第14讲 加倍偷懒的诀窍（for循环嵌套结构）

环节一：（情境导入）5min

教学活动1

1.教师讲授情境故事，设置悬念，吸引学生兴趣；（教师播放PPT）

教师：“又要秋游了！班委会拿出500元活动经费交给小楷等班干部，让他们为全体同学采购一批零食。小楷做了调查，同学们最喜欢饮料、巧克力和糖果。小楷提前去超市了解价格，发现饮料是5元一瓶，巧克力8元一块，糖果是12元一包。那么，饮料、巧克力和糖果各买多少，正好能把500元用完呢？同学们一时犯了难。小楷想起了古代有个“百钱买百鸡”的经典问题，利用计算机可以很快得出答案。小楷也准备编写个小程序，计算一下如何购买这批零食。同学们，你们想一想，应该怎样买呢？”

学生聆听情境故事，积极回应老师，思考如何购买零食；

教师：“好的，同学们，我们一起去学习一下利用Python编程想一想怎么买吧！今天我们的学习将分成三个模块，第一个模块，认识for嵌套结构；第二个模块，一起完成设计金字塔的实践任务；第三个模块，思维拓展，学习结构化程序设计等知识。”

学生聆听教师讲授。

活动意图说明：

通过情境故事吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，导入本节课的内容----加倍偷懒的诀窍

环节二：（原理讲解）20min

教学活动2

1.教师讲解for 循环嵌套知识内容，并进行操作演示；

教师：“for循环嵌套的基本语法：Python语言允许在一个循环体里面嵌入另一个循环。Python 中for 循环嵌套的语法格式是如图：在后续的学习中，还会接触到更复杂的循环嵌套形式。你可以在循环体内嵌入其他类型的循环体，如在while循环中可以嵌入for循环， 反之，也可以在for循环中嵌入while循环。接下来做一个编程练习，利用for 循环嵌套输出乘法表。利用双重for循环结构，我们可以设计九九乘法表，并输出成我们常用的形式，方便平时的数学学习。编程思路如下： 1.第一层循环，用变量i遍历1到9，作为乘法表的第一个因数 2.第二层循环，用变量j遍历1到i，作为乘法表的第二个因数； 3.设置输出格式： print('%d*%d=%d '%(i,j,j*i),end='')，打印出每一个乘法算式；4.打印一个空语句作换行，当作每一行算式的结束。编程代码及结果如图。”

学生聆听教师讲解for 循环嵌套知识内容，教师播放PPT，进行相关演示；

2.教师讲解扩展 for 循环嵌套知识内容，并进行相关演示；

教师：“扩展for循环嵌套基本语法：Python的for循环嵌套结构中，每一级的for循环还可以使用扩展的for循环结构，即for...else结构。比如， for循环嵌套可以说如下的语法格式，如图：在这种for … else结构中， for中语句块的执行逻辑没有什么特别，与普通的for语句没有区别， else中的语句块会在该循环正常执行完后执行。通过下面的练习体会这种扩展for循环结构的用法。下面做一个编程练习：利用for 循环嵌套进行因数分解。对于一个数字，如果是质数，则直接输出到屏幕。如果是合数，则表示成2个因数的乘积。参考程序及结果如图：然后，做一个找出不重复的数字的编程练习，用1、2、3、4这几个数字，能组成多少个互不相同且无重复数字的三位数？都是多少？请列出来。参考程序及结果如图：”

学生聆听教师讲解扩展 for 循环嵌套知识内容，教师播放PPT，进行相关操作演示；

活动意图说明

配合PPT和Python编程语言进行讲解，让学生从亲身经验中体会双重循环嵌套结构及使用方法。

环节三：（项目制作）25min

教学活动3

教师带领学生借助软件完成大楼建造及金字塔设计的编程设计；

教师：“首先，利用双重循环，画一幅多层大楼的示意图。要求能体现楼层基于每层楼的房间布局。参考代码及结果如图。然后，根据任务设计金字塔，任务描述如下，使用星号和空格，打印出五层金字塔。使用两次for循环嵌套，分别在每层连续打印出空格和星号。空格和星号的数学表达式为：空格数=max_level-current_level； *号数=2*current_level-1，程序及结果如图。”

教师操作Python编程语言，并讲解根据具体操作步骤完成大楼建造及金字塔设计的编程设计，并进行操作演示；

学生聆听教师讲解利用Python完成完成大楼建造及金字塔设计的编程设计的过程和方法；

教师讲解完成后，教师可留给学生5min时间让学生自己操作学习；

活动意图说明

屏幕共享，教师演示操作，培养学生动手操作能力，让学生直观学习编程设计过程，掌握逻辑结构。

环节四：（思维拓展）10min

教学活动4

教师讲解结构化程序设计设计案例的相关内容；

教师：“任何复杂的算法，都可以由顺序结构、选择（分支）结构和循环结构这三种基本结构组成，因此，构造一个算法的时候，也仅以这三种基本结构作为“建筑单元”，遵守三种基本结构的规范，基本结构之间可以并列、可以相互包含，但不允许交叉，不允许从一个结构直接转到另一个结构的内部去。因为整个算法都是由三种基本结构组成的，就像用模块构建的一样，所以结构清晰，易于验证正确性，易于纠错，这种方法就是结构化方法。遵循这种方法的程序设计，就是结构化程序设计齐赋值语句而使用额外的空格。并将每个要求的规范写法和不规范写法进行演示。程序流程图由处理框、判断框、起止框、连接点、流程线、注释框等构成。接下来，做一个设计案例，计算长方形面积的问题，可分为以下几个步骤：（1）设置num1和num2两个变量，接收用户输入的长度和宽度，并存储到num1和num2两个变量；（2）判断num1和num2是否大于0，如果大于0，继续下一个步骤，否则提示用户长度和宽度输入错误，算法结束；（3）计算num1和num2的乘积，并将乘积结果存储到result变量；（4）显示result变量的值到屏幕。其计算流程图如图所示：”

学生认真聆听教师讲解结构化程序设计设计案例的相关内容；

活动意图说明

增强学生对结构化程序设计的认识，更好利用Python语言进行编程设计。

环节五：（展示小结）5min

教学活动5

1.学生发言，展示作品，进行逻辑代码讲解；

2.教师对学生作品进行评价；

教师：“同学们，在看了大家的作品后，老师觉得大家都完成的非常好，老师给同学们一个大大的赞。”

1. 总结本节课的知识内容，巩固本节课的知识点，铺垫下一节课。

教学活动6

1.教师讲解百钱买百鸡问题；

教师：““百钱买百鸡”是一个经典的数学问题，出自中国古代的《张丘建算经》全书的最后一题。原题大致意思如下：公鸡5文钱一只，母鸡3文钱一只，小鸡3只一文钱。用100文钱买一百只鸡，其中公鸡、母鸡、小鸡都必须要有，问要买公鸡、母鸡、小鸡多少只能刚好凑足100文钱。“百钱买百鸡”的问题算是一个非常经典的三元一次方程的问题，可以利用计算机来搜索多组解。”

学生聆听教师讲解百钱买百鸡问题；

2.根据所学知识，利用Python编程设计解决百钱买百鸡问题；

教师：“请参考以上计算方法，请用Python的for…in循环嵌套结构进行编程实现百钱买百鸡的方法。”

活动意图说明

通过项目式学习的体验效果，让学生可以更直接的体验Python编程的应用，提高学生的参与感。