中图版五年级信息技术第五单元第三节 scratch灵活使用随机数 优质课教学设计

小学信息技术优质课灵活使用随机数教学设计教材分析1、 说地位：本课内容选自中图版五年级信息技术第五单元第三节程序设计显身手第4 课时。 在学生了解了 scratch 程序结构并且学习了基本指令以后，对所学内容进行的巩固加深， 在学习新指令的同时对学生所掌握的知识进行综合应用。充分体现作品的实用性、趣味 性和艺术性。2、 说联系：本课主要知识点是“数字和逻辑运算”指令组中提供的一个可以产生随机数的 指令。学生在之前已经学习了“控制”“动作”“外观”指令组中的基本指令，了解了程 序设计中的三种基本结构，感受了“声音”“画笔”“变量”指令组给程序设计带来的动 感和视觉魅力。在此基础上学习“随机数”指令，可以给学生的作品带来更强大的表现 力。对作品的创新有积极的作用。3、 说教材处理本课主要学习随机数指令，通过与其他指令相结合来设计程序，了解随机数据的获取、 存储和表达过程。并运用随机数据解决生活中的许多问题。培养学生的信息意识。对教 材进行了拓展和加深。通过单个随机数到多个随机数的生成，再到随机数与事物对象的 关联，让学生分析、判断综合各种信息资源，运用合理的算法找到解决问题的方案并形 成知识迁移。学情分析：本课内容面向五年级学生，他们已经掌握了部分计算机的基础知识和基本技能。对 scratch 软件有了一定的学习基础，掌握了基本的指令、程序结构。了解scratch 制作作品 的过程，能制作简单的电脑作品。教学目标：知识与技能：1、 在给定取值范围的情况下会使用随机数指令生成多个随机数，知道取值范围的限定 条件。2、 在给定取值范围的情况下会使用随机数指令生成随机字母或符号。3、 在程序设计中结合变量灵活使用随机数，实现随机颜色、随机角度及其他。4、 了解随机数据的获取、存储和表达过程，并在作品中灵活运用。过程与方法1、 从学生周围的事件入手，吸引学生对知识获取全过程的有效参与。2、 使用任务驱动的方法，让学生经历发现问题-自主探究-解决问题等一系列的探究体 验过程。3、用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型。情感态度价值观1、 培养学生对信息的获取、加工、管理、表达与交流的能力。2、 培养学生运用计算思维解决学习生活中实际问题的能力。3、 培养学生的信息意识和责任意识。使学生能够根据解决问题的需要自觉主动地寻求 恰当的方式获取和处理信息。教学重难点：重点：不同类型随机数据的获取。难点：随机数据的灵活使用教学过程一、情景导入，引出任务（2 分钟）师：同学们，雅虎邮箱是雅虎公司在 1996 年面向全球用户提供的一项电子邮箱服务。 我们在享受通信便利的同时，也面临着新的问题。有些人利用电脑程序自动注册邮箱发送垃 圾邮件淹没有用信息。雅虎的负责人联系到了卡内基梅陇大学一位 21 岁的学生：路易斯。 路易斯是一位计算机天才。他在研究了程序机器人的“工作手法”之后，给出了一个独特的 方案：在用户进行操作之前，通过设计的验证码进行反图灵测试。将那些机器人从正常用户 里揪出来。验证码实际上就是一种人机大战。今天，让我们一起来感受验证码的演化过程。当时的计算机图像识别技术还很落后，所以最初的验证码就是简单的随机字符串。 让我们从生成 4 位的随机数字开始吧。（启动 scratch 软件）设计意图：创设轻松愉快的情境，将新知识的学习过程与学生的已有知识和生活实际 相结合，引出新知识的学习，激发学生学习新知的兴趣二、自主探究、获取新知（5 分钟）为学生提供学习资料、评价表、专题网站，让学生自主学习随机数指令的使用方法。 随机数的获取：在数指令。确定取值范围：“数字和逻辑运算”指令组找到随机从小到大：从负到正：相等有效：从大到小：从正到负：虽然可以用，但生成的不是随机数。边界有效：小数有效：任务一：生成的随机数如何在舞台上显示呢？（借助变量来表达）进行过程性评价。 通过变量指令组，新建四个变量：随机数 1-4。当“绿旗”被点击时，将变量随机数 1-4 的值设定为：在 0 到 9 之间随机选一个数。【设计意图：这一环节的设计充分发挥学生资源优势，采用自主学习与小组合作学习相 结合的方式。操作较好的学生在这里可以做小老师，也可以由几个同学组成小组通过讨论交 流进行学习。通过学生间的合作互助，突出重点，突破难点。】三、尝试练习，掌握新知（8 分钟）过渡：通过刚才的练习我们已经学会生成随机数了。为了增加机器识别的难度，我们还 可以把数字换成汉字。你知道如何实现吗？（可自主学习专题网站）师：这个任务怎么完成？完成这个任务有没有困难呢？别着急，可以向老师申请提示卡 帮忙。我们看看提示卡上都写了什么(课件展示)：任务二：随机汉字（进行过程性评价）1、 新建一个变量：简单字库2、 将简单字库的值设定为：100 个常用汉字。（100 个常用汉字：的一人在国了有中是年和大业不为发会工经上地是要个产这出 行作出加以成到日民来我部对进多全建他公开门场展时里新方主企资实学报制政济 用同于法高长现本月定化加动合品重关机分力自外者区能设后就等体下万元设过前 面）3、 新建 4 个变量：随机汉字 1-44、 当绿旗被点击时，将变量随机汉字 1-4 的值设定为简单字库中的随机汉字。师：有提示卡帮忙，你们有信心完成这个任务吗？（学生回答）学生通过自主阅读“提示卡”内容，上机实践，找到解决问题的方法。（自主学习、探 究、小结）过渡：随机数指令会用了吗？真聪明！这个任务难不倒你们。我这里还有一个难度更大 一些的任务，大家有胆量接受下一关的挑战吗？（学生回答）真是勇气可嘉，让我们一起挑 战下一关！任务三：随机字库选内容（进行过程性评价）为了进一步增加机器识别的难度，我们让验证码内容更丰富。综合数字、字母、符号、 汉字等。（借助变量以及链表的任意项来完成，局部选择需要用到随机指令）选符号时 避开干扰符号。链表编号与内容是一一对应的。设计意图：这一环节设计了闯关的形式，通过任务驱动法，将新知识的学习贯穿其中， 调动每位学生参与的积极性。学习这一内容时，设计“提示卡”帮助学生根据自身学习进度 差异情况，自主获取所需知识。既充分满足学生的表现欲，又尊重学生的个体差异。 四、实践应用，融会贯通（20 分钟）过渡：通过大家的努力，我们制作的验证码更加完善了。目前所有获取的随机数据在表达时， 使用的都是变量的“大型读出器”外观。能否让造型更丰富呢？任务四：让验证码造型更丰富。（进行过程性评价。）任务要求：请在 scratch 程序中打开“练习 04.sb”文件。通过角色丰富的造型来完善验证码。（课 件展示）1、 颜色分层随机变化的背景混淆机器的图像识别。2、 随机颜色随机长度随机位置随机粗细的干扰线 10 条3、 随机颜色随机大小随机位置的混淆圆点 20 个。（模拟污点）4、 多种字体随机变化干扰机器的图像识别5、 其他可以影响机器识别的技巧。6、 美化界面，作者署名。学生开始根据今天学到的知识点，进行巩固练习，体验自主学习带来的成功与快乐。设计意图：这一环节，是培养学生将所学知识运用于实际的能力和动手实践能力，在 练习方式上，充分发挥学生的想象力和创造力，给学生充分展示的机会。五、展示评价，总结提高（5 分钟）下面让我们展示自己的作品，分享努力的成果，交流成功的体验。看看谁的作品更有创意。 （颁发获奖证书，激励学生）拓展：数据可视化 车辆识别 人脸识别 用随机数求圆周率 二次验证码随着电脑技术的飞速发展，有效的图像识别技术已经被开发出来了（如车辆识别，人脸 识别，恶意刷票非法获利：德育教育），路易斯在世纪初开发的那种简单验证码在深度学习 的人工智能面前，早就需要更新了。全世界的网民每天输入验证码接近 2 亿次。假设每次花 费 10 秒，那么算下来每天要花费大约 50 多万小时。将这些时间利用起来，路易斯发明了二 次验证码。旧书、古籍整理成电子版，因字迹污损、褪色、模糊机器扫描识别时常常出错， 利用二次验证码人工校对，为人类做贡献。（人人来校对，人人做贡献，信息社会责任教育）设计意图：这一环节，是本节课内容的拓展和延续，既将本课内容加以深化，又令人 回味无穷【板书设计】灵活使用随机数随机数字 随机汉字 随机字库随机造型取值范围 变量 链表【特色亮点】灵活使用随机数这节课，在准备的过程中，有几个设计的侧重点：1创造性的使用教材，创设课堂轻松情境教学最重要的是把握本课与前后课之间的关系以及信息技术学科与其它学科之间的关 系，增强课堂教学的多样性、加强教学的目的性。在准备这节课时，我联想到教学内容可以 设计成：让学生感受验证码的演变过程。让学生体验人机博弈的过程。依照这一思路，将故 事情境最终定位在验证码由简单的随机数字到随机汉字再到随机字库。为了增加机器识别的 难度，又丰富了各种各样的造型。将技术进步和生活实际连在一起，感受信息技术与其它知 识的紧密联系。2把握学生特点，突破难点学生是教学过程展开的主体，学生的主体性发挥的优劣，是一节课好坏的决定性因素。 小学生的注意力不能持久，很容易被一些新奇的事物所吸引，活波好动。抓住这一特点，我 设计了随机数教学云平台，发挥学生学习的主动性，让学生体验学习的过程，参与到课堂中 来。注意鼓励学生团结合作，培养他们协作学习的能力，设计趣味练习激发学生兴趣，帮助 他们树立学好信息技术的决心。3精心设计教法，重视学法指导。在本节课中我注重用多种教学方法帮助学生学习，例如：1请个别学生演示操作步骤时，采用演示法，给学生提供提出问题和解答问题的空间，以 纠正任何出现的错误和误解。2运用启发教学法，给学生提供提示卡帮助文档，学生根据提示卡中的内容，自主学 习，积极思考。3、利用任务驱动法、问题解决法，通过验证码的不断演化，在人机博弈的过程中，不断的 发现问题、解决问题，并利用计算思维界定问题，抽象特征，建立模型，合理组织数据。最 终完成本课的教学目标。【课后反思】课前说课无，课后说课要有。【教师素养】：说课课件精美，能清晰反映教学过程 教学课件和教学案例设计合理 语言生 动 条理清楚，表达准确 教态自然，仪表端庄 精神饱满，富有感染力 答辩情况简洁有针对 性回答评委提问 打印教学设计给评委 规定时间完成。【教学评价】过程性评价和结果性评价相结合教学需要的软硬件环境：硬件：教师机学生机教学交互控制系统，有大屏幕有音箱。软件：(1)操作系统：Windows 7(2)应用软件：Powerpoint2016(3)可以播放 Flash 动画(4)需要自行搭建服务器：Apache2.0