薛俊峰

一、教材分析

Scratch作為一款簡易圖形化編程工具，近年來進入了多地的小學教材，受到了老師和學生的普遍歡迎?！缎∝埑鲱}》是江蘇省中小學教學研究室編著的小學五年級信息技術(shù)教材Scratch單元第10課內(nèi)容。本課首次介紹變量在Scratch中的運用，主要分兩個部分。第一部分是新建所需要的變量，提醒學生輸入變量名稱時要注意它的意義，并且添加運算符號角色，可以畫出運算符號，還可以從鍵盤輸入運算符號;第二部分是對變量進行賦值，將隨機數(shù)賦給變量，并將對輸入的結(jié)果與答案進行判斷。

二、學情分析

本課的教學對象是小學五年級的學生，他們富有想象力、創(chuàng)造力，但小學階段接觸編程知識不多，缺乏對編程思維的系統(tǒng)認知。前期，雖然學生已學習了循環(huán)、偵測等控件，但對新知識——變量的理解掌握仍有困難。在教學過程中，老師應善于用實際案例引導學生理解變量的含義，而不能用概念束縛他們。同時由于學生電腦操作水平有差異，相關(guān)的基本操作熟練程度不一，教學時要分層教學，逐級提高，讓全體學生都能參與到學習活動中來，收獲編程帶來的成就感。

三、設計思想

從以上對教材和學情的分析可明顯感覺到，盡管Scratch知識有很強的趣味性，學生參與的熱情很高，但從本課起Scratch教學的層次有明顯提升，在具有信息科技學科基礎性、實踐性和綜合性的同時，其專業(yè)性、思辨性、創(chuàng)新性也得以鮮明體現(xiàn)，尤其是跨學科學習思想深深地融入其中。為此，筆者在設計時充分考慮了以上特性，科學分析信息科技與學生已有各項知識、技能之間的聯(lián)系，將科學知識中的攝氏度、華氏度及數(shù)學知識中的兩種溫度轉(zhuǎn)化方法與“小貓出題”融合起來，設計了“創(chuàng)意溫度”主題。同時，還將多種硬件帶入課堂，通過搭建、觀測、實驗，讓學生真切體會溫度變化、溫度轉(zhuǎn)化中的奇妙與趣味。

四、教學目標

幫助學生理解我們所處的環(huán)境是不斷變化的，可以用變量來記錄這些變化中的環(huán)境數(shù)據(jù)，并學會建立變量;能夠利用變量控件配合溫度傳感器測得實時溫度，并將溫度與生活實際應用結(jié)合起來，做到學以致用;通過小組合作討論、師生問答等方式，研究判斷該選擇何種控件搭建腳本，對華氏溫度與攝氏溫度進行換算，體驗結(jié)構(gòu)化程序設計的思想;通過創(chuàng)意制作，激發(fā)學生學習編程的興趣，讓學生養(yǎng)成用信息科技解決生活中問題的習慣。

五、教學重點與難點

（一）重點

建立變量，運用變量測溫，將溫度數(shù)據(jù)進行相關(guān)轉(zhuǎn)化。

（二）難點

對變量、判斷、運算等控件的科學理解與運用。

六、教學準備

師生電腦，觸控電子白板，小組實驗主控板、溫度傳感器、LED燈等。

七、教學過程

（一）生活體驗，自然導入

師：這幾天氣溫變化很大，大家要注意及時增減衣物。你們有哪些方法可以了解氣溫情況呢？

生1：到室外感受當天的氣溫。

生2：通過電視、手機、廣播等知道近期的溫度變化。

師：了解氣溫的方法有很多，老師今天要介紹的方法與大家說的都不一樣，是什么方法呢？瞧，這個“神器”已經(jīng)放在咱們課桌上了，你們知道它是什么嗎？（PPT展示溫度傳感器圖片及簡介）今天我們就把溫度傳感器和Scratch軟件結(jié)合起來，學習有趣的“創(chuàng)意溫度”。

設計意圖：從學生日常很熟悉、感受很深的氣溫變化，自然引出本課將要研究的知識，并通過神秘硬件——溫度傳感器的展示激發(fā)學生學習探究的興趣，為新課教學做好課堂氛圍、學生心理等方面的鋪墊。

（二）項目活動，探究實踐

1.活動一：觀察實踐

師：這個神奇的溫度傳感器是如何測溫的呢？老師通過一個小實驗來演示，請你們注意觀察。

請一位學生充當“書記員”，記錄這個溫度傳感器測得的五次溫度，并展示給大家看。

學生小組之間通過討論，分析思考數(shù)值之間有什么規(guī)律，并猜想應該用什么類型的控件來記錄展示數(shù)據(jù)。老師揭示控件名稱——變量，并展示變量的定義。

學生根據(jù)導學案自學完成溫度傳感器與電腦的連接，并在Scratch中建立相應變量，遇到困難多與老師、同伴交流。老師指名請學生上臺展示。

設計意圖：在學生前期學習Scratch的基礎上，首次用軟硬件結(jié)合的形式開展研究性學習活動，拓展了學生對Scratch功能的認知。通過觀察溫度傳感器在短時間內(nèi)細微數(shù)值的變化，引導學生自主探討得出變量控件的內(nèi)涵，有效減輕了學生學習新知的難度。連接硬件、建立變量屬于本節(jié)課的兩個操作要點，讓學生通過自學導學案、老師個別輔導、生生互助合作等方式，強化自主、合作、探究，并養(yǎng)成傾聽與分享的好習慣。

2.活動二：賦值變量

師：你們的操作水平真棒，已完成了相關(guān)的準備?？墒乾F(xiàn)在并沒有溫度數(shù)值顯示，為什么呢？

學生繼續(xù)頭腦風暴，得出結(jié)論：要通過搭建腳本，將探測到的溫度數(shù)據(jù)賦予變量。

設計意圖：硬件與軟件的聯(lián)通包含物理連接和程序連接兩步，缺一不可。老師用啟發(fā)式提問幫助學生在操作中發(fā)現(xiàn)問題，并通過討論、猜想、嘗試，驗證解決問題的策略，讓學生在層層遞進中逐步領(lǐng)會信息科技的嚴謹。

3.活動三：實時測溫

師：下面開展三個小實驗：現(xiàn)在室內(nèi)環(huán)境溫度多少？你的手掌溫度多少？電腦屏幕前溫度多少？兩人一組分工測量、記錄。

學生交流反饋測溫中發(fā)現(xiàn)的問題：由于每次都是測一次顯示一次，造成小組之間相同類型數(shù)值相差較大。學生思考如何提高測量的準確性，經(jīng)過討論，得出解決方案：要讓溫度傳感器保持同一狀態(tài)穩(wěn)定感應并及時記錄數(shù)值。

師：老師在你們實驗研究的時候，對Scratch程序進行了小小的改編，確保測溫數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定。（老師展示應用效果，學生思考如何設計改進。）

生：老師在腳本中加上了循環(huán)控件，提高了實時測溫的精準性。（學生上臺展示。）

師：我們可以通過改進程序設計流程，讓測溫更加科學、有效。

設計意圖：操作始于需求，先布置任務讓學生嘗試完成，在操作中發(fā)現(xiàn)問題，學生通過研討、實驗予以解決處理。同時對老師的作品進行反向推理，突破難點，猜想用循環(huán)控件來達到實時精準監(jiān)測的目的，有助于學生自信心的樹立。這樣，使知識源于主觀的觀察發(fā)現(xiàn)、探索實踐，并在反復的調(diào)試中固化為學生的真正認知。

4.活動四：溫度轉(zhuǎn)化

師：有這么一個事例，一個人的體溫為98度，但屬于正常，你們知道這是為什么嗎？

生：我們在科學和數(shù)學的學習中知道溫度的單位有多種，其中我國常用的攝氏度（℃）和歐美部分國家常用的華氏度（℉）之間轉(zhuǎn)化關(guān)系是F=1.8*C+32。上例所說的98度應該是98華氏度，實際約相當于36.7攝氏度，的確是正常體溫。

師：我們使用的溫度傳感器測得的是攝氏溫度，能不能讓電腦顯示出華氏溫度數(shù)值呢？

學生交流討論，在Scratch中進行程序設計，并展示效果。

設計意圖：由一個小案例引出華氏溫度，學生結(jié)合已有認知，交流了有關(guān)溫度的相關(guān)知識，自然地參與到兩種溫度轉(zhuǎn)化的設計之中，進一步提高了學生通過觀察表面現(xiàn)象追尋知識實質(zhì)內(nèi)涵的能力，既體現(xiàn)了多學科融合，也讓學生逐步形成數(shù)據(jù)加工處理素養(yǎng)。

5.活動五：小燈變色

師：看來運用Scratch編程能處理很多問題，那我們還能結(jié)合相關(guān)的軟硬件設計出哪些有趣的作品呢？（學生交流討論、反饋）請你們觀察老師帶來的新設計作品，思考LED小燈顏色是在什么條件下發(fā)生了變化？（溫度傳感器接觸熱水杯外壁）這需要用到哪些控件來實現(xiàn)？

生：我通過觀察發(fā)現(xiàn)，溫度超過一定的數(shù)值，LED小燈就會變紅，反之則是藍色的。

師：是的。那為什么會這樣呢？

生：溫度傳感器測出來的數(shù)值再和某個設定值進行比較、判斷，達到某個相對高的值，燈就顯示紅色，沒有達到就顯示藍色。

老師引導學生如何在運算模塊中添加比較大小的控件并進行賦值、判斷。

設計意圖：數(shù)據(jù)在應用中體現(xiàn)價值與生命力，本環(huán)節(jié)通過增加LED小燈及程序設計，完成了一件科技小作品，實現(xiàn)了溫度的“可視化”。雖進入教學后半程，但該過程的科學性、趣味性、實用性都非常明顯，學生的探究欲得到了更好保護與激發(fā)。

（三）歸納總結(jié)，拓展延伸

師：這節(jié)課主要掌握了哪些信息科技知識與技能？暢想一下應用今天的知識還能設計出哪些有趣又實用的創(chuàng)意作品？

設計意圖：本環(huán)節(jié)主要是對前面各類觀測、設計、操作、展評的回顧與總結(jié)，以便學生牢固掌握本課新知。同時，思維需要拓展發(fā)散，創(chuàng)新創(chuàng)造源于對生活的觀察和思考。激活學生的智創(chuàng)思維能力，提高數(shù)字化合作與探究能力是新時代教學的要旨。

八、教學反思

本節(jié)課的核心內(nèi)容是讓學生理解和使用變量來編程。如何在教會學生使用變量的同時，培養(yǎng)學生信息科技核心素養(yǎng)中的“計算思維”“數(shù)字化學習與創(chuàng)新”等，是教者始終思考的要點。學生愿意去想、去嘗試，才是一切的開端，所以教者將測溫這個富有生活氣息的操作作為切入點。如何測——需要傳感器;測得的溫度存何處——變量;怎樣提高測量的準確性——加入循環(huán)控件實時測量;測得的數(shù)據(jù)應用在何處——兩種溫度轉(zhuǎn)換、與LED小燈搭配展示提醒等。

因此，教者認為本節(jié)課有以下兩個成功處：一是將測溫運算貫穿整個課堂，把教學任務穿插在一系列小問題、小活動中，老師變成一位“引導者”來幫助學生發(fā)現(xiàn)問題，并自主討論出解決方案，進行實踐嘗試，學生成為課堂的真正主體。二是任務設置由淺入深、層層遞進，教者考慮到學生的接受能力、操作水平等參差不齊，為了讓所有人都能收獲編程帶來的喜悅，課堂一開始，用前面學過的循環(huán)控件來過渡，大部分學生能夠立刻想到并完成作品。同時通過小組合作的形式，打破學生之間的技術(shù)屏障，以一點帶動一面、一面帶動一片的合作模式，增強學生之間的合作意識和分享欲。

通過課堂教學實踐，教者也感覺到在課前設計與課堂演繹中還存在缺憾。例如，對老師測溫所得的數(shù)據(jù)和學生操作完成后測得的數(shù)據(jù)，沒有設計一個數(shù)字化工具來記錄收集、呈現(xiàn)展示，光靠眼睛觀察判斷效果不夠直觀明顯。同時，本課容量偏大，部分環(huán)節(jié)的處理不夠到位。

九、點評

本課例是筆者參加江蘇省“領(lǐng)航杯”信息化教學能手大賽市選拔賽展示的一節(jié)公開課。該項競賽涉及各學科，在評審選手教學基本功的同時，強調(diào)信息化、數(shù)字化方式手段在教學中的科學高效應用，以真正實現(xiàn)教學目標，突破教學重難點。

由此，在教學設計時，筆者深入分析了教材與學情，尋找本課與新技術(shù)、新設備的融合點，對教學資源進行了重構(gòu)與精選，確立了“淡化‘小貓’角色，緊扣‘出題’核心，聯(lián)系生活情境，展現(xiàn)創(chuàng)意溫度”的總思路。本課的設計特色主要體現(xiàn)在以下三方面。

一是軟硬件結(jié)合?！敖獭迸c“用”的一致性是教育的重要追求，信息科技倡導“智創(chuàng)”造物，單一的程序設計僅是紙上談兵，“鼓勵‘做中學’‘用中學’‘創(chuàng)中學’，凸顯學生的主體性”是《義務教育信息科技課程標準（2022版）》提出的明確要求，本課中無論是測溫數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化還是溫度展現(xiàn)為不同顏色的小燈，都是學以致用在生活中的體現(xiàn)，也是軟硬件結(jié)合教學帶來的一大成果。

二是跨學科主題活動。在2022版課標中，設計“跨學科主題活動，小型系統(tǒng)模擬”是第三學段（5～6年級）的重要教學任務，本課安排的硬件連接、實時測溫、溫度轉(zhuǎn)化、小燈變色等活動，既自成一體，又全方位融入數(shù)學、科學、勞技等學科知識，打通了學科間無形的壁壘，讓教學的趣味性、綜合性、前瞻性得到顯著提升。

三是學習支架清晰。對學習支架狹義的理解是要給學生搭建“跳一跳，夠得著”的平臺，且這個平臺應是螺旋式上升的。本課從初始的觀看奇妙的測溫到自行組裝測溫、溫度轉(zhuǎn)化與可視化應用，其梯度是顯而易見且引人入勝的，牢牢抓住了學生的“心”，學生學習的主動性與探究性得到充分保障?？v觀整節(jié)課，學生的創(chuàng)新力、學習力和遷移力都得到了較好的培育與提升。

誠然，如果在設計時能深入了解學生的基礎，尤其是對各類硬件的操作技能了解到位，并做出合理安排，就能節(jié)約寶貴的課堂教學時間。對各類數(shù)據(jù)的收集、分析可以借助相關(guān)軟件，進一步數(shù)字化、可視化。要注意探索利用信息科技手段解決問題的過程與方法，這一點教者也有體會。教學永遠是一門遺憾的藝術(shù)，面對處于時代前沿的信息科技學科，我們只要積極探索、主動思考，就一定會綻放新的光彩！