小学《人工智能编程》课程教案
第17讲 对战小游戏2.0
1.教学内容分析
本节内容首先情境带入，引出Python循环结构的知识内容；随后，以Python编程软件为辅助，讲解Python循环结构、循环嵌套及混合控制结构程序设计；之后，开展实践任务，以对战游戏为例，熟悉Python循环结构的控制及使用方法；然后，思维拓展，讲解换行的规范使用等知识，最后，能力提升，通过Python编程设计求解鸡兔同笼的问题。
2.学习者分析
1.学生具有一定的Python编程语言基础；
2.学生对循环嵌套结构有一定的基础认识；
3.学生具备一定的逻辑推理能力，知识迁移能力，对人工智能的技术有较强的学习兴趣。
3.学习目标确定
1.知识与技能：
①了解 Python 的循环嵌套结构，掌握编程设计方法；
②了解 Python 的混合控制结构，掌握编程设计方法；
③学生能够了解换行的使用规范。
2.过程与方法：
①通过学习Python的循环结构的，体会Python编程的设计方法；
②通过项目的编程练习，培养学生设计能力和举一反三的能力。
3.情感态度与价值观：
①养成自主学习、自主探究的能力；
②培养发现问题、解决问题的探究能力；
③通过对项目的讨论、分析、制作等活动，培养严密的逻辑思维能力。
4.教学重点难点
教学重点：1.掌握Python的循环嵌套结构的编程设计；
        2.掌握混合控制结构的应用；
教学难点：1.综合应用流程控制结构进行程序设计；
        2.灵活运用软件完成项目的制作。
5.教学流程图
情境导入
原理讲解
   
项目制作
展示小结
思维拓展
    能力提升
6.教学活动
学编程的游戏app
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：“网络游戏是互联网上供人们联机使用，具备娱乐性、休闲性，便于人与人之间交流的游戏方式。网络游戏一般分为人人对抗（ PVP）、人机对抗（ PVE）、游戏币及材料商人（PVG）等类型。网络游戏是市场热点，种类繁多，难易程度不一，风格很广，能够满足各种玩家的需求。适度地参与网络游戏可以释放工作或学习上的压力，有利于身心健康。网络游戏还可以锻炼脑力，提升反应能力。因此深得人们喜爱。网络游的负面影响是客观上造成很多学生沉迷于游戏，影响了学习和身体健康。Python语言已成为网络游戏设计的重要工具，学好编程，可以去设计一些寓教于乐、积极向上的健康的游戏。同学们，你们想不想自己设计一个对战小游戏呢？”
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编写程序设计小游戏！今天我们的学习将分成三个模块，第一个模块，认识Python的循环结构及其编程设计方法；第二个模块，一起完成对战小游戏的实践任务；第三个模块，思维拓展，学习一下换行的规范使用等知识。”
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----对战小游戏2.0
环节二：（原理讲解）20min
教学活动2
1.教师讲解Python的循环结构及循环嵌套结构；
教师：“Python通过for、 while等结构提供遍历循环和无限循环。根据循环执行次数的确定性，循环可以分为确定次数循环和非确定次数循环。确定次数循环指循环体的循环次数是明确的，也叫遍历循环，可以采用for结构来实现。非确定次数循环指程序不确定循环体可能的执行次数，而通过条件判断决定是否继续
执行循环体。Python提供了根据判断条件来执行程序的无限循环，采用while结构来实现。Python语言允许在一个循环体里面嵌入另一个循环。不但for循环体里面可以嵌入for循环， while循环体里面可以嵌入while循环，而且for循环体里面可以嵌入while循环，while循环体里面也可以嵌入for循环。Python在循环体内嵌入其他结构循环体，构成循环嵌套结构的情况有如下4种：1.在while循环中套用while循环；2.在for循环中套用for循环3.在while循环中套用for循环4.在for循环中套用while循环。”
学生聆听教师讲解Python的循环结构及循环嵌套结构；
2.教师讲解流程控制混合结构，并进行相关演示；
教师：“程序设计中的嵌套，是指一种逻辑结构里还有另一种逻辑结构，如上述循环嵌套结构。 Python同样支持if条件结构中嵌套if条件结构，也同样允许在while 和for循环结构使用if条件结构，最终形成混合的流程控制结构，用于复杂逻辑的程序设计。下面给出一个简单的例程，说明if条件结构和for循环结构之间形成混合控制结构的情况，如图：当2个（甚至多个）循环结构相互嵌套时，位于外层的循环结构常称为外层循环或外循环，位于内层的循环结构常称为内层循环或内循环。循环嵌套结构对应的程序代码，在Python 解释器中执行的流程具体为：（1）当外层循环条件为 True 时，则执行外层循环结构中的循环体；（2）外层循环体中包含了普通程序和内循环，当内层循环的循环条件为True时会执行此循环中的循环体，直到内层循环条件为False，跳出内循环；（3）如果此时外层循环的条件仍为True，则返回第2步，继续执行外层循环体，直到外层循环的循环条件为False；（4）当内层循环的循环条件为False，且外层循环的循环条件也为False，则整个嵌套循环才算执行完毕。循环嵌套内外层结构的执行流程如图所示：下面的例程使用了while-for嵌套结构：如图，可以看出，此例程中运用了嵌套循环结构，其中外循环使用的是while结构，而内循
环使用的是for结构。程序执行的流程是：（1）初始值i=0，循环条件i<10 成立，进入while外循环，执行外层循环体；（2）从j=0 开始，由于j <10 成立，因此进入for内循环，执行内层循环体。直到j=10时，不满足循环条件，跳出for循环体，继续执行while外循环的循环体；（3）执行 i=i+1 语句，如果 i<10 依旧成立，则从第 2 步继续执行。直到 i<10 不成立，则此循环嵌套结构才执行完毕。根据上面的分析，此程序中外层循环将循环9次（从 i=1 到 i=9），而每次执行外层循环时，内层循环都从j=0循环执行到j=9。因此，该嵌套循环结构将执行 9*10 = 90 次。嵌套循环执行的总次数 = 外循环执行次数 * 内循环执行次数。这样可以估计复杂逻辑结构的计算性能。”
学生聆听教师讲解混合流程控制结构，并播放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Python循环结构、循环嵌套结构的使用及混合控制流程编程设计方法。
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：“任务要求：完成一个小游戏程序设计，要求人机交互有一定的友好性，游戏内容有一定的娱乐性。任务1：展示游戏参与双方的属性（战斗力情况）。程序及结果如图；实践任务2：实现一次战斗过程的设计（即战斗一个回合），程序及结果如图；任务3，首先设计一个程序，随机设置初始化玩家的属性和敌人的属性。血量计算公式：血量—（血量/（血量+护甲值））*敌人攻击值。设定三局战斗，战斗结束后血量高的获得胜利。其次，绘制流程图，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对战小游戏，并进行操作演示；
学生聆听教师讲解利用Python完成对战小游戏设计的过程和方法；
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：（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
教师讲解换行使用规范的相关内容；
教师：“（1）括号内换行。Python支持括号内的换行，可以使第二行缩进到括号的起始处，如图：当起始括号就要换行时，可以在第二行缩进4个空格，如图：（2）反斜杠“\”换行。使用反斜杠换行时，二元运算符“+”和“-”等要出现在行末，长字符串也可以根据这种方法换行。如图（3）一行中不要包含多个语句。新语句最好另起一行。如图：尽量不要写成： print(a);print(b);print(c)
（4） if/for/while语句一定要换行。如图，不规范的写法是： If var==‘ red’ : Print(var)（5）文档注释的结束符”””应该单独占一行。如图。”
学生认真聆听教师讲解换行使用规范相关内容；
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.教师讲解鸡兔同笼问题；
教师：“鸡兔同笼是我国古代一个著名的数学问题。大约1500年前，《孙子算经》中就收录了这个有趣的问题。原题的大致意思是有若干只鸡和兔同在一个笼子里，从上面数，共有35个头。从下面数，共有94只脚。求笼中各有几只鸡和兔？”
学生聆听教师讲解鸡兔同笼问题；
2.根据所学知识，利用Python编程设计求解鸡兔同笼；
教师：“鸡兔同笼问题的解法有多种，列方程的方法比较常见，列表法也适合计算机计算。同学们，请编写Python程序，求解问题。”
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。
7.板书设计

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