Python基础与大数据应用（第2版）（微课版） 教案 单元 04 面向对象编程基础

单元04面向对象编程基础教案课程名称：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）类与对象、继承、多态示例代码（4）项目实战：简单学生成绩管理系统源码（5）拓展训练：银行存取款系统源码（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，使学生理解面向对象编程思想，掌握类与对象的定义、属性与方法、继承、多态等核心概念，能够使用面向对象方法设计简单程序与小型系统，具备封装、复用、模块化的编程思维。2.素质目标面向对象的封装、继承、多态，体现社会的分工、传承与多元发展。类与对象强调规则、标准、规范，培养遵守行业标准的职业素养。引导学生理解面向对象是工程思想，培养大国工匠、系统思维、创新思维。3.基本要求（1）理解类与对象的关系，掌握类的定义与实例化。（2）掌握类属性、实例属性、公有属性、私有属性。（3）掌握实例方法、类方法、静态方法的定义与调用。（4）理解构造函数__init__与self的作用。（5）掌握单继承、多重继承的写法与调用规则。（6）理解多态的含义与实现方式。（7）能独立编写简单类，并完成小型系统开发。（8）理解面向对象三大特性：封装、继承、多态。三、问题设计1.引导性提问（1）什么是类？什么是对象？二者关系是什么？（2）定义类使用什么关键字？（3）init()方法的作用是什么？（4）self代表什么？为什么必须写？（5）类属性和实例属性有什么区别？（6）以__开头的属性为什么不能直接访问？（7）什么是继承？子类能继承父类的私有属性吗？2.探究性问题（1）实例方法、类方法、静态方法的区别与适用场景？（2）多重继承中，同名方法按什么顺序执行？（3）多态的好处是什么？如何体现？（4）为什么要把属性私有化？如何安全访问？（5）面向对象相比面向过程有哪些优势？3.拓展性问题（1）如何用面向对象设计一个用户登录系统？（2）如何给类增加属性校验、异常处理？（3）如何用继承实现代码复用与功能扩展？（4）在大数据项目中，类通常用来封装哪些功能？四、主要知识点、重点与难点1.主要知识点（1）类与对象：定义、实例化、self、init()（2）属性：类属性、实例属性、公有属性、私有属性（3）方法：实例方法、类方法@classmethod、静态方法@staticmethod（4）继承：单继承、多重继承、调用父类方法（5）多态：方法重写、同一方法不同表现（6）面向对象三大特性：封装、继承、多态（7）实战：学生成绩管理系统、银行存取款系统2.教学重点（1）类的定义与对象创建（2）构造函数__init__与实例属性（3）私有属性与封装（4）继承与方法调用（5）多态的理解与使用3.教学难点（1）self的理解与使用（2）类属性vs实例属性（3）私有属性/方法的访问规则（4）多重继承与方法搜索顺序（5）面向对象设计思路五、教学过程设计1.理论教学过程（2学时）（1）面向对象思想与类定义（20分钟）OOP核心：封装、继承、多态类：class、属性、方法对象：类的实例化init()构造方法self含义（2）属性与方法（20分钟）类属性、实例属性私有属性__xxx实例方法、类方法、静态方法方法调用方式（3）继承（15分钟）单继承、多重继承子类调用父类方法继承规则与权限（4）多态与综合案例（15分钟）方法重写多态表现形状/圆/矩形面积示例2.实验教学过程（2学时）（1）类与对象基础练习（20分钟）定义学生类、汽车类实例化、属性赋值、方法调用（2）继承与多态练习（15分钟）父类Person，子类Student/Teacher方法重写与调用（3）项目实战：学生成绩管理系统（35分钟）类设计：Score、Subject、Student数据封装、输入输出、计算总分、排序调试运行（4）拓展训练：银行存取款系统（10分钟）账户类、存款、取款、余额查询异常处理思考六、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、教学反思与建议面向对象抽象度较高，建议多用生活类比（人类/学生、动物/猫）。self和__init__是入门最大障碍，务必反复演示、逐行解释。私有属