小学信息技术六年级上册：《趣味编程入门-口算比赛程序的设计》教学设计

小学信息技术六年级上册：《趣味编程入门——口算比赛程序的设计》教学设计一、教学内容分析

本节课隶属于小学信息科技课程“算法与编程”模块。从《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》审视，本课是学生从图形化编程的“趣味体验”迈向“问题解决”的关键转折点。在知识技能图谱上，它要求学生综合运用已学的顺序结构、事件与广播机制，并引入“变量”这一核心概念作为数据处理的基础，为后续学习条件判断、循环控制等复杂逻辑奠定基石，实现了从“让角色动起来”到“让程序会思考”的认知跃迁。过程方法上，本课旨在引导学生经历一个完整的“计算思维”实践过程：从“口算比赛”这一真实情境中抽象出核心要素（题目、得分、时间），通过设计算法（如何出题、如何计分）形成模式，再借助编程语言将其自动化实现，并在此过程中进行测试与优化。其素养价值渗透于全程：设计比赛逻辑锤炼了“计算思维”；调试程序培养了“数字化学习与创新”所需的耐心与探究精神；而思考程序的公平性与趣味性，则悄然播下了“信息社会责任”的种子。

面向六年级学生，学情呈现显著分层。已有基础方面，多数学生已熟悉Scratch基本界面与积木操作，能够制作简单的动画和交互，对编程抱有浓厚兴趣，具备初步的逻辑条理性。然而，潜在障碍在于：首先，“变量”概念抽象，学生易将其理解为“固定数值”而非“可变的存储空间”；其次，将生活问题（比赛规则）系统地转化为程序逻辑是一大思维难点，学生常出现逻辑跳跃或遗漏。为此，教学过程将嵌入多维度形成性评价：在概念初探时通过即时问答“猜猜‘得分’可能会怎么变化？”诊断前概念；在算法设计时通过小组流程图绘制评估思维的系统性；在程序实现时通过“运行观察纠错”环节考察调试能力。教学调适上，将提供“图文指引卡”与“核心积木包”支持基础薄弱学生跟上节奏，同时设立“优化挑战区”引导学有余力者探究随机数范围控制、倒计时动画等进阶任务，实现差异化推进。二、教学目标

知识目标：学生能准确理解“变量”作为存储与调用变化数据（如得分）的核心功能，并能在Scratch中创建与运用变量；能系统阐述“口算比赛程序”的基本算法流程，包括题目随机生成、答案判断与反馈、得分累计及时间控制等关键环节的逻辑关系。

能力目标：学生能够独立或协作完成一个具备完整比赛流程（开始、出题、判题、计分、结束）的交互式程序原型；能够运用“分解模式识别抽象算法设计”的计算思维步骤，将复杂的比赛规则转化为清晰的程序流程图或步骤说明。

情感态度与价值观目标：在程序调试的挫折与成功中，学生能保持积极探究的态度，体会通过逻辑与耐心解决问题的成就感；在小组合作设计时，能主动倾听同伴方案，包容不同思路，共同追求作品的功能完善与用户体验优化。

科学（学科）思维目标：重点发展“计算思维”中的“算法思维”与“评估思维”。学生需像计算机科学家一样思考，设计出无歧义、可执行的步骤序列（算法），并能对程序运行结果进行批判性分析，评估其是否准确实现了预设规则，思考优化方案。

评价与元认知目标：学生能依据一份包含“功能完整性”、“交互友好性”、“逻辑正确性”维度的简易量规，对自己或同伴的程序进行初步评价；能在课堂小结时，反思本课解决问题的核心思路（“定义问题设计算法编码实现测试调试”），并将此过程迁移至解决其他编程任务的预期中。三、教学重点与难点

教学重点是“变量概念的理解与应用”以及“口算比赛完整流程的算法设计与程序实现”。确立依据在于，变量是编程中处理一切动态数据的基石，是连接用户交互与程序内部逻辑的桥梁，属于课标强调的“大概念”；而设计并实现一个完整流程，则是将分散知识点（事件、运算、控制）整合为可运行系统的关键能力，是衡量学生计算思维水平与应用能力的核心体现，也是后续复杂项目学习的必备基础。

教学难点在于“将生活化的比赛规则抽象为严密的程序逻辑算法”。预设依据源于学情分析：小学生思维具象，而编程要求高度的抽象与严谨。学生常见困难包括：忽略“开始比赛”与“结束比赛”的状态切换逻辑、对“判断答案并给出对应反馈”这一分支结构的逻辑表述不完整、难以协调“计时”与“出题判题”等多个并行或顺序执行的线程。突破方向在于提供可视化的算法设计工具（如流程图模板）作为思维脚手架，并通过分步骤、分角色的任务分解，降低认知负荷。四、教学准备清单1.教师准备

1.1媒体与教具：多媒体课件（含情境动画、关键概念图解、分步任务指引）、Scratch3.0在线编程环境或离线版、投影设备。

1.2学习资源：分层学习任务单（基础版与挑战版）、算法设计流程图工作纸、“变量”概念可视化卡片、常见问题锦囊（电子或纸质）。

1.3环境布置：教室座位按46人合作小组布局，白板划分出“算法设计区”、“精彩代码展示区”和“疑难问题求助区”。2.学生准备

复习Scratch中“事件”、“运算”、“说…”等积木的用法；预习思考：生活中的比赛有哪些共同规则？五、教学过程第一、导入环节

1.情境创设与冲突引发

“同学们，课间休息时，我看到很多同学在玩‘口算接龙’，又快又准，真是厉害！不过，老师有个小烦恼：我想组织一场全班的口算比赛，但既要出题、又要计时、还要统计每个人的得分，一个人实在忙不过来。大家有什么好办法吗？”（等待学生可能的回答：找帮手、用计时器、写在黑板上……）“大家的想法都很棒！今天，我们就请出一位‘万能小助手’——计算机，来为我们自动举办一场公平有趣的‘口算比赛’！大家有没有信心当一回比赛程序的设计师？”

1.1核心问题提出与路径规划

“那么，要设计这样一个程序，我们需要让计算机‘学会’做什么呢？”（引导学生归纳：出题、判断对错、计分、计时。）“很好，你们一下子就抓住了核心任务。为了让计算机明白这些事，我们需要像搭积木一样，一步步来构建程序的逻辑。这节课，我们就将化身‘系统架构师’，先从最关键的数据管家——‘变量’入手，再到规划整个比赛的流程，最后动手搭建出我们的比赛程序。准备好了吗？我们的编程挑战，现在开始！”第二、新授环节

本环节采用支架式教学，通过五个递进任务，引导学生从概念建构到项目实现。任务一：认识数据管家——“变量”

教师活动：首先，在屏幕上展示一个简单的“点击角色加分”动画（无变量版，分数固定不变），引发疑问：“咦，这个分数怎么一直不变？我们需要的分数应该是……”学生齐答：“变化的！”顺势引出：“没错，我们需要一个能记住并能随时改变数值的‘盒子’，在编程里，它就叫——‘变量’。”然后，现场在Scratch中演示创建一个名为“我的得分”的变量，并操作“将我的得分增加1”积木，让全班直观观察舞台上变量显示值的变化。“看，这个‘盒子’不仅能存东西（初始化），还能往里加东西（增加），或者更换里面的东西（设为）。我们来想想，在口算比赛中，哪些东西像‘得分’一样是变化的、需要用到变量？”（引导说出：时间、题目中的数字）。

学生活动：观察教师演示，理解变量作为“可变存储空间”的比喻。跟随教师引导，在自己的Scratch中尝试创建第一个变量（如“我的得分”），并拖动“增加”、“设为”积木进行简单操作，观察效果。思考并回答比赛中可能用到的其他变量。

即时评价标准：1.能否正确说出变量的核心作用（存储会变化的数据）。2.能否在Scratch环境中独立完成变量的创建。3.能否举例说明比赛场景中至少两个需使用变量的数据。

形成知识、思维、方法清单：

★变量概念：变量是编程中用于存储和表示可变数据的命名空间。它像一个有名字的盒子，里面的内容（值）可以随时被读取、修改或替换。理解其“变”的核心是突破抽象概念的关键。

★变量操作：Scratch中涉及变量的核心积木有三个：“将[变量]设为[]”用于初始化或重置；“将[变量]增加[]”用于累加或递减；“[变量]”用于在表达式中调用其当前值。

▲应用联想：在交互程序中，角色生命值、游戏关卡、计时器、计数器等动态数据，都需依赖变量来管理。引导学生建立“凡是会变的数，就考虑用变量”的思维习惯。任务二：规划比赛蓝图——算法流程图设计

教师活动：“现在我们有了管理数据的‘盒子’，接下来要设计比赛的‘流程图’，也就是先做什么、后做什么的步骤图。请大家小组讨论：一场完整的口算比赛，从开始到结束，主要有哪些阶段？每个阶段计算机和选手分别要完成什么？”（巡视倾听，抓取典型思路）。然后，邀请一组上台分享，并引导全班共同完善，在黑板上用流程图符号（椭圆形表开始/结束，菱形表判断，矩形表处理）绘制出核心流程：开始>初始化（得分清零，时间设定）>出题>等待输入答案>判断对错>更新得分与反馈>检查时间>时间到则结束，否则返回出题。

学生活动：以小组为单位，结合生活经验，热烈讨论比赛流程。尝试用语言描述步骤顺序和关键决策点（如“如果答对了怎么办？答错了怎么办？”“时间到了怎么办？”）。观看并参与全班共同的流程图绘制，理解各图形符号的含义，初步建立用流程图表达算法的意识。

即时评价标准：1.小组讨论是否有序，每位成员是否都有表达机会。2.绘制的流程图是否包含“开始、结束、循环、判断”等基本结构。3.流程逻辑是否能清晰地反映比赛从开始到结束的完整过程，无重大逻辑漏洞。

形成知识、思维、方法清单：

★算法与流程图：算法是解决问题的清晰、有限的步骤序列。流程图是一种用标准化图形表示算法的工具，能直观展示步骤顺序、条件分支和循环，是沟通设计思想与代码的桥梁。

★程序基本结构渗透：在此流程中，已隐含“顺序结构”（初始化步骤）、“分支结构”（判断答案对错）、“循环结构”（反复出题直到时间到）。虽未深入讲解概念，但为后续学习埋下伏笔。

▲计算思维实践——设计：将复杂任务（办比赛）分解为可操作的子任务（初始化、出题、判题…），并理清子任务间的逻辑关系（顺序、选择、循环），这正是计算思维中“分解”与“算法设计”的生动体现。任务三：搭建程序骨架——初始化与出题

教师活动：“蓝图有了，现在我们开始‘砌第一块砖’。首先，程序启动时，需要做好哪些准备？”引导学生明确：得分变量要“设为0”，时间变量要“设为60”（举例）。演示如何用“当绿旗被点击”事件配合“将变量设为”积木完成初始化。“接下来，如何让计算机自动出题？而且是随机的加减法题目？”引导学生回忆“运算”类积木中的“在…到…间随机选一个数”，并组合连接符“连接…和…”来生成题目字符串，如“连接(随机数)和‘+’和(另一个随机数)和‘=’”。提醒学生注意将生成的题目“说…”出来或显示在角色上。

学生活动：模仿并实践初始化操作，建立“我的得分”和“剩余时间”变量并正确设置初值。探索使用“随机数”和“连接”积木，尝试生成一道随机加法算式（如“7+3=”），并成功让角色显示或说出这道题。

即时评价标准：1.能否独立完成得分与时间的初始化设置。2.能否正确使用随机数积木，并理解其参数范围的意义（如110）。3.能否成功组装积木，生成并显示一道格式正确的算式题目。

形成知识、思维、方法清单：

★事件驱动初始化：程序开始的准备工作（如变量赋初值）通常由“当绿旗被点击”事件触发，确保每次运行都从一个确定的状态开始。

★随机数的应用：使用“在(1)到(10)间随机选一个数”积木可以模拟不可预测的出题，是增加程序趣味性和通用性的关键。提示学生思考：如何控制题目难度？（调整随机数范围）

▲字符串拼接：在Scratch中，使用“连接…和…”积木可以将数字、运算符文本等拼接成一个完整的句子或算式，是动态生成文本信息的重要技巧。任务四：实现核心逻辑——判题、反馈与计分

教师活动：“题目出来了，选手输入了答案，程序怎么知道对错呢？”引出“如果…那么…否则…”分支积木。“这里有个小陷阱：计算机生成的随机数我们记在变量里，但用户输入的答案存在哪？”介绍“询问…并等待”和“回答”积木。“现在，请构建一个判题逻辑：如果‘回答’等于‘数字1+数字2的计算结果’，那么就……否则就……”（板书关键逻辑式）。演示如何在此分支中，增加“将我的得分增加1”和不同的提示话语（如“答对了！”/“再想想哦”）。

学生活动：动手搭建判题分支结构。重点理清条件判断的表达：需用“运算”类中的加法计算出正确答案，并与“回答”进行比较。成功实现：答对时加分并给予正确反馈，答错时给予鼓励性提示。调试并验证逻辑是否正确。

即时评价标准：1.能否正确使用“询问…并等待”积木获取用户输入。2.能否在“如果…那么…”的条件中，正确编写判断表达式（如“回答=(数字1变量+数字2变量)”）。3.判题后，能否根据分支执行对应的加分与反馈操作。

形成知识、思维、方法清单：

★分支结构（选择结构）：程序根据条件是否成立（真/假）来决定执行不同的代码路径，是实现智能判断的核心。强调条件表达式必须产生一个逻辑值（是/否）。

★人机交互输入：“询问…并等待”会暂停程序并弹出对话框，用户的输入内容被存储在“回答”这个系统变量中，可供后续判断使用。

▲调试意识培养：在此环节，学生极易因变量名混淆或计算表达式错误导致判题失灵。鼓励他们使用“说…”积木在关键步骤输出中间值（如“正确答案是：XXX”），这是非常重要的调试策略。任务五：整合与循环——加入计时与重复出题

教师活动：“现在，我们的程序能完成一次出题和判题了。但一场比赛需要很多道题，并且有时间限制，怎么办？”引出“重复执行直到…”循环。“我们可以让‘出题询问判题’这一系列动作，重复执行，直到一个条件被满足，比如‘剩余时间<=0’。”演示如何创建一个在背景（或独立角色）上运行的计时器：绿旗点击时，将“剩余时间”设为60，然后“重复执行直到剩余时间=0”，循环内“等待1秒”然后“将剩余时间增加1”。“那么，如何把出题判题的代码和计时循环结合起来呢？”提示可以使用“广播”机制：计时开始后广播“开始出题”，而出题角色接收到该广播后，开启一个自身的“重复执行直到剩余时间=0”的循环，内部包含完整的出题判题代码。

学生活动：理解循环与条件结合的控制逻辑。尝试搭建计时器，实现60秒倒计时功能。学习使用“广播”消息来协调不同角色（计时角色与出题角色）之间的动作，将之前完成的任务三、四的代码块，整合到一个由广播触发的循环中，形成完整的、可循环运行的比赛核心逻辑。

即时评价标准：1.能否独立或协作实现倒计时功能。2.能否理解“广播”与“当接收到广播”的同步作用，并成功使用它们来触发循环出题。3.最终整合的程序能否实现“开始后连续出题、判题、计时，时间到自动停止”的基本比赛体验。

形成知识、思维、方法清单：

★循环结构：“重复执行直到…”是一种带退出条件的循环，它允许某段代码反复执行，直到特定条件满足（如时间到）。这是实现自动化连续处理的关键。

★事件协调——广播机制：广播是Scratch中角色间通信的重要方式。一个角色“广播”一个消息，所有角色都可以“当接收到”该消息时执行相应操作，常用于同步多个角色的行为或控制程序阶段切换。

▲程序架构思维：复杂的程序需要合理分工。将计时功能与出题判题功能分离到不同角色，通过广播协调，使程序结构更清晰、易于理解和维护，体现了模块化设计思想的萌芽。第三、当堂巩固训练

设计分层训练任务，学生根据自身完成情况选择起点，教师巡回指导。

基础层（夯实基础）：任务：完善你的比赛程序，确保其具备“绿旗点击开始、60秒倒计时、连续出10以内加法题、答对加分、答错提示、时间到自动停止”全部基础功能。支持：可参考教师提供的“标准流程图”和关键积木提示卡。

综合层（应用迁移）：任务：升级你的比赛程序。①增加题目类型：随机出加法或减法题（提示：再创建一个变量随机决定是“+”还是“”）。②美化界面：为不同的反馈（对/错）设计不同的音效或角色造型变化。

挑战层（开放探究）：任务：设计一个“智能挑战”模式。程序能根据选手的答题正确率动态调整题目难度（例如，连续答对3题，随机数范围从10扩大到20）。思考并尝试用变量和条件判断来实现这个逻辑。

反馈机制：训练最后10分钟，组织“一分钟展示会”：邀请不同层次的学生代表演示其作品亮点。教师引导全班围绕“功能完整性”、“交互是否友好”、“有无创新点”进行针对性点评。同时，收集“疑难问题求助区”的典型问题，进行集中精讲。第四、课堂小结

引导学生进行结构化总结与元认知反思。“同学们，今天我们共同完成了一个了不起的项目——设计口算比赛程序。谁能用一句话总结，我们是怎么一步步实现它的？”（预设：先想清楚步骤画流程图，然后用变量存数据，再一块块搭积木实现功能，最后用循环和广播把它们连起来。）“非常好，这个过程正是我们解决问题的‘法宝’：分析需求、设计算法、编写代码、测试调试。请大家花两分钟，在任务单背面画一画本节课的知识思维导图，核心是‘变量’和‘比赛流程’。”随后，邀请两位学生分享其思维导图。

作业布置：必做作业：1.进一步完善并测试你的口算比赛程序，确保其运行稳定。2.写下你认为在编程过程中最重要的一个思考步骤或遇到的一个最棘手的bug及解决方法。选做作业：尝试为你设计的口算比赛程序增加一个“排行榜”功能，能记录并显示前三名的得分（思考：这需要用到什么新知识？可能是“列表”哦，有兴趣的同学可以提前查查资料）。下节课，我们将分享大家的精彩作品，并探讨如何让我们的程序更‘聪明’。六、作业设计

基础性作业：面向全体学生。1.程序定型：在课堂作品基础上，修补所有已知错误，提交一个能流畅运行60秒的完整版口算比赛程序（.sb3文件）。2.流程复述：用文字或简单的图示，向家人或同学解释你的程序是如何工作的，需涵盖“初始化、出题、判题、计分、计时”五个关键环节。

拓展性作业：面向大多数学有余力的学生。1.用户体验优化：为你的程序设计一个更吸引人的开始界面和结束界面（如“开始比赛”按钮、“时间到！你的最终得分是…”的总结页面）。2.规则微创新：在现有规则基础上，增加一条小规则，如“答错不扣分，但会显示正确答案”，并实现它。

探究性/创造性作业：供兴趣浓厚、能力突出的学生选做。1.项目迁移：借鉴本节课的设计思路，尝试设计一个“英语单词拼写比赛”或“古诗词填空比赛”的程序原型。思考：哪些部分逻辑是相同的（计时、计分）？哪些部分需要改变（出题和判题的方式）？2.调研与展望：了解现实生活中还有哪些场景应用了类似的自动出题与判分系统（如在线答题平台、驾考理论考试系统），写一份简短的发现报告，分析其与我们的课堂项目在原理上的相通之处。七、本节知识清单及拓展

1.★变量：编程中的核心概念，是命名的数据存储单元，其值在程序运行期间可以改变。用于记录游戏分数、剩余时间、角色坐标等动态信息。

2.★算法：解决问题的清晰、有限步骤的序列。设计算法是编程的第一步，常借助流程图来可视化表达。

3.★流程图符号：椭圆形（起止框）、矩形（处理框）、菱形（判断框）、带箭头流程线。掌握这些符号有助于规范地描述思路。

4.★Scratch变量操作：“将[变量]设为[]”（初始化/重置）、“将[变量]增加[]”（修改值）、“[变量]”（引用值）。

5.★随机数：“在()到()间随机选一个数”积木，用于生成不确定性的数字，是制作游戏、出题程序的关键。

6.★字符串连接：使用“连接…和…”积木将多个文本或变量值拼接成一个完整的字符串，用于动态生成显示内容。

7.★分支结构：“如果…那么…否则…”积木实现程序的条件判断，根据条件真伪执行不同分支的代码。

8.★用户输入：“询问…并等待”积木暂停程序并弹出输入框，用户输入内容存入系统变量“回答”。

9.★循环结构：“重复执行直到…”积木实现带退出条件的循环，循环体内的代码会反复执行，直到指定条件满足。

10.★广播机制：一种角色间通信方式。“广播[消息]”发送消息，“当接收到[消息]”触发对应代码块执行，用于同步或控制流程。

11.▲程序初始化：通常由“当绿旗被点击”事件触发，完成变量赋初值、角色复位等准备工作，确保程序每次从头运行时状态一致。

12.▲调试技巧：在程序中临时插入“说…”积木来显示关键变量的值，是追踪程序逻辑、定位错误的有效方法。

13.▲模块化思想：将不同功能（如计时、出题）分配给不同角色或代码区，通过清晰接口（如广播）连接，使程序结构清晰、易于维护。

14.▲计算思维：本节课完整实践了计算思维的四个环节：分解（将比赛分解为子任务）、模式识别（找出出题判题的通用模式）、抽象（定义变量、设计算法）、算法（编写具体代码实现）。

15.▲事件驱动编程：Scratch程序主要由各种“事件”（如绿旗点击、接收到广播、按键）驱动执行，区别于严格的顺序执行。八、教学反思

（一）目标达成度分析：从当堂巩固训练作品展示与提交情况看，约85%的学生能够完成基础层任务，实现了“变量理解”与“流程实现”的核心知识技能目标。在小组算法设计展示中，多数小组能绘制出包含判断与循环的流程图，表明“算法思维”目标得到有效落实。情感目标上，学生在调试成功时表现出的兴奋与在帮助同伴时的积极态度，可见其内在动机与协作精神被激发。元认知目标通过小结时的思维导图绘制得以初步评估，部分学生能清晰复述设计步骤，但将其系统化总结为方法论仍需后续持续强化。

（二）教学环节有效性评估：导入环节的情境创设成功引发了共鸣，“如何自动化办比赛”的核心问题贯穿始终，驱动性强。新授的五个任务阶梯递进，逻辑连贯，但任务五（整合与循环）对部分学生而言跨度较大，尽管使用了广播作为脚手架，仍有约20%的学生在整合时出现逻辑混乱（如将计时循环与出题循环嵌套错误）。这提示我，在此处应增加一个“半成品”调试环节：提供一个已搭好计时和单独出题判题，但未用广播连接的半成品程序，让学生专注于完成“连接”这一步，或