《世园会园区实时人数监控系统》教学设计

来源:用户上传      作者:丁小刚

　　● 创新整合点
　　①通过未来教室无限复制、小白板、微课、富媒体等功能，切实地实现了教师与学生、学生与知识的互动。
　　②结合社会热点——世园会，激发学生通过程序设计的参与社会，同时让学生体会程序设计思维，为今后的学习打下基础。
　　● 教材分析
　　本课选自北京版《信息技术》第三册第三单元“信息技术学科实践活动”，是对Scratch侦测模块、选择结构语句、重复执行语句、比较命令模块等的综合运用。为此，本课的教学设计以“Scratch程序设计——世园会园区实时人数监控系统”为主线，在教学过程中通过设置问题、任务引导，环环相扣，节节提升，让学生始终处于思考与自主探究学科实践活动之中，从而实现预期的教学目标。
　　● 学情分析
　　1.年龄特点
　　本课的授课对象为五年级学生，他们的认知发展水平正处于具体认知阶段，对使用摄像头扫描入园的原理能够做出简单的认知分析。
　　2.兴趣与经历
　　学生在信息技术学科实践活动中使用过Scratch软件，编写程序较熟练，对编程活动充满兴趣。
　　3.已具备的基础知识和技能
　　学生已经能运用Scratch的基础命令制作简单动画、改善动画效果。同时，随着年龄的增长、学习能力的提高，学生逐步具备了在学习中发现问题、思考并尝试解决问题的能力，有了从学习过程中发现并总结学习方法的能力，能够用学到的方法指导自己的学习。但他们对某些知识、方法仅有初步的自我认识，尚不能独立地形成系统的认识。
　　4.对新知了解程度
　　学生对选择结构语句编程的实现方法比较模糊，个别学生对选择结构的逻辑关系理解有一定困难。
　　● 教学目标
　　知识与技能目标：学会运用选择结构语句、重复执行语句、视频侦测语句、比较命令语句等，能够编写程序，实现世园会园区实时人数监控。
　　过程与方法目标：能够将自然语句转化为程序语句，并掌握创编程序的一般方法和流程。
　　情感态度与价值观目标：结合生活实际和社会热点，增强围绕需求问题灵活运用技术解决问题的意识，体验到成功的乐趣，学会欣赏他人，学会接纳建议。
　　● 教学环境
　　教学环境包含计算机教室、宽带网络、多媒体计算机、未来教室课件、摄像头。
　　● 教学过程
　　1.提出问题，导入新课
　　教师利用未来教室软件的多重幕布功能，链接正在进行的世园会导入新课，并通过一组数据来分析世园会存在的安全隐患。
　　师：正在召开的世园会参观人数众多，每天将有10万到15万的客人来到园区参观，园区每天都有那么多人，会有哪些安全隐患呢？
　　学生头脑风暴，总结得出园区面临的问题。
　　师：看来人数众多，是关键问题，要保证世园会园区人数在一个安全可控的范围之内，该怎么办呢？这里有一个设计好的世园会实时人数监控系统，利用这个系统可以知道园区内人数是否在安全可控范围内。在看这个系统时请大家思考：系统设计需要几个角色？每个角色要完成什么功能？大概会用到哪些命令？小组讨论，并汇报。
　　生：需要三个角色——入口、出口、实时人数;会用到摄像头的命令、数据、如果、循环、运算符号等命令。
　　师：我们可以怎么做来控制园区内的人数，保证世园会安全顺利进行？认真阅读学习单上的资料（如图1），你能提取出什么信息或者关键词？
　　生：观众由入口进入，入口记录进入的人数，当进入10万人时提示入口不允许观众再进入，出口有人出去后，园区总人数减少，入口可以继续进入。
　　教师在学生汇报过程中，利用工具栏里小剪刀工具的连续裁剪功能，将问题描述中的关键词裁剪出来，在学生汇报结束后，将裁剪出的关键词放到小白板中，得出需要解决的关键问题。
　　设计意图：利用信息技术导入课程，将学生带入对社会实践的思考，进而可以引导学生发现问题、提出猜想、解决问题，从而实现提高学生信息技术核心素养的教育目标。
　　2.分析问题，绘制流程图
　　（1）教师质疑，学生寻找相关语句
　　师：今天我们利用摄像头侦测动作来模拟入口人流进入和出口人流离开。
　　教师出示学习任务一：请你在Scratch中以小组合作的方式，一起找一找与摄像头相关的命令行语句有几个，并猜测如何用摄像头来模拟人流进入或者离开。
　　学生找到和摄像头相关的命令，体会其使用方法。
　　（2）应用自然语言描述程序的逻辑结构
　　师（点拨）：与摄像头相关的语句找到了，想实现模拟人流进入你能用“应用如果”的选择结构说一说吗？（教师把语句拖出放到屏幕上）
　　小组代表回答问题。
　　师：大家用自然语言说出了模拟人流進入、离开园区的逻辑关系，下面我们一起来试着把程序的流程图完善一下，然后再用Scratch的程序设计语言来实现。
　　生：如果摄像头侦测到的动作速度大于数值30，那么入口增加1（摄像头侦测到人物动作速度大于某个数值后，才执行命令，微小慢速的动作是忽略不计的）。
　　师：入口的数值可以无限增大吗？受什么限制？
　　生：不能无限增大，受园区实时人数的限制，如果园区实时人数小于10万，就可以进入。
　　师：下面，我们用流程图表示利用摄像头侦测动作来模拟入口人流进入（如下页图2）。
　　师：你能根据出口实时人数的相关要求，运用入口流程图的绘制方法绘制出口实时人数的流程图吗？请小组交流，完成绘制，并汇报。
　　小组自主研究，并派代表汇报。
　　教师在学生汇报的过程中，使用利用未来教室无限复制、富媒体等功能制作好的课件，对照学生汇报流程图，找出需要使用的命令语句。
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