Scratch機(jī)器人環(huán)保大作戰(zhàn)之智取垃圾

《機(jī)器人環(huán)保大作戰(zhàn)之智取垃圾》教學(xué)設(shè)計(jì)一、單元教材教法分析單元定位教育部2017年版《普通高中信息技術(shù)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)》中詳細(xì)闡述了什么是學(xué)科核心素養(yǎng)，從四個(gè)核心要素進(jìn)行了具體描述，分別是信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任。其中，計(jì)算思維是采用計(jì)算機(jī)方式界定問(wèn)題，運(yùn)用合理的算法形成解決問(wèn)題的方案，并遷移到與之相關(guān)的其他問(wèn)題解決中。2019年3月13日，教育部公布的《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》透露，今年將啟動(dòng)中小學(xué)生信息素養(yǎng)測(cè)評(píng)，并推動(dòng)在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育，也將編制《中國(guó)智能教育發(fā)展方案》。2017版《上海市初中信息科技教學(xué)基本要求》（以下簡(jiǎn)稱“基本要求”）順應(yīng)時(shí)代對(duì)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的要求，新增“人機(jī)交互”的內(nèi)容，納入“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”內(nèi)容結(jié)構(gòu)的使用方式。Scratch是一款由麻省理工學(xué)院(MIT)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一款專為8至16歲兒童設(shè)計(jì)的圖形化編程工具，學(xué)習(xí)者可以像拼搭積木塊一樣通過(guò)拖動(dòng)模塊來(lái)進(jìn)行故事、游戲、動(dòng)畫(huà)等創(chuàng)作和設(shè)計(jì)。對(duì)學(xué)生而言，人工智能是個(gè)很神奇而又強(qiáng)大的存在，常有耳聞卻鮮少接觸，借助Scratch軟件，可以給學(xué)生提供一個(gè)有趣的人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生感受計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行輸入輸出和處理的過(guò)程。六年級(jí)學(xué)生具有較強(qiáng)的求知欲望和探索精神，但學(xué)生思維處在由形象向抽象轉(zhuǎn)變的過(guò)程中?？紤]以上情況，筆者借助社會(huì)、學(xué)校倡導(dǎo)“垃圾分類”的熱點(diǎn)，借助Scratch工具，以設(shè)計(jì)智能環(huán)保機(jī)器人為線索，通過(guò)激活環(huán)保機(jī)器人、機(jī)器人環(huán)保大作戰(zhàn)、爭(zhēng)做環(huán)保小衛(wèi)士三個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維，讓學(xué)生在不同情境中解決問(wèn)題，體驗(yàn)簡(jiǎn)單人機(jī)交互方式。單元規(guī)劃本單元采用2+3+3課時(shí)的方式，通過(guò)三個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)完成整個(gè)單元的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，了解常見(jiàn)的人機(jī)交互方式，在嘗試人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，感受計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行輸入輸出和處理的過(guò)程。通過(guò)觀看人機(jī)交互的介紹視頻以及制作人機(jī)交互的scratch作品《激活環(huán)保機(jī)器人》、《對(duì)話環(huán)保機(jī)器人》，了解語(yǔ)音識(shí)別、人與鼠標(biāo)的智能交互方式，感受人機(jī)交互應(yīng)用給生活帶來(lái)的便利和樂(lè)趣；體驗(yàn)《機(jī)器人環(huán)保大作戰(zhàn)》智力游戲，了解人與鍵盤(pán)的交互方式，嘗試智取垃圾、智運(yùn)垃圾、智分垃圾三個(gè)關(guān)卡的設(shè)計(jì)與制作，了解編程的一般步驟；經(jīng)歷爭(zhēng)做環(huán)保小衛(wèi)士的比拼，體驗(yàn)人與鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等交互方式，通過(guò)爭(zhēng)分奪秒、一較高低、巔峰對(duì)決三個(gè)簡(jiǎn)單環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與制作，了解設(shè)計(jì)游戲的一般步驟。學(xué)情分析六年級(jí)學(xué)生心理變化快，具有一定的自我控制能力（但不是很強(qiáng)），思維由形象向抽象轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，具有較強(qiáng)的求知欲望和探索精神。本單元學(xué)習(xí)之前，與學(xué)生進(jìn)行過(guò)交流，大部分學(xué)生對(duì)Scratch非常感興趣，但對(duì)具體的模塊功能的了解缺少系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，不能獨(dú)立探究，有一小部分學(xué)生能夠使用Scratch制作簡(jiǎn)單的作品，但對(duì)解決問(wèn)題的算法表述不清楚，思維不清晰。學(xué)生思維由形象向抽象轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，對(duì)人機(jī)交互非常好奇，但對(duì)人機(jī)互動(dòng)的概念性知識(shí)的理解比較模糊，無(wú)法透過(guò)具體事件歸納總結(jié)出解決問(wèn)題的算法。二、教學(xué)目標(biāo)目標(biāo)類型教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1.1了解圖形化編程的一般步驟；1.2學(xué)會(huì)使用“當(dāng)按下上（下、左、右）鍵”等事件模塊；1.3初步學(xué)會(huì)“如果……那么……”與“偵測(cè)顏色”的結(jié)合應(yīng)用。過(guò)程與方法2.1通過(guò)分析任務(wù)需求，體驗(yàn)將自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)變成編程腳本的過(guò)程；2.2通過(guò)創(chuàng)作智取垃圾小游戲，體會(huì)圖形化編程的一般步驟。情感態(tài)度與價(jià)值觀3.1在編寫(xiě)智取垃圾的腳本設(shè)計(jì)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維，；3.2在有趣的故事情境中，激發(fā)學(xué)習(xí)編程的興趣，提升編程能力，逐漸養(yǎng)成垃圾分類的好習(xí)慣。三、教學(xué)重難點(diǎn)確定教學(xué)重點(diǎn)：“當(dāng)按下上（下、左、右）鍵”指令模塊的使用。教學(xué)難點(diǎn)：通過(guò)分析任務(wù)需求，將自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成腳本。四、教學(xué)技術(shù)與學(xué)習(xí)資源應(yīng)用學(xué)校垃圾分類照片集錦機(jī)器人環(huán)保大作戰(zhàn)游戲網(wǎng)易卡搭Scratch3.0五、教學(xué)活動(dòng)流程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程學(xué)生參與設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入展示升旗儀式的照片，通過(guò)學(xué)校熱點(diǎn)“垃圾分類”，引入本單元項(xiàng)目活動(dòng)——垃圾分類大作戰(zhàn)。【板書(shū)】垃圾分類大作戰(zhàn)——智取垃圾【游戲體驗(yàn)】引入本節(jié)課任務(wù)：制作第一關(guān)——智取垃圾。由學(xué)校熱點(diǎn)，引入項(xiàng)目活動(dòng)。由游戲，引入本節(jié)課任務(wù)。激發(fā)學(xué)生編程興趣模擬創(chuàng)作分析游戲需求環(huán)保機(jī)器人從哪里出發(fā)？怎么走？碰到墻壁，怎么了？角色一：起點(diǎn)、大小—角色初始化4個(gè)方向移動(dòng)碰到迷宮，返回起點(diǎn)?！舅伎肌咳绾沃谱鞯谝魂P(guān)？【思考】用給定句式將自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)成腳本。設(shè)置角色面向四個(gè)方向移動(dòng)的腳本【選擇模塊】以環(huán)保機(jī)器人向上移動(dòng)為例，討論如何選擇模塊。引導(dǎo)學(xué)生利用復(fù)制腳本的方法快速設(shè)計(jì)四個(gè)鍵位的腳本，并提示角色的初始化設(shè)計(jì)?！窘M建腳本，調(diào)試運(yùn)行】學(xué)生操作，教師巡視指導(dǎo)?！舅伎肌咳绾巫尛h(huán)保機(jī)器人在上下左右鍵的控制下移動(dòng)。初步感受腳本與自然語(yǔ)言對(duì)應(yīng)的關(guān)系。設(shè)置角色碰到迷宮的腳本【觀察】游戲中出現(xiàn)的問(wèn)題——環(huán)保機(jī)器人可以穿墻【選擇模塊】轉(zhuǎn)換成如果…那么…語(yǔ)句【組建腳本】根據(jù)轉(zhuǎn)換的語(yǔ)句，搭建腳本，引導(dǎo)“偵測(cè)顏色”指令的使用方法?！菊{(diào)試運(yùn)行】發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決分析小結(jié)回顧三個(gè)任務(wù)的學(xué)習(xí)過(guò)程，總結(jié)圖形化編程的一般步驟【思考】如何組建腳本，游戲才可以繼續(xù)下去？利用編程解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維。二次創(chuàng)作【小組討論交流】根據(jù)前面的三個(gè)任務(wù)，說(shuō)一說(shuō)如何改編環(huán)保機(jī)器人走迷宮。巡視指導(dǎo)，答疑解惑?！舅伎肌扛木幱螒蛐枰瓿赡男┤蝿?wù)。根據(jù)圖形化編程的一般步驟，體驗(yàn)編程樂(lè)趣。分層教學(xué)，激發(fā)學(xué)生想象力和創(chuàng)新意識(shí)。了解圖形化編程的一般步驟，體驗(yàn)編程創(chuàng)作的樂(lè)趣。小結(jié)展示作品，交流感想。說(shuō)一說(shuō)，你作品改編了哪些內(nèi)容？對(duì)象有幾個(gè)？用了哪些模塊？實(shí)現(xiàn)了什么功能？2、引入下節(jié)課內(nèi)容：下節(jié)課繼續(xù)垃圾分類大作戰(zhàn)。自由發(fā)言保存作品。六、作業(yè)與評(píng)價(jià)作業(yè)垃圾分為干垃圾、濕垃圾、有害垃圾、可回收垃圾，結(jié)合垃圾分類發(fā)作戰(zhàn)游戲，說(shuō)一說(shuō)，第二關(guān)智“運(yùn)”垃圾該如何設(shè)計(jì)呢？評(píng)價(jià)學(xué)生自評(píng)與生生互評(píng)本節(jié)課采用半開(kāi)放式教學(xué)，先讓學(xué)生模擬創(chuàng)作《智取垃圾》的走迷宮作品，然后啟發(fā)學(xué)生從迷宮起點(diǎn)終點(diǎn)、迷宮障礙物等角度對(duì)作品進(jìn)行簡(jiǎn)單改編，提倡學(xué)生個(gè)性化創(chuàng)作，由此，學(xué)生作品類型單一，但形式多樣，所以，采用學(xué)生上臺(tái)展示與評(píng)價(jià)自己的作品，個(gè)別學(xué)生點(diǎn)評(píng)，老師協(xié)助學(xué)生全面點(diǎn)評(píng)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)與學(xué)習(xí)其他學(xué)生作品的閃光點(diǎn)。思維變化經(jīng)過(guò)制作簡(jiǎn)單的人機(jī)交互作品，學(xué)生對(duì)人與鍵盤(pán)的交互有了清晰的認(rèn)識(shí)與了解，在有趣的