Python程序設(shè)計-教案-單元九 GUI編程

《Python程序設(shè)計》教案單元九GUI編程

課學(xué)內(nèi)容制作個人信息調(diào)查系統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)：提高對類似事物歸納總結(jié)的能力，加強團隊合作能力。知識目標(biāo)：理解使用tkinter進行GUI編程的主要步驟。熟悉tkinter的常用控件。掌能力目標(biāo)：能夠利用tkinter控件制作個人信息調(diào)查系統(tǒng)。教學(xué)重難點教學(xué)重點：tkinter的常用控件及使用。教學(xué)難點：使用tkinter進行GUI編程。教學(xué)方法案例分析法、問答法、討論法、講授法、實訓(xùn)法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)設(shè)計教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟設(shè)計意圖課前任務(wù)【教師】布置課前任務(wù)，提醒同學(xué)通過學(xué)習(xí)軟件，完成課前任務(wù)請大家自行搜集資料了解信息調(diào)查表的意義，并且預(yù)習(xí)本任務(wù)需要的相關(guān)知識點?！緦W(xué)生】完成課前任務(wù)通過課前任務(wù)，使學(xué)生了解本次課的重要性，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣考勤

（2min）【教師】清點上課人數(shù)，記錄好考勤【學(xué)生】班干部交假條培養(yǎng)學(xué)生的組織紀(jì)律性，掌握學(xué)生的出勤情況新課預(yù)熱

（10min）【教師】與學(xué)生簡單互動，復(fù)習(xí)回顧上次課的內(nèi)容等【學(xué)生】聆聽、互動【教師】講述本項目的作用和開設(shè)本項目的原因到目前為止，我們所編寫的Python代碼都是處于一個文字交互界面的狀態(tài)。但在實際應(yīng)用中，很多用戶都是非專業(yè)的，他們希望所提供的軟件能有一個友好的界面，這就用到GUI編程了。GUI（GraphicalUserInterface）又稱圖形用戶界面，是指采用圖形方式顯示的用戶操作界面。Python的GUI工具包有很多，其中最常用的有tkinter、wxPython、PyGTK、PyQt等，本單元將介紹如何使用tkinter來編寫GUI程序?！窘處煛扛爬ū敬握n總體學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生大體了解本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容tkinter是Python的標(biāo)準(zhǔn)GUI庫。Python使用tkinter可以快速的創(chuàng)建GUI應(yīng)用程序。通過老師與學(xué)生的互動，并讓學(xué)生了解這次課的知識點大致要求問題導(dǎo)入（5min）【教師】提出以下問題：一個軟件的界面友好是指什么？【學(xué)生】思考、舉手回答【教師】通過學(xué)生的回答引入要講的知識通過問題導(dǎo)入的方法，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣傳授新知

（30min）tkinter簡介【教師】講解tkinter簡介tkinter是Python的標(biāo)準(zhǔn)GUI庫。tkinter的優(yōu)點是簡單易用，與Python結(jié)合度好。tkinter在Python3.x下默認(rèn)集成，不需要額外安裝。因此，想要使用tkinter進行GUI編程，可直接使用import語句導(dǎo)入tkinter模塊。如下所示。importtkinter【學(xué)生】聆聽、記錄、理解tkinter的使用【教師】講解tkinter的使用方法創(chuàng)建一個GUI應(yīng)用程序需要以下五個主要步驟：步驟1：導(dǎo)入tkinter模塊（importtkinter）；步驟2：創(chuàng)建一個頂層窗口對象（調(diào)用Tk()函數(shù)），用于容納整個GUI應(yīng)用；步驟3：在頂層窗口對象上構(gòu)建所有的GUI控件；步驟4：進入主事件循環(huán)（調(diào)用mainloop()函數(shù)）；步驟5：通過底層應(yīng)用代碼將這些GUI控件連接起來。【學(xué)生】聆聽、記錄、理解tkinter常用控件【教師】講解tkinter常用控件及屬性使用1.窗口窗口也稱為框架（Frame），是屏幕上的一塊矩形區(qū)域，多用來作為容器布局窗體。窗口中可包含標(biāo)簽、菜單、按鈕等其他控件，其運行之后可移動和縮放。2.Label控件Label控件是用于在界面上輸出描述信息的標(biāo)簽，可以顯示文本和圖像。3.Button控件通過Button控件可以方便地與用戶進行交互。Button控件有一個command屬性，用于指定一個函數(shù)或方法，當(dāng)用戶單擊按鈕時，tkinter就會自動調(diào)用該函數(shù)或方法。4.Entry控件Entry控件就是輸入框，用來輸入單行內(nèi)容，可以方便地向程序傳遞用戶參數(shù)。獲取輸入框的內(nèi)容可以使用Entry控件的get()方法。5.Radiobutton控件Radiobutton控件用于實現(xiàn)選項的單選功能。6.Checkbutton控件Checkbutton控件用于實現(xiàn)選項的復(fù)選功能。一個Checkbutton組件一般只能進行一組“是”與“非”的選擇，因為在默認(rèn)情況下，variable選項在選中狀態(tài)時值為1，反之則為零為0。7.Menu控件tkinter提供了Menu控件，用于實現(xiàn)頂級菜單、下拉菜單和彈出菜單。【教師】分別演示例9-1至例9-9程序【學(xué)生】觀察運行結(jié)果并討論【學(xué)生】聆聽、記錄、理解【教師】強調(diào)以下問題通過教師的講解和演示，使學(xué)生了解Python中tkinter的常用控件的使用任務(wù)實施（15min）【教師】帶領(lǐng)學(xué)生完成任務(wù)一?【教師】提出任務(wù)個人信息調(diào)查是一種非常有效的研究方法，用于收集和分析有關(guān)個人信息的數(shù)據(jù)。它可以根據(jù)調(diào)查目的統(tǒng)計個人的相關(guān)信息（如姓名、性別、年齡、愛好和座右銘等），用于人群數(shù)據(jù)分析。本任務(wù)將帶領(lǐng)大家編寫Python程序，使用tkinter常用控件，制作個人信息調(diào)查系統(tǒng)?！緦W(xué)生】思考、討論一、進行任務(wù)分析：完成本任務(wù)需要進行以下步驟。1.導(dǎo)入tkinter模塊，其中要用到Label控件、單選框Radiobutton控件、復(fù)選框Checkbutton控件、按鈕Button控件和messagebox模塊，messagebox模塊（在后面有詳細(xì)的講解）用于顯示一個模式對話框，本任務(wù)需調(diào)用messagebox模塊是用對話框來顯示調(diào)查個人信息結(jié)果。2.創(chuàng)建一個Tk根窗口組件root，并設(shè)置窗口標(biāo)題為“個人信息調(diào)查”，然后通過root.geometry("300x200")設(shè)置彈出窗口的大小。3.定義一個Application類，讓其繼承tkinter模塊中的Frame類，在類中定義一個構(gòu)造函數(shù)；構(gòu)造函數(shù)應(yīng)包括所繼承父類的構(gòu)造函數(shù)以及自己定義的一些功能。具體實現(xiàn)步驟如下。1）用self.grid()，調(diào)用grid方法（grid布局方法在后面有詳細(xì)的講解），調(diào)整其顯示位置和大小；2）用tk.Label顯示“個人信息調(diào)查”這一標(biāo)題，以及顯示“姓名、性別、年齡、愛好和座右銘”這四行，并且確定其位置；3）用tk.Entry創(chuàng)建Entry組件，分別顯示姓名、年齡和座右銘對應(yīng)的文本框；4）創(chuàng)建單選框：先創(chuàng)建StringVar對象，并設(shè)置初始值"男"，再用tk.Radiobutton分別創(chuàng)建男女兩個可選按鈕，并確定其位置；5）創(chuàng)建復(fù)選框：先創(chuàng)建StringVar對象，并設(shè)置初始值"no"，再用tk.Checkbutton分別創(chuàng)建“音樂、運動、旅游和影視”四個選項，并且設(shè)置其位置。在用戶勾選時，用get()獲取，并且將“no”改為“yes”；6）設(shè)置“提交和取消”兩個按鍵：用tk.Button實現(xiàn)，并且確定其位置，在這里需要多加一步：command，即為了與下面的功能實現(xiàn)綁定；7）定義提交事件處理程序（在后面有詳細(xì)的講解）：用.get()來獲取輸入的姓名；用self.sex.get()來獲取勾選的性別；用self.age.get()來獲取輸入的年齡；用self.h1.get()、self.h2.get()、self.h3.get()、self.h4.get()四個獲取勾選的愛好；用self.motto.get()來獲取輸入的年齡；最后用k.messagebox.showinfo將消息框彈出，實現(xiàn)功能；4.最后創(chuàng)建Application的實例對象，將Application功能在根窗口組件root上進行實現(xiàn)，隨后調(diào)用組件的mainloop方法，進入事件循環(huán)。二、參考代碼（教師展示）三、代碼運行四、代碼分析（主要代碼）：【學(xué)生】聆聽、記錄、理解通過任務(wù)實施環(huán)節(jié)，讓學(xué)生將所學(xué)知識與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實操能力實操練習(xí)（15min）【教師】布置任務(wù)編寫Python程序，使用tkinter常用控件，制作個人信息調(diào)查系統(tǒng)?！窘處煛垦蔡幂o導(dǎo)，及時解決學(xué)生遇到的問題；安排每組做得最快、最好的學(xué)生輔導(dǎo)其他學(xué)生進行操作，并解答其遇到的問題【學(xué)生】對比自己的結(jié)果，若結(jié)果有誤，查找并記錄原因通過實操練習(xí)使學(xué)生鞏固所學(xué)知識，并以學(xué)生為主體，針對學(xué)生接受能力的差異性，讓優(yōu)秀學(xué)生帶動其他學(xué)生掌握知識課堂小結(jié)

（3min）【教師】簡要總結(jié)本節(jié)課的要點tkinter是Python的標(biāo)準(zhǔn)GUI庫。Python使用tkinter可以快速的創(chuàng)建GUI應(yīng)用程序。想要使用tkinter進行GUI編程，可直接使用import語句導(dǎo)入tkinter模塊。【學(xué)生】總結(jié)回顧知識點總結(jié)知識點，鞏固學(xué)生對tkinter的常用控件相關(guān)知識的印象作業(yè)布置

（2min）【教師】布置課后作業(yè)【學(xué)生】完成課后任務(wù)通過課后作業(yè)復(fù)習(xí)鞏固學(xué)到的知識，提高實際操作能力教學(xué)反思本次課講授的主要是Python中如何使用tkinter進行GUI編程的主要步驟；以及tkinter的常用控件。通過知識點的學(xué)習(xí)和實踐，讓學(xué)生對Python中tkinter的常用控件有了更深入的了解。通過使用tkinter常用控件，制作個人信息調(diào)查系統(tǒng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，掌握了Python的具體應(yīng)用，在設(shè)計過程中，對tkinter常用控件有了進一步認(rèn)識，取得了不錯的教學(xué)效果。在以后的教學(xué)中，重點關(guān)注理論知識和實際應(yīng)用的結(jié)合，使學(xué)生能夠?qū)W有所用。

教學(xué)內(nèi)容實現(xiàn)鼠標(biāo)的花樣教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)：鍛煉想象力、創(chuàng)造力、邏輯思維能力。知識目標(biāo)：掌握事件綁定的方法。了解標(biāo)準(zhǔn)對話框的使用方法。能力目標(biāo)：能夠?qū)崿F(xiàn)鼠標(biāo)的花樣——隨機生成大寫字母。教學(xué)重難點教學(xué)重點：事件綁定的方法，標(biāo)準(zhǔn)對話框的使用方法。教學(xué)難點：事件綁定的方法應(yīng)用。教學(xué)方法案例分析法、問答法、討論法、講授法、實訓(xùn)法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)設(shè)計教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟設(shè)計意圖課前任務(wù)【教師】布置課前任務(wù)，提醒同學(xué)通過學(xué)習(xí)軟件，完成課前任務(wù)請大家自行預(yù)習(xí)本任務(wù)需要的相關(guān)知識點?！緦W(xué)生】完成課前任務(wù)通過課前任務(wù)，使學(xué)生了解本次課的重要性，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣考勤

（2min）【教師】清點上課人數(shù)，記錄好考勤【學(xué)生】班干部交假條培養(yǎng)學(xué)生的組織紀(jì)律性，掌握學(xué)生的出勤情況新課預(yù)熱

（10min）【教師】與學(xué)生簡單互動，復(fù)習(xí)回顧上次課的內(nèi)容等【學(xué)生】聆聽、互動事件處理，是GUI程序中不可或缺的重要組成部分，相比來說，控件只是組成一臺機器的零部件，而事件處理則是驅(qū)動這臺機器“正?！边\轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在，它能夠?qū)⒘悴考g“優(yōu)雅”的貫穿起來，因此“事件處理”可謂是GUI程序的“靈魂”，同時它也是實現(xiàn)人機交互的關(guān)鍵。一個tkinter應(yīng)用程序的大部分時間花費在事件循環(huán)上（通過mainloop()方法進入）。事件可以有多種來源，包括用戶觸發(fā)的鼠標(biāo)、鍵盤操作或是系統(tǒng)事件。通過老師與學(xué)生的互動，并讓學(xué)生了解這次課的知識點大致要求問題導(dǎo)入（5min）【教師】提出以下問題：如何實現(xiàn)人機交互？關(guān)鍵點在哪？【學(xué)生】思考、舉手回答【教師】通過學(xué)生的回答引入要講的知識通過問題導(dǎo)入的方法，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣傳授新知

（30min）事件綁定方法【教師】講解事件綁定語法tkinter提供了強大的事件處理機制，對于每個控件來說，可以通過bind()方法將函數(shù)或方法綁定到具體的事件上，其語法格式如下所示?？丶ο竺?bind(event,handler)其中，event表示事件的類型，是tkinter已經(jīng)定義好的事件，并使用“尖括號”的形式進行包裹；Handler表示事件的處理函數(shù)?！窘處煛垦菔纠?-10程序【學(xué)生】觀察運行結(jié)果并討論【學(xué)生】聆聽、記錄、理解常用事件類型【教師】講解事件類型和事件對象事件類型（也稱事件碼）是tkinter模塊規(guī)定的，主要包括鼠標(biāo)、鍵盤、光標(biāo)等相關(guān)事件，tkinter為其規(guī)定了相應(yīng)的語法格式：<modifier-type-detail>說明：事件類型必須用尖括號括起來；type字段是最重要的，它通常用于描述事件的具體類型，如鼠標(biāo)單擊、鍵盤輸入等；modifier字段是可選的，它通常用于描述組合鍵，如Ctrl、Shift等；detail字段也是可選的，它通常用于描述具體的按鍵，如Button-1表示單擊鼠標(biāo)左鍵。三、事件對象當(dāng)tkinter調(diào)用預(yù)先定義的函數(shù)時，會將事件對象（作為參數(shù)）傳遞給函數(shù)?！窘處煛垦菔纠?-11程序【學(xué)生】觀察運行結(jié)果并討論【學(xué)生】聆聽、記錄、理解標(biāo)準(zhǔn)對話框【教師】講解標(biāo)準(zhǔn)對話框常用模塊的使用1.messagebox模塊messagebox模塊用于顯示一個模式對話框，其中包含一個系統(tǒng)圖標(biāo)、一組按鈕和一個簡短的特定于應(yīng)用程序的消息，如狀態(tài)或錯誤信息。messagebox模塊大致分為：askokcancel()，askquestion()，askretrycancel()，askyesno()，showerror()，showwarning()2.filedialog模塊filedialog模塊用于打開文件對話框，該模塊提供了兩個函數(shù)：1）askopenfilename()函數(shù)用于打開“打開”對話框。2）asksaveasfilename()函數(shù)用于打開“另存為”對話框。3.colorchooser模塊colorchooser模塊用于打開顏色選擇對話框，由askcolor()函數(shù)實現(xiàn)?！窘處煛糠謩e演示例9-12、例9-13、例9-14程序【學(xué)生】觀察運行結(jié)果并討論【學(xué)生】聆聽、記錄、理解通過教師的講解和演示，使學(xué)生了解Python中事件綁定的方法任務(wù)實施（15min）【教師】帶領(lǐng)學(xué)生完成任務(wù)二?【教師】提出任務(wù)用戶可以在GUI界面中，通過雙擊鼠標(biāo)在雙擊處輸出一個隨機生成的大寫字母。本任務(wù)將帶領(lǐng)大家編寫Python程序，實現(xiàn)鼠標(biāo)的花樣——隨機生成大寫字母?！緦W(xué)生】思考、討論一、進行任務(wù)分析：完成本任務(wù)，首先創(chuàng)建一個初始窗口處于最大化狀態(tài)的程序，然后利用tlinter中的事件處理綁定鼠標(biāo)雙擊事件，實現(xiàn)在雙擊處輸出一個隨機生成的大寫字母。執(zhí)行程序，會創(chuàng)建一個處于最大化狀態(tài)初始窗口（GUI界面），在窗口中任意位置任意雙擊鼠標(biāo)，則會隨機生成一個大寫字母。二、參考代碼：教師展示三、代碼運行四、代碼分析（主要代碼）：【學(xué)生】聆聽、記錄、理解通過任務(wù)實施環(huán)節(jié)，讓學(xué)生將所學(xué)知識與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實操能力實操練習(xí)（15min）【教師】布置任務(wù)編寫Python程序，實現(xiàn)鼠標(biāo)的花樣?！窘處煛垦蔡幂o導(dǎo)，及時解決學(xué)生遇到的問題；安排每組做得最快、最好的學(xué)生輔導(dǎo)其他學(xué)生進行操作，并解答其遇到的問題【學(xué)生】對比自己的繪制結(jié)果，若繪制有誤，查找并記錄原因通過實操練習(xí)使學(xué)生鞏固所學(xué)知識，并以學(xué)生為主體，針對學(xué)生接受能力的差異性，讓優(yōu)秀學(xué)生帶動其他學(xué)生掌握知識課堂小結(jié)

（3min）【教師】簡要總結(jié)本節(jié)課的要點tkinter提供了強大的事件處理機制，對于每個控件來說，可以通過bind()方法將函數(shù)或方法綁定到具體的事件上。【學(xué)生】總結(jié)回顧知識點總結(jié)知識點，鞏固學(xué)生對Python中的事件綁定相關(guān)知識的印象作業(yè)布置

（2min）【教師】布置課后作業(yè)【學(xué)生】完成課后任務(wù)通過課后作業(yè)復(fù)習(xí)鞏固學(xué)到的知識，提高實際操作能力教學(xué)反思本次課講授的主要是Python中。通過知識點的學(xué)習(xí)和實踐，讓學(xué)生對Python中有了更深入的了解。通過編寫Python程序，實現(xiàn)鼠標(biāo)的花樣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，掌握了Python的具體應(yīng)用，在設(shè)計過程中，對有了進一步認(rèn)識，取得了不錯的教學(xué)效果。在以后的教學(xué)中，重點關(guān)注理論知識和實際應(yīng)用的結(jié)合，使學(xué)生能夠?qū)W有所用。

教學(xué)內(nèi)容制作計算器教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)：提高解決問題的能力和自信心。貫徹互助共享的精神。 知識目標(biāo)：掌握布局管理器的使用方法。 能力目標(biāo)：能夠設(shè)計GUI程序，制作具有計算器界面和用戶交互按鈕的計算器。教學(xué)重難點教學(xué)重點：。教學(xué)難點：。教學(xué)方法案例分析法、問答法、討論法、講授法、實訓(xùn)法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)設(shè)計教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟設(shè)計意圖課前任務(wù)【教師】布置課前任務(wù)，提醒同學(xué)通過學(xué)習(xí)軟件，完成課前任務(wù)請大家自行搜集資料了解計算器的構(gòu)造，并且預(yù)習(xí)本任務(wù)需要的相關(guān)知識點?！緦W(xué)生】完成課前任務(wù)通過課前任務(wù)，使學(xué)生了解本次課的重要性，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣考勤

（2min）【教師】清點上課人數(shù)，記錄好考勤【學(xué)生】班干部交假條培養(yǎng)學(xué)生的組織紀(jì)律性，掌握學(xué)生的出勤情況新課預(yù)熱

（10min）【教師】與學(xué)生簡單互動，復(fù)習(xí)回顧上次課的內(nèi)容等所謂布局，就是指控制窗體容器中各個控件（組件）的位置關(guān)系。tkinter提供了三種常用的布局管理器，分別是：pack布局、grid布局、place布局。這三種布局管理在同一個masterwindow里是不可以混用的?！緦W(xué)生】聆聽、互動通過老師與學(xué)生的互動，并讓學(xué)生了解這次課的知識點大致要求問題導(dǎo)入（5min）【教師】提出以下問題：什么是界面布局？如何進行合理布局？【學(xué)生】思考、舉手回答【教師】通過學(xué)生的回答引入要講的知識通過問題導(dǎo)入的方法，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣傳授新知

（30min）【教師】講解布局管理器一、pack布局使用pack布局，將向容器中添加組件，第一個添加的組件在最上方，然后是依次向下添加。默認(rèn)在容器中自頂向下垂直添加組件。二、grid布局grid布局又稱為網(wǎng)格布局，是tkinter布局管理器中最靈活多變的布局方法。由于大多數(shù)程序界面都是矩形的，我們可以將它劃分為由行和列組成的網(wǎng)格，然后根據(jù)行號和列號，將控件放置于網(wǎng)格之中。在grid布局中的所有控件都會被賦予一個行號和一個列號，這是每個控件相對于其他控件位置的憑證。同一列控件上下排布，同一行控件左右排布。行與列的寬度和高度由內(nèi)部的控件決定，在使用grid布局時，不需要關(guān)注行和列的大小。使用grid布局只需要在創(chuàng)建控件之后，指定控件放置的表格行號和列號就可以了。三、place布局place布局是使用控件坐標(biāo)來放置控件的位置。【教師】分別演示例9-16、例9-17、例9-18程序【學(xué)生】觀察運行結(jié)果并討論【學(xué)生】聆聽、記錄、理解【教師】強調(diào)以下問題在同一個主窗口中不要混用這3種布局管理器。不推薦使用place布局，因為在不同分辨率下，界面往往有較大差異。通過教師的講解和演示，使學(xué)生了解Python中布局管理器的使用任務(wù)實施（15min）【教師】帶領(lǐng)學(xué)生完成任務(wù)三?【教師】提出任務(wù)計算器要實現(xiàn)的功能是對兩個數(shù)進行算術(shù)運算，0-9十個數(shù)字和每種運算符號都可以通過按鈕（數(shù)字按鈕、符號按鈕等）實現(xiàn)，用戶通過單擊按鈕來進行算術(shù)運算。本任務(wù)將帶領(lǐng)大家利用Python設(shè)計GUI程序，制作具有計算器界面和用戶交互按鈕的計算器?！緦W(xué)生】思考、討論一、進行任務(wù)分析：完成本任務(wù)，需分別完成兩大功能模塊：1.創(chuàng)建計算器界面：計算器界面由多個按鈕（如數(shù)字按鈕、符號按鈕等）和一個標(biāo)簽（用于輸出按鈕信息和計算結(jié)果）構(gòu)成，可利用tkinter提供的Button控件和Label控件實現(xiàn)，再利用布局管理器（grid布局）將各個控件排列顯示，其中創(chuàng)建Button控件時利用其command屬性