在《小猫出题》教学中学习有趣的“创意温度”

薛俊峰

一、教材分析

Scratch作为一款简易图形化编程工具，近年来进入了多地的小学教材，受到了老师和学生的普遍欢迎。《小猫出题》是江苏省中小学教学研究室编著的小学五年级信息技术教材Scratch单元第10课内容。本课首次介绍变量在Scratch中的运用，主要分两个部分。第一部分是新建所需要的变量，提醒学生输入变量名称时要注意它的意义，并且添加运算符号角色，可以画出运算符号，还可以从键盘输入运算符号;第二部分是对变量进行赋值，将随机数赋给变量，并将对输入的结果与答案进行判断。

二、学情分析

本课的教学对象是小学五年级的学生，他们富有想象力、创造力，但小学阶段接触编程知识不多，缺乏对编程思维的系统认知。前期，虽然学生已学习了循环、侦测等控件，但对新知识——变量的理解掌握仍有困难。在教学过程中，老师应善于用实际案例引导学生理解变量的含义，而不能用概念束缚他们。同时由于学生电脑操作水平有差异，相关的基本操作熟练程度不一，教学时要分层教学，逐级提高，让全体学生都能参与到学习活动中来，收获编程带来的成就感。

三、设计思想

从以上对教材和学情的分析可明显感觉到，尽管Scratch知识有很强的趣味性，学生参与的热情很高，但从本课起Scratch教学的层次有明显提升，在具有信息科技学科基础性、实践性和综合性的同时，其专业性、思辨性、创新性也得以鲜明体现，尤其是跨学科学习思想深深地融入其中。为此，笔者在设计时充分考虑了以上特性，科学分析信息科技与学生已有各项知识、技能之间的联系，将科学知识中的摄氏度、华氏度及数学知识中的两种温度转化方法与“小猫出题”融合起来，设计了“创意温度”主题。同时，还将多种硬件带入课堂，通过搭建、观测、实验，让学生真切体会温度变化、温度转化中的奇妙与趣味。

四、教学目标

帮助学生理解我们所处的环境是不断变化的，可以用变量来记录这些变化中的环境数据，并学会建立变量;能够利用变量控件配合温度传感器测得实时温度，并将温度与生活实际应用结合起来，做到学以致用;通过小组合作讨论、师生问答等方式，研究判断该选择何种控件搭建脚本，对华氏温度与摄氏温度进行换算，体验结构化程序设计的思想;通过创意制作，激发学生学习编程的兴趣，让学生养成用信息科技解决生活中问题的习惯。

五、教学重点与难点

（一）重点

建立变量，运用变量测温，将温度数据进行相关转化。

（二）难点

对变量、判断、运算等控件的科学理解与运用。

六、教学准备

师生电脑，触控电子白板，小组实验主控板、温度传感器、LED灯等。

七、教学过程

（一）生活体验，自然导入

师：这几天气温变化很大，大家要注意及时增减衣物。你们有哪些方法可以了解气温情况呢？

生1：到室外感受当天的气温。

生2：通过电视、手机、广播等知道近期的温度变化。

师：了解气温的方法有很多，老师今天要介绍的方法与大家说的都不一样，是什么方法呢？瞧，这个“神器”已经放在咱们课桌上了，你们知道它是什么吗？（PPT展示温度传感器图片及简介）今天我们就把温度传感器和Scratch软件结合起来，学习有趣的“创意温度”。

设计意图：从学生日常很熟悉、感受很深的气温变化，自然引出本课将要研究的知识，并通过神秘硬件——温度传感器的展示激发学生学习探究的兴趣，为新课教学做好课堂氛围、学生心理等方面的铺垫。

（二）项目活动，探究实践

1.活动一：观察实践

师：这个神奇的温度传感器是如何测温的呢？老师通过一个小实验来演示，请你们注意观察。

请一位学生充当“书记员”，记录这个温度传感器测得的五次温度，并展示给大家看。

学生小组之间通过讨论，分析思考数值之间有什么规律，并猜想应该用什么类型的控件来记录展示数据。老师揭示控件名称——变量，并展示变量的定义。

学生根据导学案自学完成温度传感器与电脑的连接，并在Scratch中建立相应变量，遇到困难多与老师、同伴交流。老师指名请学生上台展示。

设计意图：在学生前期学习Scratch的基础上，首次用软硬件结合的形式开展研究性学习活动，拓展了学生对Scratch功能的认知。通过观察温度传感器在短时间内细微数值的变化，引导学生自主探讨得出变量控件的内涵，有效减轻了学生学习新知的难度。连接硬件、建立变量属于本节课的两个操作要点，让学生通过自学导学案、老师个别辅导、生生互助合作等方式，强化自主、合作、探究，并养成倾听与分享的好习惯。

2.活动二：赋值变量

师：你们的操作水平真棒，已完成了相关的准备。可是现在并没有温度数值显示，为什么呢？

學生继续头脑风暴，得出结论：要通过搭建脚本，将探测到的温度数据赋予变量。

设计意图：硬件与软件的联通包含物理连接和程序连接两步，缺一不可。老师用启发式提问帮助学生在操作中发现问题，并通过讨论、猜想、尝试，验证解决问题的策略，让学生在层层递进中逐步领会信息科技的严谨。

3.活动三：实时测温

师：下面开展三个小实验：现在室内环境温度多少？你的手掌温度多少？电脑屏幕前温度多少？两人一组分工测量、记录。

学生交流反馈测温中发现的问题：由于每次都是测一次显示一次，造成小组之间相同类型数值相差较大。学生思考如何提高测量的准确性，经过讨论，得出解决方案：要让温度传感器保持同一状态稳定感应并及时记录数值。

师：老师在你们实验研究的时候，对Scratch程序进行了小小的改编，确保测温数据相对稳定。（老师展示应用效果，学生思考如何设计改进。）

生：老師在脚本中加上了循环控件，提高了实时测温的精准性。（学生上台展示。）

师：我们可以通过改进程序设计流程，让测温更加科学、有效。

设计意图：操作始于需求，先布置任务让学生尝试完成，在操作中发现问题，学生通过研讨、实验予以解决处理。同时对老师的作品进行反向推理，突破难点，猜想用循环控件来达到实时精准监测的目的，有助于学生自信心的树立。这样，使知识源于主观的观察发现、探索实践，并在反复的调试中固化为学生的真正认知。

4.活动四：温度转化

师：有这么一个事例，一个人的体温为98度，但属于正常，你们知道这是为什么吗？

生：我们在科学和数学的学习中知道温度的单位有多种，其中我国常用的摄氏度（℃）和欧美部分国家常用的华氏度（℉）之间转化关系是F=1.8*C+32。上例所说的98度应该是98华氏度，实际约相当于36.7摄氏度，的确是正常体温。

师：我们使用的温度传感器测得的是摄氏温度，能不能让电脑显示出华氏温度数值呢？

学生交流讨论，在Scratch中进行程序设计，并展示效果。

设计意图：由一个小案例引出华氏温度，学生结合已有认知，交流了有关温度的相关知识，自然地参与到两种温度转化的设计之中，进一步提高了学生通过观察表面现象追寻知识实质内涵的能力，既体现了多学科融合，也让学生逐步形成数据加工处理素养。

5.活动五：小灯变色

师：看来运用Scratch编程能处理很多问题，那我们还能结合相关的软硬件设计出哪些有趣的作品呢？（学生交流讨论、反馈）请你们观察老师带来的新设计作品，思考LED小灯颜色是在什么条件下发生了变化？（温度传感器接触热水杯外壁）这需要用到哪些控件来实现？

生：我通过观察发现，温度超过一定的数值，LED小灯就会变红，反之则是蓝色的。

师：是的。那为什么会这样呢？

生：温度传感器测出来的数值再和某个设定值进行比较、判断，达到某个相对高的值，灯就显示红色，没有达到就显示蓝色。

老师引导学生如何在运算模块中添加比较大小的控件并进行赋值、判断。

设计意图：数据在应用中体现价值与生命力，本环节通过增加LED小灯及程序设计，完成了一件科技小作品，实现了温度的“可视化”。虽进入教学后半程，但该过程的科学性、趣味性、实用性都非常明显，学生的探究欲得到了更好保护与激发。

（三）归纳总结，拓展延伸

师：这节课主要掌握了哪些信息科技知识与技能？畅想一下应用今天的知识还能设计出哪些有趣又实用的创意作品？

设计意图：本环节主要是对前面各类观测、设计、操作、展评的回顾与总结，以便学生牢固掌握本课新知。同时，思维需要拓展发散，创新创造源于对生活的观察和思考。激活学生的智创思维能力，提高数字化合作与探究能力是新时代教学的要旨。

八、教学反思

本节课的核心内容是让学生理解和使用变量来编程。如何在教会学生使用变量的同时，培养学生信息科技核心素养中的“计算思维”“数字化学习与创新”等，是教者始终思考的要点。学生愿意去想、去尝试，才是一切的开端，所以教者将测温这个富有生活气息的操作作为切入点。如何测——需要传感器;测得的温度存何处——变量;怎样提高测量的准确性——加入循环控件实时测量;测得的数据应用在何处——两种温度转换、与LED小灯搭配展示提醒等。

因此，教者认为本节课有以下两个成功处：一是将测温运算贯穿整个课堂，把教学任务穿插在一系列小问题、小活动中，老师变成一位“引导者”来帮助学生发现问题，并自主讨论出解决方案，进行实践尝试，学生成为课堂的真正主体。二是任务设置由浅入深、层层递进，教者考虑到学生的接受能力、操作水平等参差不齐，为了让所有人都能收获编程带来的喜悦，课堂一开始，用前面学过的循环控件来过渡，大部分学生能够立刻想到并完成作品。同时通过小组合作的形式，打破学生之间的技术屏障，以一点带动一面、一面带动一片的合作模式，增强学生之间的合作意识和分享欲。

通过课堂教学实践，教者也感觉到在课前设计与课堂演绎中还存在缺憾。例如，对老师测温所得的数据和学生操作完成后测得的数据，没有设计一个数字化工具来记录收集、呈现展示，光靠眼睛观察判断效果不够直观明显。同时，本课容量偏大，部分环节的处理不够到位。

九、点评

本课例是笔者参加江苏省“领航杯”信息化教学能手大赛市选拔赛展示的一节公开课。该项竞赛涉及各学科，在评审选手教学基本功的同时，强调信息化、数字化方式手段在教学中的科学高效应用，以真正实现教学目标，突破教学重难点。

由此，在教学设计时，笔者深入分析了教材与学情，寻找本课与新技术、新设备的融合点，对教学资源进行了重构与精选，确立了“淡化‘小猫’角色，紧扣‘出题’核心，联系生活情境，展现创意温度”的总思路。本课的设计特色主要体现在以下三方面。

一是软硬件结合。“教”与“用”的一致性是教育的重要追求，信息科技倡导“智创”造物，单一的程序设计仅是纸上谈兵，“鼓励‘做中学’‘用中学’‘创中学’，凸显学生的主体性”是《义务教育信息科技课程标准（2022版）》提出的明确要求，本课中无论是测温数据的转化还是温度展现为不同颜色的小灯，都是学以致用在生活中的体现，也是软硬件结合教学带来的一大成果。

二是跨学科主题活动。在2022版课标中，设计“跨学科主题活动，小型系统模拟”是第三学段（5～6年级）的重要教学任务，本课安排的硬件连接、实时测温、温度转化、小灯变色等活动，既自成一体，又全方位融入数学、科学、劳技等学科知识，打通了学科间无形的壁垒，让教学的趣味性、综合性、前瞻性得到显著提升。

三是学习支架清晰。对学习支架狭义的理解是要给学生搭建“跳一跳，够得着”的平台，且这个平台应是螺旋式上升的。本课从初始的观看奇妙的测温到自行组装测温、温度转化与可视化应用，其梯度是显而易见且引人入胜的，牢牢抓住了学生的“心”，学生学习的主动性与探究性得到充分保障。纵观整节课，学生的创新力、学习力和迁移力都得到了较好的培育与提升。

诚然，如果在设计时能深入了解学生的基础，尤其是对各类硬件的操作技能了解到位，并做出合理安排，就能节约宝贵的课堂教学时间。对各类数据的收集、分析可以借助相关软件，进一步数字化、可视化。要注意探索利用信息科技手段解决问题的过程与方法，这一点教者也有体会。教学永远是一门遗憾的艺术，面对处于时代前沿的信息科技学科，我们只要积极探索、主动思考，就一定会绽放新的光彩！