符串作用（2）掌握函数调用方法，理解形参与实参、返回值return（3）掌握位置参数、默认参数、可变参数*args/**kwds、关键参数（4）理解值传递与引用传递的区别（5）掌握lambda匿名函数定义与使用（6）理解局部变量与全局变量、global关键字（7）认识常见异常类型，掌握try…except…else…finally…异常处理（8）能够使用函数完成模块化编程，完成哥德巴赫猜想、猜数游戏等项目（9）养成模块化、可读性高、健壮性强的编程习惯三、问题设计1.引导性提问（1）为什么要使用函数？函数的作用是什么？（2）定义函数的关键字是什么？函数由哪几部分组成？（3）位置参数和默认参数的区别是什么？（4）*args和**kwds分别接收什么类型的参数？（5）局部变量和全局变量的区别是什么？（6）什么是异常？为什么要进行异常处理？2.探究性问题（1）为什么列表、字典做参数时函数内修改会影响外部变量？（2）函数内修改全局变量为什么必须加global？（3）lambda函数适合用在什么场景？（4）finally语句块的特点是什么？无论是否异常都会执行吗？（5）多个except捕获异常时，顺序有什么讲究？3.拓展性问题（1）如何设计一个通用性强、复用性高的函数？（2）如何用函数对一个项目进行模块化拆分？（3）如何对用户输入做全面的异常校验？（4）递归函数的原理与优缺点是什么？四、主要知识点、重点与难点1.主要知识点（1）函数定义：def、函数名、参数、文档字符串、函数体、return（2）函数调用与参数传递（3）位置参数、默认参数、关键参数（4）可变参数：*args（元组）、**kwds（字典）（5）值传递与引用传递（6）lambda匿名函数（7）局部变量、全局变量、global关键字（8）Python常见异常类型（9）异常处理：try…except…、else、finally（10）函数式编程与模块化思想（11）实战项目：哥德巴赫猜想、猜数游戏2.教学重点（1）函数定义与调用（2）四类参数的使用（3）变量作用域（4）return返回值（5）异常处理结构3.教学难点（1）可变参数*args/**kwds（2）引用传递与值传递（3）global关键字使用（4）多层异常捕获与finally（5）模块化程序设计思路五、教学过程设计1.理论教学过程（2学时）（1）函数概述与定义（15分钟）函数作用：复用、模块化、简化代码定义格式：def函数名(参数):文档字符串函数体return函数文档__doc__与help()（2）函数参数与调用（20分钟）位置参数、默认参数（必须后置）关键参数调用可变参数*args、**kwds参数解包：*list、**dict（3）参数传递与变量作用域（15分钟）值传递（不可变对象）、引用传递（可变对象）局部变量与全局变量global声明（4）lambda函数（5分钟）语法：lambdaparams:expr适用场景：简单临时函数（5）异常与异常处理（25分钟）常见异常：NameError/TypeError/ZeroDivisionError/IndexError等try…except…多异常捕获：try…except…else…try…except…finally…2.实验教学过程（2学时）（1）基础函数编程（20分钟）定义求和、求幂、绝对值函数默认参数、关键字参数练习*args、**kwds练习（2）变量作用域与传递（15分钟）局部/全局变量验证列表引用传递实验（3）异常处理编程（20分钟）除零异常、类型异常、输入异常编写带异常处理的除法函数（4）项目实战：哥德巴赫猜想（25分钟）素数判断函数封装主函数逻辑循环与分支结构函数调用流程（5）拓展训练：猜数游戏（10分钟）随机数生成异常处理输入循环限制次数提示逻辑六、教材与参考资料1.教材《Python基础与大数据应用（第2版）（微课版）》2.参考资料[1]丁辉，陈永．Python程序设计教程[M]．北京：高等教育出版社．2019．[2]董付国．Python可以这样学[M]．北京：清华大学出版社．2017．[3]林子雨，赵江声，陶继平．Python程序设计基础教程（微课版）[M]．北京：人民邮电出版社，2022．七、教学反思与建议1.函数是编程模块化的基础，务必让学生理解“封装—复用—调用”思想。2.参数部分内容较多，应分步骤讲解：位置→默认→关键→可变参数