小学六年级信息技术：过程调用与创意拼图编程教学设计

小学六年级信息技术：过程调用与创意拼图编程教学设计一、教学内容分析  本课教学内容位于图形化编程或语言单元的核心章节，是学生从学习基本绘图命令向结构化、模块化编程思维跃升的关键节点。从《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》解构，本课知识技能图谱聚焦于“过程”（或称“函数”、“模块”）这一核心概念的理解与应用。学生需在已掌握的单一、顺序执行绘图命令的基础上，认知到将一系列指令封装为可重复调用的“过程”的价值，掌握定义和调用过程的基本语法。这不仅是代码复用技术的初步体验，更是抽象与分解这一计算思维核心方法的直观实践，在单元知识链中扮演着承上（巩固基础命令）启下（迈向复杂程序设计）的枢纽角色。过程方法路径体现为“问题分解模块封装组合创造”的工程设计思维，课堂活动将引导学生像工程师一样，将复杂的图案分解为基本图形单元，封装为过程，再通过调用与参数调整进行创造性组合。素养价值渗透于审美创造与逻辑严谨的交融之中，学生在拼组个性化图案的创造性活动中，潜移默化地发展计算思维（抽象、模块化、算法），提升数字化学习与创新能力，并培养精益求精、合作共享的信息社会责任感。本课教学重点是过程的定义与调用方法，难点在于理解过程作为独立功能模块的抽象性以及如何通过调用次序与参数变化实现复杂图案的构建。  基于“以学定教”原则进行学情诊断：六年级学生已具备基本的图形绘制命令操作能力，对编程具有较强好奇心和一定的逻辑思维基础。然而，从具体命令序列到抽象“过程”概念的跨越存在认知挑战，学生易将过程简单理解为“录制宏”而忽略其可参数化、可灵活调用的本质特性。部分学生可能因前期基础差异，在代码调试上存在速度差异。过程评估设计将贯穿课堂：通过导入环节的提问观察学生模式识别能力；在新授任务中设置“尝试修改参数，观察变化”的探究点，诊断学生对过程接口的理解程度；通过分层练习观察不同层次学生的应用水平。教学调适策略为：面向全体，采用直观动画演示过程“封装”与“调用”的比喻；针对理解较快的学生，提供含参数的过程挑战任务；针对操作不熟练的学生，提供预制代码块的“脚手架”支持，并鼓励同伴互助，确保每位学生都能在“定义调用”的实践中获得成功体验。二、教学目标  知识目标：学生能准确描述“过程”在编程中作为可重复执行代码块的核心价值，阐明定义过程的基本语法结构（包括过程头、过程体、结束标志），并能在编辑环境中独立、正确地完成一个简单绘图过程的定义与多次调用，理解通过改变调用顺序和位置来生成不同图案组合的原理。  能力目标：学生能够运用分解与抽象的思维方法，将一个目标图案（如风车、花朵）拆解为可复用图形单元（如花瓣、叶片），并封装为独立过程；进而通过规划调用策略，组合这些过程单元，最终创作出具有对称性或规律性的复杂图案，初步形成模块化编程解决实际问题的能力。  情感态度与价值观目标：在创意拼图活动中，学生能体验到将逻辑构思转化为可视成果的乐趣与成就感，养成耐心调试、精益求精的编程态度；在小组分享作品环节，能欣赏他人创意，乐于提供建设性反馈，形成积极的协作与分享氛围。  科学（学科）思维目标：重点发展计算思维中的“抽象”与“模块化”思想。引导学生将具体的绘图步骤抽象为具有特定功能的“过程”模块，并通过“组合”这些模块来构建复杂系统，体验“化繁为简、分而治之”的解决问题策略，这是理解现代软件工程思想的萌芽。  评价与元认知目标：引导学生依据“过程定义清晰、调用准确、图案有创意”等简易量规进行自评与互评；鼓励学生反思在调试过程中遇到的典型错误（如过程未定义就调用、参数错误）及解决方法，初步形成对编程学习策略的元认知意识。三、教学重点与难点  教学重点：过程的定义与调用方法。其确立依据源于课程标准的学科大概念要求。在图形化编程知识体系中，“模块化设计”是核心概念，而“过程”是实现模块化的最基本、最直接的技术载体。掌握过程的定义与调用，是学生从编写线性脚本迈向结构化程序设计的关键一步，对后续学习带参数过程、递归等更复杂内容具有不可替代的奠基作用。从能力立意看，它直接关联“抽象与分解”这一高阶计算思维能力的培养，是学科核心素养落地的重要支点。  教学难点：理解过程的抽象性并灵活运用过程调用组合复杂图案。难点成因在于学生需克服从操作具体命令到操控抽象“过程名”的思维跨度。过程作为一个“黑箱”，其内部实现与外部调用是分离的，这对学生的抽象思维提出要求。此外，如何有策略地安排多个过程的调用顺序、起始位置，以实现预期的复合图案，需要一定的空间想象力和逻辑规划能力，这往往超出学生的即时经验。预设依据来自常见学习障碍分析：学生常出现“定义了过程但不知如何调用”、“调用后图案位置错乱”或“无法构思如何用多个基本过程组合新图案”等问题。突破方向在于强化直观演示与“搭积木”式的手工模拟活动，降低抽象度。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：交互式多媒体课件（内含过程定义与调用的动态分解演示动画）；图形化编程平台（如源码编辑器、Kitten等）或语言环境安装并调试完毕；教师示范用例源代码。1.2学习资料：分层学习任务单（含基础任务、进阶挑战任务）；课堂作品评价量表；过程知识卡片。2.学生准备2.1前置知识与物品：复习基本绘图命令（如前进、转向、抬笔、落笔）；携带创意构思（可简单草图）。2.2环境布置：学生机位便于小组讨论；黑板或白板划分出“过程定义区”、“调用演示区”和“优秀作品展示区”。五、教学过程第一、导入环节1.情境创设与问题提出：“同学们，请看屏幕上的这个复杂雪花图案（展示一个由相同菱形单元旋转组成的六瓣雪花）。如果老师要求你用我们学过的命令一行行写出来，感觉怎么样？”（预计学生回答：太麻烦、要写很多重复代码）。接着，快速演示通过定义一个画“菱形”的过程，然后旋转调用6次即刻生成该雪花的过程。“瞧，神奇吗？为什么同样的菱形代码不用写6遍，图案却能快速生成？这背后藏着一个让编程变简洁、变强大的秘密武器——‘过程’。”2.揭示课题与路径明晰：“今天，我们就化身‘编程魔法师’，学习《调用过程拼图案》，掌握这个将代码‘打包’并随意‘召唤’的魔法。我们先来揭开‘过程’这个魔法卷轴是怎么制作的（定义过程），然后学习怎么念动‘咒语’来使用它（调用过程），最后，用多个魔法组合起来，创造出属于你自己的神奇图案！”第二、新授环节任务一：初识“过程”——将命令序列打包1.教师活动：首先以绘制正方形为例进行对比教学。边演示边讲解：“以前我们画正方形，需要将‘前进右转90度’这组命令重复写4次。现在，我们把这4行代码看作一个整体，给它起个名字，比如‘正方形’。”随后，在编程环境中逐步演示定义过程：输入“def正方形():”或使用“新建模块/函数”图形块，将4行绘图命令拖入其中。“看，这就完成‘打包’了！这个过程现在就像工具箱里的一个新工具。”定义后，不立即执行，转而提问：“打包好了，怎么使用这个新工具呢？谁来猜猜看？”2.学生活动：观察教师演示，理解“打包”的比喻。根据旧知（执行命令）和情境，尝试猜测调用方法（可能回答：输入名字、点一下运行等）。随后在教师引导下，在脚本区尝试输入“正方形()”或拖拽对应的调用块，观察画出的图形。3.即时评价标准：1.能否准确复述“定义过程”就是将一系列命令封装并命名。2.能否在编辑环境中独立找到或写出调用已定义过程的正确语句。3.在首次调用成功后，是否表现出观察与理解的专注神情。4.形成知识、思维、方法清单：1.5.★过程定义：将完成特定功能的一组命令序列封装起来，并赋予其一个名称。定义后，这组命令不会立即执行，而是等待“召唤”。提示：强调定义过程的语法结构，特别是过程名后的括号，为后续带参过程埋下伏笔。2.6.★过程调用：通过书写过程名称（及括号）来执行该过程中封装的所有命令。一次定义，可多次调用，这是提高代码复用率的关键。提示：比喻为“使用工具”，调用即“使用”。3.7.▲代码复用思想：避免编写重复代码，使程序更简洁、更易维护和修改。提示：联系导入环节的雪花图案，感受复用价值。任务二：魔法升级——调用过程拼搭简单组合图形1.教师活动：提出新挑战：“一个正方形太孤单，我们用它来搭个小房子怎么样？”展示由正方形和三角形（需新定义）组成的简易房子图案。首先引导学生定义“三角形”过程。然后，抛出核心问题：“房子需要先画正方形房身，再在上面画三角形屋顶。在调用时，这两个过程的先后顺序能随便调换吗？起点位置需要调整吗？”组织学生小组讨论。随后，请学生代表上台尝试。针对可能出现的位置问题，引导学生思考使用“抬笔”、“移动”、“落笔”等命令进行画笔位置调整。2.学生活动：首先根据提示，模仿定义“三角形”过程。接着小组讨论调用顺序和位置关系，并提出可能方案（如先画正方形，然后抬笔移动到正方形上方某点，落笔画三角形）。上台尝试或自行在电脑上实践，调试出正确的房子图案。3.即时评价标准：1.能否通过讨论，理解过程调用顺序对最终图形的影响。2.能否主动运用“抬笔/落笔”或坐标移动命令来解决图形间的相对位置问题。3.小组讨论时，是否每个成员都参与了意见交流。4.形成知识、思维、方法清单：1.5.★调用顺序与位置控制：多个过程组合时，调用顺序决定了图形绘制的先后层次；调用前画笔的当前位置决定了图形的起始点。提示：这是实现复杂图案的逻辑关键，常由学生探索发现。2.6.★全局状态管理：在过程调用间隙，需要关注并管理画笔的状态（是否落下）和位置，这是编程中“状态”概念的初体验。提示：引导学生养成在组合调用前规划画笔路径的习惯。3.7.▲调试策略：当组合图形不如预期时，应分步检查：先单步运行每个过程看是否正确，再检查调用顺序和位置调整命令。提示：培养系统性调试的思维习惯。任务三：创意工坊——设计并调用自定义过程单元1.教师活动：发布开放任务：“现在，请各位魔法师设计一个你自己的‘图形积木’！它可以是一片独特的花瓣、一颗星星、或者任何你喜欢的简单图形。把它定义成一个过程。”巡视指导，重点关注过程定义语法的规范性。收集有代表性的过程定义（包括一个典型错误，如过程名拼写错误），准备进行集中展示与点评。“好，我看到很多精彩的设计！我们一起来欣赏几个，并当一回‘程序医生’，看看这个‘小病人’哪里不舒服？”2.学生活动：发挥创意，设计一个基本图形单元，并独立完成其过程的定义。在教师组织下，观看同伴作品，并参与对典型错误代码的“诊断”活动，指出问题所在（如过程名调用不一致、命令逻辑错误导致图形不封闭等）。3.即时评价标准：1.能否独立完成一个语法正确的自定义过程。2.能否识别他人代码中的常见语法或逻辑错误。3.在设计过程中是否体现出一定的创意和审美思考。4.形成知识、思维、方法清单：1.5.★过程的独立性：每个过程是一个功能独立的单元，其内部错误不影响其他过程的定义，但调用错误的过程会导致整体失败。提示：强化模块化“高内聚、低耦合”思想的初级感知。2.6.★常见错误排查：过程名定义与调用时大小写、拼写必须完全一致；过程体内的命令逻辑需能正确绘制目标图形。提示：归纳学生实践中出现的真实错误类型，形成排查清单。3.7.▲命名规范的意义：为过程起一个见名知义的名字（如“画花瓣”、“画星星”），能使代码更易读、易维护。提示：渗透良好的编程习惯。第三、当堂巩固训练  本环节构建分层、变式训练体系，学生根据自身情况选择完成至少一个层次的任务。1.基础层（直接应用）：任务：“请使用任务二中定义的‘正方形’和‘三角形’过程，组合出至少两种不同的图案（如：带烟囱的房子、简单的树）。”此层旨在巩固多过程调用与位置控制的基本技能。（教师巡视，对遇到困难的学生，可提供位置坐标提示卡片作为支架。）2.综合层（新情境应用）：任务：“请你设计并定义一个画‘五角星’的过程，然后尝试调用这个过程，绘制一面由多个五角星按规律排列的旗帜（如少先队队旗的抽象样式）。”此层要求学生在新的图形单元中应用过程思想，并探索有规律的多次调用。（此任务可激发学生探索循环调用，为下节课做铺垫。）3.挑战层（开放探究）：任务：“挑战‘对称之花’：定义一个画基本花瓣的过程，然后通过有规律地旋转画笔角度并重复调用该过程，创作出一朵旋转对称的花朵（如6瓣、8瓣花）。想想，如何用最少的代码实现？”此层涉及循环与过程调用的结合，鼓励学有余力的学生进行探索。（教师可向挑战层学生私下提示“循环”结构或“重复执行”积木的使用。）  反馈机制：训练后期，利用多媒体网络教室的“作品展示”功能，匿名展示各层次典型作品（包括有代表性的错误案例）。开展“一分钟互评”：学生根据评价量表，从“过程定义清晰”、“调用组合正确”、“图案有创意”三个维度为展示作品点赞或提出一条改进建议。教师最后进行集中讲评，着重分析错误案例的调试思路，并表彰创意佳作。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，今天的编程魔法之旅即将结束，谁能用一句话说说，你今天收获的最厉害的‘魔法’是什么？”（引导学生说出“把代码打包成过程，可以反复调用”）。随后，邀请学生尝试用思维导图的形式，在黑板上共同梳理本节课的知识逻辑线：核心概念（过程）>关键操作（定义、调用）>应用思维（分解、组合）。教师补充强调：“过程思维就像搭乐高，先造好各种形状的积木（定义过程），再按照图纸（你的创意）把它们拼起来（调用组合）。课后，请大家完成分层作业。期待下节课，我们给这些‘积木’加上可以变化的‘魔法参数’，让它们变得更灵活！”六、作业设计基础性作业（必做）：1.在编程平台上，正确定义一个画“正六边形”的过程，并成功调用它画出单个六边形。2.用文字或流程图描述，你如何利用已学的“正方形”和“三角形”过程，规划步骤来拼出一个“小火箭”图案。拓展性作业（鼓励完成）：创作一个名为“我的家园”的简单图案，要求至少使用两个不同的自定义过程（如房子、树、太阳）组合而成，并将作品截图或保存代码，思考：如果修改其中一个过程的内部代码（比如把三角形的屋顶改成圆形），整个图案会发生什么变化？这说明了过程的什么特点？探究性/创造性作业（选做）：研究你所用编程平台中“重复执行”或“循环”积木的用法，尝试改造“挑战层”的“对称之花”任务，用“过程”结合“循环”来实现，并记录下循环次数与花瓣数量的关系。七、本节知识清单及拓展1.★过程（函数/模块）：编程中用于封装一段可重复使用代码的独立单元。赋予其名称后，可通过该名称多次调用执行其内部所有命令，是代码复用的基础。提示：比喻为“自定义的新命令”或“代码工具箱”。2.★过程定义：创建过程的具体语法。通常包括：过程声明（如def过程名():或特定的图形块）、过程体（包含要执行的具体命令序列）、结束标志。定义过程仅为“制作工具”，不会立即使图形绘制发生。3.★过程调用：执行已定义过程的操作。通过写出过程名（及必要的括号）来实现。调用一次即执行该过程中封装的整个命令序列。提示：强调“调用”是让过程“干活”的关键动作。4.★过程名：过程的标识符。定义与调用时必须完全一致（包括大小写）。起名应做到“见名知义”，提高代码可读性。5.▲代码复用：过程的核心价值。将重复出现的代码块定义为过程，可避免代码冗余，使程序结构更清晰，易于修改和维护。提示：举例说明，修改过程内部一次，所有调用处效果同步更新。6.★模块化思维：一种“分而治之”的问题解决策略。将复杂问题分解为若干功能相对独立的子模块（过程），分别实现后再组合。本节课的“拼图案”即模块化思维的直观体现。7.★抽象思维：在定义过程中，我们关注的是过程实现的“功能”（如画一个正方形），而暂时忽略其内部的具体实现步骤。这种关注点分离是抽象思维的训练。8.▲过程的独立性：每个过程内部是一个独立的执行环境。理论上，一个过程的错误不应直接影响其他过程，除非它们共享了全局状态（如画笔位置）。提示：初步理解模块化设计的好处。9.★调用顺序的重要性：当连续调用多个过程来组合图形时，调用顺序决定了图形绘制的先后叠加关系，直接影响最终视觉效果。10.★画笔状态管理：在调用多个过程绘制复合图形时，需特别注意调用间隙的画笔状态（是否落下）和位置。常用抬笔()、移动(x,y)、落笔()等命令进行控制。11.▲调试策略聚焦：遇到过程调用未画出预期图形时，应遵循：a)单独测试每个过程是否正确；b)检查过程名拼写；c)检查调用顺序；d)检查画笔位置控制命令。12.★封装与接口：过程将实现细节“封装”起来，只对外提供一个“调用接口”（过程名）。这是软件工程中的重要概念萌芽。提示：类比家用电器，我们只需按开关（接口），无需了解内部电路（封装）。13.▲程序的结构化：使用过程组织的程序，比纯线性脚本更结构化，逻辑更清晰，更接近现实世界的项目管理方式。14.►拓展：带参数的过程：过程中可以定义“参数”，使得每次调用时能传入不同的数值，从而绘制出大小、颜色、边长等属性可变的图形。这是过程更高级的应用，也是下节课可能的探索方向。提示：例如定义一个画正方形(边长)过程。八、教学反思  假设本课教学完成后，基于课堂观察与学生学习成果，进行如下反思：（一）教学目标达成度分析从当堂练习与作业反馈看，绝大多数学生能正确完成单一过程的定义与调用（知识目标），基础层与综合层任务完成率较高，表明核心技能已基本掌握。在能力目标上，约70%的学生能成功将简单图案分解为12个过程并组合实现，体现了初步的模块化思维；但能主动、策略性地运用“抬笔落笔”管理位置的学生比例略低，说明此技能需在后续课程中加强情境化练习。情感目标达成良好，创意工坊环节学生参与热情高，作品分享时互动积极，出现了“你的小花配色真好看！”“我这里总是对不齐，你是怎么做到的？”等积极交流。科学思维与元认知目标通过“程序医生”和总结环节有所渗透，但深度有待加强，部分学生反思仍停留在“我会了”或“我错了”的层面。（二）教学环节有效性评估导入环节的“雪花图案”对比成功制造了认知冲突，激发了学习动机。“原来可以这么简单！”的感叹在课堂上多次听到。新授环节的三大任务基本遵循了“认识应用创造”的认知阶梯。任务一的比喻教学降低了概念抽象度；任务二的小组讨论有效暴露了“位置控制”这一盲点，使得后续讲解更有针对性；任务三的开放设计给予了学生个性化表达空间，是课堂氛围的“加热器”。但任务二到任务三的过渡稍显突兀，部分学生沉浸在调试房子的细节中，对转向创意设计准备不足。巩固训练的分层设计满足了不同学生需求，但时间稍紧，部分挑战层学生未能充分探索，同伴互评环节因时间关系未能让所有学生充分发言。（三）学生表现深度剖析课堂中明显呈现出三类学生群体：一是“快速构建者”，能迅速理解概念并完成各层任务，甚至提前尝试循环与过程的结合，对这部分学生，提供的挑战任务和拓展作业是关键，但需关注他们是否真正理解了原理而非机械操作。二