信息学奥赛辅导中循环结构教学实践

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  自2003年以来,笔者一直进行信息学奥赛辅导工作,取得了一些成绩,也积累了一些经验。刚进行奥赛辅导的前两年,出现了一个奇怪的现象:刚开始有大批学生报名参加,可一讲到循环结构,就会有一部分学生选择退出。为什么这种现象会重复出现?最后,找到了问题的答案,那就是:循环结构是个难点,也是很容易让学生丧失信心的内容。很多同学一遇到循环就一头雾水,于是“知难而退”了。所以,教学过程中,处理好循环结构的相关内容至关重要。
  一、创设有效的学习情境
  创设有效的学习情境,能充分调动学生的学习兴趣,提高学习效率。在首次讲授循环结构时,可创设如下情境。
  例1:请同学们输出1行”hello”。
  这个问题很容易,同学们都能轻松写出语句:writeln(”hello”)
  例2:请同学们输出10行”hello”。
  这个问题也不太难,经过努力,大家也能解决,而且有同学会采用复制语句的方法来节省时间。
  例3:请同学们输出100行”hello”。
  这时,同学们哗然。教师可趁机引导学生观察例2的程序,程序中每个语句都是相同的,只是重复了10次。这样的程序很繁琐,能否简化一下,相同的语句只写一次,而让计算机执行很多次呢?
  教师可把例2用for循环写出程序,让学生观察执行结果是否正确,然后归纳出for循环的格式,引入循环变量、初值、终值、循环体、步长等概念。可单步执行程序同时监视循环变量的变化,结合流程图,让学生对循环有个初步的理解。
  二、从for循环开始
  例4:将1到10的数字按递增顺序输出。
  四、repeat循环
  Repeat循环和while循环很相似,不同之处在于循环的执行顺序。只要熟练掌握了while循环,repeat循环也就水到渠成了。教学实践中,可让学生把上面两例中的while循环程序改成repeat循环的形式。
  五、学生常见错误
  1、运算错误
  观察此程序运行结果会发现,累加和不对,多加了个101,需要把循环执行的条件改为i<=99。避免类似错误的方法是单步执行程序同时观察变量的变化情况。
  2、死循环
  经常有同学在用while循环时,因忘记在循环体中修改循环变量的值而陷入死循环。纠正此类错误比较容易,犯过几次后自然可以引起重视,加以避免。
  六、一题多解
  此题也可让学生写出三种格式的循环程序。此题运用了几种编程技巧:①循环变量从2变化到trunc(sqrt(n))即可,不必再往后进行,简化程序,提高执行效率;②设置一个布尔变量q,用以判断n是否素数;③用break语句中止循环,提高效率。
  七、循环嵌套
  循环嵌套可以说是难点中的难点。教学实践中,应本着从易到难的原则,层层深入。
  本题中,可先提出问题,让学生写出打印1行5个“*”的循环语句,然后引导学生思考,如果要打印4行,该如何解决?能否在此基础上外加一层循环,来控制行数?程序写好之后,运行程序观察结果。可单步执行同时监视变量的变化,让学生更深一步了解内外循环的作用和起止条件。
  布置本题后,多数学生会用单重循环的方法来解决,教师可引导学生思考用三重循环的方法。为了让学生充分理解三重循环,老师可详细讲解每一层循环变量的变化过程,结合单步执行程序并监视变量变化。在理解的基础上,让学生计算方法2的总循环次数。
  在学生掌握了三种循环结构及循环嵌套之后,要做一些难度适中的练习题巩固提高。關于循环,有很多练习题可供选择,一些简单的普及组联赛真题可做为首选。
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