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第7课重复操作用循环
一、教学目标
1.通过对路口红绿灯的观察，认识其中存在的重复规律与循环结构。
2.能够用流程图描述循环结构，了解交通信号灯时长设置的作用和意义。
二、教学重点与难点
教学重点
1.认识循环结构。
2.用流程图描述循环结构。
教学难点
1.理解循环结构的执行过程。
2.掌握交通信号灯时长设置的合理性分析。
三、教学准备
1.多媒体课件，包含路口红绿灯的视频、图片等素材。
2.纸、笔，供学生绘制流程图。
四、教学过程
（一）导入新课
师：同学们，我们在日常生活中经常会看到路口的红绿灯。大家有没有注意过红绿灯是如何变化的呢？今天，我们就一起来观察路口红绿灯，从中学习一种新的算法结构——循环结构。
师：大家看，红绿灯不断地重复着红、黄、绿的变化，这种重复的现象在算法中就可以用循环结构来表示。那么，循环结构到底是怎么一回事呢？让我们一起来探索吧。
（二）新课讲解
1.观察路口红绿灯，引出循环结构的概念
师：我们先来仔细观察一下路口的红绿灯。大家说说，红绿灯的变化有什么规律呢？
生：红绿灯会按照红、黄、绿的顺序不断重复变化。
师：非常正确！这种重复的现象在算法中就叫做循环。循环结构就是一种能够重复执行某些操作的算法结构。
比如，在路口红绿灯的例子中，红绿灯不断地重复着红、黄、绿的变化，这就是一个循环过程。我们可以把这个过程用算法来描述，让计算机能够模拟红绿灯的变化。
2.用自然语言描述红绿灯的循环过程
师：现在我们用自然语言来描述一下路口红绿灯的循环过程。
首先，红绿灯开始是红色，此时车辆和行人停止通行。经过一段时间后，红灯变为黄灯，提醒车辆和行人即将变为绿灯。黄灯持续一段时间后，变为绿灯，车辆和行人可以通行。绿灯持续一段时间后，又变为红灯，开始下一个循环。
我们可以这样描述：当红绿灯为红色时，车辆和行人停止通行；等待一段时间后，变为黄灯，继续等待一段时间后，变为绿灯，车辆和行人通行；等待一段时间后，又变为红灯，重复以上过程。
3.用流程图描述循环结构
师：自然语言虽然能够描述红绿灯的循环过程，但是不够直观。我们可以用流程图来更加清晰地表示循环结构。
师：首先，我们用一个矩形表示红绿灯为红色的状态，在矩形中写上“红灯，车辆和行人停止通行”。然后，从这个矩形引出一条箭头，指向一个菱形，表示判断条件，判断是否经过了一定的时间。如果时间未到，继续保持红灯状态；如果时间到了，箭头指向一个矩形，表示黄灯状态，在矩形中写上“黄灯，提醒即将变为绿灯”。同样，从黄灯状态引出一条箭头，指向另一个菱形，判断是否经过了一定的时间。如果时间未到，继续保持黄灯状态；如果时间到了，箭头指向一个矩形，表示绿灯状态，在矩形中写上“绿灯，车辆和行人通行”。从绿灯状态再引出一条箭头，指向一个菱形，判断是否经过了一定的时间。如果时间未到，继续保持绿灯状态；如果时间到了，箭头又回到红灯状态，开始下一个循环。
4.分析循环结构的组成部分
师：通过刚才的流程图，我们可以看出循环结构主要由以下几个部分组成：
（1）循环体：就是被重复执行的部分。在红绿灯的例子中，红、黄、绿三种状态的变化就是循环体。
（2）循环条件：决定循环是否继续进行的条件。在红绿灯的例子中，判断是否经过了一定的时间就是循环条件。
（3）循环控制变量：用于控制循环的执行次数或条件。在红绿灯的例子中，时间就是循环控制变量。随着时间的变化，红绿灯的状态也在不断变化，从而实现了循环。
5.探讨交通信号灯时长设置的作用和意义
师：同学们，大家有没有想过，为什么交通信号灯的红、黄、绿三种颜色的时长不一样呢？这些时长是如何设置的呢？
生：可能是根据车流量和人流量来设置的。
师：非常好！交通信号灯的时长设置是有一定的作用和意义的。一般来说，交通信号灯的时长设置需要考虑以下几个因素：
（1）车流量和人流量：如果某个路口的车流量和人流量比较大，那么绿灯的时长可能就需要设置得长一些，以便让更多的车辆和行人通过。相反，如果车流量和人流量比较小，绿灯的时长可以设置得短一些。
（2）道路宽度和长度：如果道路比较宽或者比较长，车辆和行人通过需要的时间就会比较长，那么绿灯的时长也需要相应地增加。
（3）交通流量的变化规律：不同的时间段，交通流量可能会有所不同。比如，早晚高峰时期，车流量和人流量比较大，交通信号灯的时长可能需要进行调整。
师：通过合理设置交通信号灯的时长，可以提高道路的通行效率，减少交通拥堵，保障行人和车辆的安全。
6.拓展循环结构的应用
师：其实，循环结构在我们的生活中非常常见。除了路口红绿灯，还有很多其他的例子。
比如，我们在听音乐的时候，音乐播放器会不断地循环播放一首歌曲或者一个播放列表。
再比如，我们在使用洗衣机的时候，洗衣机也会按照一定的程序循环进行洗涤、漂洗、脱水等操作。
师：同学们还能想到哪些生活中的循环结构的例子呢？
7.总结循环结构的特点
师：通过以上的学习，我们可以总结出循环结构的一些特点。
首先，循环结构具有重复性，即循环体中的操作会被重复执行多次。
其次，循环结构需要有一个循环条件，当循环条件不满足时，循环才会停止。
最后，循环结构可以通过循环控制变量来控制循环的执行次数或条件。
（三）巩固练习
1.基础练习
（1）给出一个简单的循环问题，让学生用自然语言描述循环过程。
例如：一个计数器从1开始，每次加1，直到加到10为止。
让学生用自然语言描述这个循环过程：首先，计数器的值为1。然后，每次将计数器的值加1，并判断计数器的值是否小于等于10。如果是，继续执行加1的操作；如果不是，循环结束。
（2）画出计数器从1加到10的流程图。
2.拓展练习
（1）设计一个音乐播放器的循环结构算法。假设音乐播放器有播放、暂停、下一首、上一首等功能。当音乐播放器处于播放状态时，如果播放完一首歌曲，自动播放下一首歌曲；如果用户点击暂停按钮，音乐播放器暂停播放；如果用户点击下一首按钮，播放下一首歌曲；如果用户点击上一首按钮，播放上一首歌曲。
让学生用自然语言描述这个算法，然后画出流程图。
（2）设计一个洗衣机的循环结构算法。假设洗衣机有洗涤、漂洗、脱水等功能。洗衣机首先进行洗涤操作，洗涤完成后进行漂洗操作，漂洗完成后进行脱水操作。然后判断是否需要再次进行洗涤、漂洗、脱水操作。如果需要，重复以上过程；如果不需要，洗衣机停止工作。
让学生用自然语言描述这个算法，然后画出流程图。
3.小组合作练习
（1）将学生分成小组，每个小组选择一个生活中的场景，设计一个循环结构算法，并画出流程图。
例如：自动浇花系统、电梯运行、学校的打铃系统等。
（2）每个小组推选一位代表，向全班同学展示自己小组设计的算法和流程图，并进行讲解。
（3）其他小组的同学可以对展示的内容进行提问和评价。
（四）课堂小结
1.回顾本节课的主要内容
师：同学们，今天我们学习了算法的循环结构。我们通过对路口红绿灯的观察，认识了循环结构的概念，学会了用自然语言和流程图描述循环结构。我们还分析了交通信号灯时长设置的作用和意义，拓展了循环结构的应用，了解了循环结构在生活中的广泛存在。
2.强调重点和难点
师：本节课的重点是认识循环结构，用自然语言和流程图描述循环结构。难点是理解循环结构的执行过程，掌握交通信号灯时长设置的合理性分析。希望同学们在课后能够多做一些练习，加深对循环结构的理解和掌握。
（五）作业布置
1.完成课后练习中的相关题目。
2.观察生活中的一个场景，分析其中的循环结构，并用自然语言和流程图描述出来。
五、板书设计
1.循环结构概念
2.自然语言描述循环过程
3.流程图描述循环结构
4.循环结构组成部分
5.交通信号灯时长设置意义
6.循环结构应用例子
六、课后反思
在本节课的教学中，通过路口红绿灯的例子引入循环结构的概念，让学生能够直观地感受循环结构的存在和作用。在新课讲解环节，采用自然语言和流程图相结合的方式，帮助学生逐步理解循环结构的描述方法和组成部分。在巩固练习环节，设计了多种形式的练习，包括基础练习、拓展练习和小组合作练习，让学生在不同的情境中应用循环结构，提高了学生的分析问题和解决问题的能力。
在教学过程中，也发现了一些问题。比如，部分学生在理解循环结构的执行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。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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