第16讲 无尽的重复（while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：“如今，互联网上时常发生个人重要密码被盗事件，需要引起大家高度重视。如果黑客事先收集了你的个人账户号码，如邮件账号、 QQ用户账号、网上银行账号、支付宝账号等，而你的用户密码又设置得十分简单，比如用简单的数字组合、生日日期等，黑客使用暴力破解工具短时间内就可以破解出密码来。因此，做好信息安全，不仅保护好自己的账户名称，还要将密码设置得复杂一些。黑客破解密码使用的最基本的技术就是暴力破解，也就是通过将键盘上的字母、数字和符号进行不同的组合来尝试破解密码。暴力破解法就是枚举所有可能性，选择其中满足条件的结果。其实暴力破解法可以用来求解古堡算法等很多经典数学问题。同学们，你们的密码安全吗？”

学生聆听情境故事，积极回应老师，对自己设计小游戏产生兴趣；

教师：“好的，同学们，我们一起去学习一下如何保护自己的密码吧！今天我们的学习将分成三个模块，第一个模块，认识while结构及while循环嵌套结构；第二个模块，一起完成猜密码的实践任务；第三个模块，思维拓展，学习一下bug及产生bug的原因等知识。”

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----无尽的重复

环节二：（原理讲解）20min

教学活动2

1.教师讲解扩展 while 循环知识内容；

教师：“while结构也有一种扩展模式，使用方法如图：在这种扩展模式中，当while循环正常执行后，程序会继续执行else语句中的内容。例如图所示：从以上程序执行结果可以看出，else语句只在循环体正常执行后才执行。如果通过while循环实现一个计数器，需要在循环体的外面对计数器进行初始化，并在每次循环中对计数器进行累加。比较一下for循环过程，在for循环中循环变量逐一取自遍历结构，不需要程序维护计数器。接下来做一个利用扩展while结构，编程求1~100偶数的和的编程练习。参考代码及结果如图。”

学生聆听教师讲解while循环知识内容，并播放PPT，进行相关演示；

2.教师讲解while 循环的条件和死循环，并进行相关演示；

教师：“在while的循环结构中，当条件表达式为真时，循环体语句块就得到重复执行。在使用while循环时要特别注意，应该设定好循环的终止条件，以便可以停止循环过程，否则就会陷入无穷循环的境地。永远执行下去的循环一般称为死循环，也就是表达式永远为真，循环不可能终止。while死循环的案例如图：除了在嵌入式应用等少数情况允许上述死循环，大多数情况下死循环的出现是设计上的错误。如何避免在Python程序出现死循环是编程时需要重视的问题。正常的情况下， while循环体里面至少应该包含改变条件表达式的值得语句，以便可以使循环趋于结束。解决无限（死）循环的方法就是：确保循环结构中至少有一次计算能让循环条件变为False值，或使用中断语句直接跳出循环体。”

学生聆听教师讲解while 循环的条件和死循环，教师播放PPT，进行相关操作演示；

3.教师讲解while 循环嵌套知识内容，并进行相关演示；

教师：“Python 语言允许在一个循环体里面嵌入另一个循环。例如，前面介绍的for循环就允许for循环体里面再嵌入另一个for循环。Python for循环嵌套for循环的语法格式可以描述为，如图：同样，Python语言允许while循环体里面再嵌入另一个while循环。while循环里面再嵌套while循环的语法格式可以描述为，如图：接下来，做一个使用while嵌套循环编程，输出2~100的素数的编程练习。程序及结果如图。”

学生认真聆听教师讲解while 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while循环结构及使用方法。

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对战小游戏的设计；

教师：“计算机随机产生一组密码，要求设计猜密码功能，接收键盘输入一组密码，程序负责进行两组密码比对，提示比较结果。任务1：程序固定一组密码，接收键盘输入密码，实现猜密码功能。参考程序代码及结果如图：任务2：完善程序，使用标志作为程序继续运行的条件。参考程序代码及结果如图：任务3：首先，设计一个程序，使用while语句编写一段程序，实现猜测计算机产生的0~20的随机数字，如果猜错则继续进行猜测，如果猜对则打印出猜中所用的次数。然后设计流程图，最后，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实现猜密码功能，并进行操作演示；

学生聆听教师讲解利用Python完成猜密码的过程和方法；

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：（展示小结）5min

教学活动4

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。

环节五：（思维拓展）10min

教学活动5

教师讲解bug及bug产生原因的相关内容；

教师：“英文的bug，原意是“臭虫、小病”的意思，现在被常用来特指计算机程序设计中的缺陷或错误。程序bug是指在软件运行中因为程序本身有错误而造成的功能不正常、死机、数据丢失、非正常中断等现象。程序出现bug的原因主要有：1.算法设计适用性考虑不周，忽视了异常情况的存在。2.对各种流程分支的处理逻辑考虑不全面。3.对模块边界情况的处理不到位。4.对输入数据的规范性检查缺失。5.调用接口的设计有局限。6.编写代码时的手误。”

学生认真聆听教师讲解bug及bug产生原因的相关内容；

活动意图说明

增强学生对程序使用的规范操作能力，更好利用Python编程。

环节六：（能力提升）5min

教学活动6

1.教师讲解冒泡排序工作原理；

教师：“冒泡排序是程序设计中一种简单实用的排序方法，它重复地访问要排序的元素列，依次比较两个相邻的元素，如果顺序（如从大到小、首字母从Z到A）错误就把他们交换过来。访问元素的工作是重复地进行，直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经排序完成。冒泡排序方法的工作原理如下：1.比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。2.对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。3.针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。4.持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。”

学生聆听教师讲解冒泡排序工作原理；

2.根据所学知识，利用Python编程设计实现冒泡排序功能；

教师：“请通过Python的循环嵌套，设计一个能实现冒泡排序功能的程序。”

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。