《世園會(huì)園區(qū)實(shí)時(shí)人數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

● 創(chuàng)新整合點(diǎn)

①通過未來教室無限復(fù)制、小白板、微課、富媒體等功能，切實(shí)地實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)生、學(xué)生與知識(shí)的互動(dòng)。

②結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)——世園會(huì)，激發(fā)學(xué)生通過程序設(shè)計(jì)的參與社會(huì)，同時(shí)讓學(xué)生體會(huì)程序設(shè)計(jì)思維，為今后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

● 教材分析

本課選自北京版《信息技術(shù)》第三冊(cè)第三單元“信息技術(shù)學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)”，是對(duì)Scratch偵測(cè)模塊、選擇結(jié)構(gòu)語句、重復(fù)執(zhí)行語句、比較命令模塊等的綜合運(yùn)用。為此，本課的教學(xué)設(shè)計(jì)以“Scratch程序設(shè)計(jì)——世園會(huì)園區(qū)實(shí)時(shí)人數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)”為主線，在教學(xué)過程中通過設(shè)置問題、任務(wù)引導(dǎo)，環(huán)環(huán)相扣，節(jié)節(jié)提升，讓學(xué)生始終處于思考與自主探究學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)之中，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

● 學(xué)情分析

1.年齡特點(diǎn)

本課的授課對(duì)象為五年級(jí)學(xué)生，他們的認(rèn)知發(fā)展水平正處于具體認(rèn)知階段，對(duì)使用攝像頭掃描入園的原理能夠做出簡單的認(rèn)知分析。

2.興趣與經(jīng)歷

學(xué)生在信息技術(shù)學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中使用過Scratch軟件，編寫程序較熟練，對(duì)編程活動(dòng)充滿興趣。

3.已具備的基礎(chǔ)知識(shí)和技能

學(xué)生已經(jīng)能運(yùn)用Scratch的基礎(chǔ)命令制作簡單動(dòng)畫、改善動(dòng)畫效果。同時(shí)，隨著年齡的增長、學(xué)習(xí)能力的提高，學(xué)生逐步具備了在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題、思考并嘗試解決問題的能力，有了從學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)并總結(jié)學(xué)習(xí)方法的能力，能夠用學(xué)到的方法指導(dǎo)自己的學(xué)習(xí)。但他們對(duì)某些知識(shí)、方法僅有初步的自我認(rèn)識(shí)，尚不能獨(dú)立地形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

4.對(duì)新知了解程度

學(xué)生對(duì)選擇結(jié)構(gòu)語句編程的實(shí)現(xiàn)方法比較模糊，個(gè)別學(xué)生對(duì)選擇結(jié)構(gòu)的邏輯關(guān)系理解有一定困難。

● 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能目標(biāo)：學(xué)會(huì)運(yùn)用選擇結(jié)構(gòu)語句、重復(fù)執(zhí)行語句、視頻偵測(cè)語句、比較命令語句等，能夠編寫程序，實(shí)現(xiàn)世園會(huì)園區(qū)實(shí)時(shí)人數(shù)監(jiān)控。

過程與方法目標(biāo)：能夠?qū)⒆匀徽Z句轉(zhuǎn)化為程序語句，并掌握創(chuàng)編程序的一般方法和流程。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：結(jié)合生活實(shí)際和社會(huì)熱點(diǎn)，增強(qiáng)圍繞需求問題靈活運(yùn)用技術(shù)解決問題的意識(shí)，體驗(yàn)到成功的樂趣，學(xué)會(huì)欣賞他人，學(xué)會(huì)接納建議。

● 教學(xué)環(huán)境

教學(xué)環(huán)境包含計(jì)算機(jī)教室、寬帶網(wǎng)絡(luò)、多媒體計(jì)算機(jī)、未來教室課件、攝像頭。

● 教學(xué)過程

1.提出問題，導(dǎo)入新課

教師利用未來教室軟件的多重幕布功能，鏈接正在進(jìn)行的世園會(huì)導(dǎo)入新課，并通過一組數(shù)據(jù)來分析世園會(huì)存在的安全隱患。

師：正在召開的世園會(huì)參觀人數(shù)眾多，每天將有10萬到15萬的客人來到園區(qū)參觀，園區(qū)每天都有那么多人，會(huì)有哪些安全隱患呢？

學(xué)生頭腦風(fēng)暴，總結(jié)得出園區(qū)面臨的問題。

師：看來人數(shù)眾多，是關(guān)鍵問題，要保證世園會(huì)園區(qū)人數(shù)在一個(gè)安全可控的范圍之內(nèi)，該怎么辦呢？這里有一個(gè)設(shè)計(jì)好的世園會(huì)實(shí)時(shí)人數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)，利用這個(gè)系統(tǒng)可以知道園區(qū)內(nèi)人數(shù)是否在安全可控范圍內(nèi)。在看這個(gè)系統(tǒng)時(shí)請(qǐng)大家思考：系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要幾個(gè)角色？每個(gè)角色要完成什么功能？大概會(huì)用到哪些命令？小組討論，并匯報(bào)。

生：需要三個(gè)角色——入口、出口、實(shí)時(shí)人數(shù);會(huì)用到攝像頭的命令、數(shù)據(jù)、如果、循環(huán)、運(yùn)算符號(hào)等命令。

師：我們可以怎么做來控制園區(qū)內(nèi)的人數(shù)，保證世園會(huì)安全順利進(jìn)行？認(rèn)真閱讀學(xué)習(xí)單上的資料（如圖1），你能提取出什么信息或者關(guān)鍵詞？

生：觀眾由入口進(jìn)入，入口記錄進(jìn)入的人數(shù)，當(dāng)進(jìn)入10萬人時(shí)提示入口不允許觀眾再進(jìn)入，出口有人出去后，園區(qū)總?cè)藬?shù)減少，入口可以繼續(xù)進(jìn)入。

教師在學(xué)生匯報(bào)過程中，利用工具欄里小剪刀工具的連續(xù)裁剪功能，將問題描述中的關(guān)鍵詞裁剪出來，在學(xué)生匯報(bào)結(jié)束后，將裁剪出的關(guān)鍵詞放到小白板中，得出需要解決的關(guān)鍵問題。

設(shè)計(jì)意圖：利用信息技術(shù)導(dǎo)入課程，將學(xué)生帶入對(duì)社會(huì)實(shí)踐的思考，進(jìn)而可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想、解決問題，從而實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生信息技術(shù)核心素養(yǎng)的教育目標(biāo)。

2.分析問題，繪制流程圖

（1）教師質(zhì)疑，學(xué)生尋找相關(guān)語句

師：今天我們利用攝像頭偵測(cè)動(dòng)作來模擬入口人流進(jìn)入和出口人流離開。

教師出示學(xué)習(xí)任務(wù)一：請(qǐng)你在Scratch中以小組合作的方式，一起找一找與攝像頭相關(guān)的命令行語句有幾個(gè)，并猜測(cè)如何用攝像頭來模擬人流進(jìn)入或者離開。

學(xué)生找到和攝像頭相關(guān)的命令，體會(huì)其使用方法。

（2）應(yīng)用自然語言描述程序的邏輯結(jié)構(gòu)

師（點(diǎn)撥）：與攝像頭相關(guān)的語句找到了，想實(shí)現(xiàn)模擬人流進(jìn)入你能用“應(yīng)用如果”的選擇結(jié)構(gòu)說一說嗎？（教師把語句拖出放到屏幕上）

小組代表回答問題。

師：大家用自然語言說出了模擬人流進(jìn)入、離開園區(qū)的邏輯關(guān)系，下面我們一起來試著把程序的流程圖完善一下，然后再用Scratch的程序設(shè)計(jì)語言來實(shí)現(xiàn)。

生：如果攝像頭偵測(cè)到的動(dòng)作速度大于數(shù)值30，那么入口增加1（攝像頭偵測(cè)到人物動(dòng)作速度大于某個(gè)數(shù)值后，才執(zhí)行命令，微小慢速的動(dòng)作是忽略不計(jì)的）。

師：入口的數(shù)值可以無限增大嗎？受什么限制？

生：不能無限增大，受園區(qū)實(shí)時(shí)人數(shù)的限制，如果園區(qū)實(shí)時(shí)人數(shù)小于10萬，就可以進(jìn)入。

師：下面，我們用流程圖表示利用攝像頭偵測(cè)動(dòng)作來模擬入口人流進(jìn)入（如下頁圖2）。

師：你能根據(jù)出口實(shí)時(shí)人數(shù)的相關(guān)要求，運(yùn)用入口流程圖的繪制方法繪制出口實(shí)時(shí)人數(shù)的流程圖嗎？請(qǐng)小組交流，完成繪制，并匯報(bào)。

小組自主研究，并派代表匯報(bào)。

教師在學(xué)生匯報(bào)的過程中，使用利用未來教室無限復(fù)制、富媒體等功能制作好的課件，對(duì)照學(xué)生匯報(bào)流程圖，找出需要使用的命令語句。

設(shè)計(jì)意圖：通過分析問題，繪制流程圖，明確程序的基本結(jié)構(gòu)，并在解決問題的過程中，體會(huì)“問題—流程圖—程序設(shè)計(jì)”這一程序設(shè)計(jì)的過程”。

3.知識(shí)遷移，完成任務(wù)

（1）教師布置任務(wù)，學(xué)生嘗試方法

教師提出學(xué)習(xí)任務(wù)：小組合作，嘗試應(yīng)用偵測(cè)模塊、選擇結(jié)構(gòu)、重復(fù)執(zhí)行等語句編程完成入口和出口的程序結(jié)構(gòu)（如圖3、圖4）。

教師巡視，發(fā)現(xiàn)問題個(gè)別指導(dǎo)，并鼓勵(lì)學(xué)生嘗試操作。

（2）師生群策群力，質(zhì)疑解疑，交流方法

師：誰愿意展示一下本組的研究結(jié)果呢？并說一說，研究過程中，遇到了哪些問題。

學(xué)生積極回答問題，并說出困難，教師與學(xué)生一起研究問題并解決。

師：有一個(gè)問題，就是入口和出口程序有什么區(qū)別？

教師因勢(shì)利導(dǎo)，釋疑解惑，強(qiáng)調(diào)編程中的要點(diǎn)。

學(xué)生完善、調(diào)試程序。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)習(xí)任務(wù)依次出現(xiàn)，知識(shí)上相互呼應(yīng)，操作上循序漸進(jìn)，感悟理解上逐步提高，能更好地突破教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)。

4.歸納總結(jié)，展示評(píng)價(jià)

各個(gè)小組推薦優(yōu)秀作品，進(jìn)行展示，教師引導(dǎo)學(xué)生評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)作品優(yōu)缺點(diǎn)，并提出修改建議。

5.課堂小結(jié)

學(xué)生談收獲，教師總結(jié)。

● 教學(xué)反思

溫度：從課堂上學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)來看，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)感興趣，能在學(xué)習(xí)的過程中體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的快樂，課堂氛圍融洽，具備了良好的課堂“溫度”。

廣度：課堂教學(xué)全過程實(shí)現(xiàn)了全體學(xué)生參與、學(xué)生全程參與。

深度：課堂環(huán)環(huán)相扣、層層深入、步步提升，學(xué)生能通過感悟、實(shí)踐、比較等方式獲得認(rèn)知方法。

梯度：在本課中，不同的學(xué)生學(xué)不同難度的技術(shù)，不同層次的學(xué)生得到不同的發(fā)展，學(xué)生的個(gè)性得到充分張揚(yáng)，自主創(chuàng)新意識(shí)有所增強(qiáng)。

適度：課堂設(shè)計(jì)合理、恰當(dāng)、巧妙，符合學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，促進(jìn)了學(xué)生的成長。

點(diǎn)? 評(píng)

課堂是教學(xué)的主陣地，怎樣通過深化信息技術(shù)與教學(xué)深度融合創(chuàng)新，構(gòu)建以學(xué)生為中心的教與學(xué)方式，不斷提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)業(yè)質(zhì)量，提升教師信息化教學(xué)能力，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)不斷發(fā)展，是我們?cè)谛畔⒒缆飞喜粩嗵剿骱颓斑M(jìn)的動(dòng)力。

北京市延慶區(qū)西屯中心小學(xué)丁小剛老師顯然對(duì)這堂信息技術(shù)實(shí)踐課《世園會(huì)園區(qū)實(shí)時(shí)人數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)》做了深入的探索和研究。

丁老師結(jié)合正在召開的世園會(huì)，以“Scratch程序設(shè)計(jì)——世園會(huì)園區(qū)實(shí)時(shí)人數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)”為主線，在教學(xué)過程中通過設(shè)置問題、任務(wù)引導(dǎo)，環(huán)環(huán)相扣，節(jié)節(jié)提升，讓學(xué)生始終處于思考與自主探究學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)之中。通過未來教室豐富的功能使用，使課堂更加精彩，切實(shí)實(shí)現(xiàn)了師生互動(dòng)、學(xué)生與知識(shí)的互動(dòng)，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的課堂教學(xué)模式。

課堂教學(xué)全過程實(shí)現(xiàn)了全體學(xué)生參與、學(xué)生全程參與;教師無論是引導(dǎo)學(xué)生繪流程圖還是嘗試應(yīng)用偵測(cè)模塊、選擇結(jié)構(gòu)、重復(fù)執(zhí)行等語句編程完成入口程序結(jié)構(gòu)，都特別注重小組合作探究式學(xué)習(xí)，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的課堂教學(xué)模式，也為學(xué)生提供了一個(gè)較為自主、寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生的個(gè)性得到充分張揚(yáng)，自主創(chuàng)新意識(shí)不斷增強(qiáng)。特別是丁老師利用未來教室這個(gè)新媒體新技術(shù)，更好地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性，提高了課堂教學(xué)的效率，促進(jìn)了課堂教學(xué)的變革與創(chuàng)新，為進(jìn)一步深化信息技術(shù)與教學(xué)深度融合，做了有益的探索。

丁老師的這節(jié)課從總體上來說設(shè)計(jì)得還是比較成功的，美中不足的是未來教室中還有一些功能需要在課堂上再進(jìn)一步開發(fā)和使用，這樣課堂的成效會(huì)更顯著一些。

（點(diǎn)評(píng)人：2019年度全國教師信息素養(yǎng)提升交流活動(dòng)評(píng)委/山東省淄博市臨淄區(qū)教育局電教中心 李麗）

2019年度全國教師信息素養(yǎng)提升交流活動(dòng)

教學(xué)實(shí)踐評(píng)優(yōu)——基于交互設(shè)備的互動(dòng)教學(xué)課例組

恩歐希教育信息化發(fā)明創(chuàng)新獎(jiǎng)/一等獎(jiǎng)·小學(xué)信息技術(shù)