基于计算思维的创意编程教学

作者:未知

  基于新课程理念,在《简单动画的制作》教学案例中,笔者以问题为起点,通过发现问题—探究学习—解决问题—交流分享的学习过程,提升学生的计算思维能力。
  ● 教材内容分析
  《简单动画的制作》是Scratch创意编程中通过为角色选取适当的造型,并使用重复执行模块和下一个造型模块编写脚本,实现角色的动画效果。在教学中,根据学生的实际接受能力和认知能力,确定了四个新知识模块,包括重复执行模块、遇到边缘就反弹模块、左右旋转模式模块和下一个造型模块。四年级的学生前面已经学习了两节课的Scratch编程,能够做出顺序结构的角色动画。
  ● 教学目标
  知识与技能目标:通过分析、设计角色“走”的动画,了解动画产生的原理,能够为角色设置适当的关键造型。
  过程与方法目标:通过编写角色“走”的动画脚本,掌握编写实现角色动画效果的脚本,体验循环结构的执行方式。
  情感态度与价值观目标:通过解决角色“走”脚本中的问题,初步了解调试脚本的方法,提升学生的计算思维能力,让学生体验学习成功的乐趣。
  ● 教学重点
  使用重复执行和下一个造型模块实现简单动画效果。
  ● 教学难点
  选取适当的关键造型,实现角色的动画。
  ● 教学过程
  1.问题导入,激发求知欲
  教师展示范例作品,提问:“你对角色走的样子满意吗?希望它怎么走?”由此引出学生创作的内部需求:如何让角色从一条腿漂移变成“走”的动作。
  教师让学生通过手翻书实践了解动画原理。
  学生分组研究手翻书,通过探究学习总结图片由静态到动态效果的产生原理:由走路动作的多幅关键图,快速连续播放形成动态画面。
  设计意图:导入问题,激发学生的好奇心,同时为后面规划解决“走”问题的方法、分解“走”的动作做好铺垫。
  2.任务驱动,引发探究
  (1)任务一:设置角色造型。首先,结合动画原理,学生摆弄自身肢体动作,提炼“走”的两个关键造型。教师接着指出:关键动作图片在Scratch中表现为角色的两个造型。接着,学生在任务的引领下,为自己的角色添加“走”或“飞”的关键动作。
  设计意图:以手翻书动画发现每页内容的联系为支架,学生用自己的肢体感受“走”的动作,很快能提出实现角色“走”的关键造型,由此突破为角色选取适当的关键造型的难点。
  (2)任务二:编写角色脚本。主要由提出、尝试、调试解决方案三步构成。
  首先,提出问题解决的方案。教师再次出示手翻书,提问引导:根据动画原理,这两个静态的关键造型怎么做才能有动画效果呢?学生提出两个关键动作:依次出现、重复。
  其次,尝试问题解决方案。教师出示任务:用模块实现角色“飞”或“走”。由于学生初学Scratch,对模块了解有限,因此教师引导学生:与造型有关的模块都在外观库,要通过语言描述功能找模块、试效果的过程尝试解决问题,由此渗透在想法和模块之间建立联系的方法。
  最后,调试解决方案。由于这是学生第一次有目的地编写程序,没有独立分析、解决编程问题的方法和意识,因此采用展示学生编程作品、师生共同分析的方式调试解决方案,过程如下:
  第一步,展示学生典型的编程方式,测试效果,学生提出问题——没实现重复,并提出解决方案——加重复执行模块。由此学生体验到下一个造型、重复执行模块的作用,有效突破了教学重点。
  第二步,调试脚本。学生在调试时遇到的问题包括两个造型变太快、没移动、跑出舞台、角色遇边头朝下。教师引导学生通过测试方案—发现新问题—解决问题的流程解决问题,渗透调试程序的方法。
  第三步,小结。引导学生说出下一个造型和重复执行模块的作用。此时学生对这两个模块的认识是基于表面现象的,为了形成学生对它们正确的认识,笔者通过问题引导小结,给出下一个造型模块和重复执行模块的准确内涵。
  第四步,学生按照调试思路进一步完善自己的脚本。
  3.回顾总结,知识梳理
  教师课件回顾解决问题的过程,梳理知识点,强调下一个造型和重复执行模块组合成的脚本是为角色制作简单的动画效果的常用编程方式。
  设计意图:让学生建构知识体系,提升解决编程问题的能力。
  4.分层创作,提升能力
  教师出示一个范例,让学生猜一猜:这两个造型是角色的什么动画?让学生思考:角色的动画可以用在什么故事情境中?
  教师展示范例作品,同时提示学生可以尝试拓展的模块。
  设计意图:任务一和任务二只是实现了角色的一个“走”的动画效果,而在实际创作中,角色必须要与特定的情境相结合才有意义。因此,这一环节让学生经历想象单独动画—创设故事情境—体验编程实现方法的过程,为学生独立创作做好铺垫。
  教师出示任务三:制作简单的故事情境,包括三个难度,学生自选一个进行实践。
  设计意图:分层任务的设计,既有横向的拓展,例如,脚本的不同组合及应用,多个角色的并行与互动,又有纵深的拓展,为不同层次的学生提供了多种可选择的空间。
  5.欣赏评价,思辨体验
  学生展示自己的作品,介绍实现方式。师生共同对作品进行点评,促进学生思辨体验。
  设计意图:培养学生的思辨能力和分析、判断问题的能力。
  6.拓展延伸,回归生活
  教师出示三個模块,告诉学生,使用它们都可以实现循环结构。接着出示上节课作品,让学生说一说:如何用循环结构进行优化?循环结构的优点是什么?
  教师课件展示,引导学生发现生活中的循环现象,渗透计算思维存在于生活中的观念。
  设计意图:学生通过改写脚本,感受在编程中循环结构的重要作用。   ● 教学反思
  本节课有以下几个特点:
  (1)从学生起点制订课程目标。本课的三维目标的制订都指向学生的学习行为,能够从目标中看到学生具体学习的环节和过程。在具体行为的描写上,意义明确,详细具体,可操作性强。本节课的重难点确立适当:本课重点的选择来源于教材内容,实现动画效果的脚本是制作Scratch编程作品的基础操作;难点来源于学生的认知,从具体的角色动画到抽象的角色造型,学生需要教师进一步的指导。
  (2)教师引导学生自主学习方法得当。本节课教师更多地给学生探究的机会。学生编程过程中自然是一条一条地编写“下一个造型”,教师及时引导学生分析要实现的目标——“重复”“下一个造型”,引导学生通过文字内涵联系找模块,根据“语言描述—找模块—试效果”的过程,渗透在想法和模块之间建立联系的方法,最终确立用循环结构解决问题。
  (3)有效调动学生的积极性。本节课课堂气氛活跃,学生举手发言积极,既有对问题的解答,又有遇到难题时的质疑,学生的思维被有效调动。特别是在学生汇报如何实现角色动画效果的脚本时,当第一个学生没有成功解决问题时,后续的两个学生采用了不同的编程方法解决了问题,虽然在编程技巧上还有欠缺,但是学生能主动思考解决问题的方法,敢于尝试和分享。
  (4)基于学生认知过程调整教学环节,进行有效生成。在新授环节,教师在学生探究后,请学生展示自己作品解决的方法,从而让学生体验编程解决问题的一般过程。在引出“将旋转模式设置为”这个模块时,由于学生对角色的旋转模式进行了提前设置,角色遇到边缘返回时并没有出现头朝下的象,教学处于“无问题”可解的局面。在这种情况下,教师并没有生硬地将这个模块提出,而是表扬鼓励学生解决问题的过程,然后让他们继续修改完善作品。很快,那些没有提前设置的学生发现了问题,并纷纷举手寻求帮助,此时,教师再次引导学生共同解决问题,让学生进一步体会模块的应用场景。
  (5)学习效果好,每位学生都获得了不同的发展。从学生任务一和任务二的完成情况来看,每位学生都实现了一个角色“走”或“飞”的动画效果,而且每一位学生都对任务三进行了探索,制作了符合自己兴趣和认知水平的作品,他们都在原有水平的基础上得到了提升。从学生的编程过程来看,他们开始习惯“调试”脚本,虽然技巧还不够熟练,但这是一个养成良好编程习惯的开端。
  Scratch软件是一款有效培养学生计算思维能力的载体,如果整节课只围绕某几个模块展开,强调内涵和作用,而缺少有效的任务情境,也只是教編程。教师要关注学生的学习流程,以学生的内需为切入点确立问题,最终让学生感受到编程的快乐,同时提升学生的计算思维的能力。
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