2023-2024學年粵教版（2019）高中信息技術必修一《數據與計算》第四章第四節《運用循環結構描述問題求解過程》教案課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：《運用循環結構描述問題求解過程》

2.教學年級和班級：高中一年級信息技術班

3.授課時間：2023-2024學年第一學期第10周

4.教學時數：45分鐘

教學內容：本節課將結合粵教版（2019）高中信息技術必修一《數據與計算》第四章第四節的內容，教授學生如何運用循環結構描述問題求解過程。通過實例分析、編程實踐，讓學生掌握循環結構的基本原理和應用方法，培養他們解決問題的能力。二、核心素養目標1.數據意識：培養學生對循環結構在數據處理中的重要作用的認識，提高他們利用循環結構解決問題的數據意識。

2.計算思維：通過循環結構的編程實踐，鍛煉學生邏輯思維和問題解決能力，形成有效的計算思維。

3.信息社會責任：使學生了解循環結構在現實生活中的應用，增強他們對信息技術的興趣和責任感。

4.協作與交流：鼓勵學生在小組討論和編程實踐中，學會與他人協作，提高溝通表達能力。三、教學難點與重點1.教學重點：

-循環結構的基本概念及其在程序設計中的應用。

-掌握for循環和while循環的語法和使用方法。

-能夠運用循環結構編寫程序解決實際問題。

舉例：通過編寫計算斐波那契數列的例子，讓學生掌握for循環和while循環的應用，以及如何通過循環結構進行迭代計算。

2.教學難點：

-循環條件的設定與終止條件的理解。

-循環體內邏輯的編寫，避免無限循環的發生。

-循環結構與其他程序結構的嵌套使用。

舉例：循環條件設置中，學生容易混淆“小于等于”和“小于”等條件，導致循環次數不符合預期。在嵌套使用時，如何正確地控制內外層循環的執行順序和次數，防止邏輯錯誤。教學中需通過具體案例，引導學生理解循環控制的細節，并掌握調試循環結構程序的方法。四、教學資源準備1.教材：確保每位學生都準備了《數據與計算》教材，特別是第四章第四節的相關內容。

2.輔助材料：準備循環結構的概念圖解、編程示例代碼、循環結構在實際應用中的視頻案例等多媒體資源。

3.實驗器材：為學生提供計算機設備，安裝有Python或Scratch等編程軟件，以便進行循環結構編程實踐。

4.教室布置：將教室分為講授區、小組討論區及實驗操作區，確保學生在討論和實踐環節有足夠的空間和設備支持。五、教學過程首先，讓我們打開教材《數據與計算》第四章第四節，今天我們將一起探索如何運用循環結構描述問題求解過程。

1.導入新課（5分鐘）

大家好，我們在前面的課程中學習了順序結構和選擇結構，今天我們要學習一個新的結構——循環結構。在日常生活中，很多事情都需要重復做，比如我們每天都要吃飯、睡覺，這就是一種循環。在編程中，循環結構可以讓我們的程序重復執行某些操作，大大提高編程的效率。

2.循環結構概念及類型（10分鐘）

我們先來看一下循環結構的概念。循環結構是指在程序中重復執行某個或某些操作，直到滿足某個條件為止。在Python中，主要有兩種循環結構：for循環和while循環。

（1）for循環：當我們知道循環的次數時，可以使用for循環。其基本語法如下：

```

for變量in序列:

代碼塊

```

我來給大家演示一個例子，計算1到10的整數和。

（演示代碼，解釋循環的執行過程）

（2）while循環：當我們不知道循環的次數，但知道循環的終止條件時，可以使用while循環。其基本語法如下：

```

while條件:

代碼塊

```

我來給大家演示一個例子，計算1到10的整數和。

（演示代碼，解釋循環的執行過程）

3.循環結構的應用（15分鐘）

（1）計算斐波那契數列的前10項。

（引導學生思考，給出提示，共同完成代碼）

（2）編寫一個程序，求1到100之間的所有質數。

（分組討論，每組給出一個解決方案，共同分析優缺點）

4.編程實踐（10分鐘）

現在，請大家打開計算機，嘗試以下兩個編程任務：

（1）編寫一個程序，輸出九九乘法表。

（2）編寫一個程序，實現一個簡單的計算器功能，可以計算加、減、乘、除四種運算。

（學生在編程過程中，我會巡回指導，解答學生遇到的問題）

5.總結與拓展（5分鐘）

（學生回答，共同總結）

課后，請大家完成以下作業：

（1）總結for循環和while循環的異同點。

（2）嘗試編寫一個程序，實現一個猜數字游戲。

今天的課程就到這里，希望大家能夠掌握循環結構，并在實際問題中靈活運用。下節課，我們將繼續學習循環結構的高級應用。六、知識點梳理本節課我們學習了循環結構，這是編程中非常重要的一部分，能夠讓我們重復執行某些操作，直到滿足特定條件。以下是本節課的知識點梳理：

1.循環結構的概念

-循環結構用于在程序中重復執行一段代碼。

-循環結構包含初始化、條件判斷和循環體。

2.for循環

-for循環適用于已知循環次數的情況。

-for循環的基本語法：

```

for變量in序列:

代碼塊

```

-for循環的執行流程：

-遍歷序列中的每一個元素，將元素賦值給變量。

-每次遍歷執行代碼塊。

3.while循環

-while循環適用于不知道循環次數，但知道循環終止條件的情況。

-while循環的基本語法：

```

while條件:

代碼塊

```

-while循環的執行流程：

-判斷條件是否為真，如果為真，執行代碼塊。

-執行完畢后，再次判斷條件是否為真，重復此過程直到條件為假。

4.循環結構的嵌套

-循環結構可以嵌套使用，即在一個循環內包含另一個循環。

-嵌套循環的執行流程：

-外層循環每執行一次，內層循環執行完整的一輪。

5.循環控制語句

-break：用于提前退出循環。

-continue：用于跳過當前循環的剩余代碼，直接進入下一次循環。

6.循環結構在實際問題中的應用

-計算斐波那契數列。

-輸出九九乘法表。

-實現簡單計算器功能。

-猜數字游戲。

7.循環結構的調試

-注意循環條件的設置，避免出現無限循環。

-使用print語句輸出中間結果，幫助理解循環執行過程。七、教學反思與改進在完成了這節課關于循環結構的教學后，我進行了深入的反思。首先，我發現學生們在理解循環結構的基本概念和語法上普遍感到比較輕松，這讓我感到很欣慰。然而，我也注意到，在具體的編程實踐中，有些學生對于如何設置正確的循環條件以及如何避免無限循環的問題上存在一定的困難。

在設計反思活動時，我認為可以采取以下幾種方式來評估教學效果：

1.課后作業的完成情況：通過批改學生的課后作業，我可以了解他們在循環結構的應用上是否真正掌握了要點。

2.學生提問和反饋：鼓勵學生在課后提出自己的疑問，這樣我可以及時了解他們在學習過程中的困惑點。

3.課堂討論的參與度：觀察學生在課堂上的討論情況，可以反映出他們對循環結構理解的程度。

基于這些反思，我制定了以下改進措施：

1.加強循環條件的講解：在未來的教學中，我會更加詳細地解釋循環條件的設定，通過更多的例題和練習，幫助學生掌握如何正確設置循環條件。

2.增加課堂互動：我會鼓勵更多的學生參與到課堂討論中來，通過小組合作和互相解答，提高他們對循環結構應用的理解。

3.案例教學：引入更多實際生活中的案例，讓學生明白循環結構不僅僅是編程中的一個概念，而是解決實際問題的有力工具。

4.調試技巧的傳授：教會學生如何使用調試工具，如何通過print語句等方式來跟蹤程序的執行過程，以便于他們更好地理解循環的執行邏輯。

5.課后輔導：提供課后輔導時間，讓學生在遇到問題時能夠得到及時的解答和幫助。八、典型例題講解例題1：編寫一個程序，輸出1到10的整數和。

```python

sum=0

foriinrange(1,11):

sum+=i

print("1到10的整數和為：",sum)

```

例題2：編寫一個程序，計算斐波那契數列的前10項。

```python

a,b=0,1

foriinrange(10):

print(a,end='')

a,b=b,a+b

```

例題3：編寫一個程序，輸出九九乘法表。

```python

foriinrange(1,10):

forjinrange(1,i+1):

print(f"{j}x{i}={i*j}",end='')

print()

```

例題4：編寫一個程序，實現一個簡單的計算器功能，可以計算加、減、乘、除四種運算。

```python

defcalculator(a,b,op):

ifop=='+':

returna+b

elifop=='-':

returna-b

elifop=='*':

returna*b

elifop=='/':

returna/b

a,b=map(float,input("請輸入兩個數字（空格分隔）：").split())

op=input("請輸入運算符（+、-、*、/）：")

print("計算結果為：",calculator(a,b,op))

```

例題5：編寫一個程序，實現猜數字游戲。

```python

importrandom

target=random.randint(1,100)

guess=0

try_count=0

whileguess!=target:

guess=int(input("請輸入你猜的數字（1-100）："))

try_count+=1

ifguess<target:

print("太小了！")

elifguess>target:

print("太大了！")

else:

print(f"恭喜你！猜對了！共嘗試了{try_count}次。")

```課堂小結，當堂檢測今天我們學習了循環結構，了解了for循環和while循環的基本概念、語法及應用。通過典型例題的講解，大家掌握了如何利用循環結構解決實際問題。下面我們對本節課的內容進行小結，并做一些當堂檢測。

1.課堂小結：

-循環結構的概念及其在程序設計中的作用。

-for循環和while循環的語法及使用場景。

-循環控制語句break和continue的用法。

-循環結構在實際問題中的應用。

2.當堂檢測：

（1）編寫一個程序，計算1到100之間所有偶數的和。

```python

sum=0

foriinrange(1,101):

ifi%2==0:

sum+=i

print("1到100之間所有偶數的和為：",sum)

```

（2）編寫一個程序，輸出1到10之間所有整數的平方。

```python

foriinrange(1,11):

print(f"{i}的平方為：{i**2}")

```

（3）編寫一個程序，實現一個整數序列的逆序輸出。

```python

sequence=[1,2,3,4,5]

foriinrange(len(sequence)-1,-1,-1):

print(sequence[i],end='')

```

（4）編寫一個程序，判斷一個整數是否為回文數（例如：12321）。

```python

num=int(input("請輸入一個整數："))

temp=num

reversed_num=0

whiletemp>0:

reversed_num=reversed_num*10+temp%10

temp//=10

ifnum==reversed_num:

print(f"{num}是回文數。")

else:

print(f"{num}不是回文數。")

```

（5）編寫一個程序，實現兩個整數之間的進制轉換（如：10進制轉2進制）。

```python

defconvert_base(num,base):

resu