1、第第 1 1 页页共共 7 7 页页 计算思计算思维在维在 ScratchScratch 教教学中学中养成养成 用用 ScratchScratch 来画来画正多边形正多边形教学设计教学设计 【摘要】【摘要】 创客教育已成为全球关注的焦点，其核心技能是程序设计、创意电子、3D 建模，这三种核心 技能能够培养学生的计算思维，计算思维可以在普通的 Scratch 课堂教学中，通过在不同学科知识的交叉 融合、与学生生活的交融创生中得以培养。在用 Scratch 来画正多边形一课中，诠释了学生计算思维 培养的实践范式，即分析归纳、数学建模、变量思想等。 【关键词】【关键词】计算思维；正多边形；学科融合
2、一、教材分析一、教材分析 用 Scratch 来画正多边形一课笔者在多年实践基础上，对教材进行重组整合以后开发 的一节全新的课，本课中建立变量用变量来解决共性问题、数学建模等重要的内容，是学生 计算思维培育的重要课例。2015 年苏科版小学信息技术五年级教材包含Logo 语言和 Scratch 程序语言两部分内容。本节课是在学习完第 13 课至 19 课内容之后，结合学情， 后增加的一节生动形象的数学学科的案例课。主要是想将画笔、变量、循环等命令综合到一 起灵活运用解决具体的数学问题。本节课的目是引导学生用已有的知识去解决有趣的案例， 借以带领学生如何跨学科解决问题，培养学生计算思维，引领学生
3、发现问题，寻找解决问题 解决的能力方案，进而解决问题。 二、学情分析二、学情分析 本课的教学对象为小学五年级的学生。学生经过两多时间的学习，对计算机已经有了一定 的基础。学生对 scratch 软件非常喜爱兴趣浓厚，前期已经学习了五年级教材的 13 至 18 课 内容，他们积累了一定灵活运用 scratch 命令的经验，为本节课的学习奠定了坚实的基础。 也为后续第 19 至 23 课硬件学习作铺垫。 三、设计思想三、设计思想 本节课的重点放在用画笔来画正三角形、正四边形、正五边形时，旋转角度的认识的确定 是难点之一。为什么正三角形，旋转角是 120 度、正四边形旋转角是 90 度，正五边形旋转
4、角 是 72 度，旋转角度与边数之间的关系是什么？引导学生发现“边数乘以旋转的角度等于 360 度”的规律。画的边数正好是循环的次数，引入循环语句，从而引入变量，加入第二重循环。 循环的二重嵌套是本节课的难点，但好在教师灵活运用实例，通过对比、归纳等方法慢慢引 导学生发现问题，进而发现解决问题的方法。通过实实在在的动画，融合了多学科知识。让 学生认识正多边形，感受画笔的神奇，同时解决数学问题，达到学科的融合，进而分享学习 第第 2 2 页页共共 7 7 页页 图一 图二 程序设计的快乐。 四、教学目标四、教学目标 1用画笔画出正三边形，通过程序优化，引入一重循环； 2让学生感知，脚本中参数的数
5、值变化，通过三个不同的脚本，归纳出正多边形，旋转 的角度与边数的关系，发现规律，引发学生思维的变化； 3学生通过观察、对比思考如何将三个不同的脚本，合并成一个脚本，一次性完成各种 正多边形的轨迹生成，从而引入变量来优化程序。 五、教学重点与难点五、教学重点与难点 重点：变量的引入与运用；能够运用一重循环绘制多边形； 难点：正多边形旋转的角度和正多边形的边数的关系；二重循环的调度； 六、教学准备六、教学准备 多媒体网络教室、案例、课件、好好搭搭课程的准备。 七、教学过七、教学过程程 （一）创设情境、激发兴趣（一）创设情境、激发兴趣 【教师活动】【教师活动】进入好好搭搭网站（ ）,登录，到学校，到
6、相应的班级 课程中，播放事先准备的实例，让学生欣赏。请学生思考，看到了什么？ 【学生活动】【学生活动】学生打开 D 盘，程序必备，到 Chrom 文件夹下，用谷歌浏览器，登录 网站，进入自 己账号，到课程中选择今天学习的 主题，点击完成作业，进入（图一） 所示，在线编程界面。 【设计意图】【设计意图】 强调网络空间的运 用，线上线下无缝对接的一种网络 环境下的教学样态。 【教师活动】【教师活动】教师播放动画（图 二）实例，引导学生思考看到了什 么？ 【学【学生生活动】活动】学生观看，学生回答“看到了什么”问题，舞台上有一支画 笔在舞台上从画三角形开始向外每画一圈就增加一条边的正多边形，并且 色
7、彩在不断的变化，当画到的边数逐够大时，就好像在画圆。 第第 3 3 页页共共 7 7 页页 图三 图四 图五 【教师活动】【教师活动】出示课题“在 Scratch 中画正多边形” 【设计意图】【设计意图】这个案例设计的非常好，激发了学生的兴趣同时也将这个案例背后暗藏一个 非常有趣的数学问题抛出来，就是极限！微积分知识的最初印象。圆，尽然是多边形不断变 化而无限接近的啊。多有意思啊！思维的本质延伸 （二）任务（二）任务驱动、驱动、层层深层层深入入 1 1认识正多边认识正多边形，形，发现正多边发现正多边形形的特点的特点 【教师活动】【教师活动】用课件呈现（图三） ，正三角形、正四边形、正五边形、正
8、六边形，让学生 回概括正多边形的特点。 【学生活动】【学生活动】学生 观看，思考，得出结论： 正多边形(多边形：边数 大于或等于 3)是各边相 等，各角也相等的多边 形。 【教师活动】【教师活动】我们都认识了正多边形，那如何在 Scratch 中，画一个正三 角形呢？ 我们可以模拟来画一下，例如，小猫前行 100 步，然后向右旋转，是转三角形的内角 60 度， 还是转内角的外角 120 度呢？小猫再走 100 步，又向右旋转，再走 100 步，再向右旋转，是 不是这样就可画出一个正三角形呀，请同学们在 自己的电脑中，在 Scratch 中，给画笔加一个脚 本来画正三角形。课件呈现（图四）三角形
9、的角 关系。 2 2画画正三角形正三角形，观察旋转的角观察旋转的角 度输入多度输入多少少才能画出才能画出正正三角形三角形 【学生活动】【学生活动】 学生在 Scratch 界面舞台上，尝试着画正三角形，写出画正三角形的脚本。 【教师活动】【教师活动】教师展示学生画正三角形的脚本，看看能否画出，典型 案例，画出与画不出的原因。旋转角是正多边形的外角。 3 3观察观察对比，发现正多边形的边数对比，发现正多边形的边数与与旋旋转转角的关系角的关系 【教师活动】【教师活动】教师复制正三角形的脚本，粘贴三次，将重复执行 3 次 第第 4 4 页页共共 7 7 页页 图六 改为 4、5、6，将向右旋转的度数
10、 120 改为 90、72、60，然后将当绿旗被点击，放到不同的 脚本上，调试结果，引导学生观察。 （图六） 【学生活动】【学生活动】学生对比、观察、思考、操作，发现问题，重复执行的次数是指画出的正 多边形的边数。旋转的角度与边数相乘正好等于 360 度。 【设计设计意意图图】通过层层深入，由简单到复杂，逐步将问题明晰化，让学生发现问题，然 后来解决问题，这是本节课的难点，所以要给时间让学生来探究，引导他们得出结论。用尝 试发现来解决问题。用归纳法，从三角形、四边形、五边形、不断让孩子自己去尝 试。最后引导他们得出结论。 【教【教师活动】师活动】程序优化成，这时就可以将上面的程序优化成如下的形
11、式，不用我们人工 计算，将计算的任务交给计算机去完成，我们就等着看结果吧！ 4 4引引入变量，入变量，如如何何替替换换脚脚本中的数字本中的数字 【教师活动】【教师活动】教师多复制几个脚本，引入数字与逻辑模块中除法积木，改变程序，让学生观看， 脚本的变化，也能达到想要的效果。 【学生活动】【学生活动】学生尝试着改变自己脚本区脚本，观看实际效果，观看四个脚本不同的地 方？旋转的角度为 360 度除以的边数与循环的边数一样。 图六 第第 5 5 页页共共 7 7 页页 图七 图八 【教师活动】【教师活动】能否在上面的程序基础上，引入变量，来画正多边形呢？ 【学生活动】【学生活动】学生写脚本，个别同学
12、展示自己写好的脚本（图七） ，起到示范引领的作 用。 【教师活动】【教师活动】我们如何在（图七）的基础上，画出同时画出我们设 定的多个不同边数的正多边形呢？就像我们刚上课时看到的动画 那样？如何改进脚本？ 【学生活动】【学生活动】学生尝试着修改脚本， ，个别同学展示自己写好的 脚本（图八） ，起到示范引领的作用。 （难点的突破） 5.5.程序程序的完善的完善 【教师活动】【教师活动】播放学生做好的例程，发现问题，当最外程的 循环变量变的越来越大时，当初落笔的原点就散开了，如何解 决？ 【教师活动】【教师活动】教师引导学生，将程序脚本中“移动多少步”换 成移动“60i”步，试一试； 【学生活动】
13、【学生活动】学生观看、思考、改数据，调试程序。 （三）（三）实践操作，巩固新知实践操作，巩固新知 【教师活动】【教师活动】将自己的程序完善，完善好的同学下位指导需要帮 助的同学。 【学生活动】【学生活动】完善自己的程序，记不得程序结构的同学可以对照桌面图片，加以编程。 （四）探究对（四）探究对比比，开，开阔阔视野视野 【教师活动】【教师活动】画笔中，这两个命令的不同之处，加载到脚本中，画出来试试。 【学生活动】【学生活动】调试程序，呈现最终的程序。 （五）作（五）作品品上上传，评价传，评价总总结结 【教师活动】【教师活动】请同学们将作品，上传到作业中，作品名为“神奇的画笔” 。点评个别作 第第
14、 6 6 页页共共 7 7 页页 品，回收作品。师生共同回顾本结课所学，解读最后完善的程序。 （图九） 【学生活动】【学生活动】学生上传作品，学有余力的同学下位指导需要帮助的同学们，观看同学们 这节课作品提交数量及作品的质量。 八、教学反思八、教学反思 计算思维养成的过程。思维是一个看不见，抓不着的东西，但却能根植在我们的大脑中。 当我们的学生具备了思考的能力、发现问题的能力、从而尝试着寻找方法去解决发现的问题、 在解决问题时能对找寻到的方法加以择优时，计算思维就养成了。本节课从三角形、正方形 到多边形的边和角关系入手，引导孩子发现小猫旋转和走线的特点，进行数学建模，解决所 有多边形绘制的问题
15、，学习的过程本身就是计算思维不断展开，不断生成的过程，在学生不 断对程序优化的过程中，也就是他们思维在讨论、碰撞的过程中不断得到延展。在解决多边 形问题的时候，引入了变量的概念，变量的引入也是计算思维习得的重要载体，在程序设计 过程中，变量的设计和意义也尤为重要的方法和思想，在这一课中恰好通过变量的引入，引 导学生进一步了解计算思维中重要的迭代的思想的开始。计算思维养成不是一蹴而就的，是 要慢慢引导、渐渐渗透，才能在学生大脑中生根。 为学生设计适合的课。这节课，我充分研究学生的认知特点和知识的特点，专为他们设 计的一节特殊课本上书上没有，是特为我们班的学生设计的。他们在前面学习了 6 节课的内
16、 容，但每一节课的实例都是为了讲一个特定的知识点，缺少了知识点之间的那个串，我帮学 图九 第第 7 7 页页共共 7 7 页页 生找到了，用画正多边形来将“画笔中的落笔、将画笔的颜色设定为、变量 i 初始值不再为 0、双重循环、移动的步数不再是具体的值、旋转角度都在随着 i 的变化而变化、当内循环执 行一次 i 的值增加 1 的具体应用、画笔的颜色值增加与画笔的色度增加都加以区别”这一系 列命令串起来，随着课堂的深入，学生对每一个命令恰到好处的使用，豁然开朗，如醍醐灌 顶，创意的灵感随之打开，原来这个 Scratch 这样好玩，真正的激发了学生的学习兴趣。 站在学生的角度选择案例。本节课授课的
17、对象是五年级学生，他们数学知识中的几何体 系也就是三角形、四边形、圆、梯形这几种，没想到今天的课可以通过画笔画出如何绚丽多 彩的各种正多边形，体会程序思维。角与边的关系规律的发现，帮助他们提升解决问题的能 力，这种能力是隐性的，但却将根植于心，带着这种能力生活着。这才是我这节课所要达到 的目的。 且行且思且完善的课堂。虽然有关好课的标准有很多，但我的课堂经常不断的追问“学 生走出课堂和走进课堂相比，是不是不一样了？”学生在获得知识后那会心的一笑、在创意 出自己满意作品时急于展示的冲动、还是不会时着急的表情等等？都是值得我思考的。我在 不断的根据不同班级的学生，不同年级的学生，调整我的课程及课堂教学，我不能改变别人， 但我可以改变自己，蹲下来用学生的眼光看世界。
