学习领域/模块 循环嵌套
学习目标确定
学习目标: 通过编写控制“模拟停车场门禁”程序,理解循环结构的循环体和循环条件,学会使用重复执行直到()和wedo2.0扩展模块传感器代码模块; 在解决停车场门禁问题的过程中,学会程序设计的一般过程方法,提升计算思维水平; 在项目学习探究活动中,通过项目文档记录过程,提升信息意识水平;体验车牌图像识别,了解人工智能相关知识,提升信息社会责任意识。
学习重点难点
重点: 重复执行直到()代码模块、wedo2.0扩展传感器距离代码模块; 循环结构的循环体和循环条件; 程序设计的一般过程方法。 难点: 循环结构的循环体和循环条件 程序设计的一般过程方法
学习评价设计
1、项目程序运行结果通过实物模型结构加以检验、反馈,其结果直观有效促进学生对代码模块的学习和应用,提升学生发现问题、解决问题的能力;课后会利用问卷,调查学生掌握本课知识情况,为教学提供反馈。 2、利用项目文档进行过程记录,评价项目文档引导学生学会记录:利用项目文档文字和图片记录,能够如实展现学生在程序设计过程中的思维的变化,反映学生在活动中知识获得、技术应用、思维发展等方面的情况,能够较好的体现不同水平学生的能力发展。
学习活动设计
教师活动 学生活动
环节一:联系实际,观察探究
教师活动1: 师播放校园车库门禁进车视频。 师:请你语言描述一下看到的过程? 师板书学生的语言描述: 检测 开门 等待 关门 师请学生尝试探究:在项目程序中如何表示这个过程? 师巡视指导,引导学生在编写代码、调试程序的过程中,利用项目文档记录程序调试修改的前后变化,记录自己的思考发现。 师:你是否编写代码表示了刚才描述的过程? 师请生发言、展示 学生活动1: 学生观看 学生语言描述:检测到车来门开,等待一段时间,关门。 学生尝试探究发现,利用已搭建的WeDo结构模型,进行程序测试;小组讨论交流。 学生利用项目文档做过程记录 学生展示项目程序
活动意图说明: 联系生活实际观察,产生问题需要,进而借助实物模型在探究中发现学习,促进教学重点的习得;探究活动中应用相同的程序设计过程,增加学生对程序设计过程的感知体会,为提升其计算思维水平做铺垫;贯穿的项目文档记录,促进学生养成过程记录的好习惯,提升其信息意识。
环节二:深入发现,归纳方法
教师活动2 师:结合实际生活,你发现了什么问题? 师:你认为可以做哪些调整来更符合实际的需要? 师引导分析:怎么检测? 检测几次? 一直在做什么? 师总结学生发言:一直重复在做的事情,我们叫做“循环”。 (师板书:循环) 师继续引导学生:刚才我们提到的“循环”就是“只要检测到车就一直等待循环”,这个循环从哪里开始从哪里结束呢? 师总结学生发言:一直循环的部分叫做循环体,要注意确定好循环体的开始和结束。 (师板书:循环体、循环起止) 师总结学生发言:而且这个循环中同学们提到的检测到车就一直循环检测,说明这个循环是有条件的,距离的远近就成为循环的条件。 (师板书:条件) 师引导学生认识:程序触发的事件代码代表了最初的“检测”,它实际上也包含了一个循环。 师根据学生发言进行梳理板书: 师请生继续探究发现,编写代码实现增加修改的过程。 师巡视指导,引导学生在编写代码、调试程序的过程中,利用项目文档记录程序调试修改的前后变化,记录自己的思考发现。 师请生发言、展示 师引领学生回顾前面的过程,归纳总结程序设计的一般方法: 提取问题——建立模型——编写代码——调试修改 (师板书) 师请生展示项目文档,并引导学生从条理性、完整性、多样性、丰富性几个方面进行简单评价。 学生活动2 学生发现提出问题:虽然程序执行成功了,但是我发现这是不行的:实际生活中检测到车来后,打开门,要等待车完全通过才能关门,现在有可能存在卡住车的问题…… 学生提出:要增加检测 学生思考发言:传感器检测距离<50车还在;直到距离>50车离开就停止检测 学生思考发言:只要有车就一直等待重复检测,直到看不见车了就退出检测。 学生指出:在开门后面开始检测,只要检测到车就一直等待循环,直到检测不到车就结束等待循环,然后关门。 学生听讲理解 学生明确循环体、循环起止、循环条件 学生听讲理解 学生梳理过程 学生尝试探究实现循环,利用已搭建的WeDo结构模型,进行程序测试;小组讨论交流。 学生利用项目文档做过程记录 学生展示: 学生回顾过程 学生展示项目文档记录 学生依据标准进行简单评价
活动意图说明: 基于真实问题的发现和解决来促进学生主动的意义建构,完成教学重点学习和难点突破;借助已有项目回顾和实物模型结构以及项目文档记录,有效促进学生的正迁移,总结归纳程序设计的一般方法,突破教学难点,提升计算思维水平。
环节三:引申思考,回归生活
教师活动3 师再次播放:学校车库门禁工作视频 师引导学生观察车库门禁摄像头拍摄车牌并进行识别进入。 师引导学生结合前面的项目程序思考: 检测到来车后,对车牌的识别放在什么位置呢? 师结合“车牌识别”程序引导学生了解增加的新循环和新循环的条件。 师请学生小组打开“车牌识别”项目程序,重点观察新条件循环的加入,并利用小组的车牌图片进行车牌智能识别体验。 师引导学生思考: 程序的执行过程是什么? 和之前的程序相比,有什么不同? 循环体是什么?循环条件是什么? 师请生思考:围绕校园中的智能停车场,你认为还可以从哪些方面做出改进呢? 师总结:根据实际需要来进行改进 学生活动3 学生观察 学生思考提出:将车牌识别部分放在“检测到来车”之后 学生观察“车牌识别”程序 学生小组打开项目程序,重点观察新增加的条件循环部分,并进行车牌识别体验 学生思考发言:增加的条件循环中循环体是等待和车牌识别;循环条件有两个:检测到车、车牌是允许进入车牌 只要不符合两个条件就一直等待不开门和进行车牌识别,只有同时符合两个条件才跳出循环,执行开门…… 学生发言:统计车辆、停车缴费、车位路线规划……
活动意图说明: 基于学生建议需要,利用校园实例,再次巩固教学重点内容,并初步了解体验人工智能;借助对校园停车场智能化改进的思考,增强从生活实际需要出发解决问题的意识,同时为后续反思修改建议打好基础,提升信息社会责任意识。
环节四:总结收获,推动项目
教师活动4 师:今天我们围绕校园中智能停车场,借助软件平台和模型结构,进行了学习和研究,你们有哪些收获? 师:我们今天学会了循环结构,知道了程序设计的一般方法。同时同学们提出了关于校园智能化特别是智能停车场的改进建议,我们再后续的学习活动中将继续展开探究。 学生活动4 学生发言谈收获 代码模块学习、编程的方法、校园停车场库的智能化改进……
活动意图说明: 总结知识和方法,提出指导建议,为后续项目活动开端,促进项目活动的有效开展,助力学生探究、发现、成长。
板书设计
作业与拓展学习设计
(1)课后评价反馈 课后会引导学生利用问卷进行课后的评价反馈,引导学生关注评价,同时为教学活动提供参考。 (2)平台资源利用 Kittenblock平台提供了丰富的案例资源、软件深入学习、硬件扩展知识、讨论版块等大量支持,教师引导学生课余学习感兴趣的知识,作为项目活动的成果交流分享环节的补充。此项内容是针对学有余力的学生。 (3)项目活动反思 各小组课后对小组前期项目活动情况进行总结,从知识学习、问题解决、建议反思、团队合作、活动管理等多个方面进行反思并修正问题,为后续的学习活动顺利进行做好准备。
特色学习资源分析、技术手段应用说明
(1)循环结构,全面分析 从停车场门禁管理的过程,提取了门禁管理的共性方式,对问题进行了进一步抽象;在分析过程中对循环结构进行了细致分析,同时将过程分析、流程图设计与图形化指令进行了合理的对接,尤其是将事件驱动指令下隐含的循环过程进行了剖析,从而帮助学生在编程过程中扫除了认知障碍;补充的硬件验证、项目过程记录为学生的编程提供了可靠的支持。 (2)实物模型,测试验证 借助实物模型结构进行测试、修改、验证,其直观的结构及显性结果,有效促进学生正迁移,大大激发学生探究学习的欲望,达成主动意义建构,突破教学难点。 (3)项目文档,过程记录 项目文档作为学生参与活动的过程记录,是过程性评价的可靠参考;可以帮助学生很好地建立内容之间的联系,促进学生思维的深入。(图为以前学生学习时记录文档) (4)活动贯穿,知识融合 在课程教学中引入项目学习,能够促使学科知识融合,顺利有效实施单元学习;通过项目学习活动,有效地培养学生的动手能力、逻辑思维能力、创造能力、交流能力、合作能力、管理能力等多方面能力。