全國信息學奧賽高中組入門基礎講解第五章循環(huán)控制結構程序教學設計

全國信息學奧賽高中組入門基礎講解第五章循環(huán)控制結構程序教學設計學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內容教材章節(jié)：全國信息學奧賽高中組入門基礎講解第五章——循環(huán)控制結構

內容：

1.循環(huán)控制結構的定義及分類：for循環(huán)、while循環(huán)、do-while循環(huán)。

2.循環(huán)控制結構的語法及使用方法。

3.循環(huán)控制結構的常見用途，如累加、計數、查找等。

4.循環(huán)控制結構的嵌套應用。

5.循環(huán)控制結構中的控制語句，如break、continue等。

6.循環(huán)控制結構的優(yōu)化與調試方法。核心素養(yǎng)目標分析1.信息素養(yǎng)：通過學習循環(huán)控制結構，提高學生運用信息技術解決問題的能力，培養(yǎng)其信息獲取、處理、應用的能力。

2.算法思維：使學生能夠理解并運用循環(huán)控制結構，提升邏輯思維和算法設計能力，培養(yǎng)其解決復雜問題的策略。

3.創(chuàng)新能力：鼓勵學生在循環(huán)控制結構的實際應用中嘗試創(chuàng)新，發(fā)展其獨立解決問題的能力和創(chuàng)新意識。

4.團隊協(xié)作：在循環(huán)控制結構的編程實踐中，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力，通過合作解決問題，提升溝通與協(xié)作效率。

5.自主學習：引導學生自主探索循環(huán)控制結構的深入學習，發(fā)展其自主學習能力，形成終身學習的習慣。學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：

-學生已經學習了基本的編程語言語法，如變量、數據類型、運算符和簡單的輸入輸出操作。

-學生對基本的程序邏輯有了初步理解，如順序結構、選擇結構。

-學生可能已經接觸過一些簡單的循環(huán)概念，但未系統(tǒng)學習。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

-學生對信息學奧賽充滿興趣，愿意挑戰(zhàn)更高難度的編程問題。

-學生具備一定的邏輯思維能力，能夠理解抽象的概念。

-學生的學習風格可能偏向于實踐操作，通過動手實踐來加深理解。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

-學生可能會在循環(huán)控制結構的邏輯理解上遇到困難，尤其是循環(huán)嵌套和循環(huán)控制語句的使用。

-在編寫和調試循環(huán)程序時，學生可能會遇到語法錯誤和邏輯錯誤，需要耐心和細致的分析能力。

-學生可能對循環(huán)優(yōu)化和性能提升的策略不夠熟悉，需要引導和啟發(fā)。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有《全國信息學奧賽高中組入門基礎講解》教材，特別是第五章循環(huán)控制結構的內容。

2.輔助材料：準備相關的PPT演示文稿，包括循環(huán)控制結構的流程圖和代碼示例。

3.實驗器材：準備好計算機實驗室，確保每臺計算機都能運行編程環(huán)境，用于編寫和調試循環(huán)控制程序。

4.教室布置：將教室布置成便于小組討論和編程實驗的形式，每組一臺或多臺計算機，方便學生進行編程實踐。教學過程一、導入新課

1.親愛的同學們，大家好！上一節(jié)課我們學習了選擇結構程序設計，那么在編程中，我們經常會遇到重復執(zhí)行某些操作的情況，今天我們要學習一個新的程序結構——循環(huán)控制結構。請大家打開教材第五章，我們將一起探索如何使用循環(huán)控制結構來簡化我們的編程任務。

二、知識講解

1.首先，讓我們來了解一下循環(huán)控制結構的定義和分類。循環(huán)控制結構主要有三種：for循環(huán)、while循環(huán)和do-while循環(huán)。請大家跟隨我一起來學習它們的語法和使用方法。

2.接下來，我們通過具體的例子來理解每種循環(huán)結構的應用。我會展示for循環(huán)的例子，并解釋其執(zhí)行過程。請大家認真觀察，思考循環(huán)是如何進行的。

示例代碼：

```

for(inti=1;i<=10;i++){

printf("%d\n",i);

}

```

3.現(xiàn)在，讓我們來學習while循環(huán)。while循環(huán)適合于不確定循環(huán)次數的情況。我會展示一個while循環(huán)的例子，并解釋其執(zhí)行過程。

示例代碼：

```

inti=1;

while(i<=10){

printf("%d\n",i);

i++;

}

```

4.最后，我們來看do-while循環(huán)。do-while循環(huán)至少執(zhí)行一次循環(huán)體，適合于至少需要執(zhí)行一次操作的情況。我會展示一個do-while循環(huán)的例子，并解釋其執(zhí)行過程。

示例代碼：

```

inti=1;

do{

printf("%d\n",i);

i++;

}while(i<=10);

```

三、實踐操作

1.現(xiàn)在，我想請大家自己動手實踐一下。請大家編寫一個for循環(huán)程序，計算1到100所有整數的和。

學生操作：編寫并運行程序，計算1到100的和。

2.接下來，我們嘗試使用while循環(huán)來實現(xiàn)同樣的功能。請大家修改剛才的程序，使用while循環(huán)來完成同樣的任務。

學生操作：修改程序，使用while循環(huán)計算1到100的和。

3.最后，我們使用do-while循環(huán)來完成同樣的任務。請大家再次修改程序，使用do-while循環(huán)計算1到100的和。

學生操作：修改程序，使用do-while循環(huán)計算1到100的和。

四、深入探究

1.現(xiàn)在，我們已經掌握了三種循環(huán)結構的基本用法。那么，什么時候使用哪種循環(huán)結構呢？請大家根據循環(huán)的特點，討論并總結出每種循環(huán)結構適用的場景。

學生討論：根據循環(huán)的特點，總結每種循環(huán)結構的適用場景。

2.接下來，我們來學習循環(huán)控制結構中的控制語句。break和continue語句可以改變循環(huán)的執(zhí)行流程。我會展示兩個例子，分別使用break和continue語句，并請大家解釋它們的作用。

示例代碼（break）：

```

for(inti=1;i<=10;i++){

if(i==5){

break;

}

printf("%d\n",i);

}

```

示例代碼（continue）：

```

for(inti=1;i<=10;i++){

if(i==5){

continue;

}

printf("%d\n",i);

}

```

3.現(xiàn)在，請大家嘗試編寫一個程序，使用for循環(huán)和break語句，打印出1到10之間的所有整數，但是當數字為5時停止循環(huán)。

學生操作：編寫程序，使用for循環(huán)和break語句打印1到10之間的整數，當數字為5時停止循環(huán)。

4.最后，我們來學習循環(huán)嵌套。循環(huán)嵌套是指在一個循環(huán)結構中嵌入另一個循環(huán)結構。我會展示一個使用循環(huán)嵌套打印乘法表的例子，并請大家解釋循環(huán)嵌套的工作原理。

示例代碼：

```

for(inti=1;i<=9;i++){

for(intj=1;j<=i;j++){

printf("%d*%d=%d\t",j,i,i*j);

}

printf("\n");

}

```

5.現(xiàn)在，請大家自己編寫一個程序，使用循環(huán)嵌套打印出10行10列的星號（*）圖案。

學生操作：編寫程序，使用循環(huán)嵌套打印出10行10列的星號圖案。

五、總結提升

1.通過今天的學習，我們掌握了循環(huán)控制結構的基本用法，包括for循環(huán)、while循環(huán)、do-while循環(huán)，以及循環(huán)控制語句break和continue。請大家回顧一下，我們今天學習了哪些內容？

學生回答：回顧今天學習的內容。

2.最后，我想請大家分享一下在今天的編程實踐中遇到的困難和挑戰(zhàn)，以及你們是如何克服這些困難的。

學生分享：分享編程實踐中的困難和解決方法。

六、布置作業(yè)

1.為了鞏固今天的學習內容，我給大家留一個作業(yè)。請大家編寫一個程序，使用循環(huán)結構計算斐波那契數列的前20項。

作業(yè)要求：編寫程序，計算斐波那契數列的前20項。

2.下節(jié)課，我們將學習循環(huán)控制結構的進階內容，包括循環(huán)的優(yōu)化和調試方法。請大家提前預習，做好準備。

學生反饋：確認作業(yè)要求和下節(jié)課的學習內容。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《深入淺出程序設計競賽》中關于循環(huán)控制結構的章節(jié)，該書詳細介紹了循環(huán)結構的各種應用和技巧。

-《C程序設計語言》中關于for循環(huán)、while循環(huán)和do-while循環(huán)的講解，可以幫助學生更深入地理解循環(huán)控制結構。

-《算法導論》中關于循環(huán)優(yōu)化和性能提升的部分，適合對循環(huán)控制結構有一定基礎的學生進行深入學習。

2.課后自主學習和探究：

-請大家嘗試編寫一個使用循環(huán)控制結構的程序，實現(xiàn)一個簡單的計算器功能，包括加、減、乘、除四種運算。

-探究循環(huán)控制結構在解決實際問題中的應用，例如：使用循環(huán)控制結構編寫一個程序，模擬彩票抽獎過程。

-學習并掌握至少一種循環(huán)控制結構的性能優(yōu)化方法，例如：循環(huán)展開、循環(huán)合并等。

-嘗試解決一些經典的編程問題，如：求階乘、計算斐波那契數列等，使用不同類型的循環(huán)結構實現(xiàn)，并比較它們的性能。

-閱讀一些關于程序設計競賽的書籍和資料，了解循環(huán)控制結構在競賽中的應用和技巧，如：《程序設計競賽入門到精通》等。

-參與學校或社區(qū)的編程興趣小組，與其他同學一起討論和解決編程問題，分享學習心得和經驗。

-定期回顧和總結所學知識，鞏固循環(huán)控制結構的概念和應用，為深入學習其他編程知識打下堅實的基礎。典型例題講解例題1：計算1到100之間所有偶數的和。

```c

intsum=0;

for(inti=2;i<=100;i+=2){

sum+=i;

}

printf("Sumofevennumbersbetween1to100is:%d\n",sum);

```

答案：Sumofevennumbersbetween1to100is:5050

例題2：編寫程序，打印出1到100之間所有能被3整除的數。

```c

for(inti=1;i<=100;i++){

if(i%3==0){

printf("%d\n",i);

}

}

```

答案：打印出1到100之間所有能被3整除的數。

例題3：使用while循環(huán)，計算從1加到10的階乘。

```c

intfactorial=1;

inti=1;

while(i<=10){

factorial*=i;

i++;

}

printf("Factorialof10is:%d\n",factorial);

```

答案：Factorialof10is:3628800

例題4：編寫程序，使用循環(huán)嵌套打印一個5x5的矩陣，其中對角線上的元素為1，其余為0。

```c

for(inti=0;i<5;i++){

for(intj=0;j<5;j++){

printf("%d",i==j?1:0);

}

printf("\n");

}

```

答案：打印出以下5x5矩陣：

```

10000

01000

00100

00010

00001

```

例題5：編寫程序，使用循環(huán)控制結構計算并打印出所有的“水仙花數”。水仙花數是指一個n位數，其各位數字的n次冪之和等于該數本身。例如，153是一個3位的水仙花數，因為1^3+5^3+3^3=153。

```c

for(intnum=100;num<1000;num++){

intoriginalNum=num;

intsum=0;

while(originalNum!=0){

intdigit=originalNum%10;

sum+=digit*digit*digit;

originalNum/=10;

}

if(sum==num){

printf("%disanArmstrongnumber.\n",num);

}

}

```

答案：打印出所有的3位水仙花數：

```

153isanArmstrongnumber.

370isanArmstrongnumber.

371isanArmstrongnumber.

407isanArmstrongnumber.

```教學評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學生們在課堂上積極參與，對循環(huán)控制結構的理解程度較高，能夠跟隨我的講解思路，及時提出疑問。

-在實踐操作環(huán)節(jié)，大部分學生能夠獨立完成編程任務，表現(xiàn)出良好的動手能力和問題解決能力。

-學生在課堂上的注意力集中，對于難點內容能夠通過重復講解和實踐操作來加深理解。

2.小組討論成果展示：

-各小組在討論環(huán)節(jié)中表現(xiàn)積極，能夠圍繞循環(huán)控制結構的特點和適用場景進行深入討論。

-小組代表在成果展示時，能夠清晰地表達本組的討論結果，展示出良好的團隊合作和溝通能力。

-通過小組討論，學生們對循環(huán)控制結構的認識更加全面，能夠結合實際場景選擇合適的循環(huán)結構。

3.隨堂測試：

-我設計了一份隨堂測試，包括編寫循環(huán)程序計算階乘、打印圖案等任務，以檢驗學生對循環(huán)控制結構的掌握情況。

-學生在規(guī)定時間內完成了測試，測試結果顯示大部分學生能夠正確使用循環(huán)控制結構，但少數學生在循環(huán)邏輯上還存在一些問題。

-測試后，我針對學生普遍存在的問題進行了集體講解和個別指導。

4.課后作業(yè)評價：

-學生提交的課后作業(yè)整體質量較高，大部分學生能夠按照要求完成斐波那契數列的計算任務。

-通過作業(yè)批改，我發(fā)現(xiàn)一