Scratch机器人环保大作战之智取垃圾

《机器人环保大作战之智取垃圾》教学设计一、单元教材教法分析单元定位教育部2017年版《普通高中信息技术学科课程标准》中详细阐述了什么是学科核心素养，从四个核心要素进行了具体描述，分别是信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。其中，计算思维是采用计算机方式界定问题，运用合理的算法形成解决问题的方案，并迁移到与之相关的其他问题解决中。2019年3月13日，教育部公布的《2019年教育信息化和网络安全工作要点》透露，今年将启动中小学生信息素养测评，并推动在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，也将编制《中国智能教育发展方案》。2017版《上海市初中信息科技教学基本要求》（以下简称“基本要求”）顺应时代对培养学生计算思维的要求，新增“人机交互”的内容，纳入“计算机系统”内容结构的使用方式。Scratch是一款由麻省理工学院(MIT)设计开发的一款专为8至16岁儿童设计的图形化编程工具，学习者可以像拼搭积木块一样通过拖动模块来进行故事、游戏、动画等创作和设计。对学生而言，人工智能是个很神奇而又强大的存在，常有耳闻却鲜少接触，借助Scratch软件，可以给学生提供一个有趣的人机交互实验环境，让学生感受计算机自动执行输入输出和处理的过程。六年级学生具有较强的求知欲望和探索精神，但学生思维处在由形象向抽象转变的过程中。考虑以上情况，笔者借助社会、学校倡导“垃圾分类”的热点，借助Scratch工具，以设计智能环保机器人为线索，通过激活环保机器人、机器人环保大作战、争做环保小卫士三个项目活动，培养学生计算思维，让学生在不同情境中解决问题，体验简单人机交互方式。单元规划本单元采用2+3+3课时的方式，通过三个项目活动完成整个单元的系统学习，了解常见的人机交互方式，在尝试人机交互实验的基础上，感受计算机自动执行输入输出和处理的过程。通过观看人机交互的介绍视频以及制作人机交互的scratch作品《激活环保机器人》、《对话环保机器人》，了解语音识别、人与鼠标的智能交互方式，感受人机交互应用给生活带来的便利和乐趣；体验《机器人环保大作战》智力游戏，了解人与键盘的交互方式，尝试智取垃圾、智运垃圾、智分垃圾三个关卡的设计与制作，了解编程的一般步骤；经历争做环保小卫士的比拼，体验人与鼠标、键盘等交互方式，通过争分夺秒、一较高低、巅峰对决三个简单环节的设计与制作，了解设计游戏的一般步骤。学情分析六年级学生心理变化快，具有一定的自我控制能力（但不是很强），思维由形象向抽象转变的过程中，具有较强的求知欲望和探索精神。本单元学习之前，与学生进行过交流，大部分学生对Scratch非常感兴趣，但对具体的模块功能的了解缺少系统的认识，不能独立探究，有一小部分学生能够使用Scratch制作简单的作品，但对解决问题的算法表述不清楚，思维不清晰。学生思维由形象向抽象转变的过程中，对人机交互非常好奇，但对人机互动的概念性知识的理解比较模糊，无法透过具体事件归纳总结出解决问题的算法。二、教学目标目标类型教学目标知识与技能1.1了解图形化编程的一般步骤；1.2学会使用“当按下上（下、左、右）键”等事件模块；1.3初步学会“如果……那么……”与“侦测颜色”的结合应用。过程与方法2.1通过分析任务需求，体验将自然语言转变成编程脚本的过程；2.2通过创作智取垃圾小游戏，体会图形化编程的一般步骤。情感态度与价值观3.1在编写智取垃圾的脚本设计过程中，培养学生计算思维，；3.2在有趣的故事情境中，激发学习编程的兴趣，提升编程能力，逐渐养成垃圾分类的好习惯。三、教学重难点确定教学重点：“当按下上（下、左、右）键”指令模块的使用。教学难点：通过分析任务需求，将自然语言转换成脚本。四、教学技术与学习资源应用学校垃圾分类照片集锦机器人环保大作战游戏网易卡搭Scratch3.0五、教学活动流程设计教学环节教学过程学生参与设计意图导入展示升旗仪式的照片，通过学校热点“垃圾分类”，引入本单元项目活动——垃圾分类大作战。【板书】垃圾分类大作战——智取垃圾【游戏体验】引入本节课任务：制作第一关——智取垃圾。由学校热点，引入项目活动。由游戏，引入本节课任务。激发学生编程兴趣模拟创作分析游戏需求环保机器人从哪里出发？怎么走？碰到墙壁，怎么了？角色一：起点、大小—角色初始化4个方向移动碰到迷宫，返回起点。【思考】如何制作第一关？【思考】用给定句式将自然语言转成脚本。设置角色面向四个方向移动的脚本【选择模块】以环保机器人向上移动为例，讨论如何选择模块。引导学生利用复制脚本的方法快速设计四个键位的脚本，并提示角色的初始化设计。【组建脚本，调试运行】学生操作，教师巡视指导。【思考】如何让环保机器人在上下左右键的控制下移动。初步感受脚本与自然语言对应的关系。设置角色碰到迷宫的脚本【观察】游戏中出现的问题——环保机器人可以穿墙【选择模块】转换成如果…那么…语句【组建脚本】根据转换的语句，搭建脚本，引导“侦测颜色”指令的使用方法。【调试运行】发现问题，解决分析小结回顾三个任务的学习过程，总结图形化编程的一般步骤【思考】如何组建脚本，游戏才可以继续下去？利用编程解决问题，培养学生计算思维。二次创作【小组讨论交流】根据前面的三个任务，说一说如何改编环保机器人走迷宫。巡视指导，答疑解惑。【思考】改编游戏需要完成哪些任务。根据图形化编程的一般步骤，体验编程乐趣。分层教学，激发学生想象力和创新意识。了解图形化编程的一般步骤，体验编程创作的乐趣。小结展示作品，交流感想。说一说，你作品改编了哪些内容？对象有几个？用了哪些模块？实现了什么功能？2、引入下节课内容：下节课继续垃圾分类大作战。自由发言保存作品。六、作业与评价作业垃圾分为干垃圾、湿垃圾、有害垃圾、可回收垃圾，结合垃圾分类发作战游戏，说一说，第二关智“运”垃圾该如何设计呢？评价学生自评与生生互评本节课采用半开放式教学，先让学生模拟创作《智取垃圾》的走迷宫作品，然后启发学生从迷宫起点终点、迷宫障碍物等角度对作品进行简单改编，提倡学生个性化创作，由此，学生作品类型单一，但形式多样，所以，采用学生上台展示与评价自己的作品，个别学生点评，老师协助学生全面点评，引导学生发现与学习其他学生作品的闪光点。思维变化经过制作简单的人机交互作品，学生对人与键盘的交互有了清晰的认识与了解，在有趣的