第14课 编码也能动起来（教学设计）信息科技人教版四年级上册（新教材）

该小学信息科技教学设计聚焦动作编码核心知识点，通过推箱子游戏情境导入，学生体验后发现自然语言描述动作的繁琐与不精确，引入网格将空间量化，搭建从具体动作到抽象编码的学习支架。 特色在于采用任务驱动与合作探究法，引导学生设计“方向+距离”编码方案培养计算思维，通过小组交换解码验证提升数字化学习与创新能力，结合扫地机器人路线设计任务渗透信息社会责任，助力学生掌握编码原理，为教师提供情境化、可操作的教学范例。

14.编码也能动起来 教学设计 学科 信息科技 年级 4年级 备课时间 主备人 教案持有教师 备课组 成员 教学内容 课 题 14.编码也能动起来 课 型 新授课 课时 第 1课时 课程标 准要求 结合真实情境，了解编码在生活中的应用，认识数据编码的目的，理解数据编码是保持信息社会组织与秩序的科学基础。通过观察身边的真实案例，知道如何使用编码建立数据间的内在联系，以便计算机识别和管理。 学科核心素养目标 信息意识：通过“推箱子”游戏情境，感知动作也能被编码，初步建立用编码描述秩序的意识。 计算思维：能分析“推箱子”游戏过关的动作步骤，理解用“方向+距离”等方式对动作进行编码的基本原理。能设计并应用一套简洁的动作编码方案，准确描述游戏过关路线。 数字化学习与创新：能使用自己设计的动作编码方案，记录并描述“推箱子”游戏的过关路线；能与同学交换编码方案并解码验证，体验用编码描述和传递动作序列的过程。 信息社会责任：通过为扫地机器人设计清扫路线等活动，体会编码在智能设备控制中的作用，认识到编码是描述秩序、实现自动化管理的基础。 教学重点 1.理解动作可以被编码，掌握用“方向符号+距离数字”等方式描述动作序列的基本方法。 2.能根据网格坐标，设计并应用一套动作编码方案来清晰描述“推箱子”游戏的过关步骤。 教学难点 1.理解并设计出能确保“唯一性”的动作编码规则。 2.将连续的、二维空间中的动作序列，准确转化为一维的、线性的编码指令。 教学方法 任务驱动法、合作探究法、实践操作法 教 学 过 程 教学活动 教师活动 学生活动 教学意图 环节1 导入新课 1. 提问：推箱子游戏你玩过吗？来挑战一下吧！ 2. 引导学生体验推箱子第一关游戏。 3.提出问题：推箱子的动作应该如何编码呢？ 1.体验游戏。 2.明确学习目标：学习用编码描述动作。 从学生熟悉的游戏切入，，激发学生学习用编码描述动作的内在需求。 环节2 推箱子（第一关） 1.回忆通过第一关的过程，描述你的过关方法，邀请学生口头描述过关步骤。 2.引导学生发现，用自然语言（如“先走到箱子下面，再往上推……”）描述动作步骤比较繁琐，且不够精确。 3.展示带网格的“推箱子”第一关图纸。讲解网格的作用——将连续空间划分为标准方格，便于精确定位和描述移动距离。 1.尝试用语言描述过关方法。 2.思考并讨论用语言描述的不足。 3.理解网格是描述动作的基础。 通过对比自然语言描述的繁琐与不精确，引发认知冲突。 通过引入“网格”将空间量化，降低动作描述的难度。 环节3 设计动作编码 1. 讲解编码方案：以课件为例，介绍一种基础的“单字方向+数字距离”编码方案（如：上、下、左、右+数字）。演示如何将“向右走1格”编码为“右1”。 2.强调规则唯一性：明确约定“上”只代表“向上移动”，“1”代表移动1格，确保一个编码对应一个明确动作。 3.提出挑战：“方向+数字”只是一种方案。你能设计更酷、更简洁的编码方案吗？ 4.分组设计：将学生分组，发放学习任务单活动2。要求小组合作，设计一套自己的动作编码方案（如：用箭头↑↓←→+数字；用英文首字母U/D/L/R+数字等），并填写编码方案记录表。 5.巡视指导：参与小组讨论，引导学生思考编码的准确性（无歧义）和便捷性（易于书写和理解）。 6.方案分享：邀请2-3个小组分享他们设计的编码方案，并说明设计思路（如：为什么用箭头？为什么用字母？）。 1.学习并记录“方向+距离”的编码规则。 2.小组合作：围绕“如何清晰、简洁地表示四个方向和移动距离”进行讨论，设计专属编码方案。 3.完成记录：在任务单上填写小组设计的“向上、向下、向左、向右”及“距离”的表示方法。 4.交流分享：聆听其他小组的方案，思考不同方案的优缺点。 从“学习使用编码”上升到“创造编码规则”，培养学生的创新思维和合作能力。通过对比不同方案，让学生深入体会编码设计的核心原则：确保唯一性，追求简洁有效。 环节4 推箱子（第二关） 1.发布任务：出示“推箱子”第二关，体验第二关，在图纸上画出过关路线，并使用自己小组设计的编码方案在任务单上准确记录整个动作序列。 2.编码交换与解码：组织小组间交换记录了编码的任务单。各小组需根据对方提供的编码方案说明，解码并尝试在空白图纸上还原出动作路线。 3.验证与讨论：交换回原始图纸，对比解码画出的路线与原路线是否一致。组织讨论： 成功的编码方案有什么特点？（规则清晰、唯一） 导致解码错误的原因可能是什么？（规则模糊、描述不清） 4.归纳编码有效性：总结并板书：一个有效的动作编码方案，必须能蕴含信息的准确性、确保记录和传递的便捷性。 1.学习任务单活动3： 独立或小组合作，体验第二关游戏。 使用本组设计的编码方案，详细记录每一步动作。 2.交换与解码：接收他组的编码，尝试理解其规则，并解码画出路线。 3.验证与反思：对比结果，分析编码方案的优劣，理解“编码唯一性”是准确通信的基础。 创设真实的“编码-传输-解码”应用场景。让学生在解决复杂任务中应用自创编码，并通过交换验证，深刻体会编码规则清晰、唯一的重要性。这是本课核心知识的综合应用与内化环节。 环节5 为扫地机器人设计清扫路线 1.联系生活：提问：除了游戏，生活中还有什么地方需要给“动作”或“路线”编码？ 2.布置创意任务（学习任务单活动4）：为家里的一个房间平面图绘制简单网格，为扫地机器人设计一条高效的清扫路线，并用编码记录下来。 3.展示与评价：请学生展示自己的清扫路线编码，其他同学评价其路线是否合理（覆盖区域、避免重复）、编码是否清晰。 1.联想生活中的自动化设备，理解动作编码的实际应用价值。 2.动手设计：将课堂所学迁移到新情境，为扫地机器人设计路线并编码。 3.分享作品，听取建议。 将编码从游戏情境拓展到真实的智能应用场景，让学生体会编码技术的实用价值。设计清扫路线的任务，综合运用了空间规划、顺序描述和编码转换能力，实现了知识的迁移与升华。 环节6 知识总结 1.知识梳理： 动作可以被编码 设计编码要规则清晰、确保唯一 编码能描述秩序，让机器理解并执行复杂任务。 2.通过选择题进行“智慧挑战”，巩固核心概念。 （1）网格在动作编码中的作用是？（A.让方向和距离更精准） （2）以下哪种编码能准确描述“向上走2步，向左走1步”？（A.↑2、←1） 1.跟随教师回顾本课要点。 2.独立完成选择题，检验学习效果。 通过练习巩固重点知识，检测学习效果。梳理知识脉络，形成结构化认知。 环节7 兴趣园地 播放视频，介绍扫地机器人如何规划清扫路线。 思考扫地机器人如何规划清扫路线。 由简单的动作编码样例拓展到真实世界中的路线规划问题，激发学生兴趣。 学习评价与反思 评价内容 达成情况 1.能说出用编码描述动作的基本思路 2.能设计出一套规则清晰、确保唯一性的动作编码方案。 3.能应用自设计的编码方案，准确描述“推箱子”第二关的完整动作序列。 4.能正确理解并解码其他小组提供的动作编码，还原出正确的动作路线。 ☆☆☆☆☆ 1.明确任务分工，开展组内协作 2.积极参与小组讨论，分享观点 3.能迁移应用，为扫地机器人设计简单的清扫路线并用编码进行描述。 4.交流合作，促成新认知 ☆☆☆☆☆ 1 学科网（北京）股份有限公司 $