王丽丽

在正确绘制图腾图案后，山门打开。阿派心中窃喜。难道进入失落的世界，就这么容易？阿派正想入内，却发现门后还有一位守护使。这位守护使并非凶神恶煞，看了看他，说道：“守了大半辈子，终于有人陪我玩一回寻宝游戏啦！”只见他摆出十个宝箱，说道：“上有1到10的编号，只有一个宝箱中藏有宝物，猜中者方可踏入神秘世界。”

：这节课的设计灵感来源于计算机经典案例“猜数字”小游戏。教师通过在Python中编程实现游戏效果，掌握循环和分支结构。在教学设计时，教师要考虑学情，由易到难，分为三种难度的任务：猜一次、不限次数猜、限定次数猜。

初级难度：猜一次

1.问题分析

首先，从阿派（游戏者）的角度，梳理初级难度的游戏过程（如下页图1）。

其次，将游戏过程对应IPO模式（如下页图1）。

I（Input）：程序的输入，包括用户手工输入、程序内部参数输入等。

P（Process）：程序的主要逻辑处理，对输入的数据进行处理并产生结果。

O（Output）：程序的输出，包括屏幕显示输出、文件输出等。

：对七年级学生而言，如何将自然语言转换为程序语言是一个难点。教师可以使用流程图、伪代码等形式，帮助学生分析问题，梳理逻辑。此外，掌握程序设计的基本方法，理解IPO模式，有助于学生日后分析和解决更复杂的问题。

2.Python实现

本例的程序输入环节，守护使需要事先将宝物藏匿于某个宝箱中，即事先确定一个宝箱号码为正确答案，而这个号码实际上是由计算机自动生成的。为了游戏的可玩性，笔者利用random.randint（1，10）产生1到10的随机数，模拟游戏开始时宝物随机放置在某个宝箱中的效果。接着，利用input（）函数提示并允许阿派猜数，再利用int（）函数将其转换为整型，便于程序处理环节的条件判断。

在初级难度游戏设计中，阿派只猜一次，守护使立刻给出反馈，提示号码猜大了，或猜小了，或正确。利用if条件语句，将阿派猜的号码（guess）与正确的宝箱号（number）作比较，即可实现这样的效果，具体的代码如图2所示。

：random是Python的常用模块。该模块中有几个常用的函数，如randint（产生随机数）、choice（从序列中返回一个随机元素）、shuffle（将序列中的元素随机排序）等，random模块的导入方法和turtle一样。在本例中，为了便于学生理解逻辑，笔者将条件判断分为三种情况（太大、太小、正确），并利用三条if语句实现判断。

中级难度：不限次数猜

1.问题分析

只猜一次，很难猜中，那就试一试不限次数，直至猜中。如图3所示，主要逻辑是这样的：首先，阿派猜一个号码，当号码不正确时，即guess≠number时，守护使提示太大或太小，并允许再猜，直至猜中为止。如果一次猜中，则跳过循环，直接提示正确，其中的“提示太大或太小”，可以利用分支语句来实现（如下页图4）。

2.Python实现

图3中重复猜数的过程，可以利用while语句来实现，只要条件满足，就不断循环，直到条件不满足时退出循环。其中的“提示太大或太小”，可以利用if...else来实现（如下页图5），程序运行效果如下页图6。

：Python是通过代码的缩进来决定内在逻辑的，用4个空格表示语句块的缩進。空格的多或少，都可能导致程序的运行错误。在Pycharm编辑器中，可以按Tab进行缩进，按Tab+Shift去除缩进。

高级难度：限定次数猜

1.问题分析

不限次数的猜数，显然不符合闯关的难度要求。那么，假定阿派只有3次机会来选宝箱。若3次都猜不对，则游戏结束；若3次内猜中，则直接跳出循环，游戏结束。

2.Python实现

利用for循环和range（ ）内建函数，可以指定循环次数。range（ ）函数返回的结果是一个整数序列的对象，其语法为range（start， stop[， step]），默认start为0，step为1。如图下页7所示，range（3）表示i依次为0、1、2，一共循环3次。在本例中，判断条件有三种情况（猜中、猜大了、猜小了）。像这种多个条件的判断，可以用elif来实现。

：由于Python并不支持switch语句，所以在多个条件判断时，可以用多个elif来实现。另外，在Python语言中，还有for...else结构，else中的语句会在循环正常执行完成后，再执行，while...else也一样。这也体现了Python语言的灵活性。

猜数诀窍：二分查找法

有没有什么方法，可以快速猜中正确的宝箱号码呢？可以利用二分查找法，每次将查找范围缩小一半，快速查找到正确的号码。如上表，先取1～10的中间数，大约为5。根据“小了”的提示，再从新范围6～10中再取中间数。重复以上步骤，不断缩小查找范围，直到找到正确的宝箱号码。

利用二分查找法，最多4次定能猜中宝箱号码。因为10个宝箱，范围在23<10<24之间，最大查找次数为log2n+1。同理可知，如果有100个宝箱，利用二分法，最多7次可以找到正确的宝箱。

：二分查找法是基本算法之一，其中心思想是分治，适用于在一个有序数组中寻找特定的数，在实际项目中应用很多。初中学生可以通过寻宝小游戏初步了解二分法的思想。

拓展练习

在《过招守护使》这一课中，主要学习了循环和分支，接触了while语句、for语句、if语句。针对学有余力的学生，教师不妨提供一些拓展练习，利用循环和分支来解决一些生活小问题，如BMI身体质量指数的计算、乘法口诀法，或结合之前所学的海龟模块进行图形化设计等。