《世園會園區實時人數監控系統》教學設計

● 創新整合點

①通過未來教室無限復制、小白板、微課、富媒體等功能，切實地實現了教師與學生、學生與知識的互動。

②結合社會熱點——世園會，激發學生通過程序設計的參與社會，同時讓學生體會程序設計思維，為今后的學習打下基礎。

● 教材分析

本課選自北京版《信息技術》第三冊第三單元“信息技術學科實踐活動”，是對Scratch偵測模塊、選擇結構語句、重復執行語句、比較命令模塊等的綜合運用。為此，本課的教學設計以“Scratch程序設計——世園會園區實時人數監控系統”為主線，在教學過程中通過設置問題、任務引導，環環相扣，節節提升，讓學生始終處于思考與自主探究學科實踐活動之中，從而實現預期的教學目標。

● 學情分析

1.年齡特點

本課的授課對象為五年級學生，他們的認知發展水平正處于具體認知階段，對使用攝像頭掃描入園的原理能夠做出簡單的認知分析。

2.興趣與經歷

學生在信息技術學科實踐活動中使用過Scratch軟件，編寫程序較熟練，對編程活動充滿興趣。

3.已具備的基礎知識和技能

學生已經能運用Scratch的基礎命令制作簡單動畫、改善動畫效果。同時，隨著年齡的增長、學習能力的提高，學生逐步具備了在學習中發現問題、思考并嘗試解決問題的能力，有了從學習過程中發現并總結學習方法的能力，能夠用學到的方法指導自己的學習。但他們對某些知識、方法僅有初步的自我認識，尚不能獨立地形成系統的認識。

4.對新知了解程度

學生對選擇結構語句編程的實現方法比較模糊，個別學生對選擇結構的邏輯關系理解有一定困難。

● 教學目標

知識與技能目標：學會運用選擇結構語句、重復執行語句、視頻偵測語句、比較命令語句等，能夠編寫程序，實現世園會園區實時人數監控。

過程與方法目標：能夠將自然語句轉化為程序語句，并掌握創編程序的一般方法和流程。

情感態度與價值觀目標：結合生活實際和社會熱點，增強圍繞需求問題靈活運用技術解決問題的意識，體驗到成功的樂趣，學會欣賞他人，學會接納建議。

● 教學環境

教學環境包含計算機教室、寬帶網絡、多媒體計算機、未來教室課件、攝像頭。

● 教學過程

1.提出問題，導入新課

教師利用未來教室軟件的多重幕布功能，鏈接正在進行的世園會導入新課，并通過一組數據來分析世園會存在的安全隱患。

師：正在召開的世園會參觀人數眾多，每天將有10萬到15萬的客人來到園區參觀，園區每天都有那么多人，會有哪些安全隱患呢？

學生頭腦風暴，總結得出園區面臨的問題。

師：看來人數眾多，是關鍵問題，要保證世園會園區人數在一個安全可控的范圍之內，該怎么辦呢？這里有一個設計好的世園會實時人數監控系統，利用這個系統可以知道園區內人數是否在安全可控范圍內。在看這個系統時請大家思考：系統設計需要幾個角色？每個角色要完成什么功能？大概會用到哪些命令？小組討論，并匯報。

生：需要三個角色——入口、出口、實時人數;會用到攝像頭的命令、數據、如果、循環、運算符號等命令。

師：我們可以怎么做來控制園區內的人數，保證世園會安全順利進行？認真閱讀學習單上的資料（如圖1），你能提取出什么信息或者關鍵詞？

生：觀眾由入口進入，入口記錄進入的人數，當進入10萬人時提示入口不允許觀眾再進入，出口有人出去后，園區總人數減少，入口可以繼續進入。

教師在學生匯報過程中，利用工具欄里小剪刀工具的連續裁剪功能，將問題描述中的關鍵詞裁剪出來，在學生匯報結束后，將裁剪出的關鍵詞放到小白板中，得出需要解決的關鍵問題。

設計意圖：利用信息技術導入課程，將學生帶入對社會實踐的思考，進而可以引導學生發現問題、提出猜想、解決問題，從而實現提高學生信息技術核心素養的教育目標。

2.分析問題，繪制流程圖

（1）教師質疑，學生尋找相關語句

師：今天我們利用攝像頭偵測動作來模擬入口人流進入和出口人流離開。

教師出示學習任務一：請你在Scratch中以小組合作的方式，一起找一找與攝像頭相關的命令行語句有幾個，并猜測如何用攝像頭來模擬人流進入或者離開。

學生找到和攝像頭相關的命令，體會其使用方法。

（2）應用自然語言描述程序的邏輯結構

師（點撥）：與攝像頭相關的語句找到了，想實現模擬人流進入你能用“應用如果”的選擇結構說一說嗎？（教師把語句拖出放到屏幕上）

小組代表回答問題。

師：大家用自然語言說出了模擬人流進入、離開園區的邏輯關系，下面我們一起來試著把程序的流程圖完善一下，然后再用Scratch的程序設計語言來實現。

生：如果攝像頭偵測到的動作速度大于數值30，那么入口增加1（攝像頭偵測到人物動作速度大于某個數值后，才執行命令，微小慢速的動作是忽略不計的）。

師：入口的數值可以無限增大嗎？受什么限制？

生：不能無限增大，受園區實時人數的限制，如果園區實時人數小于10萬，就可以進入。

師：下面，我們用流程圖表示利用攝像頭偵測動作來模擬入口人流進入（如下頁圖2）。

師：你能根據出口實時人數的相關要求，運用入口流程圖的繪制方法繪制出口實時人數的流程圖嗎？請小組交流，完成繪制，并匯報。

小組自主研究，并派代表匯報。

教師在學生匯報的過程中，使用利用未來教室無限復制、富媒體等功能制作好的課件，對照學生匯報流程圖，找出需要使用的命令語句。

設計意圖：通過分析問題，繪制流程圖，明確程序的基本結構，并在解決問題的過程中，體會“問題—流程圖—程序設計”這一程序設計的過程”。

3.知識遷移，完成任務

（1）教師布置任務，學生嘗試方法

教師提出學習任務：小組合作，嘗試應用偵測模塊、選擇結構、重復執行等語句編程完成入口和出口的程序結構（如圖3、圖4）。

教師巡視，發現問題個別指導，并鼓勵學生嘗試操作。

（2）師生群策群力，質疑解疑，交流方法

師：誰愿意展示一下本組的研究結果呢？并說一說，研究過程中，遇到了哪些問題。

學生積極回答問題，并說出困難，教師與學生一起研究問題并解決。

師：有一個問題，就是入口和出口程序有什么區別？

教師因勢利導，釋疑解惑，強調編程中的要點。

學生完善、調試程序。

設計意圖：學習任務依次出現，知識上相互呼應，操作上循序漸進，感悟理解上逐步提高，能更好地突破教學重點、難點。

4.歸納總結，展示評價

各個小組推薦優秀作品，進行展示，教師引導學生評價，發現作品優缺點，并提出修改建議。

5.課堂小結

學生談收獲，教師總結。

● 教學反思

溫度：從課堂上學生的學習狀態來看，學生對所學知識感興趣，能在學習的過程中體驗到學習的快樂，課堂氛圍融洽，具備了良好的課堂“溫度”。

廣度：課堂教學全過程實現了全體學生參與、學生全程參與。

深度：課堂環環相扣、層層深入、步步提升，學生能通過感悟、實踐、比較等方式獲得認知方法。

梯度：在本課中，不同的學生學不同難度的技術，不同層次的學生得到不同的發展，學生的個性得到充分張揚，自主創新意識有所增強。

適度：課堂設計合理、恰當、巧妙，符合學生的學習規律，促進了學生的成長。

點? 評

課堂是教學的主陣地，怎樣通過深化信息技術與教學深度融合創新，構建以學生為中心的教與學方式，不斷提高教學質量與學業質量，提升教師信息化教學能力，促進學生核心素養不斷發展，是我們在信息化道路上不斷探索和前進的動力。

北京市延慶區西屯中心小學丁小剛老師顯然對這堂信息技術實踐課《世園會園區實時人數監控系統》做了深入的探索和研究。

丁老師結合正在召開的世園會，以“Scratch程序設計——世園會園區實時人數監控系統”為主線，在教學過程中通過設置問題、任務引導，環環相扣，節節提升，讓學生始終處于思考與自主探究學科實踐活動之中。通過未來教室豐富的功能使用，使課堂更加精彩，切實實現了師生互動、學生與知識的互動，充分體現了以學生為主體的課堂教學模式。

課堂教學全過程實現了全體學生參與、學生全程參與;教師無論是引導學生繪流程圖還是嘗試應用偵測模塊、選擇結構、重復執行等語句編程完成入口程序結構，都特別注重小組合作探究式學習，充分體現了以學生為主體、教師為主導的課堂教學模式，也為學生提供了一個較為自主、寬松的學習環境，學生的個性得到充分張揚，自主創新意識不斷增強。特別是丁老師利用未來教室這個新媒體新技術，更好地激發了學生學習的興趣和主動性，提高了課堂教學的效率，促進了課堂教學的變革與創新，為進一步深化信息技術與教學深度融合，做了有益的探索。

丁老師的這節課從總體上來說設計得還是比較成功的，美中不足的是未來教室中還有一些功能需要在課堂上再進一步開發和使用，這樣課堂的成效會更顯著一些。

（點評人：2019年度全國教師信息素養提升交流活動評委/山東省淄博市臨淄區教育局電教中心 李麗）

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