高中信息技术必修1第二单元第三课周而复始的循环第二课时教学设计

高中信息技术必修1第二单元第三课周而复始的循环第二课时教学设计【教材分析】本课时是教科版（2019）高中信息技术必修1《数据与计算》第二单元"编程计算"中2.3节"周而复始的循环"的第二课时。第一课时学生已经认识了循环结构的基本形态，掌握了for循环与range()函数的基本用法，理解了循环变量、循环体、循环次数之间的联系。本课时在此基础上向前推进一步，将教学重心落在while条件循环、循环的嵌套以及循环结构在真实问题求解中的综合运用上，同时为后续"可以复用的代码"一节的学习奠定算法设计的基础。教材在本课时安排了"计算银行存款利率""绘制圆形图案"等活动，这些内容指向一个共同的核心：当循环次数无法预知时，需要用条件来控制循环的进行；当问题存在多个层次的重复时，需要用嵌套来组织循环。教师应引导学生从"数得清次数"走向"数不清次数"，从"单层重复"走向"多层重复"，实现循环结构认知的完整建构。【学情分析】授课对象为高一年级学生。经过第一课时的学习，学生已经会写形如foriinrange(1,11)的语句，能够求1到100的累加和、输出乘法口诀表的雏形。但从作业和课堂观察看，学生普遍存在三个问题：一是把while循环写成死循环，忘记在循环体内改变条件相关的变量；二是循环变量的初始值设置随意，不理解初始值对结果的决定性影响；三是面对嵌套结构时思路混乱，分不清外层循环和内层循环各自控制什么。本课时的教学设计必须针对这三个症结设置诊断与矫正环节。学生在本学期数学课上已经接触了数列递推、不等式求解等内容，具备理解"循环到某个条件为止"的数学背景。生活中滚雪球式的利息增长、棋盘放麦粒等故事也能激发学习兴趣，这些都可以转化为本课时的情境资源。【教学目标】1.理解while循环的执行机制，能画出其流程图，能说出"先判断后执行"的含义，能正确设置循环变量初始值并在循环体内更新变量，避免死循环。（信息意识、计算思维）2.能辨析for循环与while循环的适用场景：循环次数已知用for，循环次数未知、由条件控制用while，并能在具体任务中做出合理选择。（计算思维）3.掌握循环嵌套的结构特征，理解外层循环每执行一次、内层循环完整执行一遍的对应关系，能用双重循环解决输出图案、列举组合等典型问题。（计算思维、数字化学习与创新）4.通过"存款翻倍要几年""鸡兔同笼枚举"等任务的编程实现，经历分析问题、设计算法、编写代码、调试运行的完整过程，体会枚举法与条件控制循环在问题求解中的价值。（信息社会责任、数字化学习与创新）【教学重点与难点】教学重点：while循环的语法结构与执行过程；for循环与while循环的选用原则。教学难点：循环变量的初始化与更新；循环嵌套中内外层循环控制对象的辨析与配合。【教学准备】多媒体机房，Python3.x环境（或教材配套在线编程平台），教师演示用流程图动画，学生任务单，课堂即时评价量表。课前在教师机部署好三个半成品程序（含典型错误），用于课堂诊断环节。【教学过程】一、情境导入：一个数得清次数吗（约6分钟）教师提出问题：银行一年期存款利率按2%计算，本金1万元，连本带息自动转存，存多少年能翻到2万元？请学生先用一句话描述解决思路。学生容易想到"一年一年算下去"，教师追问：那要算几年？学生回答"算到超过2万为止"。教师顺势点拨：这个"算到够为止"，循环次数事先知道吗？学生回答不知道。教师板书对比两个问题：求1加到100，循环次数是确定的100次；存款翻倍，循环次数未知，只知道停止的信号。由此引出本课主题——由条件控制的循环：while循环。设计意图：用学生已有数学知识和理财常识制造认知冲突，让"次数未知"这一需求自然浮现，避免生硬地宣布新语法。二、新知建构一：while循环的结构与执行（约12分钟）1.认识语法。教师给出存款问题的参考代码：money=10000year=0whilemoney<20000:money=money1.02year=year+1print("需要",year,"年")教师带领学生逐行解读：while后面是循环条件，条件成立就进入循环体执行一遍，执行完回到条件再次判断，直到条件不成立才跳出循环。配合动画演示"money"和"year"两个变量在每次循环中的取值变化表格，让学生看清"先判断、后执行、再回头判断"的循环轨迹。2.流程图对照。请两名学生分别在黑板上画出while循环的流程图，其余学生在任务单上完成，教师强调判断框、循环回路、出口三要素，并与for循环流程图对比摆放，突出二者结构上的同与不同：本质都是"判断加回路"，区别仅在计数方式。3.诊断与矫正。教师展示课前埋设错误的三个程序片段：片段一：循环变量忘记初始化，直接写whilemoney<20000，运行报NameError。片段二：循环体内漏写money=money1.02，程序陷入死循环，教师现场运行让学生观察程序"卡住"的现象，强调"循环体内必须有让条件趋向不成立的语句"。片段三：把year=year+1写在循环体之外，提问学生结果会怎样，引导学生发现缩进决定语句归属这一Python规则。学生分组讨论每个片段的错因与改法，各组派代表发言，教师归纳出while循环使用的"三问自检法"：循环条件写对了吗？变量初始化了吗？循环体里有让循环走向结束的语句吗？设计意图：新知呈现不追求面面俱到，而是把典型错误前置为诊断材料，让学生在"找错—纠错"中主动建构对while执行机制的深层理解，直击学情中死循环、初始值随意两大症结。三、对比归纳：for与while各管一段（约5分钟）教师组织微型辩论：有同学说while功能更强，凡是for能做的while都能做，以后只用while就行了，你同意吗？学生讨论后，教师引导形成共识：两者表达能力相同，但可读性不同。循环次数明确的任务，foriinrange(n)一行就交代了计数的始末，简洁不易错；次数未知、靠条件刹车的任务，while更自然。请学生在任务单表格中填写两个关键词：for对应"次数已知"，while对应"条件控制"。随后布置课堂快练：把第一课时做过的"输出1到10的平方"改用while实现，同桌互查。通过这个改写练习，让学生亲手验证两种循环的等价转换。四、新知建构二：循环的嵌套（约13分钟）1.从现实模型切入。教师举起教室座位举例：要清点全班人数，可以一排一排地数，每排从左数到右。提问：这里有几层重复？学生回答两层：换排是一层，排内数人是另一层。教师点明：外层循环控制"第几排"，内层循环控制"排内第几个"，外层走一步，内层走完整圈。2.任务驱动：打印直角三角形星号图案。教师引导学生分析规律：第1行1个星，第2行2个星，第i行i个星。行数由外层循环控制，每行打印的数量由内层循环控制。学生先独立尝试，教师巡视并收集典型写法，随后共同完善出参考代码：foriinrange(1,6):forjinrange(1,i+1):print("",end="")print()教师用"慢镜头"方式逐行执行：i取1时内层跑1次，i取2时内层跑2次……让一名学生口述每轮的i、j取值与屏幕输出，全班核对。重点强调两处细节：end=""使星号不换行，外层循环末尾的print()负责换行，二者配合决定了图案的形状。3.变式巩固。学生完成两个阶梯任务，学有余力的先做第二题：任务A：修改程序，输出倒立的三角形（第一行5个星，逐行递减）。任务B：打印九九乘法表，要求格式对齐，形如1×1=11×2=22×2=4……教师巡视时重点关注内层循环range的边界设置，发现共性问题即时通过广播开卷讲解。九九乘法表讲评时引导学生发现内层条件j<=i与三角形图案的相通之处，体会同一结构在不同问题中的迁移。4.枚举法体验。任务C（选做提升）：鸡兔同笼，头35个、脚94只，用双重循环枚举鸡兔数量各是多少。学生讨论后认识到：外层枚举鸡的数量从0到35，内层枚举兔的数量，逐一检验脚的总数。教师点明这就是枚举法的思想——兜遍所有可能，让条件说话，为后续算法单元埋下伏笔。设计意图：座位清点的生活模型帮助学生建立"外层一步、内层一圈"的心理表象；从星号图案到乘法表再到鸡兔同笼，任务难度螺旋上升，同时渗透枚举法思想，让嵌套循环不止停留在语法层面。五、综合实践与展示评价（约7分钟）学生从以下两个综合任务中任选一个，独立编程完成，提交代码并在小组内互评：任务一（贴近导入）：修改存款程序，要求输入任意本金、任意年利率、目标金额，输出所需的年数，并逐行打印每一年的年末金额，观察复利增长的快慢。任务二（趣味图案）：输出如下菱形图案（上半部分递增、下半部分递减的星号组合，共7行）。评价采用三维简易量表：程序能否正确运行（功能）、循环结构选择是否恰当且无死循环隐患（规范）、代码是否有注释且变量命名清晰（表达）。每组推荐一份作品通过广播展示，作者讲解思路，同学提问，教师点评时只说改进方向不贴分数标签。六、课堂小结（约2分钟）师生共同完成知识梳理，教师板书凝练为三句话：while循环靠条件守门，进门之前先判断，门內必须留好让循环停下来的路；次数已知用for，条件控制用while；嵌套循环记牢一句话——外层走一步，里层走一圈。最后预告下节课内容：当同一段代码被反复使用时，如何把它封装成函数供人随时调用，引出"可以复用的代码"。【板书设计】主板书区：课题"周而复始的循环（二）"；while语法框架与执行流程图；三问自检法。副板书区：for与while对照表（次数已知／条件控制）；嵌套口诀"外层一步，内层一圈"；典型错误警示栏。【作业设计】基础题：用while循环求1+2+3+…累加到多少首次超过1000，输出这个数和对应的累加和。提高题：一张纸厚度0.1毫米，对折多少次厚度超过珠穆朗玛峰高度8848.86米？编程求解并思考这个结果带来的震撼说明了什么（指数增长）。拓展题（选做）：打印用数字组成的金字塔图案，第i行输出从1到i再倒回1的数字序列。【教学反思】本课时的成败取决于两处：其一，死循环的现场演示能否真正触动学