4.4.1 for循环的应用教学设计-2024-2025学年粤教版（2019）高中信息技术必修一

教学内容 4.4.1 for循环的应用 授课人 教材分析 （1）本节课的主要教学内容是for循环在程序设计中的应用。 （2）本节课详细介绍了for循环的基本格式、执行过程、序列的使用方式，以及如何利用for循环解决实际问题，如通过分析问题确定循环变量、序列和循环语句组，并编写Python代码实现计算等知识点。 （3）通过学习本节课，学生能够掌握for循环的一般格式及使用方法，学会运用循环结构的for循环描述问题的求解过程，提高分析问题和解决问题的能力，同时培养算法思维和对计算机编程的兴趣。 教学目标回顾 （1）信息意识：领会循环结构核心思想，能够清晰认识到何时需要运用for循环解决实际问题，理解其在程序设计中的重要性和应用场景。 （2）计算思维：掌握利用for循环的一般格式及解决问题的要素，准确分析出问题的循环变量、序列和循环语句组，并编写出正确的Python代码解决实际问题，锻炼逻辑思维和算法设计能力。 （3）数字化学习与创新：在数字化学习环境中，通过小组合作、自主探索等方式，在完成项目活动的过程中，提高协作学习、自主学习能力，能够积极探索for循环在不同情境下的应用创新。 （4）信息社会责任：利用程序设计语言实现简单算法，解决实际问题，感受计算机编程的魅力，培养学生正确的信息价值观和责任感，明白程序设计对社会和生活的影响。 教学重难点 （1）掌握Python程序设计语言中的for循环的一般格式及使用方法，包括格式中的关键符号（如“：”）和缩进要求，理解序列在for循环中的作用及不同使用方式。 （2）能够运用循环结构的for循环结构描述问题的求解过程，这需要学生学会分析问题，找出其中的循环规律，确定循环变量、序列和循环语句组，从而将实际问题转化为可执行的程序代码。 （3）能够根据问题需求，灵活运用循环结构的for循环描述问题的求解过程。这是教学难点，因为实际问题具有多样性和复杂性，学生需要具备较强的分析能力和逻辑思维能力，才能准确把握问题的关键，合理设计for循环来解决问题，例如在不同的问题情境中正确设置循环变量的取值范围、步长以及循环体的具体操作等。 教学资源 （1）计算机设备及编程环境，确保每个学生都能进行Python代码的编写和运行测试，用于学生实践操作和验证所学知识。 （2）相关的教学课件，包含for循环的理论知识讲解、实例代码展示、动画演示for循环执行过程等内容，帮助学生更好地理解抽象概念。 （3）在线学习平台或相关编程学习资料网站，提供丰富的学习资源，如更多的for循环应用案例、练习题、拓展阅读材料等，方便学生课后自主学习和深入探究。 教学过程 一、导入新课 教师通过展示一段超市收银系统计算多件商品总价的视频片段，将学生带入实际的编程应用场景。 教师：（播放视频后）在这个超市收银的场景中，收银员需要快速计算顾客购买的多种不同价格商品的总价。如果我们用编程来实现这个功能，当商品数量较多时，逐一编写计算代码会非常繁琐。那么，有没有更简便的方法呢？这就引出了我们今天要学习的for循环的应用。（展示项目问题）现在假设项目小组经过讨论，决定网购单价为1元至10元的十种笔记本各1本，且每一种只买1本，那么该如何编程计算一共要花多少元？ 二、讲授新课 1. 生活中的循环现象与循环结构知识归纳 教师：（组织学生进行小组讨论）首先，请同学们列举生活中的循环现象。 小组1：我们小组想到的生活循环现象有四季更替，一年又一年重复春夏秋冬的顺序；还有一周七天的循环，从周一到周日不断循环。 教师：很好，大家观察得很仔细。接下来，以操场万米跑为例分析，完善流程图，并尝试归纳总结循环结构相关知识，完成填空。 （引导学生回顾操场万米跑，运动员需要在跑道上反复跑多圈，以此类比循环结构） 教师讲解循环结构相关知识： （1）定义：循环结构是指在程序中需要反复执行某个功能而设置的一种程序结构。它能够让程序按照一定的规则重复执行特定的代码块，提高程序的效率和灵活性。 （2）执行过程：程序进入循环结构后，首先判断循环条件是否满足。如果满足条件，就执行循环体中的代码；执行完循环体后，再次检查循环条件，若仍然满足，则继续执行循环体，如此反复，直到循环条件不满足，程序才跳出循环结构，继续执行循环结构后面的代码。 （3）组成： ①循环体：在算法中重复执行的部分，是实现具体功能的代码段。例如在计算多个笔记本总价的问题中，每次将一个笔记本的价格累加到总价变量中这个操作就是循环体的一部分。 ②循环变量：控制着循环的开始和结束的变量。它在循环过程中会按照一定的规律变化，从而决定循环的执行次数和流程。比如在计算多个笔记本总价时，代表笔记本单价的变量就是循环变量。 ③判断框里的条件：判断是否继续执行循环体。这个条件通常与循环变量相关，当条件满足时，循环继续；当条件不满足时，循环结束。 2. Python中for循环的讲解 教师：（利用教学课件和编程环境进行讲解演示）在Python中，有两种方法来构建循环结构，今天我们重点学习for循环。 for循环：可以遍历序列中的每个元素，并对其进行操作。 （1）for循环的基本格式： for 循环变量 in 序列: 循环体语句 强调格式中的“：”和“缩进”。“：”是for循环语句的结束标志，而缩进（通常使用4个空格或1个制表符）用来区分循环体和循环结构外部的代码。缩进的代码块就是循环体，会被反复执行。 以举例的方式（在Python中编程演示）对“序列”做讲解并总结： 例如： for i in [1, 2, 3, 4, 5]: print(i) 这里的[1, 2, 3, 4, 5]就是一个序列，它是由多个元素组成的集合。for循环会依次从这个序列中取出每个元素，赋值给循环变量i，然后执行循环体中的print(i)语句，也就是依次打印出1、2、3、4、5。 序列可以是多种类型，如列表、元组、字符串等。 （2）for循环的执行过程 对于循环变量来说，每次从序列里面按顺序取一个值，直到序列里的所有值被取完，循环结束。例如上面的例子，循环变量i首先被赋值为1，执行一次循环体；然后i被赋值为2，再执行一次循环体，以此类推，直到i被赋值为5并执行完循环体，此时序列中的所有元素都已被处理，循环结束。 （3）序列的使用方式 ①直列罗列：就像上面例子中直接写出[1, 2, 3, 4, 5]这样的形式，将序列的元素直接罗列出来。 ②先定义后使用：例如： my_list = [10, 20, 30, 40] for num in my_list: print(num) 先定义了一个列表my_list，然后在for循环中使用这个列表作为序列。 ③使用range()函数：range()函数用于产生一个范围在初值到终值内的，间隔为步长的数字序列。 例如：for i in range(1, 6): print(i) 这里range(1, 6)生成了一个包含1、2、3、4、5的数字序列，循环变量i会依次取这些值执行循环体。 3. range()函数的学习与练习 教师：（组织学生进行小组讨论并实践操作）现在请同学们测试下列代码的运行结果： （1）for i in range(1, 5, 1): print(i) （2）for i in range(1, 5, 2): print(i) （3）for i in range(5, 1, -1): print(i) （4）for i in range(1, 5): print(i) （5）for i in range(5): print(i) 学生操作并观察结果后，师生共同归纳总结range()函数的用法： ①用于产生一个范围在初值到终值内的，间隔为步长的数字序列。 ②初值，是序列的起始值，可省略，默认为0。例如range(5)，相当于range(0, 5)，生成的序列是0、1、2、3、4。 ③终值，是序列的终止值，不能省略，且终值不包括在生成的序列内。比如range(1, 5)生成的序列是1、2、3、4，不包括5。 ④步长，可理解为生成的数字序列中每2个数之间的跨度。步长可正可负，为正时，序列递增；为负时，序列递减，省略时为1，但不可为0。例如range(1, 5, 2)生成的序列是1、3，步长为2，序列递增；range(5, 1, -1)生成的序列是5、4、3、2，步长为 - 1，序列递减。 range()函数小练习： （1）生成20以内偶数列 学生回答：for i in range(0, 20, 2): print(i) （2）生成20以内奇数列 学生回答：for i in range(1, 20, 2): print(i) （3）生成20, 14, 8, 2, -4数字序列 学生回答：for i in range(20, -5, -6): print(i) 4. 运用for循环解决实际问题 教师：（引导学生回到项目问题）项目小组经过讨论，决定网购单价为1元至10元的十种笔记本各1本，且每一种只买1本，那么该如何编程计算一共要花多少元。 （1）分析问题 ①已知条件：笔记本的单价分别为1, 2, 3……10。 ②限定条件：十种笔记本各买一本。 ③要解决的问题：计算总价sum = 1 + 2 + 3 + … + 10。 ④确定循环结构的三要素： 循环变量：笔记本的单价，变量i。 循环变量对应的序列：range(1, 11, 1)，因为要计算1到10的和，所以序列的起始值是1，终止值是11（不包括11），步长是1。 循环体：sum = sum + i，这里sum初始值可以设为0，每次循环将当前的笔记本单价i累加到sum中。 （2）设计算法 首先初始化总价变量sum为0，然后通过for循环遍历range(1, 11, 1)序列，在循环体中执行sum = sum + i操作，循环结束后，sum的值就是十种笔记本的总价。 （3）编写程序 ```python sum = 0 for i in range(1, 11): sum = sum + i print("十种笔记本的总价为：", sum) ``` （4）调试运行 学生在编程环境中输入代码并运行，检查是否得到正确的结果。如果出现错误，分析错误原因，如语法错误（格式不正确、拼写错误等）或逻辑错误（循环变量设置不当、循环体操作有误等），进行修改调试，直到程序能够正确运行并输出正确结果。 三、课堂小结 教师：今天的课程中，我们通过实际生活案例引入，深入学习了for循环的相关知识。同学们积极参与讨论和实践操作，表现出色。我们学习了循环结构的概念，掌握了for循环的一般格式，了解了序列的不同表达方式以及range()函数的一般格式和用法。希望大家能够熟练运用这些知识，在今后的编程中灵活运用for循环解决更多实际问题。 作业设计 （1）梳理并总结for循环的基本格式、执行过程以及序列的使用方式，尝试用自己的话简要概述。 （2）查阅资料，了解for循环在其他实际问题中的应用案例，并编写代码实现其中至少两个案例，如计算1到100的奇数和、打印九九乘法表等。简述每个案例的问题分析过程、循环结构三要素以及代码实现思路。 学科网（北京）股份有限公司 $$