【部編版】小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)《3.13程序世界中的多彩花園》

程序世界中的多彩花園——《用Scratch來(lái)畫正多邊形》教學(xué)設(shè)計(jì)

【摘要】

創(chuàng)客教育已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，其核心技能是程序設(shè)計(jì)、創(chuàng)意電子、3D建模，這三種核心技能能夠培育學(xué)生的計(jì)算思維，計(jì)算思維可以在平凡的Scratch課堂教學(xué)中，通過(guò)在不同學(xué)科學(xué)問(wèn)的交叉融合、與學(xué)生生活的交融創(chuàng)生中得以培育。在《用Scratch來(lái)畫正多邊形》一課中，詮釋了學(xué)生計(jì)算思維培育的實(shí)踐范式，即分析歸納、數(shù)學(xué)建模、變量思想等。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算思維；正多邊形；學(xué)科融合

一、教材分析

《用Scratch來(lái)畫正多邊形》一課筆者在多年實(shí)踐基礎(chǔ)上，對(duì)教材進(jìn)行重組整合以后開發(fā)的一節(jié)全新的課，本課中建立變量用變量來(lái)解決共性問(wèn)題、數(shù)學(xué)建模等重要的內(nèi)容，是學(xué)生計(jì)算思維培育的重要課例。2015年蘇科版《小學(xué)信息技術(shù)》五班級(jí)教材包含《Logo語(yǔ)言》和《Scratch程序語(yǔ)言》兩部分內(nèi)容。本節(jié)課是在學(xué)習(xí)完第13課至19課內(nèi)容之后，結(jié)合學(xué)情，后增加的一節(jié)生動(dòng)形象的數(shù)學(xué)學(xué)科的案例課。主要是想將畫筆、變量、循環(huán)等命令綜合到一起機(jī)敏運(yùn)用解決具體的數(shù)學(xué)問(wèn)題。本節(jié)課的目是引導(dǎo)學(xué)生用已有的學(xué)問(wèn)去解決好玩的案例，借以帶領(lǐng)學(xué)生如何跨學(xué)科解決問(wèn)題，培育學(xué)生計(jì)算思維，引領(lǐng)學(xué)生發(fā)覺問(wèn)題，查找解決問(wèn)題解決的能力方案，進(jìn)而解決問(wèn)題。

二、學(xué)情分析

本課的教學(xué)對(duì)象為小學(xué)五班級(jí)的學(xué)生。學(xué)生經(jīng)過(guò)兩多時(shí)間的學(xué)習(xí)，對(duì)計(jì)算機(jī)已經(jīng)有了確定的基礎(chǔ)。學(xué)生對(duì)scratch軟件非常喜愛興趣深厚，前期已經(jīng)學(xué)習(xí)了五班級(jí)教材的

13至18課內(nèi)容，他們積累了確定機(jī)敏運(yùn)用scratch命令的閱歷，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。也為后續(xù)第19至23課硬件學(xué)習(xí)作鋪墊。

三、設(shè)計(jì)思想

本節(jié)課的重點(diǎn)放在用畫筆來(lái)畫正三角形、正四邊形、正五邊形時(shí)，旋轉(zhuǎn)角度的認(rèn)識(shí)的確定是難點(diǎn)之一。為什么正三角形，旋轉(zhuǎn)角是120度、正四邊形旋轉(zhuǎn)角是90度，正五邊形旋轉(zhuǎn)角是72度，旋轉(zhuǎn)角度與邊數(shù)之間的關(guān)系是什么？引導(dǎo)學(xué)生發(fā)覺“邊數(shù)乘以旋轉(zhuǎn)的角度等于360度”的規(guī)律。畫的邊數(shù)正好是循環(huán)的次數(shù)，引入循環(huán)語(yǔ)句，從而引入變量，加入第二重循環(huán)。循環(huán)的二重嵌套是本節(jié)課的難點(diǎn)，但好在老師機(jī)敏運(yùn)用實(shí)例，通過(guò)對(duì)比、歸納等方法慢慢引導(dǎo)學(xué)生發(fā)覺問(wèn)題，進(jìn)而發(fā)覺解決問(wèn)題的方法。通過(guò)實(shí)實(shí)在在的動(dòng)畫，融合了多學(xué)科學(xué)問(wèn)。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)正多邊形，感受畫筆的神奇，同時(shí)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題，達(dá)到學(xué)科的融合，進(jìn)而共享學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的歡樂。

四、教學(xué)目標(biāo)

1．用畫筆畫出正三邊形，通過(guò)程序優(yōu)化，引入一重循環(huán)；

2．讓學(xué)生感知，腳本中參數(shù)的數(shù)值變化，通過(guò)三個(gè)不同的腳本，歸納出正多邊形，旋轉(zhuǎn)的角度與邊數(shù)的關(guān)系，發(fā)覺規(guī)律，引發(fā)學(xué)生思維的變化；

3．學(xué)生通過(guò)觀察、對(duì)比思考如何將三個(gè)不同的腳本，合并成一個(gè)腳本，一次性完成各種正多邊形的軌跡生成，從而引入變量來(lái)優(yōu)化程序。

五、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)：變量的引入與運(yùn)用；能夠運(yùn)用一重循環(huán)繪制多邊形；

難點(diǎn)：正多邊形旋轉(zhuǎn)的角度和正多邊形的邊數(shù)的關(guān)系；二重循環(huán)的調(diào)度；

六、教學(xué)預(yù)備

多媒體網(wǎng)絡(luò)教室、案例、課件、好好搭搭課程的預(yù)備。

七、教學(xué)過(guò)程

（一）創(chuàng)設(shè)情境、激發(fā)興趣

【老師活動(dòng)】進(jìn)入好好搭搭網(wǎng)站（）,登錄，到學(xué)校，到相應(yīng)的班級(jí)課程中，播放事先預(yù)備的實(shí)例，讓學(xué)生觀賞。請(qǐng)學(xué)生思考，看到了什么？

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生打開D盤，程序必備，到Chrom文件夾下，用谷歌掃瞄器，登錄網(wǎng)站，進(jìn)入自己賬號(hào)，到課程中選擇今日學(xué)習(xí)的主題，點(diǎn)擊完成作業(yè)，進(jìn)入（圖一）所示，在線編程界面。

【設(shè)計(jì)意圖】強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)空間的運(yùn)用，線上線下無(wú)縫對(duì)接的一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教學(xué)樣態(tài)。

【老師活動(dòng)】老師播放動(dòng)畫（圖二）實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生思考看到了什么？

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生觀看，學(xué)生回答“看到了什么”問(wèn)題，舞臺(tái)上有一支畫筆在舞臺(tái)上從畫三角形開始向外每畫一圈就增加一條邊的正多邊形，并且顏色在不斷的變化，當(dāng)畫到的邊數(shù)逐夠大時(shí)，就猶如在畫圓。【老師活動(dòng)】出示課題“在Scratch中畫正多邊形”

【設(shè)計(jì)意圖】這個(gè)案例設(shè)計(jì)的非常好，激發(fā)了學(xué)生的興趣同時(shí)也將這個(gè)案例背后暗藏一個(gè)非常好玩的數(shù)學(xué)問(wèn)題拋出來(lái)，就是極限！微積分學(xué)問(wèn)的最初印象。圓，盡然是多邊形不斷變化而無(wú)限接近的啊……。多有意思?。∷季S的本質(zhì)延長(zhǎng)……

（二）任務(wù)驅(qū)動(dòng)、層層深化

1．認(rèn)識(shí)正多邊形，發(fā)覺正多邊形的特點(diǎn)

【老師活動(dòng)】用課件呈現(xiàn)（圖三），正三角形、正四邊形、正五邊形、正六邊形，讓學(xué)生回概括正多邊形的特點(diǎn)。

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生觀看，思考，得出結(jié)論：正多邊形(多邊形：邊數(shù)大于或等于3)是各邊相等，各角也相等的多邊形。【老師活動(dòng)】我們都認(rèn)識(shí)了正多邊形，那如何在Scratch中，畫一個(gè)正三角形呢？

我們可以模擬來(lái)畫一下，例如，小貓前行100步，然后向右旋轉(zhuǎn)，是轉(zhuǎn)三角形的內(nèi)角60度，還是轉(zhuǎn)內(nèi)角的外角120度呢？小貓?jiān)僮?00步，又向右旋轉(zhuǎn)，再走100步，再向右旋轉(zhuǎn)，是不是這樣就可畫出一個(gè)正三角形呀，請(qǐng)同學(xué)們?cè)谧约旱碾娔X中，在Scratch中，給畫筆加一個(gè)腳原來(lái)畫正三角形。課件呈現(xiàn)（圖四）三角形的角關(guān)系。2．畫正三角形，觀察旋轉(zhuǎn)的角度輸入多少才能畫出正三角形

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生在Scratch界面舞臺(tái)上，嘗試著畫正三角形，寫出畫正三角形的腳本。

【老師活動(dòng)】老師展示學(xué)生畫正三角形的腳本，看看能否畫出，典型案例，畫出與畫不出的緣由。旋轉(zhuǎn)角是正多邊形的外角。

3．觀察對(duì)比，發(fā)覺正多邊形的邊數(shù)與旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系

【老師活動(dòng)】老師復(fù)制正三角形的腳本，粘貼三次，將重復(fù)執(zhí)行3次改為4、5、6，將向右旋轉(zhuǎn)的度數(shù)120改為90、72、60，然后將當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊，放到不同的腳本上，調(diào)試結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生觀察。（圖六）【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生對(duì)比、觀察、思考、操作，發(fā)覺問(wèn)題，重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)是指畫出的正多邊形的邊數(shù)。旋轉(zhuǎn)的角度與邊數(shù)相乘正好等于360度。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)層層深化，由簡(jiǎn)潔到簡(jiǎn)潔，逐步將問(wèn)題明晰化，讓學(xué)生發(fā)覺問(wèn)題，然后來(lái)解決問(wèn)題，這是本節(jié)課的難點(diǎn)，所以要給時(shí)間讓學(xué)生來(lái)探究，引導(dǎo)他們得出結(jié)論。用嘗試——發(fā)覺來(lái)解決問(wèn)題。用歸納法，從三角形、四邊形、五邊形、……不斷讓孩子自己去嘗試。最終引導(dǎo)他們得出結(jié)論。

【老師活動(dòng)】程序優(yōu)化成，這時(shí)就可以將上面的程序優(yōu)化成如下的形式，不用我們?nèi)斯び?jì)算，將計(jì)算的任務(wù)交給計(jì)算機(jī)去完成，我們就等著看結(jié)果吧！

4．引入變量，如何替換腳本中的數(shù)字

【老師活動(dòng)】老師多復(fù)制幾個(gè)腳本，引入數(shù)字與邏輯模塊中除法積木，轉(zhuǎn)變程序，讓學(xué)生觀看，腳本的變化，也能達(dá)到想要的效果?！緦W(xué)生活動(dòng)】學(xué)生嘗試著轉(zhuǎn)變自己腳本區(qū)腳本，觀看實(shí)際效果，觀看四個(gè)腳本不同的地方？旋轉(zhuǎn)的角度為360度除以的邊數(shù)與循環(huán)的邊數(shù)一樣。第5頁(yè)共7頁(yè)

【老師活動(dòng)】能否在上面的程序基礎(chǔ)上，引入變量，來(lái)畫正多邊形呢？

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生寫腳本，個(gè)別同學(xué)展示自己寫好的腳本（圖七），起到示范引領(lǐng)的作用。

【老師活動(dòng)】我們?nèi)绾卧冢▓D七）的基礎(chǔ)上，畫出同時(shí)畫出我們?cè)O(shè)定的多個(gè)不同邊數(shù)的正多邊形呢？就像我們剛上課時(shí)看到的動(dòng)畫那樣？如何改進(jìn)腳本？

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生嘗試著修改腳本，，個(gè)別同學(xué)展示自己寫好的腳本（圖八），起到示范引領(lǐng)的作用。（難點(diǎn)的突破）5.程序的完善

【老師活動(dòng)】播放學(xué)生做好的例程，發(fā)覺問(wèn)題，當(dāng)最外程的

循環(huán)變量變的越來(lái)越大時(shí)，當(dāng)時(shí)落筆的原點(diǎn)就散開了，如何解

決？

【老師活動(dòng)】老師引導(dǎo)學(xué)生，將程序腳本中“移動(dòng)多少步”換成移動(dòng)“60－i”步，試一試；（三）實(shí)踐操作，鞏固新知

【老師活動(dòng)】將自己的程序完善，完善好的同學(xué)下位指導(dǎo)需要幫忙的同學(xué)。

【學(xué)生活動(dòng)】完善自己的程序，記不得程序結(jié)構(gòu)的同學(xué)可以對(duì)比桌面圖片，加以編程。

（四）探究對(duì)比，開闊視野

【老師活動(dòng)】畫筆中，這兩個(gè)命令的不同之處，加載到腳本中，