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第13課 讓計算機會數(shù)數(shù) 教學設(shè)計
課題 讓計算機會數(shù)數(shù) 單元 第四單元 學科 信息科技 年級 五年級
教材分析 本節(jié)課義務(wù)教育版五年級全一冊信息技術(shù)教材的第13課 讓計算機會數(shù)數(shù)。在前面的學習中，學生認識了算法的基本流程(輸入一處理一輸出)，能利用自然語言流程圖等方式描述求解簡單問題的算法，知道算法的三種基本控制結(jié)構(gòu)是順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。本單元將進一步引領(lǐng)學生認識、理解計算機解決問題的基本方法，利用算法中的循環(huán)結(jié)構(gòu)來解決實際問題，在體驗編程讓計算機執(zhí)行的過程中，感受算法實現(xiàn)的優(yōu)勢和意義。本模塊強調(diào)用計算思維解決問題的獨特價值，通過本單元的學習，學生能夠進一步明確算法執(zhí)行的正確性與效率要求，并能夠進行討論與辨析。本課主要學習通過描述讓計算機從 1數(shù)到 100 的算法，了解用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決問題時的重復(fù)過程。了解循環(huán)結(jié)構(gòu)與計算機工作特點的關(guān)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 1.信息意識:通過對不同的算法進行分析，幫助學生認識算法效率，知道用不同算法解決同一問題時存在不同的效率。2.計算思維:認識循環(huán)結(jié)構(gòu)和計算機工作特點之間的聯(lián)系，體會利用計算機的快速運算能力來解決問題的方法。3.數(shù)字化學習與創(chuàng)新:通過學習身邊的算法，體會算法的特征，其應(yīng)用于數(shù)字化學習過程中，適應(yīng)在線學習環(huán)境，4.信息社會責任:了解加密算法在保護信息安全方面的意義，增強信息安全意識
重點 在循環(huán)過程中，理解重復(fù)執(zhí)行的操作和數(shù)值變化的過程。
難點 描述讓計算機從 1 數(shù)到 100 的算法。
教學過程
教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設(shè)計意圖
導(dǎo)入新課 同學們，你們能不能用前面所學知識來描述讓計算機從 1 數(shù)到 100 的算法 用計算機進行計算處理有什么優(yōu)勢？ 學生認真聆聽、討論。 引發(fā)學生的興趣與思考。
講授新課 一、描述“從1數(shù)到100”的算法先把問題規(guī)模縮小，以依次從1數(shù)到10為例進行分析。1. 我們數(shù)數(shù)的過程是什么樣的？　—— 1，2，3，4，5，6，7，8，9，10。2. 數(shù)完一個數(shù)后，怎么數(shù)下一個數(shù)？　—— 數(shù)完1，該數(shù)2，在1的基礎(chǔ)上加1，以此類推。3. 如何讓計算機數(shù)數(shù)？ ——人在數(shù)數(shù)的過程很簡單，一個數(shù)一個數(shù)地數(shù)下去。如果這個　　　任務(wù)交給計算機來完成，也需要進行同樣的過程。要讓計算機“從1數(shù)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(shù)值不同，所以，可以建立循環(huán)結(jié)構(gòu)來描述算法。與順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)相比，循環(huán)結(jié)構(gòu)的流程圖并沒有增加特殊的環(huán)節(jié)。只是將需要重復(fù)執(zhí)行的語句放在循環(huán)體中，這些語句執(zhí)行結(jié)束后，用一條流程線返回到條件判斷框之前，繼續(xù)進行條件判斷。驗證“從1數(shù)到100”的算法觀察、運行“從1數(shù)到100”的程序。Python中的循環(huán)結(jié)構(gòu)——while循環(huán)當循環(huán)條件成立時，執(zhí)行循環(huán)體指定的操作；當循環(huán)條件不成立時，退出循環(huán)。 條件判斷c<=100，用來控制循環(huán)的終止。 當c的值小于等于100時，重復(fù)執(zhí)行循環(huán)體中的語句：輸出變量c的當前值，每次輸出后在原數(shù)基礎(chǔ)上加1。 當c的值大于100時，終止循環(huán)。c = c + 1 是賦值語句，將變量c的數(shù)值加1，然后把計算結(jié)果存儲到變量c。循環(huán)過程中，變量c值的依次增加，實現(xiàn)計數(shù)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(huán)條件不再成立，從而退出循環(huán)。感受計算機運算處理的優(yōu)勢用計算機處理問題時的最大優(yōu)勢，就是其快速的處理能力，也就是強大的算力。　　對于人來說，從1數(shù)到100是一件比較無趣的事情，很多人已經(jīng)不愿意做這樣簡單而且沒有創(chuàng)造性的任務(wù)。但是，對于計算機來說，這類需要重復(fù)進行的計算處理，不僅可以快速完成，而且能不厭其煩地穩(wěn)定工作。 學生認真聆聽教師講解，積極參與討論；小組討論完成學習活動教師引導(dǎo)學生思考：積極參與小組討論，分享并討論自己的見解和發(fā)現(xiàn)。 激發(fā)學生的學習興趣，引導(dǎo)學生關(guān)注尋找解決問題的途徑與方法，以及解決問題并驗證結(jié)果等階段。通過互動討論。促進學生之間的交流與合作，為后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。
作業(yè)布置 　　有一個“逢七必過”的游戲，游戲規(guī)則如下。　　（1）游戲參與者按順序排好隊。　　（2）從1 依次報數(shù)到100，如果是7 的倍數(shù)或末位數(shù)是7，就報“過”。　　（3）如果違規(guī)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？　
課堂小結(jié) 1．簡單的數(shù)數(shù)問題，從本質(zhì)上體現(xiàn)出計算機解決問題的基本方法。循環(huán)結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)有規(guī)律的重復(fù)操作。2．用循環(huán)結(jié)構(gòu)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(huán)結(jié)構(gòu)來解決。循環(huán)操作符合計算機的工作特點，能體現(xiàn)利用計算速度和存儲能力來解決問題的優(yōu)勢。
板書 一、描述“從1數(shù)到100”的算法二、驗證“從1數(shù)到100”的算法三、感受計算機運算處理的優(yōu)勢
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第13課 讓計算機會數(shù)數(shù)
(義務(wù)教育版）五年級上冊
教學目標
1
新知導(dǎo)入
2
議一議
3
想一想
4
學一學
5
練一練
6
課堂總結(jié)
7
作業(yè)布置
8
1
教學目標
1．通過描述讓計算機從1數(shù)到100的算法，了解用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決問題時的重復(fù)過程。
2.了解循環(huán)結(jié)構(gòu)與計算機工作特點的關(guān)系，體會利用計算機的快速運算能力來解決問題的方法。
2
新知導(dǎo)入
同學們，你們能不能用前面所學知識來描述讓計算機從 1 數(shù)到 100 的算法
3
議一議
　 用計算機進行計算處理有什么優(yōu)勢？
4
想一想
從1數(shù)到100的過程是什么樣的？
5
學一學
一、描述“從1數(shù)到100”的算法
先把問題規(guī)模縮小，以依次從1數(shù)到10為例進行分析。
3
4
5
6
7
8
9
1
2
10
5
學一學
1. 我們數(shù)數(shù)的過程是什么樣的？
　—— 1，2，3，4，5，6，7，8，9，10。
2. 數(shù)完一個數(shù)后，怎么數(shù)下一個數(shù)？
　—— 數(shù)完1，該數(shù)2，在1的基礎(chǔ)上加1，以此類推。
3. 如何讓計算機數(shù)數(shù)？
——人在數(shù)數(shù)的過程很簡單，一個數(shù)一個數(shù)地數(shù)下去。如果這個　　
　任務(wù)交給計算機來完成，也需要進行同樣的過程。
5
學一學
觀察流程圖
除了輸出的數(shù)不一樣，其他都是一樣的，是重復(fù)的操作。
從中發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是每個數(shù)依次加1。
可以把重復(fù)的操作通過循環(huán)結(jié)構(gòu)來描述。
　　讓計算機直接數(shù)數(shù)不好體現(xiàn)，可以選擇用輸出這些數(shù)來表示，用流程圖表示如右圖。
5
學一學
1．如果循環(huán)條件成立，則做一遍循環(huán)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(fù)執(zhí)行，直到循環(huán)條件不再成立。
循環(huán)結(jié)構(gòu)的知識
5
學一學
要讓計算機“從1數(shù)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(shù)值不同，所以，可以建立循環(huán)結(jié)構(gòu)來描述算法。
把重復(fù)的操作提取出來，每次操作就是相同的，就可以通過循環(huán)結(jié)構(gòu)來描述。
5
學一學
初始時：這個數(shù)為1 結(jié)束時：這個數(shù)為101
第1次：輸出這個數(shù)，然后把這個數(shù)加1。
（判斷這個數(shù)是否小于等于100，此時條件滿足，繼續(xù)循環(huán)）
第2次：輸出這個數(shù)，然后把這個數(shù)加1。
（判斷這個數(shù)是否小于等于100，此時條件仍然滿足，繼續(xù)循環(huán)）
……
第100次：輸出這個數(shù)，然后把這個數(shù)加1。
（判斷這個數(shù)是否小于等于100，此時條件不滿足，結(jié)束循環(huán)）
5
學一學
　　與順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)相比，循環(huán)結(jié)構(gòu)的流程圖并沒有增加特殊的環(huán)節(jié)。只是將需要重復(fù)執(zhí)行的語句放在循環(huán)體中，這些語句執(zhí)行結(jié)束后，用一條流程線返回到條件判斷框之前，繼續(xù)進行條件判斷。
循環(huán)的條件判斷
循環(huán)體
5
學一學
起點：這個數(shù)為1 結(jié)束：這個數(shù)為101
第1次：輸出這個數(shù)，然后把這個數(shù)加2。
（判斷這個數(shù)是否小于100，此時條件滿足，繼續(xù)循環(huán)）
第2次：輸出這個數(shù)，然后把這個數(shù)加2。
（判斷這個數(shù)是否小于100，此時條件仍然滿足，就繼續(xù)循環(huán)）
……
第50次：輸出這個數(shù)，然后把這個數(shù)加2。
（判斷這個數(shù)是否小于100，此時條件不滿足，結(jié)束循環(huán)）
讓計算機“從1數(shù)到100”，只數(shù)其中的奇數(shù)。
5
學一學
二、驗證“從1數(shù)到100”的算法
在Python中打開并運行以下參考程序，查看運行結(jié)果，了解程序執(zhí)行的過程，觀察while循環(huán)結(jié)構(gòu)。
觀察、運行“從1數(shù)到100”的程序。
# 設(shè)置計數(shù)變量的初值
c = 1
# 用循環(huán)控制從1數(shù)到100
while c <= 100:
print(c) # 輸出當前的數(shù)
c = c + 1 # 計數(shù)變量加1
5
學一學
　　當循環(huán)條件成立時，執(zhí)行循環(huán)體指定的操作；當循環(huán)條件不成立時，退出循環(huán)。
Python中的循環(huán)結(jié)構(gòu)——while循環(huán)
while循環(huán)語句的基本格式如下。
　 while 循環(huán)條件:
　　 循環(huán)體
5
學一學
循環(huán)控制變量：使用一個變量c作為計數(shù)器，初始值為1。在每次輸出該數(shù)后，在該數(shù)基礎(chǔ)上加1。
while循環(huán)不需要計算循環(huán)多少次，而是使用判斷條件來確定循環(huán)的終止。
# 設(shè)置計數(shù)變量的初值
c = 1
# 用循環(huán)控制從1數(shù)到100
while c <= 100:
print(c) # 輸出當前的數(shù)
c = c + 1 # 計數(shù)變量加1
5
學一學
# 設(shè)置計數(shù)變量的初值
c = 1
# 用循環(huán)控制從1數(shù)到100
while c <= 100:
print(c) # 輸出當前的數(shù)
c = c + 1 # 計數(shù)變量加1
條件判斷c<=100，用來控制循環(huán)的終止。 當c的值小于等于100時，重復(fù)執(zhí)行循環(huán)體中的語句：輸出變量c的當前值，每次輸出后在原數(shù)基礎(chǔ)上加1。
當c的值大于100時，終止循環(huán)。
5
學一學
# 設(shè)置計數(shù)變量的初值
c = 1
# 用循環(huán)控制從1數(shù)到100
while c <= 100:
print(c) # 輸出當前的數(shù)
c = c + 1 # 計數(shù)變量加1
c = c + 1 是賦值語句，將變量c的數(shù)值加1，然后把計算結(jié)果存儲到變量c。循環(huán)過程中，變量c值的依次增加，實現(xiàn)計數(shù)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(huán)條件不再成立，從而退出循環(huán)。
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學一學
輸入一個自然數(shù)n，輸出1到n之間的所有偶數(shù)。
如果c的初始值為2，變化的時候每次要在原數(shù)值的基礎(chǔ)上加2。
n = int(input('請輸入自然數(shù)n：'))
c = 2
while c <= n:
print(c)
c = c + 2
程序修改
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學一學
三、感受計算機運算處理的優(yōu)勢
　　計算機處理問題的優(yōu)勢
　　用計算機處理問題時的最大優(yōu)勢，就是其快速的處理能力，也就是強大的算力。　　
　　對于人來說，從1數(shù)到100是一件比較無趣的事情，很多人已經(jīng)不愿意做這樣簡單而且沒有創(chuàng)造性的任務(wù)。但是，對于計算機來說，這類需要重復(fù)進行的計算處理，不僅可以快速完成，而且能不厭其煩地穩(wěn)定工作。
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學一學
　　第1步：打開Python的編程窗口。
　　第2步：打開配套資源中的“數(shù)數(shù).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(shù)數(shù)，即加法運算。
5
學一學
　　第3步：打開配套資源中的“數(shù)數(shù)并輸出.py”程序，觀察并運行。
1秒大約進行________次數(shù)數(shù)（加法運算）和_______次輸出。
5
學一學
　　通過簡單的觀察對比，可以發(fā)現(xiàn)：編程讓計算機完成加法運算時，可以充分發(fā)揮算法的優(yōu)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(shù)數(shù)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(shù)。這個數(shù)量與計算機的硬件配置和軟件相關(guān)，但對同一類型的計算機，數(shù)量級通常是一致的。
5
學一學
　　人類進行翻書頁、數(shù)物品個數(shù)、排隊報數(shù)等操作時，每秒最多也就能翻幾頁書、數(shù)幾個物體、報幾個數(shù)。
6
練一練
如果知道起始數(shù)b和終止數(shù)e，編程找出b到e之間的所有奇數(shù)。
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課堂總結(jié)
1．簡單的數(shù)數(shù)問題，從本質(zhì)上體現(xiàn)出計算機解決問題的基本方法。循環(huán)結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)有規(guī)律的重復(fù)操作。
2．用循環(huán)結(jié)構(gòu)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(huán)結(jié)構(gòu)來解決。循環(huán)操作符合計算機的工作特點，能體現(xiàn)利用計算速度和存儲能力來解決問題的優(yōu)勢。
8
作業(yè)布置
　　有一個“逢七必過”的游戲，游戲規(guī)則如下。
　　（1）游戲參與者按順序排好隊。
　　（2）從1 依次報數(shù)到100，如果是7 的倍數(shù)或末位數(shù)是7，就報“過”。
　　（3）如果違規(guī)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？
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2
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過
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過
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9
板書設(shè)計
一、描述“從1數(shù)到100”的算法
二、驗證“從1數(shù)到100”的算法
三、感受計算機運算處理的優(yōu)勢
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