一、課程簡介（300字左右）

《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（Python）》是高校大學(xué)生的計(jì)算機(jī)類通識(shí)課程，是通向計(jì)算機(jī)編程語言世界的入門課程，是所有計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的奠基石，在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維和邏輯思維、設(shè)計(jì)算法解決專業(yè)具體問題的綜合性高級(jí)應(yīng)用人才的全局中，占有重要地位。課程遵循“課內(nèi)課外、校內(nèi)校外、線上線下”三結(jié)合的創(chuàng)新課程思政建設(shè)模式和方法路徑，將課程建設(shè)目標(biāo)有效地融入了課程教學(xué)過程。旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用和自主學(xué)習(xí)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、壓力下完成設(shè)計(jì)任務(wù)的挑戰(zhàn)精神，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神。通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)和上機(jī)訓(xùn)練，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)編程和模塊設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和技能、學(xué)會(huì)常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計(jì)方法，具備邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、編程實(shí)現(xiàn)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力，為后續(xù)信息類課程學(xué)習(xí)和專業(yè)知識(shí)應(yīng)用提供有效工具和創(chuàng)新基礎(chǔ)。

二、案例基本信息

1.案例名稱：天天向上的力量——周而復(fù)始的循環(huán)

2.對(duì)應(yīng)章節(jié)：循環(huán)結(jié)構(gòu)

3.課程講次：第四講

三、案例教學(xué)目標(biāo)

1.引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)奮斗精神

本節(jié)課講解的“天天向上算法”，關(guān)鍵是循環(huán)結(jié)構(gòu)，首先讓同學(xué)看兩個(gè)個(gè)式子:

式子1:1.01³⁶⁵=37.78

式子2：0.99³⁶⁵= 0.0.03

兩個(gè)式子的共同點(diǎn)就是運(yùn)用循環(huán)結(jié)構(gòu)計(jì)算次冪數(shù)，引發(fā)問題:一年365天，每天進(jìn)步1%，累計(jì)進(jìn)步多少呢？一年365天，每天退步1%，累計(jì)剩下多少呢？

1. 引導(dǎo)學(xué)生增長知識(shí)見識(shí)

   中華名族克服困難、辛勤勞動(dòng)、堅(jiān)持不懈的努力以及智慧和策略，啟發(fā)學(xué)生堅(jiān)定信念、團(tuán)結(jié)合作及創(chuàng)新思維的科學(xué)態(tài)度。隨后演示循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的“天天向上”程序，通過調(diào)整精度比照運(yùn)行結(jié)果，從循環(huán)次數(shù)可知，每提高一位精度運(yùn)算次數(shù)就要提高幾十倍甚至幾百倍，從中體會(huì)現(xiàn)代計(jì)算工具速度之快、計(jì)算能力之強(qiáng)大，從而鼓勵(lì)學(xué)生好好學(xué)習(xí)，掌握最新的計(jì)算技術(shù)，承當(dāng)偉大民族復(fù)興的重任。

   3、問題啟發(fā)、案例演示、線上視頻、比照分析、上機(jī)驗(yàn)證，多種教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生全方位多形式感悟思政元素，引發(fā)思考，產(chǎn)生共鳴

   隨后案例演示，學(xué)生自己動(dòng)手訓(xùn)練:循環(huán)結(jié)構(gòu)（for語句或while語句）設(shè)計(jì)的圓周率“天天向上”程序，通過調(diào)整精度比照運(yùn)行結(jié)果，從循環(huán)次數(shù)可知，每提高錄位精度運(yùn)算次數(shù)就要提高幾十倍，從中體會(huì)現(xiàn)代計(jì)算工具的強(qiáng)大，科技就是生產(chǎn)力的力量，從而鼓勵(lì)學(xué)生好好學(xué)習(xí)，承當(dāng)偉大民族復(fù)興的重任。

四、案例主要內(nèi)容

1.什么是循環(huán)結(jié)構(gòu)?

今天我們學(xué)習(xí)循環(huán)結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)中最常見的算法有枚舉法、遞推法、迭代法、遞歸法、排序和查找法，以上每種算法都要采用循環(huán)結(jié)構(gòu)才能得以實(shí)現(xiàn)，循環(huán)結(jié)構(gòu)的原理是通過條件，利用特定關(guān)系得出中間推論，即循環(huán)體，然后根據(jù)循環(huán)體的一次運(yùn)行轉(zhuǎn)到下一項(xiàng)，直至得到結(jié)果的算法。實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的的關(guān)鍵是找出循環(huán)初始值、循環(huán)條件及循環(huán)體，今天我們就以計(jì)算“式子1:1.01³⁶⁵=37.78、式子2：0.99³⁶⁵= 0.0.03”為例講解如何運(yùn)用循環(huán)結(jié)構(gòu)而完成“天天向上”算法設(shè)計(jì)。

同學(xué)們觀察這兩個(gè)公式，數(shù)學(xué)公式可以求解，似乎沒必要用程序。如果是"三天打魚兩天曬網(wǎng)"呢？如果是“工作日努力，雙休日休息"呢？如果是“雙休日休息但又不退步"呢？引出本次課程思政案例。

2.問題討論

1‰的力量：1.001³⁶⁵= 1.44，0.999³⁶⁵= 0.69。一年365天，每天進(jìn)步5‰或1%，累計(jì)進(jìn)步多少呢？一年365天，每天退步5‰或1%，累計(jì)剩下多少呢？

3.通過仔細(xì)觀察公式發(fā)現(xiàn)

1.005³⁶⁵= 6.17，0.995³⁶⁵= 0.16 5‰的力量，驚訝！

1.01³⁶⁵= 37.78，0.99³⁶⁵= 0.03 1%的力量，驚人！

4.編寫程序并運(yùn)行觀察結(jié)果:

五、案例教學(xué)設(shè)計(jì)

1. 新課導(dǎo)入，案例的引出

觀察公式，總結(jié)出兩個(gè)公式差異。

教師將“勤學(xué)如初起之苗，不見其增，日有所長；輟學(xué)如磨刀之石，不見其損，日有所虧”的故事資料展現(xiàn)給同學(xué)，學(xué)習(xí)思考討論。

2.學(xué)生討論

一年365天，每天進(jìn)步1%，累計(jì)進(jìn)步多少呢？一年365天，每天退步1%，累計(jì)剩下多少呢？

1. 案例演示數(shù)據(jù)變化、比照分析

   問題1：1‰的力量

   

   

    

    

   1‰的力量，接近2倍，不可小覷哦！

   

       問題2：5‰和1%的力量

    

   

   5‰的力量，驚訝！ 1%的力量，驚人！

   問題3： 工作日的力量，一年365天，一周5個(gè)工作日，每天進(jìn)步1%， 一年365天，一周2個(gè)休息日，每天退步1%這種工作日的力量，如何呢？從1.01³⁶⁵(數(shù)學(xué)思維)到1.01³⁶⁵(數(shù)學(xué)思維)的轉(zhuǎn)換。

   

   

    

   盡管工作日提高1%，但總體效果介于1‰和5‰的力量之間。

   通過調(diào)整精度比照運(yùn)行結(jié)果，從循環(huán)次數(shù)可知，每提高一位精度運(yùn)算次數(shù)就要提高幾十倍，從中體會(huì)現(xiàn)代計(jì)算工具的強(qiáng)大，科技就是生產(chǎn)力的力量，從而鼓勵(lì)學(xué)生好好學(xué)習(xí)，承擔(dān)偉大民族復(fù)興的重任。完成課程思政目標(biāo)3和4,引導(dǎo)學(xué)生增長“知識(shí)見識(shí)”。

   4.學(xué)生自己動(dòng)手編程實(shí)現(xiàn)、結(jié)果討論

   循環(huán)基數(shù)分別為1‰、5‰和1%,冪的值分別多少?環(huán)次數(shù)分別多少?說明了什么?

   5.課下作業(yè)和思考

   課下完成問題2或問題3的for循環(huán)程序和while循環(huán)程序的設(shè)計(jì)，同時(shí)查閱資料:毛主席題寫“好好學(xué)習(xí)，天天向上”的情形。愚公移山的寓言，該寓言故事對(duì)現(xiàn)代人的啟示是什么？你當(dāng)如何對(duì)待學(xué)習(xí)、對(duì)待人生?

六、教學(xué)反思

(一）重點(diǎn)分析:案例與本講內(nèi)容的關(guān)聯(lián)度

教學(xué)案例:應(yīng)用循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)“天天向上”算法

觀察計(jì)算指數(shù)冪的三個(gè)公式

1.001365 = 1.44，0.999365 = 0.69

1.005³⁶⁵= 6.17，0.995³⁶⁵= 0.16

1.01³⁶⁵= 37.78，0.99³⁶⁵= 0.03

發(fā)現(xiàn)基數(shù)越大，指數(shù)冪成指數(shù)上升，把這幾個(gè)公式跟工作量相結(jié)合，“周而復(fù)始的循環(huán)，天天向上的力量”，啟迪學(xué)生勤學(xué)如初起之苗，不見其增，日有所長；輟學(xué)如磨刀之石，不見其損，日有所虧。

(二）如何達(dá)成課程思政預(yù)期目標(biāo):采取適宜的教學(xué)方法和教學(xué)模式

1、教學(xué)案例

教學(xué)案例“天天向上算法”主要解決復(fù)雜計(jì)算問題，如指數(shù)冪，自然引發(fā)提問:三天打魚，兩天曬網(wǎng)會(huì)怎么樣?兩條線索由“天天向上算法”而天然交叉一起，互為啟發(fā)和解釋，思政元素自然融于知識(shí)點(diǎn)中。

2、層層遞進(jìn)的問題啟發(fā)，引出思政元素

毛主席的題字“好好學(xué)習(xí)，天天向上”，不是一句話，而是一串?dāng)?shù)學(xué)公式，引起學(xué)生興趣。這句話的的含義是什么？一天多努力多少才有成效?拋出三個(gè)公式的對(duì)比計(jì)算，讓同學(xué)們深刻感悟古人的鍥而不舍精神和人定勝天的人格魅力。中華民族的偉大、上下五千年文化的瑰麗，永遠(yuǎn)是我們的驕傲，文化自信的源泉。

3、案例演示，比照討論，上機(jī)觀摩，親眼目睹計(jì)算工具的力量，感受中華傳統(tǒng)優(yōu)秀精神

精度的提高是以計(jì)算時(shí)間為代價(jià)的，古人沒有先進(jìn)的工具，就憑借人工手動(dòng)搬山，都那么有勇氣和毅力，這種人定勝天的精神值得敬佩!現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)完成計(jì)算，盡管運(yùn)算工作量非常之大，但也能在分秒之間完成，可見先進(jìn)技術(shù)的神奇，科學(xué)技術(shù)就是生產(chǎn)力。

通過學(xué)生自己練習(xí)實(shí)現(xiàn)，通過自身感悟和反思，再次引起共鳴。

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室供稿

責(zé)編：魏東平 審稿：鄧安遠(yuǎn) 董西偉