摘要:
该小学信息科技教学设计聚焦编程实践中的乒乓球平衡游戏,核心知识点包括三轴加速度传感器数据与主控板倾斜状态的对应关系,以及“读取传感器数据—调整坐标—更新LED点阵显示”的闭环控制逻辑。课堂导入通过趣味游戏演示和生活感应设备实例,引导学生小组讨论技术原理,以流程图、程序模块图为学习支架,帮助梳理游戏流程与组件使用方法。
该资料以项目式学习为特色,突出信息意识、计算思维和数字化学习与创新核心素养。学生通过补全程序、上传调试并开展游戏比拼,在实践中掌握“创建图像”“设置亮灭点”等程序块操作,理解传感器原理与游戏控制逻辑。为教师提供清晰教学路径和评价工具,有效提升学生动手能力与问题解决能力,落实核心素养培养。
内容正文:
3单元 任务三《编程实践来学习》教学设计
课题
编程实践来学习
单元
第三单元
学科
信息技术
年级
六年级
核心素
养目标
1. 信息意识:能够感知三轴加速度传感器采集的三维数据,理解加速度正负、数值大小与主控板倾斜状态、乒乓球移动方向的对应关系。
2. 计算思维:能够梳理乒乓球平衡游戏的完整流程,理解 “读取传感器数据 — 调整坐标 — 更新 LED 点阵显示” 的闭环控制逻辑。
3. 数字化学习与创新:能够借助流程图、坐标模型、程序模块图等数字化工具,分析传感器原理与游戏控制逻辑,搭建清晰实现路径。
4. 信息社会责任:能够了解加速度传感器在运动监测、智能控制、安全防护等领域的应用价值,体会技术对生活的正向赋能作用。
教学重点
一、游戏流程我来答
二、组件使用有章法
三、编程实践我喜爱
四、勤学好思收获多
教学难点
1、 游戏流程我来答
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
一、新知引入
游戏流程我来答
右图是将“开始”“游戏”和“结束”三个阶段整合在一起的流程图。
(1)当玩家按下 B1 按钮时,游戏开始,此时乒乓球的坐标x=15y=5。
(2)为了记录游戏时长,定义了变量t表示游戏的开始时间,该变量的初值为系统运行时间。
(3)当乒乓球的坐标x在1到30之内且坐标y在1到10之内时,表明乒乓球在球拍之内(之外/之内)。此时程序判断球拍的倾斜状态并据此调整乒乓球的位置。
(4)当乒乓球的坐标x在1到30之外或坐标y在1到10之外时,表明乒乓球在球拍之外(之外/之内),此时游戏结束。
(5)当游戏结束时,蜂鸣器发声1秒,LED点阵屏会显示游戏时长,该时长=系统运行时间-开始时间t。由于LED点阵屏面积有限,游戏时长的0小数部分省略,因此LED点阵屏显示的游戏时长是将实际时长进行四舍五入后得到的整数(整数/小数)部分。
想一想
这个游戏都有什么注意事项?
观看乒乓球平衡游戏演示,结合生活感应设备,小组讨论游戏可能用到的技术原理。
以趣味游戏和生活实例切入,降低技术陌生感,激发学生探究兴趣与学习动力。
讲授新课
新知讲解:
一、组件使用有章法
怎样才能让点阵屏显示矩形球拍?
1.当想要显示自定义图像时,需要使用“创建图像”程序块创建一个图像。
2.点击“创建图像”中的方块,可以选择该位置上的LED状态:红色表示点亮,黑色表示熄灭。
3.点亮LED,形成以 (1, 1)(30, 1) (30, 10)(1,10)为顶点的矩形球拍。
4.该程序块与“显示(图像/字符串)程序块拼接,就能简单地显示自定义图像。
如何模拟乒乓球的移动呢?
使用“板载显示”中的“设置亮灭点x【0】y【0】【亮】”的程序块,就可以点亮(0,0)位置的LED。
乒乓球也是用LED模拟的,当A点LED灭而B点LED亮时,说明乒乓球从A点移动到了B点。
怎样获取实验主控板在某个方向的加速度呢?
“板载传感”的程序块“获取加速度(g)【x】”表示获取x轴方向的加速度大小。
获取加速度的程序块中的x,可以被替换为y、z或(x,y,2),以获取在y轴方向、z轴方向或三个轴方向的加速度。
怎样让蜂鸣器发声,提示玩家游戏结束呢?
“板载执行”中与声音相关的程序块可以控制实验主控板上的蜂鸣器。使用“播放声音频率【NOTE_A4】持续时间【1000】”程序块,可使实验主控板短暂地发出声音后停止。其中,“NOTE_A4”表示播放声音的音调(声音的频率决定了音调),“1000”表示声音的持续时间,单位是毫秒(1秒=1000毫秒)。
怎样在点阵屏上显示游戏时长呢?
用“板载显示”中的“显示(图像/字符串)【】”,可以在点阵屏上显示游戏时长。为了显示游戏时长四舍五入后的整数部分,可以使用“数学”中的取整程序块“取整(四舍五入)【】”,然后与待取整的数或表达式直接拼接。
还需要注意,数字不能通过“板载显示”中的程序块直接显示,需要与“文本”中的“转字符串【】”程序块拼接后,才能与“显示(图像/字符串)【】”拼接。
二、编程实践我喜爱
根据图3-22在编程平台上补全程序,上传实验主控板后,和同伴来一场乒乓球平衡游戏大比拼,看看谁的平衡能力最强。
3、 勤学好思收获多
想想:如何一步步设计算法并编写程序解决复杂问题?这对今后的学习有何启发?
评价卡
四、单元总结反思
在本单元中,我们设计了乒乓球平衡游戏算法;通过分析算法流程,逐步探究乒乓球平衡游戏的加速度传感器和反馈思想;最后,根据自己的思考,使用实验主控板补全或编写相关程序。
单元实现了乒乓球平衡游戏,这一过程使用了哪些学过的内容?学习了哪些新内容?
五、课堂练习
一、选择题
1、乒乓球平衡游戏中,游戏开始的触发条件是( )
A. 按下 B1 按钮 B.晃动主控板
C. 点亮 LED 点阵 D.蜂鸣器发声
2、为记录游戏时长,变量 “开始时间” 的初值是( )
A. 0 B.系统运行时间
C. 1000 D.当前时间 + 1000
3、加速度传感器检测到 x 轴加速度 > 0.2 时,乒乓球的坐标会( )
A. x+1 B. x-1
C. y+1 D. y-1
4、游戏结束时,LED 点阵屏显示的游戏时长是( )
A. 原始小数 B. 四舍五入后的整数
C. 直接取整 D.保留一位小数
二、判断题
1、乒乓球坐标 x 在 1-30 内且 y 在 1-10 内时,游戏会自动结束。( )
2、显示自定义矩形球拍,需要使用 “创建图像” 程序块。( )
3、蜂鸣器发声 1 秒,对应的持续时间参数应设置为 1000 毫秒。( )
4、数字可以直接通过 LED 点阵的 “显示图像 / 字符串” 程序块显示。( )
六、拓展延伸
1、贪吃蛇
2、加速度传感器的妙用
3、 LED 点阵屏的创意玩法
跟随教师讲解,动手操作编程平台,练习 “创建图像”“设置亮灭点” 等基础程序块,完成球拍绘制。
根据流程图补全游戏程序,上传至主控板调试运行,和同伴开展游戏比拼,记录平衡时长。
独立完成习题,检验知识掌握情况
观看视频,回答问题
通过分步实操练习,帮助学生掌握核心组件用法,为后续完整编程搭建基础。
通过完整编程与实操,让学生将逻辑转化为程序,提升问题解决与实践动手能力。
完成课堂练习,让学生检测学习效果
进一步增加学生知识宽度
课后作业
1、尝试修改游戏程序,调整加速度灵敏度参数,测试不同难度下的游戏体验并简要记录感受。
布置作业
拓展学生的学习能力
课堂板书
观看板书
强调教学重点内容。
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