課程目標

1．知識目標

1. 能使用for循環和while循環設計程序。
2. 能使用循環控制語句，break、continue、else設計程序。
3. 能使用循環實際問題。

2．能力目標

1. 能根據需求合適的選擇循環結構。
2. 能對嵌套循環代碼進行調試和優化。
3. 能利用循環語句設計，如數據統計、用戶交互等程序。

3．思政目標

1. 通過對循環語句的調試培養耐心和細心。
2. 通過算法優化提高工程效率培養效率意識。
3. 通過異常處理強調代碼魯棒性對系統安全的影響培養責任意識。

教學內容

1．基本循環

1. for?循環：

• 遍歷序列，例如，列表、元組、字符串。
• range()?函數的使用，設置起始值、結束值、以及步長。
• 嵌套for?循環，例如，打印矩形。

案例：使用?for?循環批量處理學生成績單。

1. while?循環：

• 條件控制，根據?True/False進行判斷。
• 用戶輸入控制循環，例如密碼驗證。
• 無限循環預防（如?time.sleep()?避免CPU占用過高）

案例：用?while?循環模擬“體溫檢測門禁”，強調代碼準確性對公共安全的重要性。

2．循環控制

1. break?語句

• 與?if?條件結合使用，當條件滿足的時候提前退出循環，例如，猜數字游戲。
• 如果使用不恰當，會導致過早退出循環造成數據缺失。
• break語句，好比“緊急剎車”，需要謹慎使用。

1. continue?語句

• 與?if?條件結合使用，當條件滿足的時候跳過當前迭代，進行下一場迭代，例如，過濾偶數。
• 如果使用不恰當，會導致程序邏輯混亂。

案例：利用continue語句過濾無效數據，注意，需要明確標準，避免誤判。

1. else?子句

• 循環正常結束時執行，例如，查找元素。
• 常與?break語句配合使用。
• 循環結構中的else語句常會和條件結構的else混淆。
• else語句好比“收尾工作”，在工程“項目驗收”中確保所有任務閉環。

3．嵌套循環

1. 二維數據遍歷

• 矩陣轉置，例如，[[1,2],[3,4]]? → ?[[1,3],[2,4]]。
• 實現九九乘法表。
• 案例：用嵌套循環處理“學生選課表”。

1. 循環優化技巧

• 提前終止條件，例如，找到目標后立即退出。
• 利用列表推導式替代簡單循環。

4．循環應用

1. 用戶交互

• 利用循環輸入年齡，當年齡不為正整數時，重新輸入，直到年齡為正整數時結束循環。
• 利用循環模擬ATM取款機實現多輪對話。

1. 算法實現

• 排序算法，例如冒泡排序。
• 查找算法，例如二分查找。

重點分析

難點分析

教學活動設計

概念引入

通過對比“排隊買票”的情況解釋兩種循環的異同：①for循環，已知隊伍長度（如5人），依次處理，固定次數的循環；②while循環，未知隊伍長度，直到票買完了，根據條件解釋循環。

通過“鬧鐘”來說明while循環，循環條件是，時間未到設定值 → 持續響鈴；更新條件，每次循環后時間增加 → 直到滿足條件后退出循環。

語法定義

1．for循環

for 變量 in 可迭代對象:循環體

2．while循環

while 條件表達式:循環體

3．for循環擴展語法

# 帶索引的遍歷for index, value in enumerate(["a", "b", "c"]):print(f"索引: {index}, 值: {value}")

4．while循環擴展語法

# 帶初始化和更新的循環i = 0while i < 5:print(i)i += 1 ?# 必須手動更新！

案例解析

案例：利用for循環統計班級學生成績

scores = [85, 90, 78, 92, 88]
total = 0
for score in scores:total += score
avg = total / len(scores)
print(f"平均分: {avg:.2f}")

運行結果

平均分: 86.60進程已結束，退出代碼為 0

案例：利用while循環ATM取款模擬

balance = 1000
while balance > 0:amount = int(input("請輸入取款金額："))if amount > balance:print("余額不足")else:balance -= amountprint(f"取款成功，余額：{balance}")if balance == 0:print("余額已清零，交易結束")break

運行結果

請輸入取款金額：500取款成功，余額：500請輸入取款金額：300取款成功，余額：200請輸入取款金額：300余額不足請輸入取款金額：200取款成功，余額：0余額已清零，交易結束進程已結束，退出代碼為 0

案例：利用for循環和條件判斷對學生成績分析

scores = [85, 90, 78, 92, 88]
passing = 0
for score in scores:if score >= 60:passing += 1
print(f"及格率: {passing / len(scores) * 100:.1f}%")

運行結果

及格率: 100.0%進程已結束，退出代碼為 0

常見錯誤

錯誤：for循環中修改迭代變量，但是無效的

lst = [1, 2, 3]
for i in range(len(lst)):if lst[i] % 2 == 0:lst.pop(i) ?# 錯誤：導致跳過元素

運行結果

Traceback (most recent call last):File "D:\PythonProject\test.py", line 3, in <module>if lst[i] % 2 == 0:~~~^^^IndexError: list index out of range進程已結束，退出代碼為 1

解決方法：改用列表推導式或倒序遍歷。

錯誤：while循環中條件變量未更新，導致死循環

i = 0
while i < 5:print(i)# 忘記i += 1 → 無限循環

解決方法：確保每次循環后更新條件變量。

課堂練習

練習：用for循環打印九九乘法表

for i in range(1, 10):for j in range(1, i+1):print(f"{j}×{i}={i*j}", end="\t")print()

運行結果

1×1=11×2=2 2×2=41×3=3 2×3=6 3×3=91×4=4 2×4=8 3×4=12 4×4=161×5=5 2×5=10 3×5=15 4×5=20 5×5=251×6=6 2×6=12 3×6=18 4×6=24 5×6=30 6×6=361×7=7 2×7=14 3×7=21 4×7=28 5×7=35 6×7=42 7×7=491×8=8 2×8=16 3×8=24 4×8=32 5×8=40 6×8=48 7×8=56 8×8=641×9=9 2×9=18 3×9=27 4×9=36 5×9=45 6×9=54 7×9=63 8×9=72 9×9=81進程已結束，退出代碼為 0

練習：用for循環打印菱形，打印圖形如下

???*

??***

?*****

*******

?*****

??***

???*

n = 4
for i in range(n):print(" " * (n - i - 1) + "*" * (2 * i + 1))
for i in range(n - 2, -1, -1):print(" " * (n - i - 1) + "*" * (2 * i + 1))

練習：修復以下代碼的邏輯錯誤

# 錯誤代碼：輸出1~10（實際輸出0~9）
i = 0
while i < 10:print(i,end=' ')i += 1
print()

運行結果

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9進程已結束，退出代碼為 0

代碼修改：

i = 1
while i <= 10:print(i, end=' ')i += 1
print()

運行結果

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10進程已結束，退出代碼為 0

練習：修復以下代碼的邏輯錯誤

# 錯誤代碼：計算1~100偶數和（實際輸出0）
total = 0
i = 1
while i <= 100:if i % 2 != 0: ?# 錯誤：跳過了偶數！continuetotal += ii += 1
print(total)

當i = 1時跳過循環，i的值沒有發生變化，程序出現死循環。

代碼修改：

total = 0
i = 1
while i <= 100:if i % 2 == 0: ?# 修正：只累加偶數total += ii += 1
print(total) ?# 輸出2550

運行結果

2550進程已結束，退出代碼為 0

課后作業

基礎題：用循環計算100以內所有質數的和

total = 0
for num in range(2, 101):is_prime = Truefor i in range(2, int(num ** 0.5) + 1):if num % i == 0:is_prime = Falsebreakif is_prime:total += num
print(f"100以內質數和：{total}")

運行結果

100以內質數和：1060進程已結束，退出代碼為 0

基礎題：用循環統計“學生選課表”中每門課程的選課人數，給出的數據如下

學生,課程

張三,數學

李四,英語

王五,數學

趙六,英語

data = [["學生", "課程"],["張三", "數學"],["李四", "英語"],["王五", "數學"],["趙六", "英語"]
]
courses = {}
for row in data[1:]: ?# 跳過標題行course = row[1]courses[course] = courses.get(course, 0) + 1
print(courses) ?# 輸出: {'數學': 2, '英語': 2}

運行結果

{'數學': 2, '英語': 2}進程已結束，退出代碼為 0

進階題：設計“學生成績管理系統”，具體功能：

1. 輸入學生姓名和成績（輸入quit結束）
2. 計算平均分并輸出高于平均分的學生名單

students = []
while True:name = input("姓名（輸入quit結束）：")if name == "quit":breakscore = float(input("成績："))students.append((name, score))if students:avg = sum(s for _, s in students) / len(students)print(f"平均分：{avg:.2f}")print("高于平均分的學生：")for name, score in students:if score > avg:print(f"{name}：{score}")

運行結果

姓名（輸入quit結束）：張三成績：96姓名（輸入quit結束）：李四成績：84姓名（輸入quit結束）：王五成績：56姓名（輸入quit結束）：quit平均分：78.67高于平均分的學生：張三：96.0李四：84.0進程已結束，退出代碼為 0

進階題：設計“智能快遞柜”系統，具體功能：

1. 用戶輸入快遞單號（輸入quit結束）
2. 系統判斷單號是否已存在（用列表存儲）
3. 統計重復單號數量并提示用戶

packages = []
while True:tracking_id = input("快遞單號（輸入quit結束）：")if tracking_id == "quit":breakif tracking_id in packages:print("警告：該單號已存在！")packages.append(tracking_id)
print(f"總快遞數：{len(packages)}")
print(f"重復單號數：{len(packages) - len(set(packages))}")

運行結果

快遞單號（輸入quit結束）：10000快遞單號（輸入quit結束）：10001快遞單號（輸入quit結束）：10002快遞單號（輸入quit結束）：10000警告：該單號已存在！快遞單號（輸入quit結束）：10001警告：該單號已存在！快遞單號（輸入quit結束）：quit總快遞數：5重復單號數：2進程已結束，退出代碼為 0

考核設計

1．過程性考核（40%）

1. 課堂練習的完成程度（20%）
2. 編寫代碼的規范性與添加注釋的規范性（10%）
3. 參與小組討論和解決問題的能力（10%）

2．終結性考核（60%）

1. 理論測試（20%）：選擇題。
2. 綜合項目（40%）：打印數字金字塔。

綜合項目：編寫一個Python程序，使用循環語句打印如下數字金字塔。

????1

???121

??12321

?1234321

123454321

要求：

1. 金字塔層數由用戶輸入決定。
2. 使用基本的循環語句，for或while和print語句。
3. 需要考慮用戶輸入驗證（必須是正整數）。

# 獲取用戶輸入并驗證
while True:n = input("請輸入金字塔的層數(正整數)：")if n.isdigit() and int(n) > 0:n = int(n)breakelse:print("輸入無效，請輸入一個正整數！")# 打印數字金字塔
for i in range(1, n + 1):# 打印前導空格for j in range(n - i):print(" ", end="")# 打印左半部分數字(1到i)for k in range(1, i + 1):print(k, end="")# 打印右半部分數字(i-1到1)for l in range(i - 1, 0, -1):print(l, end="")# 換行print()

運行結果

請輸入金字塔的層數(正整數)：51121123211234321123454321進程已結束，退出代碼為 0