【部編版】小學綜合實踐活動教學設計《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》教學設計

【摘要】

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

【關鍵詞】計算思維；正多邊形；學科融合

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)學建模等重要的內容，是學生計算思維培育的重要課例。2015年蘇科版《小學信息技術》五班級教材包含《Logo語言》和《Scratch程序語言》兩部分內容。本節(jié)課是在學習完第13課至19課內容之后，結合學情，后增加的一節(jié)生動形象的數(shù)學學科的案例課。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)學問題。本節(jié)課的目是引導學生用已有的學問去解決好玩的案例，借以帶領學生如何跨學科解決問題，培育學生計算思維，引領學生發(fā)覺問題，查找解決問題解決的能力方案，進而解決問題。

二、學情分析

本課的教學對象為小學五班級的學生。學生經(jīng)過兩多時間的學習，對計算機已經(jīng)有了確定的基礎。學生對scratch軟件非常喜愛興趣深厚，前期已經(jīng)學習了五班級教材的

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

三、設計思想

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，旋轉角度的認識的確定是難點之一。為什么正三角形，旋轉角是120度、正四邊形旋轉角是90度，正五邊形旋轉角是72度，旋轉角度與邊數(shù)之間的關系是什么？引導學生發(fā)覺“邊數(shù)乘以旋轉的角度等于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學生發(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，融合了多學科學問。讓學生認識正多邊形，感受畫筆的神奇，同時解決數(shù)學問題，達到學科的融合，進而共享學習程序設計的歡樂。

四、教學目標

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，旋轉的角度與邊數(shù)的關系，發(fā)覺規(guī)律，引發(fā)學生思維的變化；

3．學生通過觀察、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：正多邊形旋轉的角度和正多邊形的邊數(shù)的關系；二重循環(huán)的調度；

六、教學預備

多媒體網(wǎng)絡教室、案例、課件、好好搭搭課程的預備。

七、教學過程

（一）創(chuàng)設情境、激發(fā)興趣

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

【學生活動】學生打開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習的主題，點擊完成作業(yè)，進入（圖一）所示，在線編程界面。

【設計意圖】強調網(wǎng)絡空間的運用，線上線下無縫對接的一種網(wǎng)絡環(huán)境下的教學樣態(tài)。

【老師活動】老師播放動畫（圖二）實例，引導學生思考看到了什么？

【學生活動】學生觀看，學生回答“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”

【設計意圖】這個案例設計的非常好，激發(fā)了學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)學問題拋出來，就是極限！微積分學問的最初印象。圓，盡然是多邊形不斷變化而無限接近的啊……。多有意思??！思維的本質延長……

（二）任務驅動、層層深化

1．認識正多邊形，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，讓學生回概括正多邊形的特點。

【學生活動】學生觀看，思考，得出結論：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，是轉三角形的內角60度，還是轉內角的外角120度呢？小貓再走100步，又向右旋轉，再走100步，再向右旋轉，是不是這樣就可畫出一個正三角形呀，請同學們在自己的電腦中，在Scratch中，給畫筆加一個腳原來畫正三角形。課件呈現(xiàn)（圖四）三角形的角關系。2．畫正三角形，觀察旋轉的角度輸入多少才能畫出正三角形

【學生活動】學生在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)與旋轉角的關系

【老師活動】老師復制正三角形的腳本，粘貼三次，將重復執(zhí)行3次改為4、5、6，將向右旋轉的度數(shù)120改為90、72、60，然后將當綠旗被點擊，放到不同的腳本上，調試結果，引導學生觀察。（圖六）【學生活動】學生對比、觀察、思考、操作，發(fā)覺問題，重復執(zhí)行的次數(shù)是指畫出的正多邊形的邊數(shù)。旋轉的角度與邊數(shù)相乘正好等于360度。

【設計意圖】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，所以要給時間讓學生來探究，引導他們得出結論。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。最終引導他們得出結論。

【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，不用我們人工計算，將計算的任務交給計算機去完成，我們就等著看結果吧！

4．引入變量，如何替換腳本中的數(shù)字

【老師活動】老師多復制幾個腳本，引入數(shù)字與邏輯模塊中除法積木，轉變程序，讓學生觀看，腳本的變化，也能達到想要的效果。【學生活動】學生嘗試著轉變自己腳本區(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上，引入變量，來畫正多邊形呢？

【學生活動】學生寫腳本，個別同學展示自己寫好的腳本（圖七），起到示范引領的作用。

【老師活動】我們如何在（圖七）的基礎上，畫出同時畫出我們設定的多個不同邊數(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？

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

【老師活動】播放學生做好的例程，發(fā)覺問題，當最外程的

循環(huán)變量變的越來越大時，當時落筆的原點就散開了，如何解

決？

【老師活動】老師引導學生，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，完善好的同學下位指導需要幫忙的同學。

【學生活動】完善自己的程序，記不得程序結構的同學可以對比桌面圖片，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，