4.4 运用循环结构描述问题求解过程教学设计2026-2027学年高一上学期信息技术必修1粤科版

该高中信息技术教学设计聚焦循环结构核心知识，涵盖for循环、while循环、循环嵌套及控制。通过“计算1到100的和”问题导入，制造认知冲突，结合“绕操场跑圈”生活类比，衔接学生已掌握的顺序和选择结构，搭建程序设计基础学习支架。 以计算思维培养为核心，通过同一问题对比for与while循环，总结“初始化、条件、更新”三要素避免死循环，分层任务（如九九乘法表嵌套）落实数字化学习与创新。帮助学生提升编程能力，为教师提供清晰教学流程和分层实施策略，高效突破教学重难点。

《4.4 运用循环结构描述问题求解过程》教学设计 课题 4.4 运用循环结构描述问题求解过程 课时 1课时（45分钟） 学科 信息技术 年级 高一 授课学校 眉山市彭山区第一中学 年级组 高中技术组 一、教材与学情分析 教材分析：本节是粤教版必修一第四章“程序设计基础”的最后一节，核心内容是循环结构——让程序重复执行某段代码。教材内容包括：①for循环的应用——用于已知循环次数的场景；②while循环的应用——用于未知循环次数、根据条件判断是否继续的场景；③循环嵌套的应用——循环内部包含循环；④循环控制的应用——break和continue语句。循环结构是三种基本程序结构中最灵活、最强大的结构。 学情分析：学生已掌握顺序结构和选择结构，能够编写具有判断功能的程序。但对于“重复执行”的需求（如计算1到100的和、打印九九乘法表），现有知识无法解决。学生对“让程序自动重复做某件事”充满兴趣，需要通过具体的案例来理解循环的价值。 二、学科核心素养与教学目标 信息意识 理解循环结构是程序具有“自动化”能力的基础，认识到循环在解决重复性计算问题中的巨大价值。 计算思维 掌握for循环和while循环的语法格式和执行流程；理解循环的“三要素”——初始化、条件、更新；能够运用循环结构编写解决重复性问题的Python程序。 数字化学习与创新 能够在Python环境中编写、运行和调试循环结构的程序，体验“让计算机自动重复执行”的编程魅力。 信息社会责任 理解循环结构在数据处理中的重要作用，培养用程序解决实际问题的意识和能力。 三、教学重难点 教学重点 ①for循环的语法格式和使用（range()函数的配合使用）；②while循环的语法格式和使用；③循环的“三要素”——初始化、条件、更新。 教学难点 ①理解循环的执行流程——条件判断→执行循环体→更新变量→再次判断；②避免“死循环”——确保循环条件最终变为False；③循环变量的作用与更新。 四、教学方法与资源 教法 类比讲授法、代码演示法、对比分析法、任务驱动法。 学法 类比迁移、观察模仿、独立编写、小组互助。 教学准备 多媒体课件（含循环流程图、代码示例动画演示）、Python编程环境、学案（含代码填空练习）。 五、教学过程（45分钟） 环节 时间 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 5分钟 1. 提出问题：“同学们，上节课我们学习了选择结构——让程序做判断。但如果我们要计算1+2+3+…+100的和，需要写100行加法代码吗？当然不用——我们需要让程序重复执行加法操作。这就是循环结构。” 2. 生活类比：“生活中也有很多循环——比如跑步时‘绕操场跑10圈’，就是重复执行‘跑一圈’这个动作10次。” 3. 展示目标：“今天我们要学习两种循环——for循环和while循环。它们都能让程序重复执行，但适用场景不同。” 4. 引出课题：“《4.4 运用循环结构描述问题求解过程》。” 1. 思考问题：思考“1+2+…+100”如何用程序实现，意识到需要“重复执行”。 2. 理解类比：将“绕操场跑10圈”与“程序循环”建立联系。 3. 明确目标：带着“如何让程序重复执行”的疑问进入新课。 用“计算1到100的和”这一经典问题导入循环结构，制造认知冲突——顺序结构和选择结构都无法高效解决这个问题。用“绕操场跑圈”的生活类比帮助理解循环的概念。 新课讲授 （一）for循环 10分钟 1. 语法格式（2分钟）： 板书—— for 变量 in range(起始, 结束, 步长):    循环体 “变量依次取range中的每个值，每取一个值就执行一次循环体。” 2. range()函数详解（3分钟）： ①range(5) → 0,1,2,3,4（从0开始，到5结束，不包含5） ②range(1, 6) → 1,2,3,4,5（从1开始，到6结束，不包含6） ③range(1, 10, 2) → 1,3,5,7,9（步长为2） 3. 代码示例（3分钟）： “用for循环计算1到100的和”—— sum = 0 for i in range(1, 101):    sum = sum + i print(sum) “i从1取到100，每次把i加到sum中。循环结束后输出sum。” 运行演示，输出5050。 4. 流程图（2分钟）： 画出for循环的流程图—— 初始化循环变量 → 判断是否还有值 → 有→执行循环体→更新变量→回到判断                        ↓ 无                       结束循环 1. 记录语法：在笔记本上记录for循环的语法格式。 2. 理解range()：在笔记本上记录range()的三种用法，并预测range(2, 10, 2)的输出（2,4,6,8）。 3. 观察代码：阅读“1到100求和”的代码，理解sum变量的累加过程。 4. 画出流程图：在笔记本上画出for循环的流程图。 5. 跟随运行：在自己的Python环境中输入代码并运行，验证输出5050。 用“1到100求和”这一经典案例讲解for循环，学生容易理解循环的价值。range()函数的三种用法详解为后续编程打下基础。流程图帮助学生建立循环执行的可视化认知。 新课讲授 （二）while循环 10分钟 1. 引入（1分钟）：“for循环适合已知循环次数的情况。但如果循环次数不确定（比如‘一直输入数字，直到输入0为止’），就需要用while循环。” 2. 语法格式（2分钟）： 板书—— while 条件表达式：    循环体 “只要条件为True，就不断执行循环体。条件为False时退出循环。” 3. 循环三要素（2分钟）： “while循环有三个关键要素—— ①初始化：循环开始前设置变量的初始值； ②条件：决定是否继续循环； ③更新：每次循环结束后改变变量的值，使条件最终变为False。” 4. 代码示例（3分钟）： “用while循环计算1到100的和”—— sum = 0 i = 1    # 初始化 while i <= 100:    # 条件    sum = sum + i    i = i + 1    # 更新 print(sum) 运行演示，输出5050。 5. 对比for与while（2分钟）： “for循环——已知次数，用range()控制；  while循环——未知次数，用条件控制。  两者可以互相转换，但要根据问题选择合适的。” 1. 记录语法：在笔记本上记录while循环的语法格式。 2. 记录三要素：在笔记本上记录“初始化、条件、更新”三个关键词。 3. 观察代码：阅读“1到100求和”的while版本代码，标注哪部分是初始化、条件、更新。 4. 对比理解：在笔记本上画出for和while的对比表格——适用场景、语法特点。 5. 跟随运行：在自己的Python环境中输入代码并运行。 用同一问题（1到100求和）的for和while两种实现进行对比，帮助学生理解两种循环的异同。重点讲解“循环三要素”，避免学生写出“死循环”。 实践操作 15分钟 1. 发布任务：“请同学们完成以下任务—— ①任务一（必做）：用for循环计算1到100中所有偶数的和。 ②任务二（必做）：用while循环实现‘输入数字，直到输入-1时结束，输出所有输入数字的总和’。 ③任务三（选做）：打印九九乘法表（提示：循环嵌套）。 ④任务四（挑战）：用while循环判断一个数是否为素数。” 2. 巡视指导：检查循环条件是否正确、更新语句是否遗漏、是否出现死循环。 3. 重点提示：“任务一——range(2, 101, 2)直接取偶数；任务二——注意更新输入语句要放在循环体内；任务三——外层循环控制行，内层循环控制列。” 4. 展示点评：选取3-4份不同任务的代码进行展示和点评。 1. 独立完成（12分钟）： ①任务一：用for循环求偶数和； ②任务二：用while循环实现累加输入； ③任务三（选做）：打印九九乘法表； ④任务四（挑战）：判断素数。 2. 同伴互助（2分钟）： 与同桌交换代码，检查是否出现死循环。 3. 观摩学习（1分钟）： 观看被展示的代码，对比自己的思路。 四个任务体现分层教学——任务一（for循环偶数求和）为基础，任务二（while累加输入）为核心，任务三（九九乘法表-循环嵌套）为进阶，任务四（素数判断）为挑战。循环嵌套是本节难点，通过九九乘法表这一经典案例加以突破。 总结与拓展 5分钟 1. 知识梳理：“今天我们学习了两种循环结构——for循环（已知次数）和while循环（未知次数）。它们的核心都是——让程序重复执行某段代码。” 2. 强调易错点： ①“死循环——忘记更新循环变量，条件永远为True。” ②“range()的结束值不包含——range(1,10)只到9。” ③“循环变量的作用域——循环内外要注意。” 3. 本章总结：“至此，我们完成了第四章‘程序设计基础’的全部学习——从Python基础知识，到顺序、选择、循环三种基本结构。这三种结构可以组合起来解决任何问题——这就是结构化程序设计的核心思想。” 4. 布置作业（详见作业布置栏）。 1. 回顾总结：跟随教师回顾两种循环结构，完善笔记。 2. 记录易错点：在笔记本上记录三个易错点，尤其是“死循环”的防范。 3. 理解升华：理解“三种基本结构可以组合解决任何问题”的结构化程序设计思想。 4. 记录作业：抄写作业要求。 通过对比总结强化for与while的适用场景。用“三种基本结构可以组合解决任何问题”总结本章，帮助学生建立结构化程序设计的完整认知框架。 六、板书设计 4.4 运用循环结构描述问题求解过程 一、for循环（已知循环次数）  for 变量 in range(起始, 结束, 步长):    循环体  例：计算1到100的和 二、while循环（未知循环次数）  初始化  while 条件：    循环体    更新  例：输入数字直到输入-1 三、循环三要素  初始化 → 条件 → 更新  （缺少任何一个 → 死循环） 四、本章总结：三种基本结构  顺序结构 + 选择结构 + 循环结构 = 可以解决任何问题 七、作业布置 必做 ①用for循环计算1到100中所有奇数的和；②用while循环实现“猜数字”游戏——程序随机生成一个1-100的数字，用户输入猜测，程序提示“大了”“小了”或“猜对了”，直到猜对为止。（提示：用random.randint()生成随机数） 选做 用循环嵌套打印如下图形—— * ** *** **** ***** 八、教学反思 成功经验 ①用“1到100求和”的同一问题讲解for和while两种循环，对比清晰；②“循环三要素”（初始化、条件、更新）的总结有效帮助学生避免了死循环；③九九乘法表的打印让多数学生理解了循环嵌套的执行过程；④“猜数字”游戏作为作业，激发了学生的学习兴趣。 改进方向 ①部分学生在while循环中遗漏“更新”语句导致死循环，下节课可增加一个“死循环排查”的专题练习；②循环嵌套的理解对部分学生仍有难度，可增加一个“循环嵌套执行过程”的逐步演示（用print输出每次循环的变量值）。 学科网（北京）股份有限公司 $