資源簡(jiǎn)介

《函數(shù)編程塊》教學(xué)設(shè)計(jì)
執(zhí)教老師：李慧玲
指導(dǎo)老師：王勇 史進(jìn)剛
學(xué)校單位：東莞市松山湖北區(qū)學(xué)校
【課程背景】
東莞市松山湖北區(qū)學(xué)校規(guī)劃建設(shè)一至九年級(jí)人工智能普及課程，并設(shè)定了感知、了解、使用、理解、分析、創(chuàng)造六個(gè)進(jìn)階目標(biāo)，小學(xué)中低年段人工智能課程處于感知了解階段，主要課程內(nèi)容是認(rèn)識(shí)人工智能產(chǎn)品，具有主動(dòng)使用人工智能設(shè)備的興趣與意識(shí)，對(duì)于給定的任務(wù)，能識(shí)別任務(wù)實(shí)施的步驟，用圖符的方式進(jìn)行，從而培養(yǎng)程序思維。
北區(qū)學(xué)校中低年段人工智能普及課程內(nèi)容之一為瑪塔趣味編程，這是一門(mén)基于Matatalab實(shí)物編程語(yǔ)言，適合中低年齡段學(xué)生的實(shí)物編程課。不同于文本的或圖形化的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，它將計(jì)算機(jī)指令具象化為直觀易懂的實(shí)物圖標(biāo)，只需基于兒童易理解的編程語(yǔ)法規(guī)則將圖標(biāo)指令塊像積木一樣拼接在一起，即可編寫(xiě)程序，并由機(jī)器人執(zhí)行程序任務(wù)。
【學(xué)情分析】
經(jīng)過(guò)一年半的學(xué)習(xí)，四年級(jí)下學(xué)期的學(xué)生已掌握瑪塔編程設(shè)備的基本操作，能熟練運(yùn)用運(yùn)動(dòng)編程塊、數(shù)字編程塊、循環(huán)編程塊完成各種情境任務(wù)，并具有較強(qiáng)的模式識(shí)別能力。
【設(shè)計(jì)理念】
針對(duì)小學(xué)中低年段學(xué)生愛(ài)聽(tīng)冒險(xiǎn)故事的天性，本節(jié)課創(chuàng)設(shè)故事情境，以“選拔最優(yōu)秀的瑪塔特工隊(duì)隊(duì)員”為驅(qū)動(dòng)性任務(wù)貫穿始終，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性，通過(guò)“鷹的眼睛”“獲得武器”“實(shí)戰(zhàn)演練”“靈活運(yùn)用”四個(gè)環(huán)節(jié)層層遞進(jìn)，突破教學(xué)重難點(diǎn)，有效實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。
【活動(dòng)目標(biāo)】
1.認(rèn)識(shí)定義函數(shù)編程塊和調(diào)用函數(shù)編程塊，理解其概念、作用；
2.在教師的指引下，探究掌握函數(shù)編程塊的使用方法；
3.學(xué)會(huì)使用函數(shù)編程塊優(yōu)化程序。
【活動(dòng)重點(diǎn)】
1.認(rèn)識(shí)定義函數(shù)編程塊和調(diào)用函數(shù)編程塊，理解其概念、功能；
2.在教師的指引下，探究掌握函數(shù)編程塊的使用方法；
【活動(dòng)難點(diǎn)】
在教師的指引下，探究掌握函數(shù)編程塊的功能和使用方法。
【活動(dòng)準(zhǔn)備】
課件、瑪塔操作單、瑪塔設(shè)備、故事情境道具
【教學(xué)過(guò)程】
一、創(chuàng)設(shè)情境，揭示任務(wù)
（一）情境創(chuàng)設(shè)，趣味入課
孩子們，歡迎你們來(lái)到瑪塔教室，走進(jìn)好玩有趣的瑪塔世界。鐺鐺鐺鐺，看，這是什么？哇，一塊珍貴的寶石，瑪塔王國(guó)的振國(guó)之寶。可是這塊寶石被“偷竊大王”惦記上了，他放話三天之后會(huì)把這塊寶石偷走。瑪塔國(guó)王非常著急，他要到咱們406班選拔一批優(yōu)秀的瑪塔特工隊(duì)隊(duì)員保護(hù)這塊寶石。你們有信心被選上嗎？好，那下面選拔就正式開(kāi)始了。
【設(shè)計(jì)意圖】
愛(ài)聽(tīng)故事，愛(ài)冒險(xiǎn)是孩子的天性，整節(jié)課遵循這一特征，創(chuàng)設(shè)故事情境，以“通過(guò)選拔成為優(yōu)秀的瑪塔特工隊(duì)隊(duì)員”為終極任務(wù)，貫穿課堂始終，最大程度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和積極性。
二、層層遞進(jìn)，突破難點(diǎn)
整堂課主要教學(xué)目標(biāo)是認(rèn)識(shí)函數(shù)編程塊，理解其概念、作用，掌握使用方法；圍繞這一目標(biāo)，整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)根據(jù)故事情境，按照難易程度螺旋上升設(shè)置挑戰(zhàn)任務(wù)，分為：眼力比拼、新型武器、實(shí)戰(zhàn)演練、靈活作戰(zhàn)四個(gè)部分，環(huán)環(huán)相扣，層層遞進(jìn)，突破教學(xué)重難點(diǎn)。
（一）眼力比拼
要成為一名優(yōu)秀的瑪塔特工隊(duì)隊(duì)員，必須要有一雙鷹一樣的眼睛，能發(fā)現(xiàn)細(xì)微的差別。下面老師就要看看誰(shuí)的眼力最好。
【設(shè)計(jì)意圖】
設(shè)置游戲闖關(guān)環(huán)節(jié)，出示兩組圖形請(qǐng)學(xué)生識(shí)別模式規(guī)律，一組圖形模式為連續(xù)的重復(fù)，引導(dǎo)學(xué)生回答可以運(yùn)用循環(huán)編程塊進(jìn)行優(yōu)化；另一組圖形模式為不連續(xù)的重復(fù)，提出核心問(wèn)題：對(duì)于程序中不連續(xù)的重復(fù)部分該如何優(yōu)化？為接下來(lái)引入“函數(shù)編程塊”做鋪墊。
（二）新型武器
為了解決這個(gè)問(wèn)題，瑪塔國(guó)王發(fā)明了一種新型武器——函數(shù)編程塊。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)定義函數(shù)編程塊和調(diào)用函數(shù)編程塊，并猜測(cè)這兩種編程塊的功能作用。
瑪塔國(guó)王為了考驗(yàn)大家，選拔最優(yōu)秀的瑪塔特工隊(duì)員，他沒(méi)有告訴我們這個(gè)“新型武器”的功能和使用方法，需要我們自己來(lái)探索。但是他給了我們兩個(gè)提示，提示一：請(qǐng)學(xué)生提取關(guān)鍵信息，定義函數(shù)編程塊可以理解為發(fā)號(hào)指令；調(diào)用函數(shù)編程塊可以理解為執(zhí)行指令。板書(shū)關(guān)鍵信息。
根據(jù)提示二的任務(wù)老師帶著學(xué)生一起完成，理解“定義”函數(shù)和“調(diào)用”函數(shù)的概念和功能
請(qǐng)同學(xué)結(jié)合提示一和提示二的信息，小組對(duì)子進(jìn)行合學(xué)討論如何運(yùn)用函數(shù)編程塊優(yōu)化程序，并上臺(tái)展示，通過(guò)對(duì)三個(gè)核心問(wèn)題的探究，最終引導(dǎo)學(xué)生得出函數(shù)編程塊的使用方法，老師進(jìn)行總結(jié)。
【設(shè)計(jì)意圖】
如何在四年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知范圍之內(nèi)，理解定義函數(shù)和調(diào)用函數(shù)的概念和作用，是本節(jié)課最大的難點(diǎn)。為了突破這個(gè)難點(diǎn)，首先設(shè)置“瑪塔國(guó)王為了考驗(yàn)大家故意沒(méi)有告知函數(shù)編程塊使用方法”這個(gè)“障礙”，激發(fā)學(xué)生認(rèn)真思考、積極探究，達(dá)到“不憤不啟，不悱不發(fā)”的效果；再通過(guò)兩個(gè)提示搭建支架幫助學(xué)生理解，在此基礎(chǔ)之上開(kāi)展對(duì)子合學(xué)討論并上臺(tái)展示，通過(guò)三個(gè)核心問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生用自己的話語(yǔ)說(shuō)出定義函數(shù)編程塊和調(diào)用函數(shù)編程塊的功能和使用方法，老師再進(jìn)行總結(jié)，突破教學(xué)難點(diǎn)。
（三）實(shí)戰(zhàn)演練
同學(xué)們已經(jīng)學(xué)習(xí)了使用函數(shù)編程塊的三步驟，那瑪塔國(guó)王要看看你們是否真的掌握了。請(qǐng)看黑板上的程序，如何運(yùn)用函數(shù)編程塊優(yōu)化。
在學(xué)生會(huì)運(yùn)用函數(shù)編程塊優(yōu)化程序的基礎(chǔ)上，出示一張圖片，展示如何在瑪塔控制面板上擺放程序，強(qiáng)調(diào)一個(gè)原則：定義函數(shù)編程塊可以放在控制面板的第二行或第三行，調(diào)用函數(shù)編程塊從第一行開(kāi)始放，定義和調(diào)用兩個(gè)函數(shù)編程塊不能放在同一行。為接下來(lái)學(xué)生在瑪塔設(shè)備上操作進(jìn)行鋪墊。
【設(shè)計(jì)意圖】
通過(guò)練習(xí)，鞏固學(xué)生對(duì)函數(shù)編程塊使用方法三步驟的掌握，同時(shí)熟悉在瑪塔設(shè)備上的操作。
（四）靈活運(yùn)用
通過(guò)實(shí)戰(zhàn)演練，同學(xué)們已經(jīng)學(xué)會(huì)了“秘密武器”的使用方法。請(qǐng)同學(xué)們運(yùn)用函數(shù)編程塊在瑪塔設(shè)備上優(yōu)化程序，運(yùn)行瑪塔機(jī)器人，并上臺(tái)運(yùn)用“三步驟”進(jìn)行講解展示。
針對(duì)程序中“不連續(xù)的重復(fù)部分”，不同的同學(xué)有不同的劃分方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，哪種劃分方法更合理。從而得出結(jié)論——要找出程序中最大化的“不連續(xù)的重復(fù)部分”以達(dá)到優(yōu)化程序的目的。
【設(shè)計(jì)意圖】
學(xué)生在瑪塔設(shè)備上運(yùn)用函數(shù)編程塊進(jìn)行操作實(shí)踐，在動(dòng)手操作中掌握函數(shù)編程塊的使用方法，更好地理解定義函數(shù)和調(diào)用函數(shù)的概念和功能。
（五）回顧總結(jié)
最后進(jìn)行總結(jié)，請(qǐng)學(xué)生說(shuō)本節(jié)課的收獲，老師PPT總結(jié)教學(xué)要點(diǎn)：
認(rèn)識(shí)了定義函數(shù)編程塊和調(diào)用函數(shù)編程塊的概念和功能。
掌握了函數(shù)編程塊的使用方法，并能運(yùn)用優(yōu)化程序。
恭喜同學(xué)們通過(guò)瑪塔國(guó)王的考核成為一名優(yōu)秀的瑪塔特工隊(duì)隊(duì)員，下節(jié)課我們將運(yùn)用“新型武器”去抓捕偷竊大王，下節(jié)課，精彩繼續(xù)。
【設(shè)計(jì)意圖】
請(qǐng)學(xué)生自由講述本節(jié)課收獲的基礎(chǔ)上，老師進(jìn)行總結(jié)，再次鞏固學(xué)生對(duì)本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的掌握。在呼應(yīng)課堂情境的基礎(chǔ)上出示下一節(jié)課的任務(wù)地圖，與本節(jié)課形成連接，為下一節(jié)課的開(kāi)展做鋪墊。
附1：課堂板書(shū)
函數(shù)編程塊
是將軍，定義（發(fā)布）指令
是士兵，調(diào)用（執(zhí)行）指令
=
種樹(shù) = 挖坑、移植、埋土
附件二 課堂操作單
第七課 函數(shù)編程塊
班級(jí)： 姓名：
一、找出程序中不連續(xù)的重復(fù)部分，在控制面板上用函數(shù)編程塊優(yōu)化程序，并運(yùn)行瑪塔機(jī)器人。(共15張PPT)
函數(shù)編程塊
松山湖北區(qū)學(xué)校·李慧玲
松山湖北區(qū)學(xué)校人工智能課程
瑪塔趣味編程
比比誰(shuí)的眼力最好
鷹的眼睛
初探·自學(xué)
積極參與
分享交流
下面這排花朵，你發(fā)現(xiàn)了什么？
新型武器
函數(shù)編程塊
初探·自學(xué)
積極參與
分享交流
提示一
定義函數(shù)編程塊是將軍，定義（發(fā)號(hào)）指令；
調(diào)用函數(shù)編程塊是士兵，調(diào)用（執(zhí)行）指令。
初探·自學(xué)
積極參與
科學(xué)探究
瑪塔機(jī)器人去公園種3棵樹(shù)
樹(shù)之間的距離長(zhǎng)短不等
新型武器的使用方法就藏在任務(wù)里
提示二
初探·自學(xué)
積極參與
科學(xué)探究
合探·對(duì)學(xué)
積極參與
科學(xué)探究
1、函數(shù)編程塊用來(lái)解決什么問(wèn)題？
2、怎樣確定“將軍”發(fā)號(hào)的指令？
3、“士兵”怎樣去執(zhí)行指令？
三個(gè)問(wèn)題
合探·對(duì)學(xué)
積極參與
科學(xué)探究
1、圈出程序中不連續(xù)的重復(fù)部分
2、將這部分指令作為定義函數(shù)編程塊（將軍）發(fā)號(hào)的指令
3、調(diào)用函數(shù)編程塊（士兵）執(zhí)行指令，替換程序中不連續(xù)
的重復(fù)部分，其他部分不變
積極參與
科學(xué)探究
合探·對(duì)學(xué)
合探·展學(xué)
科學(xué)探究
積極參與
實(shí)戰(zhàn)演練
深探·展學(xué)
科學(xué)探究
自信表達(dá)
運(yùn)用三步驟，在控制面板上用函數(shù)編程塊優(yōu)化程序，并運(yùn)行瑪塔機(jī)器人
靈活運(yùn)用
請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)本節(jié)課的學(xué)習(xí)收獲
函數(shù)編程塊
就像將軍與士兵
將軍是定義函數(shù)
頭上不帶圈
士兵是調(diào)用函數(shù)
頭上要帶圈
將軍負(fù)責(zé)發(fā)號(hào)指令
士兵負(fù)責(zé)執(zhí)行指令
將軍放在二三行
后面跟著指令組
士兵放在第一行
哪里需要就在哪
深探·展學(xué)
執(zhí)行任務(wù)
任務(wù)：
請(qǐng)瑪塔機(jī)器人根據(jù)指定路徑完成任務(wù)。
步驟如下：
1、先在草稿區(qū)用運(yùn)動(dòng)編程塊寫(xiě)程序；
2、找出程序中不連續(xù)的重復(fù)部分；
3、在控制面板上用函數(shù)編程塊優(yōu)化程序，并運(yùn)行瑪塔機(jī)器人。
謝謝聆聽(tīng)
精彩繼續(xù)

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