《用滑杆控制角色》教学设计

陈东文

创新整合点

Scratch是美国麻省理工学院（MIT）专门为中小学生开发的、简易的图形化编程软件，它不涉及代码编写，而是通过像搭积木一样的方法来做出动画或游戏。它不仅易于学生使用，而且能寓教于乐，培养学生的创新能力。因此，我们尝试在七年级上学期开设校本课程“Scratch趣味程序设计”，旨在通过图形化的编程软件，让学生设计他们感兴趣的动画或游戏。在这个过程中，学生在教师的正确引导下，通过巧妙的思考来寻求解决问题的方法，品味编程之美。

本节课，学生学习了Scratch传感板、数学建模、编程等方面的知识，涉及了科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）等方面的内容，它们的首字母S、T、E、M（STEM）所代表的，正是未来将会反映国家综合实力的一种教育思潮，这种教育思潮倡导学生在综合学科的环境下应用多学科的知识来解决问题。

教材分析

学校在七年级上学期完成广东省版信息技术课程的教学任务后，增加了校本课程“Scratch趣味程序设计”的内容。在七年级下学期又引入了传感板这一Scratch的硬件内容（本节为硬件引入第一课时），学生的编程从完全虚拟的环境走向实体环境，并通过主动的学习和探索，激发对虚实结合编程的求知欲。本节内容涉及数学计算及坐标等内容，学生在信息技术的学习、实践过程中能融会贯通地应用多学科知识来分析、解决问题。完成任务的过程是一个将问题抽丝剥茧、层层推进的思维过程，对训练学生的逻辑思维有非常重要的意义。

学情分析

本节课的授课对象是初中一年级的学生，他们具有主动尝试、追求独立等特点，同时这个年龄段的学生遇到挫折，容易自我怀疑，产生焦虑、放弃的情绪，所以我尽量做到让他们的探究和学习活动从易到难、分层推进，在愉悦的学习氛围中达成教学目标。此前，学生已熟悉了Scratch的界面和编程操作，制作出“舞台小猫”、“幸运转盘”、“神秘花园”、“大鱼捉小鱼”、“桌面弹球”等经典案例，这个时候引入Scratch传感板，一是让学生的创造力更有发挥的空间和余地，二是可以通过传感板、数学建模等内容，让学生体验解决问题的新方法，从而拓宽他们的视野，使学习也进入一种新的状态。

教学目标

知识与技能目标：掌握与滑杆传感器相关的积木调用；了解滑杆传感器的参数范围；掌握通过数值变换，将滑杆传感器适用于特定角色的精确控制的方法。

过程与方法目标：通过难度不同的任务挑战，体会从易到难解决问题的方法；通过完成分层设计的任务，学有所获；通过自主探究和合作学习的过程，懂得习得技能和学会知识的延展。

情感态度与价值观目标：体验在从易到难解决任务的过程中获得成功的情感；逐渐养成与同学协作互助，寻求解决问题方法的习惯。

教学环境与准备

电子教室互动教学系统、Scratch传感板、学习资源包。

教学过程

1.激趣导入

请一位学生在教师指导下操控传感板上相应的传感器，控制Scratch案例中角色和场景的动作：光感传感器将卧室光线调暗，主人准备休息；老鼠出现；声音传感器控制小猫角色，使其身体变大吓退老鼠；滑杆传感器精确移动小猫的身体，使它能够接到主人奖励的更多小鱼。

其他学生观察故事情节的发展与传感板上相应传感器的关系，大胆猜测所使用传感器的功能。

设计意图：由于学生之前未接触过传感板，对其非常好奇。因此，对传感板的使用跃跃欲试。这时引入有趣的故事案例，能极大地吸引学生的注意力，激发他们的学习兴趣和强烈的求知欲。

2.探究互动

学生对照图片与实物，结合故事案例，与前面学习过的机器人的传感器作对比，从而了解传感板的基本组成部分，引出本课主题。

在编程界面中，学生要找出与滑杆传感器有关的积木“藏”在哪个模块中。

教师引导学生观察几个例子，了解滑杆传感器积木使用在不同的角色或脚本中，产生的不同效果。

①滑杆传感器改变飞机飞行轨迹的颜色；

②滑杆传感器让大叔随意变胖或变瘦；

③滑杆传感器推到一定的位置后小猫开始移动，否则小猫保持静止；

④滑杆传感器控制渔网的动作，使其能捕到更多的鱼（此例中，教师引导学生观察滑杆值进行多重计算的过程，以及它经过计算后精确控制渔网在舞台的Y轴方向上下移动的方法）。

学生参照学习资源包中的学案，打开传感板在舞台上的监视面板，推动滑杆传感器，记录滑杆传感器的参数范围（0～100）。

设计意图：先引导学生观察几个例子，使其了解积木的几种基本使用方法。然后观察这几个例子在编程过程中，滑杆积木是如何“嵌”入到角色脚本中的，既让他们对原来陌生的积木使用有了一定的信心，也培养了他们的观察能力和分析能力。接着在学案的帮助下，学生动手检验和记录，找出滑杆传感器的参数范围。学生通过观察、实践和自主探索的过程，学习滑杆传感器的相关基础知识。

3.任务挑战

挑战一：宝剑出鞘

学生打开学习包中的半成品案例，做相应的“填空”练习，用滑杆传感器控制剑身的颜色特效。用滑杆传感器控制宝剑的方向从0度旋转到360度。

教师提出问题：如果直接使用滑杆传感器的值来填入方向值可以吗？为什么？如果不行的话，要经过怎样运算才可以呢？请学生以小组为单位共同动手实践和探索，得出答案。

挑战二：用滑杆改造自己的游戏——桌面弹球

教师要求学生用滑杆改造自己的桌面弹球作品，即将作品中的“弹球板”角色改为用滑杆控制，要求滑杆在X坐标方向上精确移动（如图1）。改造前师生共同探讨以下问题：舞台坐标与滑杆参数范围之间有怎样的关系？经过怎样运算，才能将控制角色的范围从（0～100）扩大到X坐标范围（-200～200）？学生以小组为单位进行讨论、思考、计算、检验。

请成功的学生代表分享他们的改造方法，看看谁的方法更容易理解，并准确实现。

设计意图：挑战的任务由易到难、层层推进，由将滑杆值直接填空，到对滑杆值进行简单计算，再到最后的任务涉及多重运算，每个任务都在解决上个任务的基础上进行设计。学生通过手中的传感板能立刻检验自己的挑战成果，获得极大的成功感，同时小组讨论能开拓思路，擦出火花，找出解决问题的有效方法。

4.任务拓展

已完成任务挑战并学有余力的学生可以试着用滑杆改造接球游戏。游戏要求以滑杆中点（滑杆传感器的值为50）为基准，向左移动滑杆，男孩向左走；向右移动滑杆，男孩向右走，这样灵活移动能接到更多的球。

设计意图：此任务为学有余力的学生而设，让他们在完成挑战任务之余，能够将本课知识点与原来学习过的条件判断等知识相融合来解决问题，促使他们进一步巩固和内化知识。

5.课堂小结

利用电子白板的“聚光灯”功能，一边学生说本节课学到的知识或完成的任务，一边教师引出内容回顾的概念图（如图2）。

课堂练习紧紧围绕教学目标和教学重难点来设计，能较为清晰地了解学生对本节内容的掌握情况。这也是对本节内容知识点的再次回顾和梳理。

学生说一说，与自己平时使用的游戏手柄对比，滑杆在控制角色上还有什么不足之处？通过教师引导语言，为后续课程做好铺垫。

设计意图：通过小结、归纳，本节课知识的线索和脉络清晰地再现给学生，使其对本节课的教学内容有全面、系统的梳理，从而留下清晰、完整的印象。

教学反思

1.实体参与，全新体验

本节课首次引入Scratch传感板，通过探索—检验的过程，学生不但学习到与滑杆传感器相关的基础知识，而且通过直接或间接使用传感器的值，使滑杆能真正按要求适用于角色的精确控制。学生通过一边改造，一边检验的学习过程，体会到解决问题的成就感。

2.从易到难，层层推进

挑战任务遵循从易到难、层层推进的原则，让学生在解决问题的过程中逐个突破，打开思路。在完成任务的过程中，多学科综合知识的使用也可以锻炼学生的逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力。

3.小组协作，思维碰撞

本节内容特意设计为两位学生使用同一块传感板，四位学生为一个互助小组。这样，学生在解决问题的过程中可以小组的形式来共同讨论，找出解决问题的方案。学生在讨论、协作的过程中，能发现实现同一目标的多个方法，从而使其打破独自完成任务的僵化思维。实践证明，这是高效的学习方法。

4.学科整合，融会贯通

本节内容涉及数学坐标及计算、科学、工程等方面的内容，需要学生不但能掌握信息技术学科的相关知识，而且能使用综合学科的知识来分析、解决问题，这无疑是多赢的学习局面。

点评

本课在教学的各个环节，为了引导学生首次进入软、硬件结合的编程环境，教师采用了许多有趣的案例，不仅有课堂导入环节，如光线减弱，主人准备休息；小猫随着声音变大而身体变大，从而吓跑了老鼠等，还有大叔随意变胖变瘦、捕鱼游戏、接球游戏等，这些案例极大地激发了学生的好奇心和学习积极性。

由浅入深的多个学习任务，都需要学生自己去思考传感器的取值范围和实际取值范围间的映射关系，如第二个任务，即如何将0～100的取值范围映射到0～360度的旋转角度等，需要学生自己运用数学知识进行深入的探索。课堂特意让两位学生共用一个传感板进行编程，既提高了课堂效率，又锻炼了学生的合作能力。

这节课运用传感板上的滑杆传感器，结合数学中的范围缩放与建模知识，控制角色在舞台上的移动、转向和色彩变换，编写出富有个性的有趣互动游戏，呈现了Scratch除编写游戏、动画、数字音乐绘画作品外的更丰富的教学应用。每个任务都涉及Scratch编程、传感板的传感器应用、数学映射等知识，真正体现了STEM教育的多学科融合精神。课堂中学生主动学习，积极探索，始终保持着活跃的思维。

本课在实施过程中，引导学生进行有效的自主探究和合作学习，既是STEM教育的研究方法，也是其教育目标。离开学生的自主探究、合作学习，STEM教育就是无源之水、无本之木。如何设计有效的自主探究合作学习环节，是每位尝试STEM教育的教师要认真思考的问题。

当然，本课也存在由于课时太短，导致学生自主探索不够充分、评价不够深入等问题，但瑕不掩瑜，本课是STEM教育在信息技术学科教学中的一次有益尝试，值得参考和学习。