8 越疆DobotPython编程与机器人 第八章 函数共1课时.docx
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8越疆DobotPython编程与机器人第八章函数共1课时
第八章函数
第12课时
教学目标:
1.掌握函数的基本知识;
2.体验函数在编程中的作用;
3.掌握利用函数解决实际问题的能力。
教学重、难点:
重点:
掌握函数的基本知识,函数的创建与调用、参数传递、返回值等;
难点:
函数的创建形式。
教学材料:
1.计算机网络教室环境
2.电脑
3.VSCode编辑器
4.机器人套件
教学过程:
一、场景导入(5min)
1.讲述:
在编程中如果某段代码需要多次使用,我们可以把这段代码复制多次,但是这种做法会影响开发效率。
那如何让一段代码高效地重复使用呢?
2.讲述:
在Python中,提供了函数来解决这个问题。
3.提问:
讲到函数,同学们接触过哪些函数呢?
Ø教学说明:
这里让学生进行讨论回答,学生通过回顾之前的知识点,回答可能包含print()函数和input()函数。
4.讲述:
print()函数和input()函数等,这些都是Python内置的标准函数,可以直接调用。
除了可以直接用的标准函数外,Python还支持自定义函数。
我们可以把实现某一功能的代码定义为一个函数,然后在需要使用的时候随时调用,十分方便。
对于函数,简单地理解就是可以完成某项工作的程序,有点类似积木块,可以反复的使用,提高代码的利用率。
5.讲述:
这一章我们将一起学习函数的创建、调用、参数设置、返回值设置等。
二、知识讲授(20min)
Ø教学说明:
提前让同学们都打开VSCode编辑器,并建立一个新的python文件。
准备一张A4纸,机器人绘制正方形的时候会使用到。
第一节函数的创建与调用
1.提问:
假设我们需要机器人重复绘制正方形。
首先,如何绘制一个正方形,这在第二章中我们已经学习过了。
当绘制正方形这个功能需要反复使用时,我们在编写程序的时候如何提高代码编写效率呢?
Ø教学说明:
让学生回答,学生想到可以定义一个函数,函数的功能是绘制一个正方形。
2.讲述:
先来了解一下函数的语法格式:
Ø教学说明:
老师在课件上展示,并讲解函数语法格式中每个部分的含义。
3.讲述:
接下来,我们创建一个能完成绘制正方形的函数。
函数创建形式分为四种:
不带参数不带返回值、不带参数带返回值、带参数不带返回值、带参数带返回值。
我们先来体验第一种形式:
不带参数不带返回值
4.提问:
绘制完正方形我们需要返回正方形的面积,这样的函数又要怎么创建呢?
Ø教学说明:
让学生们自己尝试改变绘制正方形的函数。
5.讲述:
当我们绘制完正方形,需要函数返回正方形的面积,就可以采用第二种函数创建形式:
不带参数带返回值。
机器人绘制正方形,并在软件终端返回正方形的面积。
Ø教学说明:
老师讲解如何调用函数,让学生观察结果。
我们可以通过函数的名字来调用函数
6.提问:
如果机器人每次绘制正方形的大小都要求不一样,这样的函数又要怎么创建呢?
7.讲述:
可以采取第三种函数创建形式:
带参数不带返回值。
Ø教学说明:
让学生自己尝试编写函数。
8.讲述:
除了正方形的大小要不一样,还需要返回每次绘制的正方形面积,我们可以采取第四种函数创建形式:
带参数带返回值。
9.讲述:
在调用函数的时候,如果函数有参数就用括号把参数括起来,没有参数就放一对空的圆括号,接下来我们分别调用前面创建的几个函数。
Ø教学说明:
让学生跟着老师写程序,并且自己运行程序验证结果。
同学们可以观察到机器人执行画正方形的动作,并且在软件终端可以看到函数带返回值的返回结果。
第二节参数传递
10.讲述:
如果是带参数的函数,那么就会有参数传递的问题。
我们在使用函数时,可以通过传递参数的方式去影响函数的执行结果。
传递参数可以分为四种不同的方式:
形式参数和实际参数、位置参数、关键字参数、默认参数。
形式参数和实际参数:
11.提问:
根据自己的理解说说什么是形式参数,什么是实际参数?
12.讲述:
要访问二维列表中的某个元素,要先找到该元素所在的小列表,在大列表中的索引,再找到该元素在小列表中的索引,通过这两个索引来访问二维列表的索引。
在函数定义时,函数名后面括号中的参数叫做形式参数,也叫形参,如绘制正方形函数中的“side”。
在函数调用时,函数名后面括号中的参数叫做实际参数,也叫实参,如robot_rect3(20),20就是实际参数。
为了方便使用计算机调试,将之前的机器人绘制正方形部分简化成print()来进行演示。
Ø教学说明:
让学生跟随老师编写程序,体验形参与实参的区别。
位置参数:
13.提问:
函数可以设置两个参数或是两个参数以上吗?
Ø教学说明:
让学生猜测,引出我们再加一个参数试一试。
14.讲述:
在绘制正方形的过程中除了可以添加正方形边长这个参数,可能还需要由用户自定义绘制正方形的落笔点,也就是需要再添加一个绘制正方形落笔点的参数。
这个时候绘制正方形的函数robot_rect()就会有两个参数,我们设定这个形参为origin,函数创建形式变为:
origin这个形参表示的是绘制正方形的落笔点,是一个坐标点(x,y,z),所以在调用的时候需要写成元组的形式
15.讲述:
有两个以上参数,在调用函数时,就会有位置参数的问题。
需要注意是:
调用函数时,实际参数的数量和位置,必须和形式参数保持一致。
16.讲述:
在上面的示例中,第二次调用函数robot_rect()时,实参(250,0,-45)对应形参side,实参20对应形参origin,虽然信息不匹配,但是程序会按照位置参数的对应关系传递参数。
运行程序,结果如下。
Ø教学说明:
让学生跟随老师编写程序,并且自己运行程序观察结果。
关键字参数:
17.提问:
为了避免位置参数出现的传参顺序问题,我们可以采取什么办法呢?
18.讲述:
调用函数时,直接对形参的名字进行赋值,不再需要形参与实参的位置完全一致。
Ø教学说明:
介绍关键字参数的用法以及关键字参数与位置参数都存在的情况。
让学生跟着老师写程序,并且自己运行程序验证结果。
当位置参数和关键字参数都存在时,位置参数必须在关键字参数前面,否则会出现异常。
程序示例如下所示。
默认参数:
19.讲述:
默认参数是指在定义函数时有初始值的参数。
调用函数时,如果给默认参数传递实参,那么在函数运行时使用传递的实参值,如果函数调用时,没有给默认参数传递实参,那么函数运行时默认使用它的初始值。
注意:
默认参数必须在位置参数后面,否则会出现异常。
程序示例如下所示:
Ø教学说明:
让学生跟随老师编写程序
20.讲述:
在上面的实例中,我们调用了两次函数robot_rect(),在第一次调用时提供了2个实参,在第二次调用时提供了1个实参。
第一次调用时函数会优先使用origin的实参值,第二次调用时我们没有传递origin的实参,但origin是默认参数会使用默认值。
运行程序,结果如下。
第三节返回值
21.讲述:
当函数结束时,我们可以从函数中获得反馈值,这个反馈值我们叫做函数的返回值。
例如,在第一节中函数的返回值是正方形的面积,它是一个整型类型,函数的返回值还可以是元组、列表、字符串等数据类型。
Ø教学说明:
让学生跟随老师编写程序,观察运行结果。
第四节变量的作用域
Ø教学说明:
此节内可让学生课后阅读。
三、动手实践(20min)
(一)任务发布
1.讲述:
创建包含两个参数(总额与数量)的拼手气红包函数,然后根据总额与数量生成随机的金额,最后把生成的所有金额保存到列表中。
Ø教学说明:
让学生利用今天学习的知识,讨论项目的设计思路
2.讲述:
老师汇总同学的思路,并给出一条参考的编程思路
四、展示总结(5min)
1.成果展示:
展示编写的程序,提交给老师。
Ø教学说明:
这里有两种方式,一种是教师个别点评,针对每一个学生的作品,评价其做得好的地方和还需要进一步改进的地方。
2.师生小结。
3.自我评价
评价内容
评价结果
我知道了函数的功能
☆☆☆☆☆
我掌握了创建和调用函数的方法
☆☆☆☆☆
我掌握了函数参数的用法
☆☆☆☆☆
我掌握了函数返回值的用法
☆☆☆☆☆
我了解了变量的作用域
☆☆☆☆☆
我完成了拼手气红包的任务
☆☆☆☆☆
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