資源簡介

(共33張PPT)
義務教育信息科技（2024）五年級　　　　　　　　　　
第1課時
第四單元　發揮算法的優勢
五年級上冊
第13課　讓計算機會數數
　　1．能夠清晰地理解問題解決的規則，認識問題的起點、邊界和限定范圍。
2．將問題進行分解，即能夠將一個復雜的問題分解成若干子問題，縮小問題的范圍。
3．能清楚地分析問題解決方法的優劣，設計和構建操作步驟少、效率高的算法。
算法是培養計算思維的核心要素之一，主要表現在三個方面
單元導入
在信息科技中，算法注重問題求解的有效性。首先要能給出結果而且是正確的結果；其次要關心效率，能在一定時間內快速完成任務，越快越好，且占用的存儲資源越少越好等。
單元導入
循環結構的基本思想是反復執行，即利用計算機的高速運算和邏輯控制的特性，重復執行指定的步驟，從而完成相應的處理任務。當然，這種反復執行不是簡單機械的重復，而是每次執行都有新的內容，會產生新的結果。
單元導入
在算法設計中，循環結構可以用于解決各種重復計算或重復處理的問題，如排序、搜索、迭代等。通過合理設計循環結構和選擇合適的循環終止條件，可以使算法效率更高。同時，循環結構也是算法設計與優化的重要方法之一，通過優化循環結構可以提高算法的穩定性。
1
2
通過描述讓計算機從 1 數到 100 的算法，了解用循環結構解決問題時的重復過程。
了解循環結構與計算機工作特點的關系，體會利用計算機的快速運算能力來解決問題的方法。
學習目標
第13課　讓計算機會數數
這一課以讓計算機“從 1 數到 100”為例，學習較簡單的循環結構。
第13課　課堂導入
問題情境
　　要讓計算機“從1數到100”，應該怎樣描述算法步驟呢？
　　用計算機進行計算處理有什么優勢？
第13課　學習活動
三 感受計算機運算處理的優勢
二 驗證“從1數到100”的算法
學習活動
描述“從1數到100”的算法
一
先把問題規模縮小，以依次從1數到10為例進行分析。
3
4
5
6
7
8
9
1
2
10
一、描述“從1數到100”的算法
第13課　學習活動
任務分析
1. 我們數數的過程是什么樣的？
　—— 1，2，3，4，5，6，7，8，9，10。
2. 數完一個數后，怎么數下一個數？
　—— 數完1，該數2，在1的基礎上加1，以此類推。
3. 如何讓計算機數數？
——人在數數的過程很簡單，一個數一個數地數下去。如果這個　　
　任務交給計算機來完成，也需要進行同樣的過程。
一、描述“從1數到100”的算法
第13課　學習活動
任務分析
觀察流程圖
除了輸出的數不一樣，其他都是一樣的，是重復的操作。
從中發現的規律是每個數依次加1。
可以把重復的操作通過循環結構來描述。
　　讓計算機直接數數不好體現，可以選擇用輸出這些數來表示，用流程圖表示如右圖。
一、描述“從1數到100”的算法
任務分析
第13課　學習活動
1．如果循環條件成立，則做一遍循環體指定的操作；
2．再次檢查這個條件，如果成立，則再做一遍指定的操作；
3．以此類推，重復執行，直到循環條件不再成立。
第13課　學習活動
循環結構的知識
一、描述“從1數到100”的算法
知識回顧
要讓計算機“從1數到100”，如果是“第一次輸出1、第二次輸出2、第三次輸出3……”那么每次操作都不一樣。如果畫出流程圖，就有100個操作框，在一張紙上根本畫不下，事實上也沒必要畫出來。
因為每次操作都是相同的，只是數值不同，所以，可以建立循環結構來描述算法。
把重復的操作提取出來，每次操作就是相同的，就可以通過循環結構來描述。
第13課　學習活動
一、描述“從1數到100”的算法
還原問題
初始時：這個數為1 結束時：這個數為101
第1次：輸出這個數，然后把這個數加1。
（判斷這個數是否小于等于100，此時條件滿足，繼續循環）
第2次：輸出這個數，然后把這個數加1。
（判斷這個數是否小于等于100，此時條件仍然滿足，繼續循環）
……
第100次：輸出這個數，然后把這個數加1。
（判斷這個數是否小于等于100，此時條件不滿足，結束循環）
一、描述“從1數到100”的算法
第13課　學習活動
算法描述
　　與順序結構、分支結構相比，循環結構的流程圖并沒有增加特殊的環節。只是將需要重復執行的語句放在循環體中，這些語句執行結束后，用一條流程線返回到條件判斷框之前，繼續進行條件判斷。
一、描述“從1數到100”的算法
第13課　學習活動
循環的條件判斷
循環體
算法描述
起點：這個數為1 結束：這個數為101
第1次：輸出這個數，然后把這個數加2。
（判斷這個數是否小于100，此時條件滿足，繼續循環）
第2次：輸出這個數，然后把這個數加2。
（判斷這個數是否小于100，此時條件仍然滿足，就繼續循環）
……
第50次：輸出這個數，然后把這個數加2。
（判斷這個數是否小于100，此時條件不滿足，結束循環）
讓計算機“從1數到100”，只數其中的奇數。
一、描述“從1數到100”的算法
第13課　學習活動
鞏固拓展
二、驗證“從1數到100”的算法
第13課　學習活動
在Python中打開并運行以下參考程序，查看運行結果，了解程序執行的過程，觀察while循環結構。
觀察、運行“從1數到100”的程序。
# 設置計數變量的初值
c = 1
# 用循環控制從1數到100
while c <= 100:
print(c) # 輸出當前的數
c = c + 1 # 計數變量加1
運行程序
二、驗證“從1數到100”的算法
第13課　學習活動
　　當循環條件成立時，執行循環體指定的操作；當循環條件不成立時，退出循環。
Python中的循環結構——while循環
while循環語句的基本格式如下。
　 while 循環條件:
　　 循環體
程序分析
第13課　學習活動
循環控制變量：使用一個變量c作為計數器，初始值為1。在每次輸出該數后，在該數基礎上加1。
while循環不需要計算循環多少次，而是使用判斷條件來確定循環的終止。
二、驗證“從1數到100”的算法
程序分析
# 設置計數變量的初值
c = 1
# 用循環控制從1數到100
while c <= 100:
print(c) # 輸出當前的數
c = c + 1 # 計數變量加1
# 設置計數變量的初值
c = 1
# 用循環控制從1數到100
while c <= 100:
print(c) # 輸出當前的數
c = c + 1 # 計數變量加1
第13課　學習活動
條件判斷c<=100，用來控制循環的終止。 當c的值小于等于100時，重復執行循環體中的語句：輸出變量c的當前值，每次輸出后在原數基礎上加1。
當c的值大于100時，終止循環。
二、驗證“從1數到100”的算法
程序分析
# 設置計數變量的初值
c = 1
# 用循環控制從1數到100
while c <= 100:
print(c) # 輸出當前的數
c = c + 1 # 計數變量加1
第13課　學習活動
c = c + 1 是賦值語句，將變量c的數值加1，然后把計算結果存儲到變量c。循環過程中，變量c值的依次增加，實現計數器的功能。正是因為有這條語句，使得c的值增大到101時，循環條件不再成立，從而退出循環。
二、驗證“從1數到100”的算法
程序分析
第13課　學習活動
輸入一個自然數n，輸出1到n之間的所有偶數。
如果c的初始值為2，變化的時候每次要在原數值的基礎上加2。
n = int(input('請輸入自然數n：'))
c = 2
while c <= n:
print(c)
c = c + 2
二、驗證“從1數到100”的算法
程序修改
第13課　學習活動
利用取余運算，輸出1到n之間所有能被5整除的數。
n = int(input('請輸入自然數n：'))
c = 1
while c < = n:
if c % 5 == 0:
print(c)
c = c + 1
二、驗證“從1數到100”的算法
鞏固拓展
　　計算機處理問題的優勢
　　用計算機處理問題時的最大優勢，就是其快速的處理能力，也就是強大的算力。　　
第13課　學習活動
　　對于人來說，從1數到100是一件比較無趣的事情，很多人已經不愿意做這樣簡單而且沒有創造性的任務。但是，對于計算機來說，這類需要重復進行的計算處理，不僅可以快速完成，而且能不厭其煩地穩定工作。
三、感受計算機運算處理的優勢
　　第1步：打開Python的編程窗口。
　　第2步：打開配套資源中的“數數.py”程序，觀察并運行，體會編程進行計算的速度。
1秒大約進行________ 次數數，即加法運算。
第13課　學習活動
效率對比
三、感受計算機運算處理的優勢
第13課　學習活動
　　第3步：打開配套資源中的“數數并輸出.py”程序，觀察并運行。
1秒大約進行________次數數（加法運算）和_______次輸出。
效率對比
三、感受計算機運算處理的優勢
　　通過簡單的觀察對比，可以發現：編程讓計算機完成加法運算時，可以充分發揮算法的優勢，提高解決問題的效率。但相對于加法運算來說，輸出操作也要占用不少時間。
　　利用程序來讓計算機完成數數時，即使是一臺普通的個人計算機，1秒也可以枚舉幾百萬個數。這個數量與計算機的硬件配置和軟件相關，但對同一類型的計算機，數量級通常是一致的。
第13課　學習活動
效率對比
三、感受計算機運算處理的優勢
第13課　學習活動
　　人類進行翻書頁、數物品個數、排隊報數等操作時，每秒最多也就能翻幾頁書、數幾個物體、報幾個數。
效率對比
三、感受計算機運算處理的優勢
　　1．簡單的數數問題，從本質上體現出計算機解決問題的基本方法。循環結構能夠實現有規律的重復操作。
2．用循環結構尋找問題的答案是計算機解決問題的常用方法。
　　3．在計算機強大的算力面前，很多問題都可以用循環結構來解決。循環操作符合計算機的工作特點，能體現利用計算速度和存儲能力來解決問題的優勢。
第13課　課堂總結
　　1．如果知道起始數b和終止數e，編程找出b到e之間的所有奇數。
　　2．有一個“逢七必過”的游戲，游戲規則如下。
　　（1）游戲參與者按順序排好隊。
　　（2）從1 依次報數到100，如果是7 的倍數或末位數是7，就報“過”。
　　（3）如果違規了就要被“罰”。
　　嘗試玩一玩這個游戲并思考：游戲中的判斷條件是什么？如何用流程圖描述算法？
第13課　拓展與提升
1
2
3
4
5
6
過
8
9
10
11
12
13
過
15
16
下課啦！

展開更多......

收起↑