资源简介

(共33张PPT)
义务教育信息科技（2024）五年级　　　　　　　　　　
第1课时
第四单元　发挥算法的优势
五年级上册
第13课　让计算机会数数
　　1．能够清晰地理解问题解决的规则，认识问题的起点、边界和限定范围。
2．将问题进行分解，即能够将一个复杂的问题分解成若干子问题，缩小问题的范围。
3．能清楚地分析问题解决方法的优劣，设计和构建操作步骤少、效率高的算法。
算法是培养计算思维的核心要素之一，主要表现在三个方面
单元导入
在信息科技中，算法注重问题求解的有效性。首先要能给出结果而且是正确的结果；其次要关心效率，能在一定时间内快速完成任务，越快越好，且占用的存储资源越少越好等。
单元导入
循环结构的基本思想是反复执行，即利用计算机的高速运算和逻辑控制的特性，重复执行指定的步骤，从而完成相应的处理任务。当然，这种反复执行不是简单机械的重复，而是每次执行都有新的内容，会产生新的结果。
单元导入
在算法设计中，循环结构可以用于解决各种重复计算或重复处理的问题，如排序、搜索、迭代等。通过合理设计循环结构和选择合适的循环终止条件，可以使算法效率更高。同时，循环结构也是算法设计与优化的重要方法之一，通过优化循环结构可以提高算法的稳定性。
1
2
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。
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。
学习目标
第13课　让计算机会数数
这一课以让计算机“从 1 数到 100”为例，学习较简单的循环结构。
第13课　课堂导入
问题情境
　　要让计算机“从1数到100”，应该怎样描述算法步骤呢？
　　用计算机进行计算处理有什么优势？
第13课　学习活动
三 感受计算机运算处理的优势
二 验证“从1数到100”的算法
学习活动
描述“从1数到100”的算法
一
先把问题规模缩小，以依次从1数到10为例进行分析。
3
4
5
6
7
8
9
1
2
10
一、描述“从1数到100”的算法
第13课　学习活动
任务分析
1. 我们数数的过程是什么样的？
　—— 1，2，3，4，5，6，7，8，9，10。
2. 数完一个数后，怎么数下一个数？
　—— 数完1，该数2，在1的基础上加1，以此类推。
3. 如何让计算机数数？
——人在数数的过程很简单，一个数一个数地数下去。如果这个　　
　任务交给计算机来完成，也需要进行同样的过程。
一、描述“从1数到100”的算法
第13课　学习活动
任务分析
观察流程图
除了输出的数不一样，其他都是一样的，是重复的操作。
从中发现的规律是每个数依次加1。
可以把重复的操作通过循环结构来描述。
　　让计算机直接数数不好体现，可以选择用输出这些数来表示，用流程图表示如右图。
一、描述“从1数到100”的算法
任务分析
第13课　学习活动
1．如果循环条件成立，则做一遍循环体指定的操作；
2．再次检查这个条件，如果成立，则再做一遍指定的操作；
3．以此类推，重复执行，直到循环条件不再成立。
第13课　学习活动
循环结构的知识
一、描述“从1数到100”的算法
知识回顾
要让计算机“从1数到100”，如果是“第一次输出1、第二次输出2、第三次输出3……”那么每次操作都不一样。如果画出流程图，就有100个操作框，在一张纸上根本画不下，事实上也没必要画出来。
因为每次操作都是相同的，只是数值不同，所以，可以建立循环结构来描述算法。
把重复的操作提取出来，每次操作就是相同的，就可以通过循环结构来描述。
第13课　学习活动
一、描述“从1数到100”的算法
还原问题
初始时：这个数为1 结束时：这个数为101
第1次：输出这个数，然后把这个数加1。
（判断这个数是否小于等于100，此时条件满足，继续循环）
第2次：输出这个数，然后把这个数加1。
（判断这个数是否小于等于100，此时条件仍然满足，继续循环）
……
第100次：输出这个数，然后把这个数加1。
（判断这个数是否小于等于100，此时条件不满足，结束循环）
一、描述“从1数到100”的算法
第13课　学习活动
算法描述
　　与顺序结构、分支结构相比，循环结构的流程图并没有增加特殊的环节。只是将需要重复执行的语句放在循环体中，这些语句执行结束后，用一条流程线返回到条件判断框之前，继续进行条件判断。
一、描述“从1数到100”的算法
第13课　学习活动
循环的条件判断
循环体
算法描述
起点：这个数为1 结束：这个数为101
第1次：输出这个数，然后把这个数加2。
（判断这个数是否小于100，此时条件满足，继续循环）
第2次：输出这个数，然后把这个数加2。
（判断这个数是否小于100，此时条件仍然满足，就继续循环）
……
第50次：输出这个数，然后把这个数加2。
（判断这个数是否小于100，此时条件不满足，结束循环）
让计算机“从1数到100”，只数其中的奇数。
一、描述“从1数到100”的算法
第13课　学习活动
巩固拓展
二、验证“从1数到100”的算法
第13课　学习活动
在Python中打开并运行以下参考程序，查看运行结果，了解程序执行的过程，观察while循环结构。
观察、运行“从1数到100”的程序。
# 设置计数变量的初值
c = 1
# 用循环控制从1数到100
while c <= 100:
print(c) # 输出当前的数
c = c + 1 # 计数变量加1
运行程序
二、验证“从1数到100”的算法
第13课　学习活动
　　当循环条件成立时，执行循环体指定的操作；当循环条件不成立时，退出循环。
Python中的循环结构——while循环
while循环语句的基本格式如下。
　 while 循环条件:
　　 循环体
程序分析
第13课　学习活动
循环控制变量：使用一个变量c作为计数器，初始值为1。在每次输出该数后，在该数基础上加1。
while循环不需要计算循环多少次，而是使用判断条件来确定循环的终止。
二、验证“从1数到100”的算法
程序分析
# 设置计数变量的初值
c = 1
# 用循环控制从1数到100
while c <= 100:
print(c) # 输出当前的数
c = c + 1 # 计数变量加1
# 设置计数变量的初值
c = 1
# 用循环控制从1数到100
while c <= 100:
print(c) # 输出当前的数
c = c + 1 # 计数变量加1
第13课　学习活动
条件判断c<=100，用来控制循环的终止。 当c的值小于等于100时，重复执行循环体中的语句：输出变量c的当前值，每次输出后在原数基础上加1。
当c的值大于100时，终止循环。
二、验证“从1数到100”的算法
程序分析
# 设置计数变量的初值
c = 1
# 用循环控制从1数到100
while c <= 100:
print(c) # 输出当前的数
c = c + 1 # 计数变量加1
第13课　学习活动
c = c + 1 是赋值语句，将变量c的数值加1，然后把计算结果存储到变量c。循环过程中，变量c值的依次增加，实现计数器的功能。正是因为有这条语句，使得c的值增大到101时，循环条件不再成立，从而退出循环。
二、验证“从1数到100”的算法
程序分析
第13课　学习活动
输入一个自然数n，输出1到n之间的所有偶数。
如果c的初始值为2，变化的时候每次要在原数值的基础上加2。
n = int(input('请输入自然数n：'))
c = 2
while c <= n:
print(c)
c = c + 2
二、验证“从1数到100”的算法
程序修改
第13课　学习活动
利用取余运算，输出1到n之间所有能被5整除的数。
n = int(input('请输入自然数n：'))
c = 1
while c < = n:
if c % 5 == 0:
print(c)
c = c + 1
二、验证“从1数到100”的算法
巩固拓展
　　计算机处理问题的优势
　　用计算机处理问题时的最大优势，就是其快速的处理能力，也就是强大的算力。　　
第13课　学习活动
　　对于人来说，从1数到100是一件比较无趣的事情，很多人已经不愿意做这样简单而且没有创造性的任务。但是，对于计算机来说，这类需要重复进行的计算处理，不仅可以快速完成，而且能不厌其烦地稳定工作。
三、感受计算机运算处理的优势
　　第1步：打开Python的编程窗口。
　　第2步：打开配套资源中的“数数.py”程序，观察并运行，体会编程进行计算的速度。
1秒大约进行________ 次数数，即加法运算。
第13课　学习活动
效率对比
三、感受计算机运算处理的优势
第13课　学习活动
　　第3步：打开配套资源中的“数数并输出.py”程序，观察并运行。
1秒大约进行________次数数（加法运算）和_______次输出。
效率对比
三、感受计算机运算处理的优势
　　通过简单的观察对比，可以发现：编程让计算机完成加法运算时，可以充分发挥算法的优势，提高解决问题的效率。但相对于加法运算来说，输出操作也要占用不少时间。
　　利用程序来让计算机完成数数时，即使是一台普通的个人计算机，1秒也可以枚举几百万个数。这个数量与计算机的硬件配置和软件相关，但对同一类型的计算机，数量级通常是一致的。
第13课　学习活动
效率对比
三、感受计算机运算处理的优势
第13课　学习活动
　　人类进行翻书页、数物品个数、排队报数等操作时，每秒最多也就能翻几页书、数几个物体、报几个数。
效率对比
三、感受计算机运算处理的优势
　　1．简单的数数问题，从本质上体现出计算机解决问题的基本方法。循环结构能够实现有规律的重复操作。
2．用循环结构寻找问题的答案是计算机解决问题的常用方法。
　　3．在计算机强大的算力面前，很多问题都可以用循环结构来解决。循环操作符合计算机的工作特点，能体现利用计算速度和存储能力来解决问题的优势。
第13课　课堂总结
　　1．如果知道起始数b和终止数e，编程找出b到e之间的所有奇数。
　　2．有一个“逢七必过”的游戏，游戏规则如下。
　　（1）游戏参与者按顺序排好队。
　　（2）从1 依次报数到100，如果是7 的倍数或末位数是7，就报“过”。
　　（3）如果违规了就要被“罚”。
　　尝试玩一玩这个游戏并思考：游戏中的判断条件是什么？如何用流程图描述算法？
第13课　拓展与提升
1
2
3
4
5
6
过
8
9
10
11
12
13
过
15
16
下课啦！

展开更多......

收起↑