全國(guó)信息學(xué)奧賽高中組入門基礎(chǔ)講解第五章循環(huán)控制結(jié)構(gòu)程序教學(xué)設(shè)計(jì)

全國(guó)信息學(xué)奧賽高中組入門基礎(chǔ)講解第五章循環(huán)控制結(jié)構(gòu)程序教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容教材章節(jié)：全國(guó)信息學(xué)奧賽高中組入門基礎(chǔ)講解第五章——循環(huán)控制結(jié)構(gòu)

內(nèi)容：

1.循環(huán)控制結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的語(yǔ)法及使用方法。

3.循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)用途，如累加、計(jì)數(shù)、查找等。

4.循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的嵌套應(yīng)用。

5.循環(huán)控制結(jié)構(gòu)中的控制語(yǔ)句，如break、continue等。

6.循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與調(diào)試方法。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析1.信息素養(yǎng)：通過(guò)學(xué)習(xí)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)其信息獲取、處理、應(yīng)用的能力。

2.算法思維：使學(xué)生能夠理解并運(yùn)用循環(huán)控制結(jié)構(gòu)，提升邏輯思維和算法設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)其解決復(fù)雜問(wèn)題的策略。

3.創(chuàng)新能力：鼓勵(lì)學(xué)生在循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用中嘗試創(chuàng)新，發(fā)展其獨(dú)立解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新意識(shí)。

4.團(tuán)隊(duì)協(xié)作：在循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的編程實(shí)踐中，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，通過(guò)合作解決問(wèn)題，提升溝通與協(xié)作效率。

5.自主學(xué)習(xí)：引導(dǎo)學(xué)生自主探索循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的深入學(xué)習(xí)，發(fā)展其自主學(xué)習(xí)能力，形成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

-學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了基本的編程語(yǔ)言語(yǔ)法，如變量、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符和簡(jiǎn)單的輸入輸出操作。

-學(xué)生對(duì)基本的程序邏輯有了初步理解，如順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)。

-學(xué)生可能已經(jīng)接觸過(guò)一些簡(jiǎn)單的循環(huán)概念，但未系統(tǒng)學(xué)習(xí)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

-學(xué)生對(duì)信息學(xué)奧賽充滿興趣，愿意挑戰(zhàn)更高難度的編程問(wèn)題。

-學(xué)生具備一定的邏輯思維能力，能夠理解抽象的概念。

-學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格可能偏向于實(shí)踐操作，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐來(lái)加深理解。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

-學(xué)生可能會(huì)在循環(huán)控制結(jié)構(gòu)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(yǔ)句的使用。

-在編寫和調(diào)試循環(huán)程序時(shí)，學(xué)生可能會(huì)遇到語(yǔ)法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤，需要耐心和細(xì)致的分析能力。

-學(xué)生可能對(duì)循環(huán)優(yōu)化和性能提升的策略不夠熟悉，需要引導(dǎo)和啟發(fā)。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《全國(guó)信息學(xué)奧賽高中組入門基礎(chǔ)講解》教材，特別是第五章循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。

2.輔助材料：準(zhǔn)備相關(guān)的PPT演示文稿，包括循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的流程圖和代碼示例。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備好計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，確保每臺(tái)計(jì)算機(jī)都能運(yùn)行編程環(huán)境，用于編寫和調(diào)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(shí)驗(yàn)的形式，每組一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)，方便學(xué)生進(jìn)行編程實(shí)踐。教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課

1.親愛(ài)的同學(xué)們，大家好！上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)，那么在編程中，我們經(jīng)常會(huì)遇到重復(fù)執(zhí)行某些操作的情況，今天我們要學(xué)習(xí)一個(gè)新的程序結(jié)構(gòu)——循環(huán)控制結(jié)構(gòu)。請(qǐng)大家打開(kāi)教材第五章，我們將一起探索如何使用循環(huán)控制結(jié)構(gòu)來(lái)簡(jiǎn)化我們的編程任務(wù)。

二、知識(shí)講解

1.首先，讓我們來(lái)了解一下循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的定義和分類。循環(huán)控制結(jié)構(gòu)主要有三種：for循環(huán)、while循環(huán)和do-while循環(huán)。請(qǐng)大家跟隨我一起來(lái)學(xué)習(xí)它們的語(yǔ)法和使用方法。

2.接下來(lái)，我們通過(guò)具體的例子來(lái)理解每種循環(huán)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。我會(huì)展示for循環(huán)的例子，并解釋其執(zhí)行過(guò)程。請(qǐng)大家認(rèn)真觀察，思考循環(huán)是如何進(jìn)行的。

示例代碼：

```

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

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

}

```

3.現(xiàn)在，讓我們來(lái)學(xué)習(xí)while循環(huán)。while循環(huán)適合于不確定循環(huán)次數(shù)的情況。我會(huì)展示一個(gè)while循環(huán)的例子，并解釋其執(zhí)行過(guò)程。

示例代碼：

```

inti=1;

while(i<=10){

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

i++;

}

```

4.最后，我們來(lái)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(huì)展示一個(gè)do-while循環(huán)的例子，并解釋其執(zhí)行過(guò)程。

示例代碼：

```

inti=1;

do{

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

i++;

}while(i<=10);

```

三、實(shí)踐操作

1.現(xiàn)在，我想請(qǐng)大家自己動(dòng)手實(shí)踐一下。請(qǐng)大家編寫一個(gè)for循環(huán)程序，計(jì)算1到100所有整數(shù)的和。

學(xué)生操作：編寫并運(yùn)行程序，計(jì)算1到100的和。

2.接下來(lái)，我們嘗試使用while循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣的功能。請(qǐng)大家修改剛才的程序，使用while循環(huán)來(lái)完成同樣的任務(wù)。

學(xué)生操作：修改程序，使用while循環(huán)計(jì)算1到100的和。

3.最后，我們使用do-while循環(huán)來(lái)完成同樣的任務(wù)。請(qǐng)大家再次修改程序，使用do-while循環(huán)計(jì)算1到100的和。

學(xué)生操作：修改程序，使用do-while循環(huán)計(jì)算1到100的和。

四、深入探究

1.現(xiàn)在，我們已經(jīng)掌握了三種循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本用法。那么，什么時(shí)候使用哪種循環(huán)結(jié)構(gòu)呢？請(qǐng)大家根據(jù)循環(huán)的特點(diǎn)，討論并總結(jié)出每種循環(huán)結(jié)構(gòu)適用的場(chǎng)景。

學(xué)生討論：根據(jù)循環(huán)的特點(diǎn)，總結(jié)每種循環(huán)結(jié)構(gòu)的適用場(chǎng)景。

2.接下來(lái)，我們來(lái)學(xué)習(xí)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)中的控制語(yǔ)句。break和continue語(yǔ)句可以改變循環(huán)的執(zhí)行流程。我會(huì)展示兩個(gè)例子，分別使用break和continue語(yǔ)句，并請(qǐng)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(qǐng)大家嘗試編寫一個(gè)程序，使用for循環(huán)和break語(yǔ)句，打印出1到10之間的所有整數(shù)，但是當(dāng)數(shù)字為5時(shí)停止循環(huán)。

學(xué)生操作：編寫程序，使用for循環(huán)和break語(yǔ)句打印1到10之間的整數(shù)，當(dāng)數(shù)字為5時(shí)停止循環(huán)。

4.最后，我們來(lái)學(xué)習(xí)循環(huán)嵌套。循環(huán)嵌套是指在一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)中嵌入另一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)。我會(huì)展示一個(gè)使用循環(huán)嵌套打印乘法表的例子，并請(qǐng)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(qǐng)大家自己編寫一個(gè)程序，使用循環(huán)嵌套打印出10行10列的星號(hào)（*）圖案。

學(xué)生操作：編寫程序，使用循環(huán)嵌套打印出10行10列的星號(hào)圖案。

五、總結(jié)提升

1.通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，我們掌握了循環(huán)控制結(jié)構(gòu)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(yǔ)句break和continue。請(qǐng)大家回顧一下，我們今天學(xué)習(xí)了哪些內(nèi)容？

學(xué)生回答：回顧今天學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

2.最后，我想請(qǐng)大家分享一下在今天的編程實(shí)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(xué)生分享：分享編程實(shí)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(xué)習(xí)內(nèi)容，我給大家留一個(gè)作業(yè)。請(qǐng)大家編寫一個(gè)程序，使用循環(huán)結(jié)構(gòu)計(jì)算斐波那契數(shù)列的前20項(xiàng)。

作業(yè)要求：編寫程序，計(jì)算斐波那契數(shù)列的前20項(xiàng)。

2.下節(jié)課，我們將學(xué)習(xí)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的進(jìn)階內(nèi)容，包括循環(huán)的優(yōu)化和調(diào)試方法。請(qǐng)大家提前預(yù)習(xí)，做好準(zhǔn)備。

學(xué)生反饋：確認(rèn)作業(yè)要求和下節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《深入淺出程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽》中關(guān)于循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的章節(jié)，該書詳細(xì)介紹了循環(huán)結(jié)構(gòu)的各種應(yīng)用和技巧。

-《C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言》中關(guān)于for循環(huán)、while循環(huán)和do-while循環(huán)的講解，可以幫助學(xué)生更深入地理解循環(huán)控制結(jié)構(gòu)。

-《算法導(dǎo)論》中關(guān)于循環(huán)優(yōu)化和性能提升的部分，適合對(duì)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)有一定基礎(chǔ)的學(xué)生進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-請(qǐng)大家嘗試編寫一個(gè)使用循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的程序，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算器功能，包括加、減、乘、除四種運(yùn)算。

-探究循環(huán)控制結(jié)構(gòu)在解決實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用，例如：使用循環(huán)控制結(jié)構(gòu)編寫一個(gè)程序，模擬彩票抽獎(jiǎng)過(guò)程。

-學(xué)習(xí)并掌握至少一種循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)化方法，例如：循環(huán)展開(kāi)、循環(huán)合并等。

-嘗試解決一些經(jīng)典的編程問(wèn)題，如：求階乘、計(jì)算斐波那契數(shù)列等，使用不同類型的循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并比較它們的性能。

-閱讀一些關(guān)于程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽的書籍和資料，了解循環(huán)控制結(jié)構(gòu)在競(jìng)賽中的應(yīng)用和技巧，如：《程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽入門到精通》等。

-參與學(xué)校或社區(qū)的編程興趣小組，與其他同學(xué)一起討論和解決編程問(wèn)題，分享學(xué)習(xí)心得和經(jīng)驗(yàn)。

-定期回顧和總結(jié)所學(xué)知識(shí)，鞏固循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的概念和應(yīng)用，為深入學(xué)習(xí)其他編程知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。典型例題講解例題1：計(jì)算1到100之間所有偶數(shù)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(shù)。

```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(shù)。

例題3：使用while循環(huán)，計(jì)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(gè)5x5的矩陣，其中對(duì)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(jié)構(gòu)計(jì)算并打印出所有的“水仙花數(shù)”。水仙花數(shù)是指一個(gè)n位數(shù)，其各位數(shù)字的n次冪之和等于該數(shù)本身。例如，153是一個(gè)3位的水仙花數(shù)，因?yàn)?^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(shù)：

```

153isanArmstrongnumber.

370isanArmstrongnumber.

371isanArmstrongnumber.

407isanArmstrongnumber.

```教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)生們?cè)谡n堂上積極參與，對(duì)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的理解程度較高，能夠跟隨我的講解思路，及時(shí)提出疑問(wèn)。

-在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，大部分學(xué)生能夠獨(dú)立完成編程任務(wù)，表現(xiàn)出良好的動(dòng)手能力和問(wèn)題解決能力。

-學(xué)生在課堂上的注意力集中，對(duì)于難點(diǎn)內(nèi)容能夠通過(guò)重復(fù)講解和實(shí)踐操作來(lái)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(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景進(jìn)行深入討論。

-小組代表在成果展示時(shí)，能夠清晰地表達(dá)本組的討論結(jié)果，展示出良好的團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。

-通過(guò)小組討論，學(xué)生們對(duì)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)更加全面，能夠結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景選擇合適的循環(huán)結(jié)構(gòu)。

3.隨堂測(cè)試：

-我設(shè)計(jì)了一份隨堂測(cè)試，包括編寫循環(huán)程序計(jì)算階乘、打印圖案等任務(wù)，以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的掌握情況。

-學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示大部分學(xué)生能夠正確使用循環(huán)控制結(jié)構(gòu)，但少數(shù)學(xué)生在循環(huán)邏輯上還存在一些問(wèn)題。

-測(cè)試后，我針對(duì)學(xué)生普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行了集體講解和個(gè)別指導(dǎo)。

4.課后作業(yè)評(píng)價(jià)：

-學(xué)生提交的課后作業(yè)整體質(zhì)量較高，大部分學(xué)生能夠按照要求完成斐波那契數(shù)列的計(jì)算任務(wù)。

-通過(guò)作業(yè)批改，我發(fā)現(xiàn)一