教案：while循环与循环控制
教案基本信息
课程名称：Python编程第八课 while循环与循环控制
授课对象：编程零基础初学者
课时安排：45分钟
教学形式：理论讲解 + 实践操作
一、 教学目标
知识与技能：
- 编程知识：理解while循环的语法和执行逻辑，掌握其与for循环的区别。掌握循环控制语句break（终止循环）和continue（跳过本次循环）的用法。能够使用while循环解决“满足特定条件时重复执行”的问题。
- 数学知识： 通过高斯求和等案例，巩固数列求和的知识。
过程与方法：
- 通过对比for循环和while循环，理解两种循环结构的适用场景。
- 经历“问题分析-算法设计-代码实现-调试优化”的完整编程过程。
情感态度与价值观：
- 体会不同编程结构解决同一问题的多样性，培养灵活解决问题的能力。
- 培养严谨的逻辑思维，理解循环控制对程序流程的重要性。
二、 教学重点与难点
教学重点： while循环的语法和执行流程；break和continue的作用。
教学难点： 准确设置while循环的条件，避免死循环；在合适的场景下使用break和continue。
三、 教学准备
教师： 安装Python环境的电脑、投影设备、教学课件。
学生： 电脑已安装Python环境，已掌握for循环和if语句。
四、 教学过程
（一） 复习导入：for循环的局限性（5分钟）
教师活动：
- 复习for循环：“上节课我们使用for i in range(1, 101)来计算1到100的和。for循环非常适合在循环次数明确的情况下使用。”
- 提出新问题：“但如果遇到循环次数不明确的情况呢？比如：”
“让用户输入密码，直到输入正确为止。”
“生成随机数，直到生成一个大于0.9的数。”
“计算一项投资需要多少年才能翻倍。”
引出主题：“这些问题的共同点是：只要条件满足，就继续循环。这时，while循环就派上用场了！”
设计意图： 从已知引出未知，通过对比强调while循环的独特应用场景。
（二） 新知探究：while循环（15分钟）
1. while循环的基本语法
语法（板书）：
python
while 条件:
# 循环体（条件为True时重复执行）
执行流程比喻： 就像“当…时候，就一直做…”。例如：“当锅里的水没开时，就一直烧火。”
示例1：打印1-5
python
count = 1 # 1. 初始化计数器
while count <= 5: # 2. 循环条件
print(count)
count = count + 1 # 3. 改变条件变量（非常重要！）
print(“循环结束”)
关键强调：
循环三要素：
初始化 (count = 1)
条件判断 (count <= 5)
更新条件变量 (count = count + 1) → 缺少这一步会导致死循环！
与for循环对比：for循环自动处理计数器的初始化和更新，while循环需要手动管理。
2. 经典案例：高斯求和（1到100的和）
用while实现：
python
total = 0 # 累加和
i = 1 # 从1开始
while i <= 100: # 循环条件：i小于等于100
total = total + i # 累加
i = i + 1 # i增加1
print(“1到100的和是：”, total)
引导学生思考： 这个实现与for循环版本相比，哪个更简洁？（for循环更简洁）但while循环更能体现“只要i还没超过100，就继续加”的逻辑。
（三） 难点突破：循环控制break与continue（15分钟）
1. break语句：立刻终止整个循环
作用： 就像循环里的“紧急刹车”，一旦执行，立即跳出当前所在的最内层循环。
示例：密码验证
python
correct_password = “123456”
while True: # 条件永远为True，看似是死循环
user_input = input(“请输入密码： “)
if user_input == correct_password:
print(“密码正确，欢迎！”)
break # 密码正确，用break跳出循环
else:
print(“密码错误，请重新输入！”)
# break后会执行到这里
print(“程序继续…”)
讲解： while True:会创建一个无限循环，break是退出循环的唯一方式。
2. continue语句：跳过本次循环的剩余代码
作用： 就像循环里的“跳过”按钮，立刻开始下一轮循环。
示例：打印10以内的奇数
python
num = 0
while num < 10:
num = num + 1
if num % 2 == 0: # 如果是偶数
continue # 跳过下面的print，直接开始下一轮
print(num) # 只有奇数才会执行到这里
# 输出：1 3 5 7 9
对比break： break是“结束循环”，continue是“跳过本次，继续下次”。
（四） 综合应用：复杂条件循环（10分钟）
案例：猜数字游戏
需求： 程序随机生成一个1-100的数字，用户有5次机会猜测，每次提示“大了”或“小了”，猜对或次数用完则结束。
代码实现：
python
import random # 导入随机数模块
secret = random.randint(1, 100) # 生成1-100的随机整数
guesses_left = 5 # 剩余猜测次数
while guesses_left > 0:
guess = int(input(f”请猜一个1-100的数字（还剩{guesses_left}次机会）: “))
if guess == secret:
print(“恭喜你，猜对了！”)
break # 猜对了，提前结束循环
elif guess > secret:
print(“猜大了！”)
else:
print(“猜小了！”)
guesses_left = guesses_left – 1 # 消耗一次机会
else: # while循环的else子句：当循环正常结束（非break退出）时执行
print(f”机会用完了，答案是{secret}。游戏结束。”)
讲解要点：
- while条件与机会次数关联。
- 使用break在猜对时提前退出。
- 介绍while-else结构：循环正常结束（条件变为False）时执行else块。
（五） 课堂练习与巩固（10分钟）
练习1：输入验证
任务：编写程序，要求用户必须输入一个正数，如果输入错误就提示重新输入，直到输入正确为止。
参考代码：
python
while True:
num = float(input(“请输入一个正数： “))
if num > 0:
print(f”你输入的正数是：{num}”)
break
else:
print(“输入错误，请重新输入！”)
练习2：投资翻倍计算
任务：假设年化收益率为5%，计算初始投资需要多少年才能翻倍。
参考代码：
python
money = 10000 # 初始本金
target = money * 2 # 目标金额
years = 0 # 年数
while money < target:
money = money * 1.05 # 每年增长5%
years = years + 1
print(f”第{years}年，资产为：{money:.2f}元”)
print(f”需要{years}年资产可以翻倍。”)
（六） 课堂小结与作业（5分钟）
小结：
- while循环：用于循环次数不确定，但循环条件明确的场景。牢记循环三要素。
- break：立即终止循环。
- continue：跳过本次循环，进入下一次。
- 选择原则：循环次数明确用for，循环条件明确用while。
作业：
- 基础题： 编写程序，计算所有100以内能被3整除但不能被5整除的数字之和。
- 挑战题： 编写一个简单的银行ATM登录模拟程序。用户有3次输入密码的机会，密码正确则显示“登录成功”，错误则提示剩余次数。3次都错误则显示“账户已锁定”。
五、 板书设计
主标题：while循环与循环控制
while循环语法：
python
while 条件:
循环体
循环三要素：
- 初始化条件变量
- 设置循环条件
- 更新条件变量
循环控制：
break：终止循环
continue：跳过本次
范例：
python
# 密码验证
while True:
if 条件:
break
# 高斯求和
while i <= 100:
total += i
i += 1
