列表与循环——批量处理数据的"高效工具"

课题

用循环遍历列表，计算统计量（平均分、最大值）

教学时间

2课时（90分钟）

课前准备

• 教师端：电脑（Python 3.10+）、投影仪、多媒体课件（含"批量处理"场景：老师统计全班成绩、超市计算日均销量）、实物道具（写有成绩的卡片若干、计算器）、数据统计表（班级模拟成绩表）。
• 学生端：电脑（Python环境）、上节课的"植物生长数据"作业、笔记本、计算器（对比手动计算与代码结果）。
• 教学素材：代码模板（循环遍历列表示例）、AI数据分析师（可生成简单统计代码）、奖励徽章（"统计小能手"）。

一、导入活动：从"手动统计"到"代码批量处理"（15分钟）

活动1："统计全班成绩"大挑战——发现"循环的必要性"

• 教师展示10名学生的成绩卡片（如[85, 92, 78, 90, 88, 76, 95, 82, 89, 91]），提问："怎么快速算出总分和平均分？"
• 分组任务：1组用计算器逐个加（手动法），2组尝试找"重复步骤"（加第一个数→加第二个数→...→除以10）。
• 对比效率：手动组耗时较长，引出"循环可以让代码重复执行同一操作，自动处理批量数据"。

活动2："植物生长数据"回顾——关联旧知与新知

• 回顾上节课作业：学生的day3 = [4.2, 3.8, 5.1]（豆芽高度），提问："怎么打印每颗豆芽的高度？"
• 旧法：print(day3[0]); print(day3[1]); print(day3[2])（繁琐）；
• 新法预告：用for循环一句话搞定，如：

  for height in day3:
      print(height)

• 类比："就像老师点名时说'请每个同学站起来'，不用逐个叫名字——循环就是对列表'每个元素'说'做这个操作'。"

二、知识点讲解：循环遍历列表与统计计算（35分钟）

模块1：for循环遍历列表——"逐个访问"元素（15分钟）

• 核心逻辑：for 变量名 in 列表名: 表示"依次把列表中的每个元素赋值给变量，执行缩进内的操作"。
• 生活类比："就像分糖果，从盒子里（列表）拿出每一颗糖（元素），给每个同学（变量）——循环结束，每个同学都拿到了糖。"
• 基础语法（代码演示+步骤拆解）：

  # 示例：遍历成绩列表，打印每个成绩
  scores = [85, 92, 78]
  for s in scores:  # s依次代表85、92、78
      print("成绩：", s)  # 对每个s执行打印操作
  # 输出：
  # 成绩：85
  # 成绩：92
  # 成绩：78

• 互动练习：学生用自己的"家庭成员年龄列表"（如ages = [38, 36, 12]），用循环打印"XX的年龄是XX岁"。

模块2：计算总分与平均分——循环的"累加应用"（15分钟）

• 累加逻辑：用一个变量（如total）存储累加结果，循环中每次加上列表元素。
• 示例：计算成绩平均分：

  scores = [85, 92, 78, 90]
  total = 0  # 初始化总分（累加容器）
  for s in scores:
      total = total + s  # 每次加一个成绩（total = 0+85 → 85+92 → ...）
  average = total / len(scores)  # len(scores)获取列表长度（4）
  print("总分：", total)  # 输出：345
  print("平均分：", average)  # 输出：86.25

• 关键函数：len(列表名)返回列表元素个数（如len(scores)=4），避免手动数元素（尤其大数据量时）。

模块3：找最大值/最小值——循环的"比较应用"（5分钟）

• 逻辑：假设第一个元素是最大值，循环中用每个元素与之比较，更大则更新。
• 示例：找最高豆芽高度：

  heights = [4.2, 3.8, 5.1]
  max_h = heights[0]  # 假设第一个是最大的
  for h in heights:
      if h > max_h:  # 如果当前元素更大
          max_h = h  # 更新最大值
  print("最高高度：", max_h)  # 输出：5.1

三、练习题设计：从"统计"到"分析"（25分钟）

基础任务（全员完成）："班级成绩分析器"

• 提供班级5名学生的数学成绩列表（如math_scores = [90, 85, 95, 78, 88]），要求：
  1. 用循环打印每个成绩；
  2. 计算总分和平均分；
  3. 找出最高分。
• 示例框架：

  math_scores = [90, 85, 95, 78, 88]
  # 1. 打印每个成绩
  for score in math_scores:
      print("数学成绩：", score)
  # 2. 计算总分和平均分
  total = 0
  for s in math_scores:
      total += s  # 等同于total = total + s
  average = total / len(math_scores)
  print("总分：", total, "平均分：", average)
  # 3. 找最高分（学生自主完成）

进阶任务（选做）："植物生长对比分析"

• 用两天的豆芽数据（day3 = [4.2, 3.8, 5.1]，day4 = [5.0, 4.5, 5.8]），要求：
  1. 计算每颗豆芽的生长增量（day4 - day3）；
  2. 找出增量最大的豆芽（哪颗长得最快）。
• 提示：用for i in range(len(day3))获取索引，同时访问两天的数据（day3[i]和day4[i]）。

教师支持：

• AI数据分析师可生成"计算平均分"的代码模板，学生需补充注释说明步骤；
• 提供"累加流程图"（初始化→循环加→计算平均），帮助理解逻辑。

四、讲解与互评：从"计算"到"意义"（10分钟）

1. 逻辑拆解：选1份作业投屏，学生讲解"计算平均分的代码中，total变量的变化过程"（如0→90→175→270→...），强化对循环累加的理解。
2. 数据解读：结合"植物生长增量"，讨论"为什么第3颗豆芽长得最快？"（关联科学课的光照/水分因素），让数据统计服务于实际分析。
3. 互评重点：代码逻辑是否清晰（变量名是否易懂，如max_h比a更好）、统计结果是否正确，用计算器验证。

五、总结与作业（5分钟）

课堂总结：

• for 变量 in 列表: 可循环访问每个元素，避免重复代码；
• 累加统计：用total = 0初始化，循环中total += 元素；
• 列表长度用len(列表)获取，最大值/最小值通过循环比较获得。

课后作业：

1. 统计家里3天的用电量（单位：度），用列表存储，计算平均用电量并打印"哪天用电最多"；
2. 预习：如果列表中有负数（如温度数据[-5, 3, -2]），怎么找最小值？尝试修改最大值代码。

教学理论支撑：

1. 自我决定理论：通过"班级成绩""家庭用电"等真实数据任务，满足学生的"胜任感"（能解决实际问题）和"关联性"（数据与生活相关），激发内在学习动机。
2. STEAM教育工程思维：将"统计数据"视为"工程任务"，拆解为"遍历→累加→计算"步骤，培养系统分析与问题解决能力，融合数学（统计计算）、科学（数据解读）。
3. 建构主义学习观：让学生在"手动统计→发现低效→用循环优化"的过程中，自主建构"循环批量处理数据"的认知，而非被动接受知识点。