泰山版 (2018)第1册微项目3用循环结构程序自动化计算教学设计

微项目3：用循环结构程序自动化计算

教学目标：

能够利用for、while等基础的循环语句用循环嵌套设计程序，体验自动化数据处理的原理，学会利用循环结构程序进行基本的数据加工与统计。

1.用计数循环统计数据

利用for循环结构来完成已知次数的自动化处理，掌握计数循环结构应用方法。思考循环的初值、终值的作用是什么。

【程序范例】

模拟抛硬币现象，探究随机概率。

（1）体验随机，对应数列信息，体会用数据描述现象

import random   #导入随机数模块

mn=['正面','反面']    #列表存储显示信息

ms=random.randint(0,1)  #产生0或1随机数

print("计算机抛出：",mn[ms])

（2）模拟抛硬币10次，体验自动化程序设计，认识循环的自动控制作用

mport random   #导入随机数模块

mn=['正面','反面'];    #列表存储显示信息

for i  in range(10):

   ms=random.randint(0,1)  #产生0或1随机数

    print("计算机第：",i+1,"次抛出：",mn[ms])

（3）模拟抛硬币1000次，深入体验自动化程序，了解概率、统计

import random  #导入随机数模块

mc=[0,0]  #用列表存储正、反面数量

for i  inrange(1000):

   ms=random.randint(0,1)  #产生0或1随机数

    if ms==0 :

       mc[0]+=1    

    else:

       mc[1]+=1       

print("正面抛出次数：",mc[0]), 

print("反面抛出次数：",mc[1]) 

【技术体验】

1. 体验range（）的范围限定

for i  in range(10):

  print("i=",i)

for j  in range(11):

  print("j=",j)

2.体验范围的变化：初值、终值、步长

for a  in range(5,10):

 print("a=",a)

for b  in range(1,10,2):

 print("b=",b)

【知识了解】

了解计数循环的结构：for 变量 range（初值, 终值［, 步长］）

计数循环是能够预计循环的开始与结束的数值变化，适合解决有规律变化的数据处理。

【学习指导】

1.理解循环是控制反复地做事情。

可举例“篮球场跑圈练体能”，跑第一圈计1分，跑第二圈计2分，跑第三圈计3分，跑10圈计算得分多少？

2．观察循环变量的数值变化

可通过range(1,10,2)变化步长来观察。

【程序实验】

1.寻找100以内的偶数

for i in range(101):

   if i%2==0:

      print(i)

2.寻找100以内的奇数

3.寻找100以内3的倍数

2.用条件循环寻找答案

利用while循环结构实现未知次数的自动化处理，掌握条件循环结构应用方法。反思如何设定循环条件。

【程序范例】

1. 输入正确验证码跳出循环,体验循环条件的作用

importrandom #导入随机数模块

mc=""#初始化验证码

for i inrange(0,6):  #(0,6) 与(6) 等效

   ms=random.randint(0,9) #产生0-9的随机整数

   mc=mc+str(ms) #存储验证码数字

print(mc)#显示验证码

mi="" #初始化输入验证码

while mc!=mi:

 mi=input("请正确输入以上验证码")

2.输入错误时需要更换新的验证码，体会循环体的作用

mc="0"#初始化验证码

mi="1"

while mc!=mi:

   mc="" #清空验证码  

   for i in range(0,6):   #(0,6)与(6)等效

     ms= random.randint(0,9) #产生0-9的随机整数

     mc=mc+str(ms) #存储验证码数字

   print(mc) #显示验证码

   mi=input("请正确输入以上验证码")

【技术体验】

1.体验循环条件

# 求1+1/2+1/3... ...  当i等于什么时候刚刚大于3？

s=0

i=1

while  s<3:

  i=i+1

  s=s+1/i

  print("i=",i)

  print("s=",s)

2.体验随机范围

importrandom #导入随机数模块

s1=random.randint(5,8) #产生5-8的随机整数

s2=random.randint(100,200) #产生100-200的随机整数

s3=random.randint(0,9) #产生0-9的随机整数

print(s1)

print(s2)

print(s3)

3.观察随机值

import random #导入随机数模块

for i inrange(20):

  s3=random.randint(0,9) #产生0-9的随机整数

  print(s3)

4.死循环

while  1<3:

print("勇往直前，永不停止")

思考：

（1） 1<3换成1 效果一样吗？

（2） 1<3换成 True效果一样吗？

【知识了解】

了解当循环结构：while 条件表达式:

当循环的意义在于在一定条件下循环，不符合条件了即结束循环，适用于不知何时结束的的情况。比计数循环更灵活、更具动态变化的特点。

【学习指导】

1.死循环：当循环容易设计出错的原因是结束条件无法达成，构成死循环。

2.循环中的断点测试：可以多用print()来在各点进行数据测试，看看能否运行到此处，数值是否正确。

【程序实验】

会算术的小猫，输入两个非零个位数x、y，大数除以小数得商n，即能输出n个“喵”。

   算法提示：

（1）输入两个数。

容错设计：如果其中一个等于0，全部重新输入。可用循环条件为x==0 or  y==0

（2）校准设计：判断两数大小，如果y大则交换。

（3）用x//y 整除得到n。

（4）用循环显示n个“喵”。

x=0

y=0

while x==0  or  y==0:

 x=int(input("x="))

 y=int(input("y="))

if x<y:

 x,y=y,x

print(x,y)

n=x//y

print(n)

for i in range(n):

 print("喵")

尝试：

1.如何给小朋友设计一个乘法口诀训练软件

（1）随机出现两个一位的自然数。

（2）输入积。

（3）判断输入的结果如果正确计一分。

（4）共10道题目，输入总分。

 科学探究：用乘法口诀表探究多层循环，了解多重循环的执行特点。

for i in range(1,10):

   for j in range(1,i+1):

        print('{}×{}={}\t'.format(j,i,j*i),end='')

   print()

（1）所有循环都可以嵌套，学习基础语言结构时不宜过早、过难应用多层循环的嵌套，了解即可。

判断嵌套因为有思维推理，或者打破砂锅问到低的需求，容易理解。

（2）显示格式了解即可，不宜深入学习。

'{}×{}={}\t'.format(j, i,j*i)提供了一种输出格式，可以让数据按照一种固定格式显示。当然，我们把数字转换为字符串显示也是可以的。

end=''表示同行显示。

print()是换行作用，并没有显示内容，目的是在一行内的列循环完成后取消end=''的作用

（3）循环嵌套，如果要涉及可以结合行列关系进行探索。

#星星

for lin in range(10):

 for col in range(lin):

   print("*",end="")

 print()

for lin in range(10):

 for col in range(10-lin):

   print("*",end="")

 print()

for lin in range(10):             

  for k in range(20-lin):    #生成空格

    print("",end="")

for col in range(lin*2-1):    

  print("*",end="")

  print()

注：以上程序，重在体会外层循环控制行，观察lin的变化；内层循环控制列，观察col的变化。

技术探索:寻找内容的循环,探索循环的灵活应用

1．元素查找

mc=['苹果', '桔子','菠萝', '荔枝','芒果']

print('荔枝' in mc)

if  '菠萝'  in  mc:

   print('我有菠萝' )

for  x  in  mc:

   print(x)

2．字母查找

mc='I like playing football'

for x inmc:

  print(x)

  注意：x作为访问变量，与变量名无关。