python编程 ：第十一节课：代码的“积木块” – 函数 (定义和调用)

第十一课：代码的“积木块” – 函数 (定义和调用)

• 时长: 90 分钟
• 教学目标:
  • 理解“函数”的概念：把一段常用的代码打包起来，起个名字，方便重复使用。
  • 知道为什么我们需要使用函数（提高代码复用性、可读性、管理性）。
  • 学习定义（创建）一个简单的函数，使用 def 关键字。
  • 理解函数名称的命名规则。
  • 掌握如何调用（使用）已经定义好的函数。
  • 理解函数体（函数内部的代码块）需要缩进。
  • 初步感知函数定义的代码在被调用之前不会执行。

课程内容

1. 复习与引入 (10 分钟)

• 复习: 快速回顾列表的进阶操作，以及使用循环和条件判断解决问题的方法。
• 提出问题: 老师提问：“假设我们需要在程序里多次完成同一个任务，比如：打印一句欢迎语，或者计算一个数字的平方并打印。每次都要写一遍同样的代码，是不是很麻烦？如果这段代码很长，或者以后想修改这段代码，是不是要改很多地方？”
• 引出函数: 就像玩积木一样，我们可以把一段常用的代码“打包”成一个有名字的“积木块”。需要用的时候，直接喊这个积木块的名字就行了，不用每次都重新搭一遍。这个“积木块”在编程里就叫做函数 (Function)。

2. 什么是函数？为什么用函数？ (15 分钟)

• 概念: 函数就是一段完成特定任务的代码块，我们给它起个名字。
• 打个比方: 函数就像家里的电灯开关。你想开灯，不需要知道电灯是怎么工作的，只需要按一下开关（调用函数）就行了。或者像烤箱的“烤面包”按钮，按下去它就会自动完成一系列步骤。
• 为什么用函数？
  • 省事 (代码复用): 只需要写一次函数，就可以在程序里多次调用它。
  • 清晰 (提高可读性): 给一段代码起个有意义的名字（函数名），别人一看就知道这段代码是做什么的。
  • 方便修改 (易于管理): 如果需要修改某个任务的代码，只需要修改函数定义的地方，所有调用这个函数的地方都会生效。
  • 分工 (模块化): 把大问题分解成小任务，每个任务写一个函数，让程序结构更清晰。

3. 创造你的“积木块” – 定义函数 (20 分钟)

• 语法: 使用 def 关键字来定义一个函数，后面跟着函数名、一对括号 () 和一个冒号 :。函数名后面的缩进代码块就是函数体。

  # 定义一个简单的函数，名字叫做 say_hello
  def say_hello():
      # 函数体：需要缩进的代码
      print("你好！")
      print("很高兴见到你！")
  
  # 定义另一个函数，名字叫做 print_stars
  def print_stars():
      print("*" * 20)
  
  # 定义函数就像造积木，只是把代码包起来，这时候里面的代码还不会执行
  

• 函数命名规则: 函数名和变量名类似，可以使用字母、数字、下划线，不能以数字开头，不能用关键字。通常建议函数名用小写字母，多个单词用下划线分隔（例如 calculate_sum）。函数名应该能反映函数的功能。
• 重要概念: 定义函数只是告诉 Python “有这么一个功能，它叫做 say_hello，按下它会做这些事”。定义函数本身并不会让函数体内的代码立即执行。

4. 使用你的“积木块” – 调用函数 (15 分钟)

• 语法: 要让函数体内的代码执行，我们需要调用它。调用函数的方法是写函数名，后面加一对括号 ()。

  # 调用上面定义的 say_hello 函数
  say_hello() # 这时候，say_hello 函数体里的代码才会执行
  
  print("--- 分隔线 ---")
  
  # 再次调用 say_hello 函数
  say_hello() # 函数体里的代码会再次执行
  
  # 调用 print_stars 函数
  print_stars()
  

• 演示: 老师演示定义一个函数，然后多次调用它，让学生观察函数体内的代码重复执行的效果。

  # 定义一个函数，计算并打印 1 到 5 的和
  def calculate_sum_1_to_5():
      total = 0
      for i in range(1, 6):
          total = total + i
      print("1 到 5 的和是：", total)
  
  # 调用函数
  calculate_sum_1_to_5() # 第一次计算并打印和
  
  # 再调用一次
  calculate_sum_1_to_5() # 第二次计算并打印和
  

• 动手实践: 学生编写代码，定义一个打印自己名字的函数，然后调用它三次。 定义一个打印一行分隔符的函数，然后在程序的不同位置调用它。

5. 课堂练习 (15 分钟)

让学生独立完成以下练习：

• 练习 1: 定义一个函数 print_greeting()，让它打印一句简单的问候语，比如“欢迎学习 Python！” 然后调用这个函数。

  # 在这里定义你的函数
  def print_greeting():
      # TODO: 在函数体里写打印问候语的代码
      pass # 先用 pass 占位，防止语法错误
  
  # 在这里调用你的函数
  

• 练习 2: 定义一个函数 print_square()，让它打印一个由 * 组成的 3×3 的正方形。（提示：可以使用循环）。然后在程序中调用这个函数两次。

  # 在这里定义你的函数 print_square()
  def print_square():
      # TODO: 使用循环打印 3x3 的正方形
      pass
  
  # 在这里调用你的函数
  

• 练习 3: 定义一个函数 my_info()，让它打印你的名字和年龄（直接在函数体里写死信息即可）。然后在程序中调用这个函数。

6. 总结与提问 (10 分钟)

• 回顾: 回顾本节课内容：函数的作用（打包代码、复用），定义函数的语法 def 函数名(): 和缩进的函数体，调用函数的方法 函数名()，以及函数定义和调用是两个不同的步骤，定义时代码不执行，调用时才执行。
• 提问:
  • 函数是用来做什么的？
  • 定义函数用哪个关键字？后面需要加什么？
  • 如何让一个函数里的代码执行？
  • 定义函数的时候，函数体里的代码会立即执行吗？
  • 为什么要使用函数？（至少说出一点好处）
• 答疑: 回答学生问题。

7. 布置课后作业 (5 分钟)

• 作业 1: 编写一个程序，定义一个函数 print_line()，让它打印一行由等号 = 组成的分隔线（比如 30 个等号）。然后在程序的不同地方多次调用这个函数，把输出内容分隔开。
• 作业 2: 编写一个程序，定义一个函数 print_triangle()，让它打印一个由 * 组成的 4 行的直角三角形。（提示：可以在函数体里使用嵌套循环）。然后在程序中调用这个函数。
• 作业 3: 编写一个程序，定义一个函数 motivational_quote()，让它打印一句鼓励的话，比如“坚持就是胜利！”。然后在一个 for 循环里调用这个函数 5 次。
• 作业 4: (选做) 编写一个程序，定义一个函数 calculate_circle_area()，让它计算并打印半径为 5 的圆的面积（圆周率取 3.14）。（面积公式：π * 半径 * 半径）。然后在程序中调用这个函数。