中学《创客教育》校本教材.doc

蔡店中学校本教材蔡店中学教导处前言：创客教育是创客文化与教育的结合，以项目学习的方式，使用数字化工具，倡导造物，鼓励分享，培养跨学科解决问题的能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。开展创客教育的意义何在呢？首先，开展创客教育促进个体全面发展，让勇于创新，乐于实践的精神成为本能。其次，开展创客教育加速教育的变革，让学生面向社会，面向未来。在中学开展创客教育，将会更好挖掘的学生的创新潜力，让学生得到全面的发展，更重要的是，让学校教育融入时代，与社会发展一体化。在创客教育的学习过程中，学生将以“创客”方式在学习过程中实现跨领域的融合，并不断地在设计中创造。在“做”中学习的过程，学生们还可以作出具体的设计，综合运用不同学科的理论，然后得出新的结论，再应用于探索创造中。“创客”会极大地改变孩子的学习方式甚至是圈子。因此，在中学开展创客教育已经成为必然。附校本教材编写成员名单：高友平 丁朝晖 黄章才 高争佩因时间仓促，此次仅收录4课时的教学内容，我们将在以后进一步完善。同时也希望各位老师多提宝贵意见和见议，我们将在以后的实践中改进和完善。蔡店中学教导处目 录第1课 初识Scratch1第2课 机器人走迷宫6第3课 机器人认路9第4课 随机魅色随机数、坐标和限次循环12第1课 初识Scratch【教学目标】1知识与技能：认识Scratch软件，了解Scratch软件的界面和功能，掌握Scratch的基本工作方式。2过程与方法：引导学生自主探究并认识Scratch软件的界面及功能，能通过自主探究、小组交流等方式学习新知识。3情感态度与价值观：激发学生对Scratch软件的学习兴趣，初步培养学生的创造力和自主解决问题的能力。4行为与创新：学生初步尝试能搭建出自己构思的脚本。【教学重点】了解Scratch软件的界面和功能。【教学难点】脚本的搭建。【教学方法】任务驱动法、演示教学法、探究教学法【教学准备】多媒体网络教室、教学课件、板书教具及相关软件。【教学过程】模块详细内容设计意图一、激趣引入揭示课题(ppt白屏)师：同学们，今天我们课堂上来了两位小演员，老师先让他们给大家表演个节目好不好啊？生：好（切换到“笑话”动画）（播放完毕）师：一个非常有意思的小笑话，其实这个小动画是老师自己用编程软件做的，同学们想不想自己来做有趣的作品？生：想师：好，那今天我们一起来认识一个全新的软件，叫做Scratch。（贴板书“初识S”，PPT到第一页）以动画演示来激发学生的兴趣，并揭示课题二、初识界面了解功能师：同学们自己阅读下材料，看看Scratch到底是什么。（切换到PPT第二页）Scratch为儿童开发的一款程序设计软件，使用它可以搭建出一些小作品，可以是动画也可以是游戏。这个小猫头像都是Sdratch的图表，我们可以在桌面上找到这个快捷方式，双击打开说明Scratch的功能，并介绍它的图标。师：看，这就是Scratch的界面，它的界面和我们以前用过的软件有很大的差别，我们一起来认识一下，同学们看老师所指的这一块，里面有文件、编辑等，我们把这一块叫做功能菜单，（贴板书）它包含了一些常用的功能，比如打开存档等等。介绍功能菜单的位置以及功能。师：我们再看到鼠标现在所指的位置。刚才的动画中出现的一位主角已经在这里等我们了，是谁啊？生：小猫师：是的，Scratch默认的角色就是这只小猫，而它所在的这块区域叫做角色区，包含舞台和角色两部分，（贴板书）舞台只能有一个，而角色可以任意添加。介绍角色区的位置和功能。师：在角色区上方有一块白色的部分，小猫已经站在其中准备开始表演了，同学们猜猜这个表演的区域叫什么名字？生：舞台区师：对，这一块白色的部分叫做舞台区（贴板书），舞台区就是用来呈现角色的区域，而且还能看到角色在舞台上的相对位置。如果你对位置不满意的话，还可以通过拖动鼠标来改变位置介绍舞台区的位置和功能师：舞台区的上方还有一些按钮，当我鼠标悬停在上面时有一些简单的提示，比如这一个按钮叫做放大，当我按下去时，大家看我鼠标变成什么了？生：箭头师：变成了一个四面向外箭头，我对着小猫单击，小猫有什么变化？生：变大了师：那还有一些按钮有什么用呢，请同学们探究他们作用，并完成练习1。（出示）（分钟）师：好，谁来说一说其他三个按钮的作用。生：说的非常好，谁能为我们来操作一下练习嘛？（生操作）师：同学们说他做的对嘛？生：对师：我们给他掌声。接下来我们再看到这边三个按钮，老师试着点一下，看谁能第一个发现他们的作用。（点击按钮切换舞台比例）生：舞台所占的比例变小了。师：那这最后一个呢？生：全屏演示师：同学们都很聪明。有最后两个键，细心的同学已经看过他们的操作了，我们再看一遍。（切换到笑话脚本）有什么用？生：控制程序的起止师：很好。（切换到PPT）这一块区域（点击）是控制角色复制、删除、放大、缩小，而这一块区域则是控制舞台的比例（点击），红绿图标来控制动画的运行、和停止，那么同学们我们要给这整个区域取个名字的话，你觉得该叫什么？生：师：仔细看他们的共同功能（点击）都是控制，所以我们叫它生：控制区师：同学们说的很对（贴板书）通过探究学习来认识其他按钮的作用。三、自主探究搭建脚本师：同学们，现在角色有了，角色在舞台的造型也摆好了，你们想不想让他动起来？ 生：想师：在中有一块控件区（贴板书），他给我们提供了各类控件，来控制小猫表演（切换到软件界面）例如发出声音，换颜色，换角度（演示），非常多的动作，把他们按照各自功能分成了个模块，一共有多种控件呢。他们形状也各不相同，可以组合成更加复杂的动作。师：现在老师有一个问题，刚才我们说了控制区和控件区，他们的名称很相似，谁能来区分下他们的相同点和不同点嘛？生：师：请同学们互相讨论一下。（PPT）生：（师：相同：都可以对角色进行控制；不同：控件区中的控制功能更丰富；控制区不仅可以控制角色还可以控制界面切换和程序的起止等等）介绍控件区的作用师：好，我们接着往下看，舞台角色都备好了，角色能做的动作活动也已经罗列出来了，接下来我们就来给小猫编个剧本，让他完成一个完整的表演。Scratch给我们准备了一个脚本区来编写剧本（贴板书），它分为两个部分，上半部分用于显示当前角色的状态，下半部分则用来打造剧本，也可以称作脚本。介绍脚本区的位置和功能。师：现在我们就让小猫给我们打个招呼，说声“你好”。同学们帮我一起找一找，说“你好”这个控件在哪里，动作有吗？生：没有，里面全是小猫的动作师：控制有没有？生：没有师：外观生：有寻找控件，回顾每个模块中的大概内容。师：Scratch中的脚本不需要大家亲手去打字，只需要把控件拖动到脚本区中，就可以让小猫去表演。同学们自己试一试（解控）师：拖好了嘛？好了的同学举手。师：请拖好的同学点击运行程序的绿色小旗看看小猫能不能说你好？生：不能师：看来我们出现了一些问题，请同学们阅读书本页到92页的内容来自行解决问题。（指导，分钟）师：好的，同学们都已经完成了，哪位同学能告诉我，黑板上的脚本出了什么问题，为什么不能演示？生：缺了一个当小旗被点击的控件。师：对的，缺了一块当绿色小旗被点击的控件（举起教具），那我把它拖动到哪里呢？这里行不行？（从黑板上拖到说你好下面）生：不行师：那拖到哪里？生：拖到说你好的上面师：对，把它拖放到说你好的上面，让两块形状不一样的控件刚好拼接在一起。然后才能点击绿色的小旗，（放绿色小旗）这两个小旗相互呼应的。师：给同学们一分钟的时间来修正你的脚本，请好了的同学帮助下他们。师：其实我们刚才所体验的挑选控件并且将它们拼在一起的过程就叫做搭建脚本，也就是程序编写的过程，在中，脚本控制角色的活动。以试误的方式，发现问题，看书自学，然后解决问题，使学生印象深刻。师：接下来，我们要把这段程序保存起来，请同学们继续阅读书本93-94页上的内容自己尝试保存，并完成练习二。（）（生操作）师：（控制电脑）谁来告诉怎么保存？生：在文件下面，有个保存师：这个文件在哪一块区域里？（手指黑板）生：在功能菜单里师：很好，请坐，文件，存档，选择桌面，然后将文件名改为我的脚本。现在我们的文件名已经变成了1022还有别的方法吗？生：快捷键，或者直接关闭。师：很好，如果下节课要用到它，我们可以到文件打开中再去找到它。保存与打开四、小结回顾畅谈收获师：同学们，今天这节课我们初步学习了Scratch，认识了他的界面，谁来说一说它的界面有哪些内容？生：师：对，分成了六个功能不同的区域，那么你们还收获到了什么？生：师：还体验了搭建脚本的过程师：那同学们喜欢Scratch嘛？生：喜欢五、实践拓展延伸师：这里还有一个拓展练习，请同学们完成一下。（下课铃响）好，这个练习我们留到下节课再探讨。下课。练习一 探究按钮的作用1将原有的小猫变大。2复制小猫，并将复制出的小猫拖动到右边。3将复制的小猫变小。4删除原有的小猫。练习二 保存文件将脚本保存到桌面上，并且把脚本的文件名改为“1022”。第2课 机器人走迷宫【教学目标】1知识与技能学习红外传感器，完成机器人走迷宫；理解机器人走迷宫的策；学会编写机器人迷宫程序流程图；掌握子程序及复杂程序的编写。2过程与方法通过视频播放机器人走迷宫，激发学生兴趣；通过教师讲解左右手走，培养学生的编程思维；通过让学生自己动手编程、调试，体会成功的乐趣。3情感态度与价值观通过制作走迷宫的机器人，培养学生的想象力和创造力；培养学生积极探索、敢于实践、大胆创新的精神和意识。【教学方法】任务驱动、自主探究、分组协作。【教学重点】1理解机器人走迷宫的策；2学会如何编写机器人走迷宫的流程图。【教学难点】1机器人行走方向的判断；2掌握子程序及复杂程序的编写；3红外传感器在实际生活中的多元运用。【教学过程】一、创设情景，导入新课教师活动1设置情景：欣赏走迷宫的机器人视频；2引入课题：引导学生分析机器人走迷宫的原理，观察走迷宫机器人中运用到的知识，引出本堂课的任务。学生活动欣赏视频，所学知识的整理和回顾，明确学习目标。二。展现课标，引入任务教师活动实例讲解机器人走迷宫的原理：如果一个人在漆黑的迷宫场地中寻找出口，怎么才能走出迷宫呢？一般地，人会通过手的触摸来寻找行走路线，沿迷宫的围墙的某一侧行走可以使机器人走遍迷宫的每个地方，这是走迷宫的一般方法。由于场地漆黑，根据两手获得的墙壁触摸信息可以做出判断，我们称沿左侧行走的方法为左手走，称沿右侧行走的方法为右手走。让机器人假设按左手法则行走，用左手去摸索左侧的墙壁，以确定前进的方向，同时右手伸向前方，避免在前进的过程中撞到前方拐弯处的墙上。学生活动揭过观察和教师的讲解，了解机器人走迷宫的原理。三、自立学习，任务探究教师活动1布置学习任务一（走迷宫策左右手走）阅读教材，根据教师所讲解的内容以及自主理解，强化对左右手走的理解。2指导学生以小组为单位，进行探究式协作学习，完成括建走迷宫机器人，鼓励完成快的同学当小组长，辅导制作有困难的学生。3布置学习任务二（走迷宫程序的设计及子程序的弓队）通过分析“走迷宫机器人”的程序以及观察流程图，小组讨论出程序设计的意图，并独立完成程序的再设计。对“子程序”概念的归纳及讲解，为学生整理一下编程思路。学生活动1结合教材完成任务一。在练习过程中，完成快的同学辅导制作有困难的同学；2结合教材完成任务二。在实践过程中，收集出各组制作机器人时出现的问题，协作探究，找到解决问题的方法，让学生在活动中，分享学习的快乐。教师活动1引导和激励各组的探索学习，让学生通过观察、比较、探究、合作等一系列学习活动，熟练掌握左右手定则的判断方法，正确运用到实际编程中；2引导学生归纳总结所学编程知识，通过于程序的学习，引导学生合理编程、简化编程。学生活动动手实践，遇到问题，小组内解决。四、学习评价、归纳总结教师活动1利用教学平台展示学生的作品，学生进行自评和他评；通过归纳总结，让学生进一步强化本节课所学的知识内容；2启发引导学生完成教材“博奕舞台”中的任务；3提示学生将本节课的学习成果及学习感受记录到“成长基石”中。学生活动1欣赏作品，自评、他评；2完成“博奕舞台”中的任务；3记录学习成果及学习感受。第3课 机器人认路一、教材分析本课是“避障传感器”之后的第二个传感器的学习。我确立本课教学重点是机器人走规定路线的算法；教学难点是轨迹识别传感器工作原理；使学生达到以下教学目的，理解轨迹识别传感器的工作原理；体会机器人走规定路线的算法；巩固循环模块的使用方法；仿真环境下自由创意图形培养学生创新能力。二、学情分析 应具备的知识：学生知道流程控制库中的循环模块和条件判断环模块的使用方法和在程序中的应用；学生能力要求：能通过FLASH动画形象直观地加深对轨迹识别传感器工作原理的理解。三、教学策略教材上主要讲解了左右轨迹变量结合走图形，为了让同学们更好地掌握，我从教材出发提炼出本课内容：让学生认识机器人沿着路线的一侧行走的算法（单独用左或右轨迹变量），让学生在仿真环境下进行调试体会机器人走规定路线的算法。这样能够使学生更加透彻地理解“轨迹识别传感器”。本课采用任务驱动法，让学生在发现问题、分析问题、最终解决问题中完成本课学习任务，培养学生知识扩展能力；培养学生正确的编程思想；培养学生科学思维；激发学生学习兴趣，体会创新成功的快乐。四、教学准备多媒体网络教室教学过程一、引入新知师：（出示板书）同学们！我们的机器人神通广大，不仅仅能避障，还能做很多事情，这节课我们一同来学习一下机器人认路好吗？ AB设计意图：以机器人的功能激起学生好奇心，使教学更加顺理成章师：机器人认路其实也就是让机器人沿着有颜色的路线行走。（出示图形）让学生分析师：要想让机器人沿着这条有颜色的路线行走，机器必须要具有什么智能呢？生：学生根据自己的想法回答师：要想让机器人认路，必须给它安装上能够识别颜色的传感器轨迹识别传感器。（出示实物）。轨迹识别传感器具有什么功能？(在标题上分析)设计意图：通过学生分析引出新知，使教学更加贴近学生二、探索新知活动1：轨迹识别传感器工作原理（出示FLASH）1、它是由两组发射管和接收管组成的，相当于我们人的左右眼睛，发射管不断发射信号，当信号碰到地面时，接收管收到反射的信号。2、当地面颜色是浅颜色时，接收管收到的信号较强，并把强信号转化成电信号1；当地面颜色是深颜色时，接收管收到的信号较弱，并把弱信号转化成电信号0；3、电信号1或0 不断地传向机器人的大脑；这就是机器人的大脑主控系统。主控系统机器人的大脑，把收到的电信号1或0赋给轨迹变量；根据轨迹变量的值，机器人大脑主控系统，就可以了解地面的情况，让机器人做出相应的动作。根据活动1要记住：当轨迹识别传感器处于深颜色时；轨迹变量=0；当轨迹识别传感器处于浅颜色时；轨迹变量=1；设计意图：通过教师分析并借助FLASH动画加深学生对工作原理理解活动2：利用工作原理走图形1、建场地（师演示）师：现在我们就来利用轨迹识别传感器的特性来走一下这个图形，同学们先进入仿真环境建立仿真场地，把它保存起来，下次用时直接调出。生：学生实践建立图形设计意图：使学生通过老师演示很快建好场地并保存，节省时间。2、编程序（出示FLASH动画并进行分析讲解）师：要想让机器人走的时候不偏离这白线，我们可以把传感器的位置选择在一侧（左侧或右侧）。让机器人沿着白线一侧行走。生：学生认真观察动画。左侧处于白色时，左转；左侧处于黑色时，右转；设计意图：用FLASH动画分析讲解让机器人可以沿一侧行走。3、根据动画黑板出示算法（流程图）师：同学们之间认真体会和讨论一下这个算法，然后编写程序让机器人走刚才你所画的图形。（师巡视辅导）对出现的问题师生共同分析。生：同学之间讨论并进行程序设计（沿左侧行走），在仿真环境中运行调试。设计意图：通过分析体会算法编写程序三、评价交流及扩展师：鼓励学生展示自己所编写的程序生：把自己的程序展示给同学们并能编写沿右侧走的程序。设计意图：展示促进学生学习，激励学生发展四、巩固新知师：要求：10分钟自由创意图形。看谁走的图形多，并且用的方法多。生：学生设计图形编写程序。展示作品给同学们看设计意图：发散思维进行设计体会设计带来的感受五、师生总结师：机器人走规定路线的方法很多，我们今天把传感器选择在了一侧，课下请同学们思考传感器左右侧同时选择的走法如何实现。生：说出自己本节课所学知识和体会第4课 随机魅色随机数、坐标和限次循环【教学内容分析】本课的教学内容主要通过让学生观察两组数字作品，从而了解随机数、坐标，并通过实例学习，可以设计出让角色在舞台空间随机分布的程序和使角色能按一定规律分布的程序。【知识与技能】：1、 角色设计。2、 确定文字角色在舞台中的位置。3、 确定角色在舞台的最大随机活动范围。4、 程序设计。5、 改进随机排列程序。【过程与方法】通过确定文字角色在舞台中的位置和确定角色在舞台的最大随机活动范围，掌握运用Scratch程序设计角色随机分布效果的程序。情感态度与价值观：通过本课的学习，进一步激发学生学习Scratch程序的兴趣。【教学重点】1、 角色设计。2、 确定文字角色在舞台中的位置。3、 确定角色在舞台的最大随机活动范围。【教学难点】1、 程序设计。2、 改进随机排列程序。【教学策略与方法】讲解法、演示法、实践法【教学资源及环境】计算机教室、Scratch程序、教学实例【教学过程】教学环节具体安排教师活动学生活动导入创设情境激趣导入展示角色随机分布程序的效果。本课任务分析：师：许多图形的复制都会用到“图章”功能。改变造型颜色，可以使用外观菜单中的颜色代码实现。让角色移动到一个随机的位置需要使用如下代码。学生观看角色随机分布程序的效果。了解本课要用到的代码。新授新授一、角色设计演示讲解：1、 单击“绘制新角色”按钮，打开绘图编辑器。2、 单击“文本工具”，绘图区会出现一个蓝色竖线的文字插入点，拖动黑色正方形至合适的位置，确定文字输入位置。3、 用“色彩选取工具”选择颜色，设定字体、字号。学生尝试文字角色设计。二、确定文字角色在舞台中的位置说明：1、舞台宽480单位，高360单位，是角色活动的场地，舞台的中心点坐标为（0,0）。2、从中心点向右为X的正值，从中心点向左为X的负值。3、从中心点向上为X的正值，从中心点向下为X的负值。三、确定角色在舞台的最大随机活动范围演示讲解：1、分别拖动文字角色到舞台最左边和最右边，观察当前角色信息表中X的值，并记录下来（X=-180，X=180）。2、分别拖动文字角色到舞台最下方和最上方，观察当前角色信息表中X的值，并记录下来（Y=-160，Y=160）。四、程序设计演示讲解：1、搭建“使角色移动到随机位置的复合模块”。2、按照课本第22页表3.1中给出的“数字画展”作品的设计思路，完成脚本设计。想法模块按空格键开始使角色移动到随机位置X:Y:设定图章永远重复以上动作10次五、改进随机排列程序（选学）师：我们可以通过改进随机排列程序，使图案变得更加有趣，如实现同心圆效果。演示讲解：1、设计一个角色，多个造型。2、修改脚本，在重复模块中插入模块，使其角色面向鼠标指针，插入复合模块， 使其颜色特效设定随着鼠标指针距离改变。3、执行脚本。4、挑选你最喜欢的图形，使用“将舞台存成图片”输出保存，用PPT制作个人数字画展。