垃圾分類 你我同行——Scratch中變量的使用

教學(xué)背景

本課基于生活中的情境——垃圾分類，將生活中的場景轉(zhuǎn)移到Scratch程序中，以問題解決為線索開展本課的學(xué)習(xí)。在解釋變量的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生建立變量，實現(xiàn)垃圾分類程序的計數(shù)功能，進(jìn)而讓學(xué)生通過討論、分析和探究，建立新的變量，實現(xiàn)程序的計時功能。讓學(xué)生經(jīng)歷從認(rèn)識變量到使用變量的過程，在問題解決中提升計算思維。

教學(xué)目標(biāo)

知識與技能

描述變量的基本作用;區(qū)分變量名和變量值;參照本課中的案例，設(shè)計垃圾分類小程序。

過程與方法

1.通過實現(xiàn)程序的計數(shù)功能，梳理變量使用的一般步驟。2.經(jīng)歷腳本編寫、運(yùn)行和糾錯的過程，嘗試使用變量解決相關(guān)問題。

情感態(tài)度與價值觀

1.認(rèn)同垃圾分類的必要性，增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境的責(zé)任感。2.體會程序設(shè)計的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，形成應(yīng)用所學(xué)解決現(xiàn)實問題的意識。

教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn) 使用變量實現(xiàn)程序的計數(shù)功能。

教學(xué)難點(diǎn) 參照本課案例，設(shè)計完善垃圾分類小程序。

教學(xué)過程

一、觀看視頻，進(jìn)入學(xué)習(xí)情境

創(chuàng)設(shè)垃圾分類情境，播放有關(guān)上海市垃圾分類的視頻，提問相關(guān)問題，并呈現(xiàn)本課主題：制作垃圾分類小程序。

二、分析問題，完善程序雛形

教師提供垃圾分類程序支架，請學(xué)生運(yùn)行程序，并根據(jù)垃圾分類的規(guī)則，分析程序運(yùn)行過程中，垃圾投遞正確和投遞錯誤時程序應(yīng)該執(zhí)行何種行為，修改完善香蕉皮角色的腳本，初步實現(xiàn)垃圾分類程序的雛形。

三、變量計數(shù)：模仿+糾錯

優(yōu)化程序，使用變量為程序添加計數(shù)功能，實時統(tǒng)計用戶的完成數(shù)量。教師通過生活實例對變量的作用、變量名和變量值進(jìn)行說明，引導(dǎo)學(xué)生在Scratch中新建變量，學(xué)生在模仿和糾錯中實現(xiàn)程序的計數(shù)功能。最后師生共同回顧在計數(shù)功能實現(xiàn)過程中變量值的變化情況，梳理變量使用的一般步驟。

四、變量計時：分析+探究

學(xué)生在區(qū)分變量名、變量值和熟悉變量基本操作的基礎(chǔ)上，對本課的知識進(jìn)行遷移和運(yùn)用，進(jìn)一步使用變量為程序添加計時功能。學(xué)生通過討論，分析計時功能中變量值的變化情況，根據(jù)小組設(shè)計的方案應(yīng)用變量實現(xiàn)計時功能，解決問題。

五、展示交流，延伸拓展

學(xué)生運(yùn)行程序，記錄小組最佳成績，并交流實現(xiàn)過程中遇到的問題，以及小組是如何解決的。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生課后繼續(xù)優(yōu)化垃圾分類程序，并幫助身邊的人了解垃圾分類的知識。

案例詳解

一、Scratch中的變量

變量存放的內(nèi)容是數(shù)據(jù)，是信息的載體，是計算機(jī)識別、存儲、加工的對象。由于變量的值是可變的，人們根據(jù)現(xiàn)實需要，設(shè)計算法，處理變量的值，將相關(guān)的數(shù)據(jù)保存下來。在Scratch中的變量位于“數(shù)據(jù)”模塊，在“數(shù)據(jù)”模塊下新建變量后會新增四個模塊指令（如圖1），可對變量的顯示、隱藏和變量的值進(jìn)行設(shè)置。

二、程序設(shè)計

（一）需求分析

根據(jù)需求，學(xué)生操作變量為垃圾分類程序設(shè)計計數(shù)和計時功能，此處將實現(xiàn)計數(shù)功能的變量取名為“完成數(shù)量”，將實現(xiàn)計時功能的變量取名為“時間”?！巴瓿蓴?shù)量”的初始值為0，變化規(guī)則為每個垃圾投遞正確時，變量值+1;“時間”的初始值為0，變化規(guī)則為每隔1秒，變量值+1，直到游戲結(jié)束。

（二）程序?qū)崿F(xiàn)

1.垃圾分類程序雛形

舞臺中有四個垃圾箱，地面有四個垃圾角色（如圖2），根據(jù)垃圾分類的規(guī)則，每個垃圾被拖動到正確的垃圾箱時投遞成功，該垃圾角色消失，被拖動到錯誤的垃圾箱時，垃圾角色返回地面原點(diǎn)。以上功能主要通過“如果—那么”程序指令實現(xiàn)，以香蕉皮角色為例，香蕉皮屬于濕垃圾，其程序腳本如圖3所示。

2.應(yīng)用變量實現(xiàn)計數(shù)功能

新建變量，輸入名稱“完成數(shù)量”，在每個垃圾角色中添加指令，使得每個垃圾角色碰到正確的垃圾箱時，變量“完成數(shù)量”的值增加1，如圖4所示。

部分學(xué)生會在初次編程中忽略變量初值的設(shè)置，不過在測試時，當(dāng)學(xué)生運(yùn)行一次程序投遞完所有垃圾后，變量的值從0增加到4，但當(dāng)學(xué)生再次運(yùn)行程序時，“完成數(shù)量”的值仍然為4。此時學(xué)生會發(fā)現(xiàn)并關(guān)注變量初始值的問題，進(jìn)而在程序開始時將“完成數(shù)量”的值設(shè)置為0。（如圖5）

3.應(yīng)用變量實現(xiàn)計時功能

新建變量，輸入名稱“時間”，先將其初始值設(shè)置為0，然后讓變量等待1秒后增加1，并且重復(fù)執(zhí)行。（如圖6）

此時變量“時間”相當(dāng)于一個秒表，隨著時間的增加，變量“時間”會一直增加下去。但垃圾分類小程序不需要“時間”一直增加下去，而是在所有垃圾投遞完成（完成數(shù)量=4）時停止，從而記錄用戶完成垃圾投遞的時間，以顯示其答題水平（快慢）。此時，學(xué)生需要修改圖6中的重復(fù)執(zhí)行指令。一種做法是設(shè)置重復(fù)執(zhí)行指令的結(jié)束條件，當(dāng)“完成數(shù)量=4”時，結(jié)束循環(huán)（如圖7）;另一種做法是在重復(fù)執(zhí)行指令中對變量“完成數(shù)量”的值進(jìn)行判斷，當(dāng)“完成數(shù)量=4”時，停止腳本運(yùn)行（如圖8）。

（三）延伸拓展

請學(xué)生運(yùn)行程序，統(tǒng)計最佳成績，引導(dǎo)學(xué)生思考還可以從哪些方面繼續(xù)完成作品，如：根據(jù)完成時間，為用戶評定星級（一顆星、兩顆星、三顆星等）;增加更多的垃圾角色，使得垃圾分類小程序更有宣傳價值。

教學(xué)反思

本課的主題與時事結(jié)合，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，將德育滲透于無形。學(xué)生在垃圾分類背景知識的基礎(chǔ)上活學(xué)活用，設(shè)計完善垃圾分類程序。教學(xué)中為學(xué)生搭建支架，幫助學(xué)生快速建立程序雛形，任務(wù)設(shè)計由易到難，沿著“變量概念講解—模仿變量計數(shù)—使用變量計時”的學(xué)習(xí)主線，引導(dǎo)學(xué)生從模仿到創(chuàng)造，不斷解決問題。解決問題的方法是不唯一的，例如實現(xiàn)計時功能中，可以以1秒為間隔單位，也可以以0.1秒為間隔單位，學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計的方案予以實現(xiàn)。隨著學(xué)生操作能力和思維能力的不斷提升，后續(xù)教學(xué)中可以給學(xué)生更開放的空間，讓學(xué)生從更高層次上提出方案、實現(xiàn)方案、解決問題。