第四章《程序設計基礎》第5課時《運用循環結構描述問題求解過程（2）教學設計2023—2024學年粵教版（2019）高中信息技術必修1學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內容本節課是粵教版高中信息技術必修1教材第四章《程序設計基礎》的第5課時，主題為《運用循環結構描述問題求解過程（2）》。教學內容包括：循環結構的原理及實現方式，循環語句的使用方法，以及如何通過循環結構優化程序。通過本節課的學習，學生能夠掌握循環結構的編程方法，提高程序設計的效率和質量。核心素養目標分析本節課旨在培養學生的計算思維和問題解決能力。學生將通過學習循環結構，提升對復雜問題的抽象和分解能力，培養邏輯思維和算法設計能力。同時，通過編程實踐，學生將增強信息意識，學會利用計算技術解決問題，促進數字化學習與創新能力的提升。教學難點與重點1.教學重點，

①理解循環結構的原理，包括循環的初始化、條件判斷和迭代更新等基本概念；

②掌握不同循環語句（如for、while）的使用方法，能夠根據實際問題選擇合適的循環結構；

③學會分析循環中的邊界條件和異常情況，確保程序的正確性和健壯性；

④通過實際案例，理解循環結構在解決實際問題中的應用，如數據統計、排序等。

2.教學難點，

①理解循環嵌套的概念，并能正確設計嵌套循環結構，處理多維度的問題；

②分析循環的執行次數和結束條件，避免無限循環或循環次數過少的情況；

③在循環中處理復雜的數據結構和邏輯關系，如列表、字典等；

④理解循環結構在算法設計中的作用，以及如何優化算法以提高效率。教學方法與手段教學方法：

1.講授法：通過系統講解循環結構的基本概念和用法，幫助學生建立理論基礎。

2.案例分析法：選取實際案例，引導學生分析問題，設計循環結構，提高解決問題的能力。

3.實踐操作法：提供編程練習，讓學生親手編寫程序，體驗循環結構的應用。

教學手段：

1.多媒體演示：使用PPT展示循環結構的原理和示例，直觀教學。

2.在線編程工具：利用在線編程平臺，讓學生實時編寫和調試代碼，增強互動性。

3.教學軟件：使用編程教學軟件，提供互動式學習環境，輔助學生理解和掌握循環結構。教學過程設計（總用時：45分鐘）

一、導入環節（用時：5分鐘）

1.創設情境：播放一段關于數據處理的視頻，展示計算機程序在處理大量數據時的效率優勢。

2.提出問題：引導學生思考如何編寫程序處理重復性的數據處理任務。

3.引出主題：提出循環結構的概念，說明其重要性。

二、講授新課（用時：20分鐘）

1.講解循環結構的原理：

-闡述循環的定義和作用；

-介紹循環的基本組成部分：初始化、條件判斷、迭代更新。

-分析不同循環語句（for、while）的用法和區別。

（用時：5分鐘）

2.循環結構的實際應用：

-展示循環結構在數據處理、排序等實際問題中的應用案例；

-講解如何分析循環的執行次數和結束條件；

-分析循環嵌套的概念，并舉例說明。

（用時：10分鐘）

3.循環結構的優化：

-講解如何優化循環結構，提高程序效率；

-分析算法設計中循環結構的作用；

-提供優化算法的實例。

（用時：5分鐘）

三、鞏固練習（用時：15分鐘）

1.實踐操作：

-提供編程練習題，要求學生根據所學知識編寫程序；

-學生獨立完成練習，教師巡視指導。

（用時：10分鐘）

2.課堂討論：

-組織學生交流討論循環結構在實際問題中的應用；

-鼓勵學生提出問題和解決方案。

（用時：5分鐘）

四、課堂提問（用時：5分鐘）

1.教師提問：

-針對課程內容，提出一些關鍵問題，檢查學生對知識的掌握情況；

-鼓勵學生積極回答問題，提高課堂參與度。

2.學生提問：

-鼓勵學生提出自己的疑問，教師解答；

-培養學生的自主學習和探究能力。

五、師生互動環節（用時：10分鐘）

1.教師提問與解答：

-針對學生的回答，教師進行點評和總結；

-指導學生如何改進自己的程序設計。

2.小組合作：

-將學生分成小組，共同解決一個復雜問題；

-教師巡回指導，協助小組完成任務；

-每組分享自己的解決方案，進行交流與評價。

六、總結與拓展（用時：5分鐘）

1.總結課程內容：

-對循環結構的概念、用法和實際應用進行總結；

-強調循環結構在程序設計中的重要性。

2.拓展延伸：

-提供一些與循環結構相關的拓展練習；

-鼓勵學生課后進一步學習和探索。教學資源拓展1.拓展資源：

-循環結構的變體：介紹循環結構的變體，如for...in循環、增強型for循環等，以及它們在不同編程語言中的使用特點。

-循環優化技巧：介紹循環優化的一些常用技巧，如避免不必要的條件判斷、使用局部變量等，以及這些技巧如何提高代碼性能。

-循環結構的應用實例：提供一些使用循環結構解決實際問題的實例，如計算斐波那契數列、生成等差數列等。

-循環與遞歸的比較：對比循環和遞歸兩種解決問題的方法，討論它們在不同情況下的適用性和效率。

2.拓展建議：

-編程實踐：鼓勵學生在課后使用編程軟件或在線平臺進行實際編程練習，通過編寫簡單的程序來鞏固循環結構的應用。

-項目研究：引導學生選擇一個實際的項目，利用循環結構來完成項目的某個部分，如數據分析、圖形繪制等。

-參考書籍：推薦一些關于編程和算法的書籍，如《算法導論》、《編程珠璣》等，供學生進一步學習。

-在線課程：推薦一些在線編程課程，如Coursera、edX等平臺上的算法課程，幫助學生深入學習循環結構和算法設計。

-論壇和社區：鼓勵學生加入編程相關的論壇和社區，如StackOverflow、GitHub等，參與討論，解決編程問題，拓展視野。

-競賽活動：鼓勵學生參加編程競賽，如ACMICPC、GoogleCodeJam等，通過競賽提升編程技能和算法設計能力。

-實驗室參觀：組織學生參觀計算機實驗室或科技公司，了解實際的編程環境和應用場景。

-技術講座：邀請行業專家進行講座，分享編程經驗和行業動態，激發學生的學習興趣和職業規劃。典型例題講解例題1：編寫一個程序，輸出1到100之間的所有偶數。

```python

foriinrange(1,101):

ifi%2==0:

print(i)

```

答案：該程序使用for循環遍歷1到100的整數，通過條件判斷`i%2==0`篩選出偶數，并輸出。

例題2：計算斐波那契數列的前10個數。

```python

a,b=0,1

count=0

whilecount<10:

print(a,end='')

a,b=b,a+b

count+=1

```

答案：該程序使用while循環和兩個變量`a`、`b`來生成斐波那契數列，初始值為0和1，每次循環更新這兩個變量的值，并輸出當前值，直到輸出10個數字。

例題3：計算1到100之間所有整數的和。

```python

sum=0

foriinrange(1,101):

sum+=i

print(sum)

```

答案：該程序通過for循環累加1到100的整數，將累加結果存儲在變量`sum`中，最后輸出總和。

例題4：編寫一個程序，打印出以下圖案：

```

*

**

***

****

*****

```

```python

foriinrange(1,6):

print('*'*i)

```

答案：該程序使用for循環控制行數，從1到5，每行打印相應數量的`*`字符，實現圖案的打印。

例題5：編寫一個程序，輸出以下數字序列：

```

2,4,6,8,10,...,100

```

```python

foriinrange(2,101,2):

print(i)

```

答案：該程序使用for循環，起始值為2，步長為2，遍歷從2到100的所有偶數，并輸出。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創新

1.實踐導向：在教學中，我注重將理論知識與實際編程實踐相結合，通過案例分析和編程練習，讓學生在實際操作中理解和掌握循環結構的應用。

2.互動式教學：我嘗試采用更多的互動式教學方法，如小組討論、問題解決競賽等，以提高學生的參與度和學習興趣。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.教學深度不足：在講解循環結構時，我發現部分學生對算法設計和復雜邏輯的理解不夠深入，需要進一步加強對算法思維的培養。

2.學生個體差異：由于學生編程基礎和接受能力不同，部分學生在理解和應用循環結構時存在困難，需要更細致的個別輔導。

3.評價方式單一：目前主要依賴課堂表現和作業完成情況來評價學生的學習效果，缺乏多元化的評價方式，不利于全面了解學生的學習情況。

反思改進措施（三）

1.深化算法教學：在后續的教學中，我將結合更多的算法案例，引導學生深入理解算法設計的原則和技巧，提高學生的算法思維能力。

2.個性化輔導：針對學生的個體差異，我將采用分層教學的方法，為不同水平的學生提供個性化的輔導，確保每個學生都能跟上教學進度。

3.多元化評價：為了更全面地評價學生的學習效果，我將引入項目評估、同伴評價等多種評價方式，同時鼓勵學生進行自我評價，以提高學生的自我反思能力。

4.加強校企合作：與相關企業合作，邀請行業專家參與教學，讓學生了解最新的編程技術和行業需求，提高學生的就業競爭力。

5.利用信息技術：探索使用在線學習平臺和編程工具，為學生提供更多的學習資源和實踐機會，提高教學效率和學生的學習體驗。課堂小結，當堂檢測課堂小結：

今天我們學習了循環結構，這是程序設計中非常重要的一部分。通過這節課的學習，我們了解了循環結構的原理和用法，學會了如何利用循環來解決實際問題。以下是本節課的要點總結：

1.循環結構的組成：循環結構通常包括初始化、條件判斷和迭代更新三個部分。

2.循環語句的使用：我們學習了for循環和while循環的用法，并了解了它們在不同情況下的適用性。

3.循環嵌套：我們探討了循環嵌套的概念，學會了如何編寫嵌套循環來解決更復雜的問題。

4.循環優化：我們討論了循環優化的一些技巧，如避免不必要的條件判斷、使用局部變量等。

當堂檢測：

為了檢測學生對本節課內容的掌握情況，以下是一些練習題：

1.編寫一個