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第13课让计算机会数数
一、教学目标
1.通过描述让计算机从1数到100的算法，了解用循环结构解决问题时的重复过程。
2.了解循环结构与计算机工作特点的关系，体会利用计算机的快速运算能力来解决问题的方法。
二、教学重点与难点
教学重点
1.理解循环结构在让计算机数数中的应用。
2.认识循环结构与计算机工作特点的关系。
教学难点
1.准确描述用循环结构解决问题的算法。
2.深入体会计算机工作特点对循环结构的影响。
三、教学准备
1.多媒体课件，包含计算机数数的示例、循环结构介绍等内容。
2.安装有编程环境的电脑，以便学生进行实践操作。
四、教学过程
（一）导入新课
师：同学们，我们都知道人类可以数数，从1数到10，从1数到100甚至更多。那大家有没有想过，让计算机也来数数呢？今天我们就来学习如何让计算机会数数，一起探索其中的奥秘。
（二）新课讲解
1.引出循环结构的概念
师：要让计算机从1数到100，我们可以使用一种叫做循环结构的算法。循环结构就是让计算机重复执行一段代码，直到满足特定的条件为止。
比如，我们想让计算机输出从1到10的数字，可以这样写代码：
For I in range(1,11): print(i)
这里的“for I in range(1,11)”就是一个循环结构，它会让计算机从1开始，每次增加1，直到10为止，然后输出每个数字。
2.描述让计算机从1数到100的算法
师：现在我们来具体描述让计算机从1数到100的算法。
我们可以使用Python语言来实现这个算法。以下是一种可能的实现方式：
For num in range(1,101): print(num)
这里的“range(1,101)”表示从1开始，到100结束（不包括101）的一个数字序列。循环会依次取出这个序列中的每个数字，赋值给变量“num”，然后输出这个数字。
这样，计算机就会依次输出从1到100的所有数字。
3.分析循环结构的重复过程
（1）循环变量的初始化
师：在循环结构中，通常需要一个循环变量来控制循环的次数。在我们的例子中，循环变量是“num”。在循环开始之前，我们需要对循环变量进行初始化，也就是给它一个初始值。
在我们的算法中，循环变量“num”的初始值是1，因为我们要从1开始数数。
（2）循环条件的判断
师：在每次循环中，计算机都会判断循环条件是否满足。如果满足，就继续执行循环体中的代码；如果不满足，就退出循环。
在我们的例子中，循环条件是“num<101”，也就是说，只要“num”小于101，循环就会继续。当“num”等于101时，循环条件不满足，循环就会结束。
（3）循环体的执行
师：循环体是在循环条件满足时，被重复执行的代码。在我们的例子中，循环体是“print(num)”，它会输出当前的“num”值。
每次循环，计算机都会执行循环体中的代码，输出当前的“num”值，然后更新循环变量的值，准备下一次循环。
（4）循环变量的更新
师：在每次循环结束后，我们需要更新循环变量的值，以便下一次循环能够继续进行。
在我们的例子中，循环变量“num”会在每次循环后自动增加1，这是由“range(1,101)”这个函数实现的。它会依次返回从1到100的数字，每次增加1。
4.循环结构与计算机工作特点的关系
（1）计算机的快速运算能力
师：计算机具有非常快的运算速度，可以在很短的时间内执行大量的重复操作。这使得循环结构在计算机编程中非常有用。
例如，让计算机从1数到100，如果我们用人类的方式一个一个地数，可能需要花费很长时间。但是计算机可以在瞬间完成这个任务，因为它可以快速地执行循环结构中的代码，重复输出数字。
（2）计算机的精确性
师：计算机在执行重复操作时非常精确，不会出现人类可能出现的错误。
例如，在数数的过程中，计算机不会出现漏数、重复数或者数错的情况。它会严格按照循环结构的算法，依次输出每个数字。
（3）计算机的存储能力
师：计算机可以存储大量的数据，这使得我们可以在循环结构中使用复杂的算法和数据结构。
例如，我们可以在循环中对数字进行各种计算和处理，然后将结果存储起来，供后续的操作使用。
5.拓展循环结构的应用
师：除了让计算机数数，循环结构还有很多其他的应用。
（1）计算总和
师：我们可以使用循环结构来计算从1到100的所有数字的总和。
以下是用Python实现的代码：
total=0 for I in range(1,101): total+=i print(total)
这里，我们首先初始化一个变量“total”为0，然后在循环中，每次将当前的数字“i”加到“total”上。循环结束后，“total”就存储了从1到100的所有数字的总和。
（2）打印图形
师：我们可以使用循环结构来打印各种图形，比如三角形、正方形等。
例如，打印一个三角形：
For I in range(1,6): print('*'*i)
这里，循环会从1到5进行五次。每次循环，都会输出一定数量的“*”，形成一个三角形的形状。
（三）巩固练习
1.基础练习
（1）让学生修改让计算机从1数到100的算法，使其从100数到1。
学生可以这样修改代码：
For num in range(100,0,-1): print(num)
这里的“range(100,0,-1)”表示从100开始，到1结束（不包括0），每次减少1的数字序列。循环会依次取出这个序列中的每个数字，输出它。
（2）让学生使用循环结构计算从1到50的所有偶数的总和。
学生可以这样实现：
total=0 for I in range(2,51,2): total+=i print(total)
这里，我们从2开始，每次增加2，这样就可以遍历从1到50的所有偶数。在循环中，将每个偶数加到“total”上，最后输出总和。
2.拓展练习
（1）让学生设计一个算法，使用循环结构打印一个由数字组成的金字塔形状。
例如：
1
222
33333
4444444
555555555
学生可以这样实现：
For I in range(1,6): spaces=5-i for j in range(spaces): print('',end='') for k in range(2*i-1): print(i,end='') print()
这里，外层循环控制行数，从1到5。内层有两个循环，第一个循环打印空格，使得数字居中；第二个循环打印当前行数对应的数字，形成金字塔形状。
（2）让学生思考如何使用循环结构解决一个实际问题，比如计算班级中所有学生的平均成绩。
假设班级中有30个学生，每个学生的成绩存储在一个列表中。学生可以这样实现：
scores=[85,90,78,88,92,80,87,95,83,91,86,89,93,84,90,82,88,94,81,92,87,89,90,86,88,91,85,93,82] total_score=0 for score in scores: total_score+=score average_score=total_score/len(scores) print("班级平均成绩为：",average_score)
这里，我们遍历成绩列表，将每个学生的成绩加到“total_score”上。然后，用总成绩除以学生人数，得到平均成绩。
3.综合练习
（1）将学生分成小组，每个小组设计一个需要使用循环结构解决的问题，并编写程序实现。然后，每个小组推选一位代表向全班同学展示自己小组的问题和解决方案，并进行讲解。
例如，一个小组设计的问题是：计算从1到100的所有质数的总和。
小组可以这样实现：
total=0 for num in range(2,101): is_prime=True for I in range(2,num): if num%i==0: is_prime=False break if is_prime: total+=num print("从1到100的所有质数的总和为：",total)
这里，我们首先判断一个数字是否是质数，如果是质数，就将其加到“total”上。最后输出总和。
（2）让学生讨论循环结构在解决实际问题中的优势和局限性。
优势：可以快速处理大量的重复操作，提高编程效率；可以方便地进行迭代和遍历数据。
局限性：如果循环条件设置不当，可能会导致无限循环，使程序陷入死循环；对于非常复杂的问题，可能需要嵌套多层循环，使得代码难以理解和维护。
（四）课堂小结
1.回顾本节课的主要内容
师：同学们，今天我们学习了让计算机会数数的方法，通过描述让计算机从1数到100的算法，了解了用循环结构解决问题时的重复过程。我们还分析了循环结构与计算机工作特点的关系，体会了利用计算机的快速运算能力来解决问题的方法。同时，我们也拓展了循环结构的应用，学会了用循环结构解决各种实际问题。
2.强调重点和难点
师：本节课的重点是理解循环结构在让计算机数数中的应用，认识循环结构与计算机工作特点的关系。难点是准确描述用循环结构解决问题的算法，深入体会计算机工作特点对循环结构的影响。希望同学们在课后能够多做一些练习，加深对这些知识的理解和掌握。
（五）作业布置
1.完成课后练习中的相关题目。
2.自己设计一个需要使用循环结构解决的问题，并编写程序实现。
五、板书设计
1.循环结构概念
2.计算机数数算法
3.循环结构重复过程
4.循环与计算机特点关系
5.循环结构应用拓展
六、课后反思
在本节课的教学中，通过让计算机数数的任务引入循环结构的概念，使学生能够直观地理解循环结构的作用。在新课讲解环节，详细地分析了循环结构的重复过程和与计算机工作特点的关系，帮助学生深入理解循环结构的原理和应用。在巩固练习环节，设计了多种形式的练习，包括基础练习、拓展练习和综合练习，让学生在不同的情境中应用循环结构，提高了学生的编程能力和问题解决能力。
然而，在教学过程中也发现了一些问题。部分学生在理解循环结构的重复过程时还有一些困难，需要在今后的教学中进一步加强引导。另外，在小组合作练习中，有些小组的合作不够默契，需要在今后的教学中加强小组合作的指导。
总的来说，本节课的教学目标基本达成，学生对循环结构有了初步的认识和理解，能够使用循环结构解决一些简单的问题。在今后的教学中，要继续关注学生的学习情况，及时调整教学方法，提高教学效果。

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