《有趣的体感游戏——摄像头》教学设计

学情分析

本课的教学对象是小学六年级学生，他们已经具备了较强的计算机操作技能及较好的信息技术基础及素养，并具备了一定的逻辑分析、判断能力和抽象思维能力，独立意识和成人感逐步增强。通过五年级对Logo语言基础的学习，他们对“程序设计”这一概念已经具有感性而模糊的认识，同时通过对“画图”软件的学习，他们也掌握了较好的电脑绘画基本功，使得知识的迁移与转换成为可能。通过前一阶段对Scratch1.4的学习，学生们已经掌握了Scratch编程的基本方法，并能根据自己的想法创作多样的Scratch益智游戏。这一年龄段的孩子思维活跃，观察和分析能力都有了质的提升，在日常的创编中体验到Scratch赋予的无穷的想象力和空间，他们也从中体会到了无限的创作乐趣。

教材分析

《有趣的体感游戏——摄像头》是基于Scratch2.0新增的视觉感知技术而开发的一课教学内容，属于Scratch2.0新增的体感模块。它所需的设备只是普通的摄像头，因而在实现视频判断的精确度上就有所欠缺，但还是比较容易掌握的，特别适用于小学生或初学者的学习和体验。基于这些情况，本课将教学内容分为两个部分：一是利用物体在摄像头前对角色或舞台的移动速度变化值来触发相应交互；二是利用色块在摄像头前的成像色来触发相应交互。其中在脚本中选用合适的摄像头体感方式来触发相应的交互是本课教学的难点。

教学目标

知识与技能目标：理解摄像头的作用，掌握和运用物体在摄像头前对角色或舞台的移动速度变化值，而触发相应交互。

过程与方法目标：通过两脚本的对比，发现Scratch2.0中新的视频感知功能模块，体验视频感知带来不同寻常的体感乐趣。能运用视频感知的特殊光感作用，选择更适宜的脚本方式，实现丰富多彩的体感游戏实例，并将其运用至实际生活中，如红外线光控楼道灯、红外线光控自动门等。

情感态度与价值观目标：通过学习Scratch2.0中摄像头的视频感知功能模块，喜欢上Scratch编程；培养探究能力和坚忍不拔的意志。

教学重难点

重点：掌握和运用物体在摄像头前对角色或舞台的移动速度变化值，来触发相应交互。

难点：如何在脚本中选用合适的摄像头体感方式来触发相应的交互。

教学过程

1.创设情境，感受摄像头的魅力

师：印度的飞饼久负盛名，同学们都喜欢吃吧！今天老师就和大家一起玩一个用Scratch做的翻饼游戏。同学们在玩这个游戏的同时，请思考：①这个游戏与我们以往玩的Scratch游戏有什么不同？②仔细观察，碰到了什么饼会上下翻转？③你能帮老师找到它吗？是什么？（如上页图1）

通过试玩，学生发现这个飞饼游戏是通过人身体的影子在镜头中的来回走动而触发飞饼上下翻转的，从而引出本课教学主题——视频感知，并请学生上来找到了真正触发飞饼翻转的视频感知主角——摄像头。

教师出示课题——神奇的摄像头。

师：接下就让我们一起来探究Scratch中“神奇而有趣”的摄像头。

设计意图：有趣而生动的游戏导入，让学生亲身体会Scratch2.0基于视频感知的神秘感和趣味感，不仅能激起学生学习的冲动，更重要是能引发他们探究新知识、新技能的积极性和主动性，为后面的学习做铺垫，而且还可以让孩子们感知到Scratch2.0技术背后所蕴含的文化内涵——印度美食之一“飞饼”的制作工艺。

2.对比探究，认识新模块命令

教师打开“印度飞饼”游戏的Scratch2.0脚本，让学生观察并思考，学生们可结合自主探究和合作探究进行（如图2）。

活动1：观察后，是否发现此脚本中与先前游戏的脚本中有哪些模块命令是以前没有的？（将摄像头“开启或关闭”、将摄像头的透明度设定为一定值、视频侦测动作在“角色”或“舞台”上并大于或小于某一值，这三个模块命令如图2）

师：它们有什么用处呢？

活动2：学生分组，在原脚本上尝试这三个模块命令，感知一下这些模块命令的用处，并交流讨论，归纳用法（结合自主和合作探究完成）。

师小结：模块命令是控制摄像头的开启和关闭；模块命令是控制摄像头呈现在舞台上的透明度；模块命令是当摄像头侦测到的物体与角色和舞台相“重叠”，所引起的“舞台”和“角色”的速度或幅度（光流）发生变化，当大于或小于某一值时，随即实现相应交互。

一般作为条件判断要与运算相结合。

设计意图：对比学习能让学生找到新旧知识的衔接点，使其学习更具联系性和延续性，更易于接受新知识、新技能，并掌握得更加牢固。同时，在探究中将学生分组，兼顾各组间的均衡和组员间的特长，明确组内成员的分工，关注弱势学生。

3.尝试修改，巩固新知

当学生认识了Scratch2.0中的视频感知功能模块后，就要让他们尝试将托气球的游戏修改成利用摄像头来“托气球”的体感游戏。

学生们自主尝试修改，并交流互助。在学生修改的脚本中，大致会出现两种运用摄像头触发“气球”上托的条件判断，一种是视频侦测动作在“角色”上，另外一种是视频侦测动作在“舞台”上。

活动：让学生实际对比视频侦测动作在“角色”和“舞台”上的不同。

学生尝试操作后，交流讨论、归纳：视频侦测动作在“角色”上，即视频侦测到的动作只有发生在角色上，才能触发交互，相对比较精准。视频侦测动作在“舞台”上是指视频侦测到的动作只需发生在舞台上，即可触发交互，相对比较宽泛。在具体操作中还是要根据实际情况选用最适合的方式。

设计意图：修改原来的Scratch能让学生对知识的掌握有一个延续性，更容易掌握两者的相同点，区分两者间的不同，达到融会贯通，有助于对新知的掌握。对视频侦测动作在“角色”和“舞台”的进一步分析，学生能更细致地掌握视频侦测动作在不同对象上所触发不同交互，并根据实际情况选用最为适合的方式，发挥其最佳潜能。

4.拓展延伸，实际运用

师：那我们能否运用Scratch2.0新增的视频感光模块功能，来解决我们实际生活中的一些问题？

教师引导学生自主思考后再进行小组讨论，而后小组选出代表，汇报自己小组的讨论成果。学生设想可以运用此功能模块设计一套基于Scratch2.0下的楼道光感灯、电子感光自动门、视频识别防盗系统等。

活动：如果是在没光线的时候或地方，那怎么办呢？

教师引导学生明白在这种情况下要配上红外线或其他设施设备来解决。

设计意图：此环节将课堂教学延伸到学生的生活实际，“想象是一切创造活动的源泉”，学生们通过大胆的想象，可以将Scratch2.0的视频感知所学技术与生活实际相结合，如设计一套楼道感应灯、电子感光自动门和视频识别防盗系统等。

5.拓展新知、破解疑惑

请学生说说在实际操控这些体感游戏时的感受。学生感觉运用摄像头对动作幅度的侦测容易受到周围环境诸多因素的干扰。

活动1：除此之外，还能运用什么方法借助摄像头侦测会更为精确些？

以白话文“待他倦怠无备，我却举起红旗，将军便下山击之：以逸待劳，必当取胜……”引出“信号旗”，以“信号旗”再引导到“颜色”。

学生尝试发现通过颜色也可以进行侦测，判断会相对精确些。

活动2：颜色可以运用软件原先所提供的颜色吗？尝试修改托气球的脚本，使之变为摄像头侦测到相关颜色而触发相应交互的体感游戏。

学生修改脚本发现，此模块命令中的“碰到颜色”是指摄像头在当时环境中所获取的视频感知颜色；通过测到的颜色来触发托气球的交互操作。

但在实际操控中，学生会发现获取的颜色在再次被读取时有些困难，这是怎么回事呢？又怎么解决呢？教师引导学生探究和尝试。

学生发现原来由于Scratch2.0的视频感知是通过普通摄像头来实现的，摄像头侦测或获取到的颜色只是图像中不同点上的颜色光感序列所组成的，因此为了使脚本能顺利执行，在取色时，可以在颜色纸的不同区域依次取色，最好把颜色纸卷成“色卷”，在不同点上获取光感颜色，这样所获取的光感颜色更具代表性。

师：获取了这么多颜色后，如何能放在一起执行呢？想想以前我们遇到过吗？对，可以运行逻辑运算模块中的“或”运算，来实现多颜色的侦测、判断。

活动3：运用“色卷”来控制“赛车”游戏，将手控赛车游戏，转变为“色卷”体感赛车游戏。要求：①尝试用不同颜色的“色卷”来控制赛车行驶速度及方向；②赛车能通过不同的“色卷”自如地在赛道上行驶，并顺利到达终点；③学生展示自己编写的脚本成果，并阐述编写脚本的想法。取长补短，达到共同进步。

设计意图：设计这一环节，主要是让学生进一步理解编程思维方式，在编程中不能只求一种方式，而是要在多种方式中选用能使脚本最优化的、最能有效实现编程目标的那种方式，简单地说就是程序最优化。同时让学生在创作体验中享受编程的乐趣，最大限度地表达自己的想法，并付诸实施。

6.构筑认知，展望未来

这节课我们学习了Scratch2.0中摄像头的视频感知功能模块：一是利用物体在摄像头前对角色或舞台的移动速度变化值来触发相应交互；二是利用色块在摄像头前的成像色来触发相应交互。明白了可以运用摄像头感知对象的动作幅度和光感颜色作为条件判断，触发相应交互。虽然目前该项技术还刚刚起步，还有很多不完善的地方，但相信通过我们的努力，该项技术一定能在今后的日常生活中得到广泛应用，希望同学们树立良好的编程理念，培养灵敏的编程嗅觉，敢于将所学的新技术应用到日常生活中解决实际难题。

教学反思

本课是围绕Scratch2.0新增的视觉感知模块而开发的一堂编程实践课，我以学生喜闻乐见的印度飞饼体感游戏导入，让学生观察此游戏与之前玩的其他游戏有何不同。通过观察，学生发现神奇而又有趣的摄像头同样能实现鼠标、键盘或游戏杆等设备的功能，充分激发学生兴趣和学习主动性，让学生在学习知识技能的同时，享受人文信息的熏陶。随后运用新旧Scratch脚本的对比和知识迁移，找出新增模块命令并尝试其功能，但此时他们所获得的知识技能都是零散的，需经过交流、讨论的“洗礼”才能理顺和巩固自己的探究“成果”。其后我又安排了组内、组与组之间的合作探究和交流环节，通过学生间合作探究和交流，进一步提升学生Scratch的编程理念。最后运用启发式教学，让学生发现除了物体在摄像头前对角色或舞台的移动速度变化值来触发交互，还可利用色块在摄像头前的成像色来触发交互，使所编写的Scratch脚本达到最优化，逐步培养学生良好的编程素养。

本课除了让学生认识和体验视频感知模块给Scratch2.0带来的全新感受外，所涉及的脚本编写相对比较简单，学生们都能完整地体验“挥手托气球”和“色块赛车”体感游戏的修改和开发过程，他们展示的作品、灿烂的笑容和交流言谈的字里行间都洋溢着很强的成就感。Scratch最大的优势——平易近人、生动活泼、实现想象、成就创新在本课中得到充分体现。

点评

本课属于信息技术教学中Scratch编程实践课，Scratch2.0中新增添的视频感知模块，对于学生来说非常新鲜，他们非常感兴趣。本课就是基于Scratch2.0中的视频模块而开发的教学内容：有趣的体感游戏——摄像头。与以往程序教学不同，本课不是简单教授学生如何编程，而是先通过印度“飞饼”的体感游戏，引出Scratch还可以通过摄像头来侦测对象，运用程序对比、知识迁移找出Scratch2.0中新添的视频感知模块，通过学生间自主探究和合作探究逐一认识和掌握每一个模块命令的作用和用途，而后进一步巩固Scratch新颖的编程理念，通过模仿、实践和创新达到真正掌握和运用新知识和新技能。为了更有效提高信息技术学科的课堂教学效率，帮助学生能在充分理解的基础上掌握技能，并进一步运用到生活实际中，朱益老师在以下三方面做了一些尝试：

一是在创设教学情境中融入人文信息，实现传授技术与人文熏陶相整合。朱老师通过有趣而生动的体感游戏——“印度翻饼”导入，让学生亲身体会Scratch2.0基于视频感知的神秘感，不仅激起学生学习的冲动，更重要的是引发他们探究新知识、新技能的主动性，为随后的学习做好铺垫，同时游戏题材的选用也让学生们感知到Scratch2.0技术背后所蕴含的那份文化内涵——印度美食之一“飞饼”，以及它的制作工艺。将枯燥的信息技术知识技能与学生的生活实际整合，将知识和问题还原到生活本原，让学生快乐地融入信息技术的编程学习中。

二是对比教学，知识迁移，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。在本堂课的教学中，朱老师适时运用两个程序脚本进行对比，让学生发现第二脚本中新增的视频感知模块，找到新旧知识的衔接点，通过自主合作探究认识和掌握新模块命令的功能并熟练运用，从而达到知识迁移，使学生对新学知识的掌握更加牢固，从而培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，让学生逐步构建起良好的编程理念。

三是启发式教学是信息技术课堂教学最为重要的一种教学方式。大教育家孔子曾提出“不愤不启，不悱不发”的经典论断，他认为在教学中应充分利用学生“愤悱”之时，对学生思维进行启发诱导，使其能举一反三、触类旁通，这样对新知识的掌握和运用将更为便捷和牢固。朱老师在本课很多环节都适时运用了这种教学方法，特别是在学生自主发现摄像头在侦测对象易受干扰时，启发学生思考能否运用其他方法来解决，并通过引用《三国演义》中的“待他倦怠无备，我却举起红旗，将军便下山击之：以逸待劳，必当取胜……”的白话文句，加以启发：从“信号旗”引入到“颜色”；让学生通过启发—尝试—思考—再尝试—再思考的过程，探究出可以借用“色卷”来帮助解决摄像头易受干扰的问题。这一过程让学生逐步构建良好的编程理念，体会编程的最优化，享受编程的乐趣，最大限度地表达自己的想法，并付诸实施。