20—20學(xué)年季學(xué)期教案課程名稱開課學(xué)院教研室授課班級授課教師職稱授課題目第4章復(fù)合數(shù)據(jù)類型計(jì)劃課時(shí)8授課時(shí)間課次1教學(xué)目的與要求知識目標(biāo)與要求：理解列表（有序、可變）和元組（有序、不可變）的概念及核心差異。掌握列表基本操作（創(chuàng)建、訪問、修改、合并等）及常用方法（添加、刪除、排序等）。了解列表推導(dǎo)式語法及作用，掌握元組基本操作及常用方法（count()、index()）。能力目標(biāo)與要求：能完成列表創(chuàng)建、訪問、修改等操作，并用列表方法處理數(shù)據(jù)（如添加、排序）。能用列表推導(dǎo)式生成簡單列表，用元組存儲數(shù)據(jù)并使用其常用方法。能結(jié)合場景選擇結(jié)構(gòu)：列表存動(dòng)態(tài)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，元組存防篡改汽車銷量數(shù)據(jù)。三、素質(zhì)目標(biāo)與要求：通過空氣質(zhì)量（列表）和汽車銷量（元組）案例，理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的場景價(jià)值。處理數(shù)據(jù)時(shí)培養(yǎng)數(shù)據(jù)整理意識，結(jié)合案例需求樹立數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)性思維。激發(fā)用技術(shù)解決環(huán)境、能源領(lǐng)域?qū)嶋H問題的興趣。教學(xué)重點(diǎn)列表可變特性及核心操作、列表常用方法的適用場景、元組不可變特性及與列表的差異教學(xué)難點(diǎn)列表可變特性及核心操作教學(xué)方法講授法、提問法、演示法、案例法教學(xué)組織設(shè)計(jì)一、復(fù)習(xí)鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學(xué)生吸收不好的知識點(diǎn)進(jìn)行再次鞏固講解。二、創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課在工業(yè)化與城市化的快速發(fā)展下，環(huán)境污染加劇，空氣質(zhì)量成為公眾關(guān)注焦點(diǎn)。為掌握各地區(qū)空氣質(zhì)量，本案例以列表形式存儲不同城市AQI數(shù)據(jù)。以城市為索引，記錄每日AQI數(shù)值、污染物濃度、采集時(shí)間與地點(diǎn)等信息。通過菜單驅(qū)動(dòng)的交互界面，用戶可以對空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行查看、添加、篩選、排序等操作。面對全球氣候變暖、能源危機(jī)與環(huán)境污染，“雙碳”目標(biāo)推動(dòng)綠色出行成為共識。新能源汽車憑借零/低排放、能源高效等優(yōu)勢，在政策扶持與資本助推下蓬勃發(fā)展。本案例采用元組存儲新能源汽車品牌銷量數(shù)據(jù)，元組的不可變性保障數(shù)據(jù)安全穩(wěn)定，每個(gè)元組記錄品牌名稱、銷量、增長率等核心指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效整合與防篡改。三、新課講解知識點(diǎn)1-列表基本操作教師根據(jù)PPT結(jié)合實(shí)操的形式講解列表基本操作。列表（List）是一種有序地存儲多個(gè)元素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些元素可以是不同類型的，例如數(shù)字、字符串、甚至其他列表等。列表是可變的，這意味著在創(chuàng)建后可以修改其內(nèi)容，如添加、刪除或修改元素。創(chuàng)建列表【示例1】使用不同方式創(chuàng)建列表，觀察每種方式的特點(diǎn)。訪問列表元素【示例2】輸出索引值為1和-2的元素?！臼纠?】將students列表中的“Bob”修改為“David”，利用列表的切片規(guī)則獲取students列表中第1至第3個(gè)的元素?！臼纠?】定義一個(gè)保存成績的列表，使用for循環(huán)遍歷該列表并計(jì)算成績總和?！臼纠?】使用for循環(huán)遍歷嵌套列表，輸出學(xué)生姓名及各科成績。合并列表【示例6】使用運(yùn)算符+合并列表。成員運(yùn)算【示例7】判斷2和5是否包含在列表my_list中。知識點(diǎn)2-常用列表方法教師通過PPT結(jié)合實(shí)操的形式講解常用列表方法。Python為列表提供了豐富的方法，用以添加元素、刪除元素、排序等操作。添加元素【示例8】分別使用append()、insert()和extend()方法向my_list列表添加元素。刪除元素【示例9】分別使用del語句、remove()和clear()方法刪除列表及列表元素。排序【示例10】分別使用sort()方法和sorted()函數(shù)對my_list列表進(jìn)行升序及降序排列。反轉(zhuǎn)列表【示例11】對my_list列表進(jìn)行反轉(zhuǎn)列表。統(tǒng)計(jì)元素出現(xiàn)次數(shù)【示例12】統(tǒng)計(jì)my_list列表中2的出現(xiàn)次數(shù)。查找元素索引【示例13】查找元素2第一次出現(xiàn)的索引。知識點(diǎn)3-列表推導(dǎo)式教師通過PPT結(jié)合實(shí)操的形式講解列表推導(dǎo)式。Python中的列表推導(dǎo)式是一種簡潔、高效的創(chuàng)建列表的方法?；咀饔檬且粋€(gè)表達(dá)式創(chuàng)建一個(gè)有規(guī)律的列表或控制一個(gè)有規(guī)律列表。列表推導(dǎo)式又叫列表生成式，其基本語法格式如下：[expforiteminlist]【示例14】創(chuàng)建一個(gè)包含0到9的平方的列表?！臼纠?5】創(chuàng)建一個(gè)包含列表中所有偶數(shù)的列表（假設(shè)原列表是[1,2,3,4,5,6]）?！臼纠?6】取列表1和列表2中元素的乘積作為列表3的元素?！景咐?-1】城市空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)創(chuàng)建名稱為“城市空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)”的項(xiàng)目，在項(xiàng)目下創(chuàng)建名稱為air_quality_testing的Python文件。初始化城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)列表菜單顯示與用戶輸入查看所有城市數(shù)據(jù)（選項(xiàng)1）添加新城市數(shù)據(jù)（選項(xiàng)2）查找空氣質(zhì)量最差的城市（選項(xiàng)3）按空氣質(zhì)量等級篩選（選項(xiàng)4）按AQI值排序（選項(xiàng)5）退出系統(tǒng)（選項(xiàng)6）錯(cuò)誤處理（無效選擇）知識點(diǎn)4-元組基本操作教師根據(jù)PPT結(jié)合實(shí)操的形式講解元組基本操作。元組（Tuple）是一種不可變的有序序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它可以容納任意數(shù)量的元素，這點(diǎn)和列表（List）是一樣的，不同之處在于元組的元素不能修改。元組中的元素可以是任何類型，包括數(shù)字、字符串、列表等等。創(chuàng)建元組【示例17】使用小括號()創(chuàng)建不同元組?！臼纠?8】使用tuple()函數(shù)創(chuàng)建不同元組。訪問元組【示例19】使用不同方式訪問元組。合并元組【示例20】使用運(yùn)算符+號合并元組。成員運(yùn)算【示例21】判斷20和40是否包含在列表my_tuple中。知識點(diǎn)5-常用元組方法教師通過PPT結(jié)合實(shí)操的形式講解常用元組方法。元組是不可變的（Immutable），一旦創(chuàng)建了元組，就不能再修改其中的元素，即它不支持添加元素、刪除元素。count()方法【示例22】使用count()的方式統(tǒng)計(jì)元素次數(shù)。index()方法【示例23】查找元素“banana”第一次出現(xiàn)的索引?！景咐?-2】新能源汽車銷量分析創(chuàng)建名稱為“新能源汽車銷量分析”的項(xiàng)目，在項(xiàng)目下創(chuàng)建名稱為sales_analysis的Python文件。初始化數(shù)據(jù)與基本展示元組解包與數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)排序數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與計(jì)算四、歸納總結(jié)教師回顧本節(jié)課所講的內(nèi)容，并通過測試題的方式引導(dǎo)學(xué)生解答問題并給予指導(dǎo)。五、布置作業(yè)教師布置本節(jié)課作業(yè)以及下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)。授課題目第4章復(fù)合數(shù)據(jù)類型計(jì)劃課時(shí)8授課時(shí)間課次2教學(xué)目的與要求知識目標(biāo)與要求：理解字典（鍵值對、鍵唯一不可變、值任意類型）和集合（無序不重復(fù)、元素不可變）的特性。掌握字典創(chuàng)建、訪問、增改及keys()等常用方法；掌握集合創(chuàng)建、遍歷、運(yùn)算及add()等常用方法。了解字典在商品庫存管理中的應(yīng)用邏輯。能力目標(biāo)與要求：能用字典完成商品庫存初始化、添加、更新等操作。能運(yùn)用集合去重及進(jìn)行交集等運(yùn)算。能調(diào)用字典和集合常用方法處理數(shù)據(jù)。三、素質(zhì)目標(biāo)與要求：通過商品庫存管理案例，認(rèn)識字典對庫存管理的價(jià)值，理解編程提升管理效率的作用。處理庫存數(shù)據(jù)時(shí)培養(yǎng)數(shù)據(jù)規(guī)范意識，結(jié)合案例樹立數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)性思維。教學(xué)重點(diǎn)字典鍵值對邏輯及增改刪操作、集合創(chuàng)建、遍歷、運(yùn)算及add()等常用方法教學(xué)難點(diǎn)字典鍵的唯一性與不可變性理解、字典items()遍歷邏輯、集合無序性對訪問的影響教學(xué)方法講授法、提問法、演示法、案例法教學(xué)組織設(shè)計(jì)一、復(fù)習(xí)鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學(xué)生吸收不好的知識點(diǎn)進(jìn)行再次鞏固講解。二、創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課電商行業(yè)快速發(fā)展，新興銷售模式不斷涌現(xiàn)，海量商品涌入市場，庫存管理成為商家運(yùn)營關(guān)鍵。庫存積壓或缺貨都會(huì)對經(jīng)營造成負(fù)面影響，精準(zhǔn)管控庫存需求迫切。模擬“商品庫存管理”系統(tǒng)，使用Python字典實(shí)現(xiàn)商品庫存管理，支持實(shí)時(shí)查詢庫存，庫存低于閾值時(shí)自動(dòng)提醒補(bǔ)貨；可靈活修改商品價(jià)格；還能統(tǒng)計(jì)庫存總價(jià)值、商品品類占比等，輔助商家決策。戲曲是融合文學(xué)、音樂、舞蹈等多元藝術(shù)形式的中華傳統(tǒng)文化璀璨瑰寶，以唱念做打?yàn)楸憩F(xiàn)手段，承載著民族倫理觀念與歷史記憶，擁有京劇等300余個(gè)劇種；“戲曲研習(xí)社”則是致力于戲曲傳承、創(chuàng)新與推廣的文化社群/機(jī)構(gòu)，“戲曲研習(xí)社”的活動(dòng)管理至關(guān)重要，科學(xué)的活動(dòng)管理能夠合理規(guī)劃資源，確保經(jīng)典劇目研習(xí)、創(chuàng)新創(chuàng)作等活動(dòng)有序開展，提升傳承效率；規(guī)范管理還能保障活動(dòng)質(zhì)量，培養(yǎng)人才，助力傳統(tǒng)戲曲在系統(tǒng)規(guī)劃中持續(xù)煥發(fā)活力。模擬“戲曲研習(xí)社”活動(dòng)管理程序，綜合運(yùn)用列表、元組、字典及集合等多種符合數(shù)據(jù)類型，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的活動(dòng)管理功能。三、新課講解知識點(diǎn)1-字典基本操作教師根據(jù)PPT結(jié)合實(shí)操的形式講解字典基本操作。字典（Dict）是一種無序、可變的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它以鍵值對（key-value）的形式存儲數(shù)據(jù)。字典中鍵（key）必須是唯一且不可變的（如字符串、數(shù)字、元組等），而值（value）可以是任意類型的數(shù)據(jù)，如數(shù)字、字符串、列表、元組，甚至是其他字典。創(chuàng)建列表【示例24】使用不同方式創(chuàng)建字典。訪問字典【示例25】創(chuàng)建一個(gè)包含姓名和年齡兩個(gè)元素的字典，并通過鍵獲取值。字典元素的添加和修改【示例26】創(chuàng)建一個(gè)包含姓名和年齡兩個(gè)元素的字典，將姓名修改為Alice，年齡修改為18，并新增一個(gè)性別元素，性別的值為“男”。【示例27】使用update()方法實(shí)現(xiàn)上例相同的功能。成員運(yùn)算【示例28】判斷name和email是否包含在列表my_dict中。知識點(diǎn)2-常用字典方法教師通過PPT結(jié)合實(shí)操的形式講解常用字典方法。除了前面使用的get()方法和update()方法，Python還提供了很多操作字典的方法，例如keys()、values()、items()、pop()、popitem()、clear()等。keys()方法【示例29】使用keys()方法獲取字典中所有的鍵并遍歷。values()方法【示例30】values()方法返回一個(gè)包含字典中所有值的列表。itmes()【示例31】使用itmes()方法獲取字典中的所有鍵值對并遍歷。pop()方法【示例32】使用pop()方法刪除字典my_dict中指定鍵的元素。popitem()方法【示例33】使用popitem()方法隨機(jī)刪除字典my_dict中的元素。clear()方法【示例34】使用clear()方法清空字典my_dict中的元素?！景咐?-3】商品庫存管理創(chuàng)建名稱為“商品庫存管理”的項(xiàng)目，在項(xiàng)目下創(chuàng)建名稱為inventory_management的Python文件。初始化與顯示庫存添加新商品更新商品信息添加新城市數(shù)據(jù)（選項(xiàng)2）查詢特定商計(jì)算庫存總價(jià)值知識點(diǎn)3-集合基本操作教師根據(jù)PPT結(jié)合實(shí)操的形式講解集合基本操作。集合（Set）是一種無序的、不重復(fù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲唯一的元素，支持?jǐn)?shù)學(xué)集合的運(yùn)算操作，如交集、并集、差集等。集合中的元素是無序的，即不記錄元素的插入順序，且每個(gè)元素只能出現(xiàn)一次，常用于去重。集合的元素必須是不可變的，例如數(shù)字、字符串、元組等，列表、字典等可變類型不能作為集合的元素。創(chuàng)建集合【示例35】使用不同方式創(chuàng)建集合。遍歷集合【示例36】使用for循環(huán)遍歷集合中的元素。集合的運(yùn)算【示例37】使用“&”運(yùn)算符求交集?！臼纠?8】使用“|”運(yùn)算符求并集?！臼纠?9】使用“-”運(yùn)算符求差集。【示例40】使用“^”運(yùn)算符求對稱差集。知識點(diǎn)4-常用集合方法教師通過PPT結(jié)合實(shí)操的形式講解常用集合方法。集合的元素是不可變的，因此不能修改集合中已存在的元素，但是可以通過添加、刪除元素來間接地“修改”集合。方法說明add(x)將元素x添加到集合中，如果元素已存在，則不進(jìn)行任何操作update(iterable)用于將一個(gè)可迭代對象（像列表、元組、集合等）中的元素添加到當(dāng)前集合中。如果添加的元素在集合中已經(jīng)存在，則不會(huì)重復(fù)添加remove(x)將元素x從集合中移除，如果元素不存在，則會(huì)發(fā)生KeyError錯(cuò)誤discard(x)將元素x從集合中移除，如果元素不存在，不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤pop()隨機(jī)返回集合中的一個(gè)元素，同時(shí)刪除該元素；若集合為空，會(huì)發(fā)生KeyError錯(cuò)誤clear()清空集合copy()復(fù)制集合，返回值為一個(gè)新的集合【示例41】分別使用add()、update()、remove()、discard()方法添加、刪除集合元素index()方法【案例4-4】戲曲研習(xí)社活動(dòng)管理創(chuàng)建名稱為“戲曲研習(xí)社活動(dòng)管理