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

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

【摘要】

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

【關(guān)鍵詞】計算思維；正多邊形；學(xué)科融合

一、教材分析

《用Scratch來畫正多邊形》一課筆者在多年實踐基礎(chǔ)上，對教材進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解決共性問題、數(shù)學(xué)建模等重要的內(nèi)容，是學(xué)生計算思維培育的重要課例。2015年蘇科版《小學(xué)信息技術(shù)》五班級教材包含《Logo語言》和《Scratch程序語言》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敏運用解決具體的數(shù)學(xué)問題。本節(jié)課的目是引導(dǎo)學(xué)生用已有的學(xué)問去解決好玩的案例，借以帶領(lǐng)學(xué)生如何跨學(xué)科解決問題，培育學(xué)生計算思維，引領(lǐng)學(xué)生發(fā)覺問題，查找解決問題解決的能力方案，進而解決問題。

二、學(xué)情分析

本課的教學(xué)對象為小學(xué)五班級的學(xué)生。學(xué)生經(jīng)過兩多時間的學(xué)習(xí)，對計算機已經(jīng)有了確定的基礎(chǔ)。學(xué)生對scratch軟件非常喜愛興趣深厚，前期已經(jīng)學(xué)習(xí)了五班級教材的

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

三、設(shè)計思想

本節(jié)課的重點放在用畫筆來畫正三角形、正四邊形、正五邊形時，旋轉(zhuǎn)角度的認(rèn)識的確定是難點之一。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，但好在老師機敏運用實例，通過對比、歸納等方法慢慢引導(dǎo)學(xué)生發(fā)覺問題，進而發(fā)覺解決問題的方法。通過實實在在的動畫，融合了多學(xué)科學(xué)問。讓學(xué)生認(rèn)識正多邊形，感受畫筆的神奇，同時解決數(shù)學(xué)問題，達(dá)到學(xué)科的融合，進而共享學(xué)習(xí)程序設(shè)計的歡樂。

四、教學(xué)目標(biāo)

1．用畫筆畫出正三邊形，通過程序優(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，通過三個不同的腳本，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)生通過觀察、對比思考如何將三個不同的腳本，合并成一個腳本，一次性完成各種正多邊形的軌跡生成，從而引入變量來優(yōu)化程序。

五、教學(xué)重點與難點

重點：變量的引入與運用；能夠運用一重循環(huán)繪制多邊形；

難點：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)過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境、激發(fā)興趣

【老師活動】進入好好搭搭網(wǎng)站（）,登錄，到學(xué)校，到相應(yīng)的班級課程中，播放事先預(yù)備的實例，讓學(xué)生觀賞。請學(xué)生思考，看到了什么？

【學(xué)生活動】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，進入自己賬號，到課程中選擇今日學(xué)習(xí)的主題，點擊完成作業(yè)，進入（圖一）所示，在線編程界面。

【設(shè)計意圖】強調(diào)網(wǎng)絡(luò)空間的運用，線上線下無縫對接的一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教學(xué)樣態(tài)。

【老師活動】老師播放動畫（圖二）實例，引導(dǎo)學(xué)生思考看到了什么？

【學(xué)生活動】學(xué)生觀看，學(xué)生回答“看到了什么”問題，舞臺上有一支畫筆在舞臺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，就猶如在畫圓。【老師活動】出示課題“在Scratch中畫正多邊形”

【設(shè)計意圖】這個案例設(shè)計的非常好，激發(fā)了學(xué)生的興趣同時也將這個案例背后暗藏一個非常好玩的數(shù)學(xué)問題拋出來，就是極限！微積分學(xué)問的最初印象。圓，盡然是多邊形不斷變化而無限接近的啊……。多有意思啊！思維的本質(zhì)延長……

（二）任務(wù)驅(qū)動、層層深化

1．認(rèn)識正多邊形，發(fā)覺正多邊形的特點

【老師活動】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。

【學(xué)生活動】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?！纠蠋熁顒印课覀兌颊J(rèn)識了正多邊形，那如何在Scratch中，畫一個正三角形呢？

我們可以模擬來畫一下，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？小貓再走100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正三角形呀，請同學(xué)們在自己的電腦中，在Scratch中，給畫筆加一個腳原來畫正三角形。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】學(xué)生在Scratch界面舞臺上，嘗試著畫正三角形，寫出畫正三角形的腳本。

【老師活動】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】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】學(xué)生對比、觀察、思考、操作，發(fā)覺問題，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)計意圖】通過層層深化，由簡潔到簡潔，逐步將問題明晰化，讓學(xué)生發(fā)覺問題，然后來解決問題，這是本節(jié)課的難點，所以要給時間讓學(xué)生來探究，引導(dǎo)他們得出結(jié)論。用嘗試——發(fā)覺來解決問題。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】程序優(yōu)化成，這時就可以將上面的程序優(yōu)化成如下的形式，不用我們?nèi)斯び嬎?，將計算的任?wù)交給計算機去完成，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】老師多復(fù)制幾個腳本，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】學(xué)生嘗試著轉(zhuǎn)變自己腳本區(qū)腳本，觀看實際效果，觀看四個腳本不同的地方？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頁共7頁

【老師活動】能否在上面的程序基礎(chǔ)上，引入變量，來畫正多邊形呢？

【學(xué)生活動】學(xué)生寫腳本，個別同學(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】我們?nèi)绾卧冢▓D七）的基礎(chǔ)上，畫出同時畫出我們設(shè)定的多個不同邊數(shù)的正多邊形呢？就像我們剛上課時看到的動畫那樣？如何改進腳本？

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

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

循環(huán)變量變的越來越大時，當(dāng)時落筆的原點就散開了，如何解

決？

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

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

（四）探究對比，開闊視野

【老師活動】畫筆中，這兩個命令的不同之處，加載到腳本中，