小学信息技术六年级上册“画圆与圆弧”项目式教学设计

小学信息技术六年级上册“画圆与圆弧”项目式教学设计一、教学内容分析

本节课隶属于图形化编程模块，其知识内核是掌握运用椭圆工具及画笔模块中的相关指令绘制标准圆形与圆弧。从《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》视角审视，本课是“算法与程序设计”启蒙的关键节点，承载着从具体操作向抽象思维过渡的桥梁功能。在知识技能图谱上，它上承“绘制规则多边形”中对角度与边长的控制，下启“复杂图形组合与动画”中对运动轨迹的编程实现，是理解“参数化思维”与“循环结构简化重复动作”思想的直观载体。其过程方法路径指向“计算思维”的培养，即引导学生将“画一个圆”的需求，分解为“确定圆心位置、设置半径（或直径）、执行绘制”的清晰步骤，并通过调整参数探索图形变化规律。素养价值渗透则体现在审美创造与工程实践上，引导学生利用简单的几何图形作为基本“积木”，通过创意组合构建复杂图案，体验数字创作的乐趣与严谨性，为形成“数字化学习与创新”的核心素养奠基。

基于“以学定教”原则，学生已初步熟悉Scratch编程界面，掌握了移动、转向及简单重复指令，具备了绘制直线和多边形的基础。然而，从“绘制多边形”到“绘制曲线图形”是一次认知跃迁。潜在障碍在于：一是对椭圆工具中“半径”参数的理解可能停留在数学概念，未能与编程中的坐标控制有效关联；二是在使用“重复执行”与“移动/转向”组合绘制圆弧时，对“单次旋转角度与重复次数乘积等于总角度”这一算法逻辑可能感到抽象。对此，教学调适策略是：通过“对比绘图”（如手工画圆与程序画圆）制造认知冲突，激发探究动机；设计从“绘制正圆”到“绘制椭圆”再到“绘制任意弧”的梯度任务链，为不同思维速度的学生提供攀登支架；过程中嵌入“参数调试小竞赛”与“错误图形诊断”活动，让形成性评价贯穿始终，动态捕捉学情，及时提供个性化提示或挑战任务。二、教学目标

1.知识目标：学生能准确陈述Scratch中“椭圆工具”与“画笔”模块下“落笔”、“移动…步”、“右转…度”等指令的功能，理解绘制圆形与圆弧的关键参数（如半径、重复次数、旋转角度）的意义及其相互关系，建构起“参数控制图形属性”的程序设计观念。

2.能力目标：学生能够独立操作椭圆工具绘制指定大小的标准圆与椭圆，并能够综合运用“重复执行”与“移动/转向”指令，编写简洁的程序脚本绘制出指定弧度与半径的圆弧，初步具备通过调试参数修正图形偏差的排错能力。

3.情感态度与价值观目标：在创作个性化图案的活动中，激发对编程创作的热情与自信，体验将数学几何知识应用于解决实际问题的成就感；在小组互助调试代码的过程中，培养乐于分享、耐心协作的探究精神。

4.科学（学科）思维目标：重点发展“算法思维”与“系统化思维”。学生能将复杂的图形绘制任务分解为顺序执行的简单步骤（算法设计），并理解各参数变动对整体图形产生的系统性影响，尝试归纳“参数图形”之间的变化规律。

5.评价与元认知目标：引导学生依据“图形准确度、代码简洁性、创意独特性”三项量规，对自我及同伴的作品进行初步评价；通过“调试日志”记录常见的错误与解决思路，反思自己的学习策略，形成“设计运行调试优化”的迭代式学习循环意识。三、教学重点与难点

教学重点：掌握使用Scratch“椭圆工具”绘制标准圆形的方法，以及利用“重复执行”循环结合“移动”和“转向”指令绘制圆弧的基本算法逻辑。其确立依据在于，这是实现从“使用固定工具绘图”到“通过编程逻辑动态生成图形”的关键跨越，直接对应课标中“掌握编程的基本逻辑结构”的要求，也是后续学习复杂图形与动画的算法基础。无论是工具的参数化使用，还是循环的抽象控制，都是计算思维培养的核心构件。

教学难点：理解并协调“重复执行的次数”、“每次移动的步长（弧长近似）”与“每次旋转的角度”三者之间的数学关系，以精确控制圆弧的弧度与半径。难点成因在于这需要学生同步进行空间想象（圆弧轨迹）、数学计算（角度累加）和逻辑编程（循环设置），思维跨度较大。常见错误表现为绘出的图形非闭合（角度总和不是360的因数）或半径不符预期。突破方向在于通过“分步可视化演示”（如用慢动作展示画笔轨迹）和“参数表格填写实验”降低认知负荷，引导学生从具体现象中归纳抽象关系。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：交互式电子白板课件，内含绘图步骤动画、参数关系可视化演示、分层任务卡电子版；Scratch3.0编程环境确保运行流畅；预设多个典型错误脚本案例及优秀创意作品案例。1.2学习任务单：设计分层探究任务单（含“基础绘制区”、“挑战调试区”、“创意设计区”），准备课堂练习评价量规表。2.学生准备

复习Scratch基本操作与“重复执行”指令；携带圆规、直尺等数学学具，用于直观对比。3.环境布置

教室电脑按“异质分组”原则提前分好小组（4人一组），便于协作与互评；白板划分出“知识方法树”区域，用于课堂生成性总结。五、教学过程第一、导入环节

1.情境创设与旧知唤醒：教师在大屏幕上快速展示一组生活中的圆形与圆弧物品（钟表、拱桥、车轮），接着切换到用Scratch绘制的简单太阳、花朵、彩虹图案。“同学们，这些美丽的数字图案，核心元素是什么？对，圆形和圆弧！以前我们用‘重复执行画多边形’，边数越多越接近圆，但总感觉不够圆滑，步骤也有些繁琐。今天，我们就像程序员一样，寻找更直接、更强大的‘画圆秘籍’！”

1.1核心问题提出：“Scratch中是否有一键画圆的‘神器’？如果没有，我们能否指挥画笔‘走’出一个标准的圆或任意一段圆弧呢？”（驱动性问题）

1.2学习路径图：“这节课，我们将先探索隐藏的‘画圆工具’，再化身‘画笔指挥官’，通过精密计算让它走出圆弧。最终目标是设计一枚属于我们班的电子印章！”第二、新授环节任务一：发现“隐藏”的椭圆工具教师活动：首先，引导学生与以往使用的“线段工具”对比，在Scratch绘图编辑器工具栏中找出“椭圆”工具图标。“找到它了吗？它看起来像什么？让我们点击它，然后在画布上拖拽试试看。”教师示范拖拽绘制一个正圆和一个扁平的椭圆，并故意用不同方式拖拽产生不同效果，引发观察。“哎，大家画出的图形一样吗？为什么我轻轻一拖是个正圆，而这位同学拖出来却是个‘鸡蛋’形？”（设疑）接着，引导学生观察绘制时鼠标指针旁动态显示的参数。“注意看，拖拽时旁边跳动的数字是什么？它似乎在告诉我们一个秘密。”学生活动：学生动手尝试使用椭圆工具随意拖拽，观察生成的图形。关注拖拽过程中出现的数值变化，并与同桌讨论该数值与图形形状、大小的关系。尝试通过控制拖拽方式（如按住Shift键）绘制一个标准正圆。即时评价标准：1.能否准确找到并使用椭圆工具。2.在尝试中是否关注到参数变化。3.能否通过探索或互助，发现绘制标准圆的方法（如按住Shift键或控制拖拽为正方形轨迹）。形成知识、思维、方法清单：★椭圆工具的位置与激活方法：位于绘图编辑器工具栏，是绘制封闭曲线图形的专用工具。★参数化绘图：拖拽时显示的数值代表所绘椭圆的宽度和高度（以像素为单位），这是理解程序绘图精确性的起点。▲标准圆的绘制技巧：当宽度与高度数值相等时，绘制出的即是正圆。可以通过按住Shift键约束比例实现。教学提示：“记住，在编程的世界里，图形不再是‘大概齐’，而是一组精确的数字。这些数字就是你和电脑沟通的‘密码’。”任务二：破解“半径”密码——从拖拽到精确输入教师活动：“拖拽虽然方便，但如果我们想画一个半径精确为80像素的圆，该怎么办？总不能靠手感吧？”引导学生选中已画好的圆，观察绘图编辑器下方的“宽度”和“高度”输入框。“看，这里的数值是不是和你们拖拽时看到的一样？大胆修改它，比如都改成100，看看圆发生了什么变化？”教师组织学生汇报发现，并总结：“看来，直接修改这里的数字，可以像用圆规一样精确控制圆的大小。”进而提问：“那么，如果要画一个半径50的圆，这里的宽度和高度应该输入多少？没错，是100，因为这里显示的是直径。这就是‘半径’的密码。”学生活动：学生修改已绘制圆的宽度和高度值，验证图形变化。根据教师提出的半径要求，计算并输入相应的直径值，绘制出指定半径的精确圆形。完成“任务单”基础区第一题：绘制半径为60像素的红色实心圆。即时评价标准：1.能否理解宽度/高度值与图形尺寸的直接对应关系。2.能否正确进行半径到直径的换算并输入。3.能否独立完成指定图形的绘制。形成知识、思维、方法清单：★图形属性与参数修改：在Scratch中，几乎所有图形属性（位置、大小、颜色）都可以通过修改对应的数值参数进行精确控制。★半径与直径的编程转换：椭圆工具中的“宽度/高度”对应直径。编程时需要将几何概念中的“半径”转化为程序参数中的“直径/2”或直接输入直径值。这是连接数学知识与编程实践的关键点。▲精确控制的思维习惯：鼓励学生从“大致如此”的拖拽思维，转向“确数如此”的编程思维。教学提示：“现在你们都是图形魔法师了，只要念出‘数字咒语’，电脑就准确地变出你想要的图形！”任务三：画笔的舞蹈——用循环指令“走”出一个圆教师活动：“如果没有椭圆工具，我们能让画笔自己‘走’出一个圆吗？回想一下，让小海龟或画笔重复画多边形……”教师引导学生类比正多边形。“当边数非常多，比如36边形，每边很短，每次转一个很小的角度，它看起来就近乎一个圆了。”教师演示一个基础脚本：“当绿旗被点击”>“清空”>“移到x:0y:0”>“面向90方向”>“落笔”>“重复执行360次【移动1步，右转1度】。“运行一下，看！一个由360条极短边组成的‘圆’出现了。大家一起来分析这个‘舞蹈动作清单’：一共转了多少度？（360度）移动的总路程是多少？（360步）这个总路程大致对应圆的什么？（周长）”学生活动：学生将教师演示的脚本输入运行，观察画笔绘制过程。通过回答问题，理解“总旋转角度=360度”与形成封闭圆的关系。尝试修改“重复次数”与“每次旋转角度”（但保持乘积为360），观察绘制速度与图形效果的变化。即时评价标准：1.能否正确搭建循环绘制脚本。2.能否通过观察和计算，理解“旋转角度总和为360度”是形成闭合圆环的关键条件。3.在修改参数时，是否有意识地去发现规律。形成知识、思维、方法清单：★用循环绘制圆的算法模型：重复执行[360]次{移动[步长]步，右转[1]度}，其中步长决定圆的半径近似值，重复次数与单次角度乘积为360。★算法抽象思维：将“画圆”这个复杂任务，抽象为“重复执行一组基本动作（移动+旋转）”的循环过程。这是计算思维的核心体现。▲参数间的相互制约：在总旋转角度固定为360度的约束下，重复次数与单次旋转角度成反比关系。增加重复次数，图形更圆滑，但绘制时间变长。教学提示：“看，我们不用任何画圆工具，只通过逻辑指令就‘创造’了一个圆。这就是编程的魅力——用简单的规则生成复杂的结果。”任务四：指挥画笔“走”圆弧——角度的分解与控制教师活动：“现在挑战升级！如果我只想让画笔走四分之一圆，一段90度的漂亮圆弧，该怎么修改指令？”教师引导学生聚焦关键参数。“想一想，要走一个完整的圆需要转360度，那么走四分之一圆，总共需要转多少度？对，90度。这90度可以怎么‘走’出来？比如，重复执行90次，每次转1度；或者重复执行30次，每次转3度。哪种方式画出的弧线更光滑？大家可以试试看！”教师发布分层挑战：A层（基础）：绘制一段90度的红色圆弧。B层（进阶）：绘制一个半径为80的半圆弧（180度）。学生活动：学生根据提示，修改循环次数和单次旋转角度，尝试绘制指定度数的圆弧。在调试中，他们会发现当总旋转角度不等于360时，画笔不会回到起点，从而形成一段圆弧。挑战B层的同学还需结合任务二的知识，通过调整“移动步长”来控制圆弧的半径大小。即时评价标准：1.能否理解“总旋转角度=所需圆弧度数”这一核心关系。2.能否通过调试，成功绘制出指定度数的圆弧。3.（进阶）能否在控制弧度的同时，有意识地调整步长以控制圆弧曲率半径。形成知识、思维、方法清单：★绘制圆弧的核心算法：在绘制圆的循环模型基础上，修改总旋转角度（即重复次数×单次角度）为所需圆弧的度数。★“步长”对圆弧半径的影响：在相同的旋转角度下，“移动步长”越大，画出的圆弧曲率半径越大，弧线越“平缓”；步长越小，半径越小，弧线越“弯曲”。▲多参数协同调试：绘制特定弧度与大小的圆弧，需要同时协调“移动步长”、“重复次数”、“单次旋转角度”三个参数。这是一个综合性的调试过程，鼓励学生建立“变量效果”关联表。教学提示：“现在你们不仅是魔法师，更是乐队的指挥家。‘步长’控制着画笔每一步跨多大，‘旋转角度’控制它转向多猛，而‘重复次数’决定了这支舞蹈要跳多久。三者配合，才能奏出完美的弧线乐章。”任务五：创意应用——设计个性电子印章教师活动：“掌握了核心技能，让我们来一次创意大爆发！请以小组为单位，综合运用椭圆工具和画笔循环指令，设计一枚代表我们班级或小组的‘电子印章’。要求印章中包含至少一个正圆或椭圆作为外框，以及至少一段由循环绘制的装饰性圆弧或图案。”教师展示几个简单范例（如太阳图案、同心圆环、简单笑脸），并巡视指导，针对不同小组提供差异化支持：对基础组，鼓励其成功组合两种方法；对进阶组，提示其尝试使用“图章”指令复制图案，或改变画笔颜色、粗细增加效果。学生活动：小组讨论设计方案，分工合作进行编程实现。有的学生负责用椭圆工具绘制印章外框，有的负责编写绘制内部装饰圆弧的脚本。在创作过程中不断调试参数、预览效果、优化作品。完成初步作品后，小组内依据评价量规进行互评与修改。即时评价标准：1.作品是否综合运用了两种及以上绘图方法。2.图形元素（圆、圆弧）是否清晰、准确。3.小组成员是否有明确分工与有效协作。4.作品是否体现一定的创意与美感。形成知识、思维、方法清单：★知识综合应用：本任务是全课知识的综合检验与创意出口，要求灵活选择并组合使用“椭圆工具”（适合标准、静态圆）和“画笔循环”（适合动态、定制化弧线）。★工程设计流程体验：经历“设计构思>编程实现>调试优化>展示评价”的简易项目流程。▲数字化创作素养：将数学几何知识、编程技能与个人审美相结合，完成一件有意义的数字作品，初步体验“数字化学习与创新”的完整过程。教学提示：“最好的学习就是创造。把你的想法变成屏幕上生动的图形，你就是小小数字艺术家！”第三、当堂巩固训练

分层任务体系：

1.基础层（全体必做）：在任务单上，完成“修复bug”练习。提供一段有错误的绘制半圆的脚本（如总旋转角度设为90度），请学生诊断错误并修正。

2.综合层（鼓励完成）：绘制一个“四叶草”图案的草图。提示：每一片“叶子”可以看作一段大圆弧。引导学生思考如何通过循环绘制一段大弧后，旋转一定角度（如90度），再绘制下一段，从而组合成复杂图案。“想一想，画完一片叶子后，画笔应该转到什么方向才能画下一片？”

3.挑战层（学有余力选做）：尝试绘制一个“虚线圆”。提示：在绘制圆的循环中，能否加入“抬笔”、“移动少许”、“落笔”的指令来制造间断效果？这涉及到在循环体内嵌套条件判断或更复杂的控制逻辑。

反馈机制：学生完成后，首先进行小组内互评，依据量规交换意见。教师选取具有代表性的作品（包括典型错误和优秀创意）进行全班投屏讲评。对于“错误诊断”，邀请学生扮演“程序医生”来讲解；对于创意作品，请作者简述设计思路和用到的关键技术点。第四、课堂小结

结构化总结：教师引导学生一起完善白板上的“知识方法树”。“这节课我们收获了哪两件‘画圆法宝’？（工具法和编程法）它们的‘武功心法’各是什么？（工具法：控制直径参数；编程法：控制总角度和步长）”请学生用一句话分享自己印象最深的“顿悟”时刻。

元认知反思：“在调试圆弧参数时，你遇到了什么困难？是怎么解决的？是反复试错，还是和同学讨论，或是回顾了老师的演示？哪种方法对你最有效？”引导学生反思自己的学习策略。

作业布置与延伸：

1.必做作业：完善课堂上的“电子印章”作品，并写下简短的创作说明（包括用了哪些方法，参数是如何设置的）。

2.选做作业（二选一）：①研究如何用编程法画一个椭圆（提示：思考在循环中同时改变移动步长和旋转角度的规律）。②寻找生活中还有哪些图案可以用今天学到的“圆与圆弧”来组合绘制，并画出设计草图。

“下节课，我们将让这些美丽的图形动起来，学习如何制作简单的几何图形动画。今天的静态图案，就是明天动画的关键帧！”六、作业设计

1.基础性作业：完成课堂未完成的“个性电子印章”作品，确保至少包含一个使用椭圆工具绘制的正圆或椭圆，以及一段使用循环指令绘制的圆弧。将最终作品截图，并附上关键脚本的截图，整理在一个文档中提交。这是对核心技能的最低要求巩固。

2.拓展性作业（情境化应用）：情境：“学校科技节需要设计一个圆形徽标。”请你设计一个徽标，主题自定（如阅读、运动、环保）。要求：徽标主体必须由圆形、椭圆及圆弧等元素构成，至少使用两种本节课的绘图方法。需提交徽标图片和一段简短的文字，说明设计理念和所使用的关键技术。

3.探究性/创造性作业：探究主题：“规律中的美——用循环绘制复杂对称花纹”。尝试编写脚本，绘制如“旋转星形”、“同心圆环”、“螺旋线”等更具规律性的复杂图案。重点探究如何通过循环嵌套（一个大循环控制整体旋转，内部小循环绘制基本弧线单元）或变量控制参数渐变来实现。提交你的探索成果（脚本和图案），并简要记录你发现的规律。七、本节知识清单及拓展

★1.Scratch椭圆工具：位于绘图编辑器，用于绘制椭圆和正圆。通过拖拽绘制，或直接在属性栏输入宽度和高度（像素值）进行精确控制。绘制正圆的技巧：确保宽度与高度值相等，拖拽时可按住Shift键。

★2.参数化绘图思维：在编程绘图中，图形的形状、大小、位置均由具体的数值参数定义。改变参数即改变图形属性，这是区别于随意手绘的精确性体现。

★3.用循环指令画圆的算法：核心脚本结构为重复执行[n]次{移动[a]步，右转[b]度}。其中，nb=360（总旋转角度为一周），a（步长）影响圆的半径大小。此方法本质是绘制一个边数极多的正多边形。

★4.绘制圆弧的关键：在上述循环画圆模型基础上，使总旋转角度(nb)=所需圆弧的度数（如90度、180度）。此时画笔起点与终点不重合，形成一段圆弧。

★5.“移动步长”与圆弧曲率半径：在绘制圆弧时，移动步长(a)直接影响圆弧的弯曲程度。步长越大，圆弧的曲率半径越大（弧线越开阔）；步长越小，曲率半径越小（弧线越尖锐）。需结合总旋转角度共同确定最终的弧线形态。

▲6.两种绘图方法比较与应用场景：椭圆工具：优点：快捷、精确，适合绘制标准、静态的圆形/椭圆。缺点：灵活性较低，难以直接生成非标准曲线或动态变化的图形。画笔循环法：优点：高度灵活，可通过编程逻辑生成任意弧度、大小的弧线，易于实现参数动画和复杂图案。缺点：脚本相对复杂，需要调试。选择策略：需要标准圆/椭圆时用工具；需要定制化弧线、动态效果或复杂图案时用编程。

▲7.常见错误诊断：①图形不闭合：检查nb是否等于360（画圆时）或所需角度（画弧时）。②圆的大小不符合预期（循环法）：调整“移动步长(a)”，步长越大圆越大。③椭圆工具画不出正圆：检查宽度和高度数值是否相等，或尝试按住Shift键拖拽。④画笔未画出图形：检查是否添加了“落笔”指令，以及画笔角色是否被隐藏。八、教学反思

（一）目标达成度分析：从当堂作品与练习反馈看，绝大多数学生达成了知识与技能的基础目标，能使用两种方法绘制基本图形。能力目标上，约70%的学生能独立完成指定圆弧的编程，但在综合调试多个参数时仍显生疏，需更多变式练习。情感目标达成度较高，创意设计环节学生参与热情高涨。学科思维目标中，“算法分解”思维初步建立，但“参数化系统思维”仅少数学生能自觉运用。元认知目标仅部分学生在小结反思环节有所触及，需在后续课程中持续强化。

（二）环节有效性评估：导入环节的生活化与数字化对比，有效激发了认知冲突与学习动机。新授环节的五个任务梯度基本合理，但任务四（控制圆弧）到任务五（综合创意）的跳跃稍大，部分学生在此处出现“技能掌握”与“创意应用”的断层，未来可在两者间增设一个“模仿组合图形”的过渡性任务。当堂巩固的分层设计照顾了差异性，但巡视中发现，挑战层任务对多数学生而言难度过高，仅有零星尝试，可调整为更具引