1、 教学设计： 用计算机做科学实验 单 位： 姓 名： 一一、科学实验目的科学实验目的 在新课程理念的指导下，在信息技术教学中创设特定的情景，利用生活中 的真实问题， 有效激发学生的兴趣， 让学生在面向项目探究学习(Problem-based Learning)过程中，综合运用技术素养、科学素养及其他跨学科相关概念来设计 和制作移动应用产品，从而达到培养学生科学精神、提高实践创新能力。通过 科学实验研究，让学生在探究现实世界和解决真实问题的过程中，培养问题分 析与解决能力，培养学生的核心素养，从而落实创客教育。 本节通过科学实验的六个环节“发现问题” 、 “提出假设” 、 “实验验证” 、 “得
2、 出结论” 、 “数据分析” “表达交流”让学生了解科学研究的过程，通过“抢答” 、 “小组 PK” 、 “师评”多种评价方式促进学生对知识的理解和应用。通过科学实 验培养学生的计算思维和数字化学习与创新的能力。在研究的过程中探索大数 据时代的研究方法，提高探究真实问题、发现新规律的能力。 二二、教学内容分析教学内容分析 本节课的学习内容和资源由老师自己设计编写和提供，这是一节采用 APP Inventor 在线编辑开发手机 APP 应用的课， 本节的内容承接了前面的基础知识， 在学习任务的设置上有较强的连贯性。既要了解常见的基本组件的使用，又要 掌握其逻辑设计部分的功能。在日常生活中有较多利
3、用位置传感器应用的例子， 如共享单车、美团外卖、滴滴打车等，这使得本节的内容有更广泛的应用空间。 用自主开发的手机应用程序作科学实验是掌握 APP Inventor 综合应用的一 课，也是重要内容之一。要求学生不仅能熟练掌握，还要灵活地运用。本节课 的基本任务是让学生掌握位置传感器和网络微数据库的使用及相关属性的设 置，要求学生能够理解数据存储时的数据结构和逻辑关系。 三三、教学对象分析教学对象分析 学生具备了一定的 APP Inverter 开发的基础，对传感器有一定的了解，但 对位置传感器和网络微数据库的使用有一定的难度，对这个阶段的学生提供自 学材料，提供探索性问题，让学生自主探索，能够
4、很快体验 APP 应用开发对解 决实际问题带来的乐趣。 四四、教学目标教学目标 学会位置传感器和网络微数据库的使用，理解数据存储时的数据结构和逻 辑关系。通过计算机程序获取传感器实时采集的信息，并把这些信息记录在数 据库中；对这些数据进行二次分析，验证之前的假设，甚至发现新的规律，初 步感受大数据时代的研究方法，提高探究真实问题、发现新规律的能力。 五五、教学重点教学重点 1、 掌握位置传感器的使用。 2、 掌握网络微数据库的使用。 六六、教学难点教学难点 1、 理解数据存储时的数据结构和逻辑关系。 2、 在研究的过程中探索大数据时代的研究方法，提高探究真实问题、 发现新规律的能力。 七七、教
5、学手段教学手段 （一）教学资源（一）教学资源 计算机网络教室，101 教育 PPT、电子广播教学系统，Microsoft PPT 软件， 手机，APP Inventor 在线编辑网站，相关视频 （二）教学策略（二）教学策略 1、 采用小组合作、任务驱动的策略。 2、 以学生发展为中心，利用学习任务单、APP Inventor 在线编辑网站、 微课视频和图文指导引导学生进行自主、协作、探究式学习。 3、 本节课分为“发现问题提出假设实验验证得出结论数据分 析表达交流”六个部分。 八、八、 教学过程设计教学过程设计 环节环节 教师活动教师活动 学生活动学生活动 设计意图设计意图 (一) 发现问题
6、提出主题 教师：今天老师和同学们一起 来用计算机做科学实验，做什么实 验呢？请大家看一条短片。 播放视频激发学生兴趣。 教师：你知道赏花地图是什么 样子的吗？赏花地图有什么特点？ 展示几个城市的赏花地图，等下请 同学跟我们分享你的认识。 珠海还没有赏花地图，提出今 天我们科学实验的主题就是制作珠 海市赏花地图。 观看视频 观看图片 思考问题 通过老师的视频 导入，引发学生 对现实生活中存 在问题的思考， 对科学研究有了 一定的兴趣。 对珠海市赏花地 图的现状分析， 让此次科学实验 有了实用性。 提出科学研究的 主题 （二） 提出假设 制定方案 师：提出假设 如果我们可以根据自己的需要开发 一个
7、手机 APP 应用，那么我们就可 以利用手机的传感器获取它的地理 位置信息，然后把大家的信息都收 集起来，这样就可以制作一个属于 珠海的赏花地图。 分析信息： 赏花地图有哪些信息？赏花地 图的花应该包含哪些信息？ 师：有些同学说花期，我们可以通 过一个数据知道这种花的花期吗？ 认真听讲 思考问题 回答问题 对科学实验的研 究提出假设 引发学生思考 不能，因此我们要收集它所有的开 花时间，用数据说话，用数据证明 它的花期才是一种严谨的科学态 度，因此我们要获取的是日期。 通过抢答的方式提问学生，采集的 数据需要用什么组件实现，逻辑设 计如何实现？ 用位置传感器获取地理位置信息， 通过标签显示出来
8、，然后调用外部 导航 APP 程序导航。 用网络微数据库保存，可以实现信 息共享。 提出今天实验的重点难点就是位置 传感器和网络微数据库的使用。 1、 讲解位置传感器的逻辑设计 原理。 2、 讲解网络微数据库的存储的 方式和数据结构。 师：我们回想一下看书的过程，我 们看书是先看书的目录，然后再看 其他章节的内容。数据存储也是一 样的道理，我们先把每一条记录用 列表的形式保存，然后把多条的记 录保存到所有记录里，最后用网络 微数据库保存。 照片、名称、 位 置 、 花 期 抢答 回答问题 位置传感器 网络微数据 库 听教师讲解 引导学生用严谨 的科学态度进行 实验研究 通 过 抢 答 的 方
9、式，让学生回顾 常用组件的运用 及逻辑设计中各 组件的联系。培 养学生逻辑思维 能力。 引导学生理解位 置传感器的逻辑 关系，思考位置 信息如何获取， 获取数据后如何 显示出来，让他 们理解其中的逻 辑关系。逻辑设 计如何实现，为 什么用数据库存 储，其好处是什 么。 提出本次实验的 重点难点 通过举一个 看书的过程的例 子让学生理解数 据存储的结构和 方式。 （三） 实验验证 合作探究 师：理解了逻辑关系后，现在我们 开始实验验证。 展示任务：数据验证 展示验证标准和任务要求： 1 给未完成的程序填空 （即完成位置 传感器和数据存储的逻辑设计） 2 安装应用到自己手机进行验证， 验 证完提交
10、数据。 指引学生遇到问题时可以看微课视 频或图文指导， 任务倒计时 10 分钟， 开始！ 师：现在我们来通过全班的大合作 体验一下大数据的采集过程。 展示任务：标注地图 学生听讲。 明确规则 全部小组数 据提交到同 个 账 户 里 面。 账户： 任务 1 密码：123 实验操作 小组合作 对整节课的小组 合作模式和规则 作个说明，展示 任务单让学生明 确自己这节课要 做什么。 指引学生自学微 课和图文指导， 学生通过自主学 习，完成数据的 验证。 统一提交的账户 可以让学生理解 大数据时代的信 息共享，教师可 以实时查询到学 生的上交情况。 每个小组有 4 条数据，根据数据点 击导航，找到大概
11、的位置，在下发 的电子地图进行标注。 （请看指引视 频） 小组分工 小组合作 指引学生标注地 图的操作，学生 通过小组合作， 完成标注地图的 任务，体验大数 据采集的过程和 信 息 共 享 的 过 程。 (四) 得出结论 展示成果 师：展示地图 用手机传感器可以采集位置信息并 制作一个这样的赏花地图，当然这 个地图需要同学们补充更新。 认真听讲 短时间内让学生 感受大数据时代 的采集过程，体 验数据共享带来 的便利和乐趣。 (五) 数据分析 发现规律 师：既然得到了数据，那么我们就 可以对获取的数据进行分析，例如 通过分析得到波斯菊的数据有 4 条， 如果我们选择一条最短距离的路 线，这样就可
12、以节省时间。现在我 们的任务就是对这些数据进行二次 分析，从学校出发，选择一条最优 路线。 展示操作指引视频 小组代表将小组汇总的结果分享给 全班同学。 观看学习视 频，完成任 务。 小组分工合 作完成任务 学生通过数据分 析，在寻找最优 路线的过程中了 解大数据时代的 研究方法。 （六） 表达交流 归纳拓展 师：通过这次实验，你学会了什么 组件的使用？程序还可以做哪些改 进？你知道生活中有哪些应用是利 用位置传感器进行大数据分析的？ 例如，导航 师：展示大数据分析的在生活中的 实际案例以及生活中用到位置传感 器的应用。 播放视频展示专家的分析 图片展示大数据分析渗透到生活中 的各个领域。 用
13、思维导图回顾知识点，体验了实 验研究的过程，引导学生在今后的 日常学习生活中善于发现问题，解 决问题，用一种严谨的科学态度做 研究。 小组讨论， 组长发言 观看视频 归纳思考 学生通过小组讨 论，发散思维， 总结归纳本课的 知识点，拓展学 生视野。 用专家的分析视 频拓宽学生的认 知。 用思维导图归纳 本课知识点，对 本次的科学实验 有一个清晰的研 究思路，对科学 实验有个整体的 认识。 九、九、 教学反思教学反思 通过计算机程序获取传感器实时采集的信息， 并把这些信息记录在数据库 中对初中生来说理解有点抽象，通过 APP Inventor 开发手机应用，通过手机 的传感器获取数据能很好的解决
14、上述问题。 通过视频激发学生对生活问题的研 究，让学生知道学习手机应用软件可以用来解决生活中的哪些问题。 通过生活中的真实问题案例视频激发学生的学习兴趣和热情。 重要和有难 度的理解内容通过“抢答” 、 “提问” 、 “举例类比” 、 “视频指引”等形式让学生 自主探索、小组合作、学生展示来突破。引导学生在今后的日常学习生活中善 于发现问题，解决问题，用一种严谨的科学态度做研究。 整节课节凑紧凑， 学生学有所成， 不仅对传感器获取信息有了一定的认识， 还能够使用网络微数据库进行存储信息。利用任务驱动的教学理念，发挥学生 自主学习，小组合作学习的优势，促使学生积极主动地探索，培养学生的自主 学习能力和合作学习能力，从而达到培养学生科学精神、提高实践创新能力。 通过科学实验研究，让学生在探究现实世界和解决真实问题的过程中，培养问 题分析与解决能力，培养学生的核心素养，从而落实创客教育。
