小学信息技术课后服务课程《Scratch创意编程：第九课 奇妙的数字画板》教学设计

小学信息技术课后服务课程《Scratch创意编程：第九课奇妙的数字画板》教学设计一、教学内容分析  本节课隶属小学信息技术（三至六年级）课后服务拓展课程《Scratch创意编程》模块。从课程标准的维度审视，本课是学生从“序列式命令执行”迈向“抽象化模式构建”的关键转折点。在知识技能图谱上，它深度融合了“坐标与定位”、“画笔模块”、“重复执行（循环）结构”以及“事件驱动”等核心概念，要求学生从“理解”单个积木功能，上升到“综合应用”多个模块解决创意表达问题，为后续学习变量、克隆等更复杂概念奠定了逻辑与空间思维基础。在过程方法上，本课强调“设计思维”与“迭代调试”，引导学生经历“构思图案分解步骤编写脚本测试优化”的完整探究流程，体验数字化创作的核心方法。其素养价值远超越工具操作，旨在培育学生的“计算思维”，即通过算法化、结构化的方式将创意可视化；同时，在创作中融入数学（坐标、几何）、美术（构图、色彩）的跨学科视野，提升学生的“数字素养与创新能力”和“审美感知”，使其理解编程不仅是技术，更是连接逻辑与想象的创意表达媒介。  针对学情，学生已掌握Scratch基础操作与顺序结构，对角色移动、外观变化有直观体验，但将屏幕抽象为坐标平面、使用代码精确控制轨迹仍存认知障碍。其兴趣点在于即时、可见的创作成果，难点可能在于从“模仿”到“创造”的思维跨越，以及调试复杂脚本时的挫折感。教学中将通过“可视化坐标助手”降低抽象门槛，设计从“描点”到“画线”再到“成图”的阶梯任务，并通过“试错分享会”将调试过程转化为学习资源。预设通过观察学生任务单完成情况、聆听小组讨论、分析程序草稿进行动态评估，并对进度不同的学生提供“步骤提示卡”、“创意灵感包”和“效率优化挑战”三类分层支持，确保每位学生能在其“最近发展区”内获得成功体验。二、教学目标  知识目标：学生能准确阐述舞台坐标体系的基本原理，说出画笔模块中“落笔”、“抬笔”、“设置颜色/大小”等积木的功能；能解释“重复执行”积木在绘画中用于简化重复性步骤的价值，并能在教师指导下，将简单的几何图形（如正方形、多边形）分解为可由循环结构实现的步骤序列。  能力目标：学生能够独立操作Scratch画笔模块，综合运用坐标定位、循环控制与事件触发，编写出能绘制出至少一种有规律几何图案的程序。在调试过程中，能运用“分段测试”策略定位问题，并尝试修改参数以调整图形效果，初步展现将复杂创意分解为可执行步骤的计算思维能力。  情感态度与价值观目标：在创作数字画作的过程中，学生能体验编程与艺术结合的魅力，产生对信息技术创作的持久兴趣。在小组协作与作品分享环节，能主动欣赏同伴作品的创意，乐于提供建设性意见，并坦然接受他人的优化建议，形成积极、开放的协作氛围。  学科思维目标：重点发展学生的算法思维与模块化思维。通过“如何画一个正方形？”等问题链，引导学生将图形绘制过程抽象为“移动”与“转向”的固定模式，进而归纳出循环算法。鼓励学生在创作复杂图案时，尝试将其分解为若干可重复利用的基本图形单元。  评价与元认知目标：引导学生使用简单的评价量规（如：图形是否闭合、代码是否有冗余）对照检查自己的作品。在课堂小结时，能回顾学习过程，说出自己在“理解坐标”或“应用循环”时遇到的困难及解决方法，初步养成反思与优化学习策略的习惯。三、教学重点与难点  教学重点：综合运用坐标定位与画笔模块绘制图形。此为重点，是因为它直接关联课标中“运用信息技术工具创作作品”的核心能力要求，是连接抽象逻辑思维与具象创意输出的枢纽。掌握此项，学生方能真正将编程作为表达工具，为后续所有创意编程项目（如动画、游戏）中控制元素运动轨迹奠定不可替代的基础。  教学难点：创造性应用循环结构生成复杂而有规律的图案。其成因在于，学生需克服“一次一步”的线性思维定式，理解循环体内部动作与循环次数、图形边数之间的数学关系，这涉及抽象的模式识别与概括。常见错误表现为循环边界设定错误导致图形不完整或无限循环。突破方向在于提供大量从“具体步骤”到“循环概括”的视觉化对照案例，并鼓励学生通过修改参数（如旋转角度、重复次数）进行探索性实验，在“变”与“不变”中领悟规律。四、教学准备清单  1.教师准备  1.1媒体与教具：交互式课件（含坐标平面可视化演示、关键步骤动画）；Scratch编程环境（教师机演示版）；“奇妙的数字画板”学习任务单（含分层挑战任务）；作品展示与互评二维码链接。  1.2预设资源：半成品范例程序若干（用于故障排除演示）；“创意灵感包”电子文档（展示多种用简单循环生成的复杂图案）。  2.学生准备  2.1知识准备：复习Scratch中“移动”、“面向方向”、“等待”积木的使用。  2.2物品准备：每人一台安装好Scratch的计算机；铅笔与草稿纸（用于设计草图）。  3.环境布置  3.1座位安排：小组合作式座位，每46人一组，便于交流互助。  3.2板书记划：左侧预留板书关键词区域（坐标、画笔、循环），右侧作为作品创意草稿展示区。五、教学过程第一、导入环节  1.情境激趣，提出挑战：“同学们，请大家看屏幕，这些美丽的图案——绚烂的万花筒、精密的曼陀罗——有什么共同特点吗？对，它们都是由简单的图形规律重复、旋转形成的。以前我们用手绘，今天，我们要化身‘数字神笔马良’，用Scratch编程来创造它们！这就是我们的‘奇妙的数字画板’。”  1.1唤醒旧知，锚定新知：“要指挥电脑画笔，我们需要两张‘地图’。一张是大家都熟悉的舞台，另一张是一张看不见的‘数学网格’，叫做‘坐标’。大家还记得怎样让角色走到舞台中央吗？（学生可能回答：移动…）今天，我们会掌握更精确的定位密码。”  1.2明确路径：“我们的探险将分三步走：第一，找到并学会使用‘画笔’工具箱；第二，掌握‘坐标’这张精准定位地图；第三，请出我们的绘图好帮手——‘循环’，让它帮我们快速画出规整的图形。最终，挑战创作属于你的神奇图案！”第二、新授环节  任务一：初识画笔——让角色留下足迹  教师活动：首先，我会以神秘的语气说：“现在，我们的角色还是一只‘隐形笔’，怎么让它留下痕迹呢？请大家在‘代码区’旁边的分类里，找一找有没有一个像画笔一样的标签页？”待学生发现“画笔”模块后，我会通过演示，强调两个核心动作：“落笔”（开始画）和“抬笔”（停止画）。我会故意不抬笔就移动角色，画出混乱的线条，然后提问：“哎呀，老师想画独立的线段，怎么画了一团乱麻？谁能当我的小医生，诊断一下问题？”引导学生发现“抬笔”的必要性。接着，我会邀请学生尝试“将画笔颜色设为”和“将画笔大小设为”积木，并提示：“大家可以随意设置颜色和大小，看看效果。想想看，这些设置应该在‘落笔’之前还是之后？”  学生活动：学生在教师引导下，定位并打开“画笔”模块。他们将动手将“落笔”、“移动”、“抬笔”积木进行组合，在舞台上画出第一条线段。随后，他们自由探索颜色和大小设置积木，通过拖拽、修改参数，观察线条变化，并尝试回答教师关于操作顺序的问题。  即时评价标准：1.探索精神：能否主动尝试多个画笔积木，并观察其效果。2.操作规范性：在绘制独立图形时，是否有意识地在序列中加入了“抬笔”动作。3.因果关联：能否解释清楚修改颜色、大小等参数与最终视觉效果之间的直接关系。  形成知识、思维、方法清单：★1.画笔模块的启用：“画笔”模块是扩展功能，首次使用需点击添加。★2.绘画的基本逻辑链：“清空→抬笔移动至起点→设置属性（色/大小）→落笔→移动绘制→抬笔”。这是所有绘图脚本的骨架，顺序错误会导致非预期效果。▲3.即时调试的重要性：编程中“试错”是关键学习方法，像刚才老师演示的错误，通过观察结果逆向推理原因，是非常有效的调试策略。  任务二：精准定位——坐标平面初探秘  教师活动：“现在，我们能让画笔走路了，但想让它走到‘这里’而不是‘那里’，怎么办？”我会打开坐标辅助显示，将舞台网格化。“看，舞台其实是一个秘密坐标平面。中心点是(0,0)，横向是X轴，纵向是Y轴。”我会用角色实时演示：移动到(100,0)、(0,100)、(100,100)等位置。“大家发现规律了吗？X控制左右，Y控制上下。现在，我挑战大家：不靠拖动角色，只用‘移到x:()y:()’积木，能让你的画笔小精灵快速‘闪现’到舞台的四个角上吗？我们来比一比谁定位最准！”对于理解困难的学生，我会分发“坐标地图”可视化辅助图。  学生活动：学生观察教师演示，理解坐标与位置的对应关系。他们接受挑战，通过输入不同的X、Y值，尝试将角色精确移动到舞台的四个角落，并记录下大概的坐标值。他们会发现，舞台边界坐标大约在±240之间。  即时评价标准：1.概念理解：能否正确说出X、Y坐标值增减与角色移动方向（右/左、上/下）的关系。2.技能应用：能否使用“移到x:()y:()”积木，在三次尝试内将角色移动到指定的大致区域（如左上角）。3.空间感知：能否根据目标位置，合理预估正负坐标值。  形成知识、思维、方法清单：★4.舞台的坐标系统：中心(0,0)；X轴：右正左负（范围约±240）；Y轴：上正下负（范围约±180）。这是精准编程的基石。★5.“移到x:()y:()”积木：实现绝对定位，是绘画前确定起点的关键。▲6.估算与验证：坐标值无需死记，通过“估算运行微调”的过程来掌握，这是数字化工具特有的学习方式。  任务三：循环魔法——画一朵规则的小花  教师活动：“接下来，我们要画一个正方形。如果用刚才的方法，我们需要写几句‘移动’和‘右转90度’？”（学生答：4句）。我会把这4句重复代码写出来。“看，它们像不像一群整齐列队的士兵？我们可以请一位‘循环指挥官’来管理它们。”引出“重复执行()次”积木，将这4句套入。“瞧，代码一下子变简洁了！这个‘4’就是重复的次数。现在，如果我们把旋转角度从90度改成72度，重复5次，会画出什么？大家大胆预测并试试看！”我将引导学生观察角度、次数与图形边数的关系。随后布置核心挑战：“请用循环结构，画一个你喜欢的正多边形（比如三角形、六边形），并把它变成一朵花的花瓣。”  学生活动：学生观察教师将重复代码块封装进循环的过程，理解循环简化代码的原理。他们动手修改循环次数和旋转角度参数，预测并验证画出的图形（如五边形）。最终，他们需独立或稍作尝试后，完成绘制一个正多边形作为花瓣的核心脚本。  即时评价标准：1.算法迁移：能否将画正方形的循环模式，迁移应用到画其他正多边形上。2.参数关联理解：能否说出或发现“旋转角度”与“重复次数”的乘积为360度时，图形会闭合的规律（不要求严格公式，有感知即可）。3.问题分解：在将“画花”任务分解为“画花瓣”和“组合”时，思路是否清晰。  形成知识、思维、方法清单：★7.“重复执行”积木：用于处理规律性重复动作，极大提高代码效率和可读性。★8.画正多边形的通用算法：“重复【边数】次{移动一定步数→右转（360/边数）度}”。这是本课最核心的模式化思维。▲9.角度与图形的关系：旋转角度决定了图形的“拐弯”程度，与重复次数共同决定了图形的闭合性。鼓励学生通过“改变参数看效果”来探索，这是发现数学之美的好机会。  任务四：创意挑战——设计我的数字图案  教师活动：“现在，是创意时间！你的数字画板已经准备好了。我们的挑战是：运用坐标、画笔和循环，创作一幅有规律的、独特的图案。”我将提供分层任务卡：基础卡：在指定位置画一组由相同多边形组成的图案（如一排三角形）。进阶卡：创作一个由多种颜色、大小不同的多边形组合而成的复合图案。挑战卡：尝试让角色在画完一个图形后，移动到新位置再画下一个，形成有布局的作品。我会巡视，对遇到困难的学生，给予“灵感包”提示（如：试试改变每次循环里的画笔颜色）；对完成快的学生，提出优化挑战：“能不能让你的图案在绿旗点击时，每次出现的位置或颜色都有一点随机变化呢？”  学生活动：学生根据自身水平选择挑战层级，进入创作阶段。他们可能会在草稿纸上简单设计，然后在Scratch中实现。期间，他们会不断运行、调试、修改参数，并可能向组内同学寻求帮助或分享发现。  即时评价标准：1.目标达成度：作品是否符合所选挑战卡的基本要求（如使用了循环、形成了规律）。2.调试韧性：遇到程序不运行时，是立即求助还是能尝试自己分析错误信息、检查积木拼接。3.创意表达：作品是否在颜色、图形组合或布局上体现出个人想法。  形成知识、思维、方法清单：★10.创作流程：“构思（草图）→分解（步骤）→编程（搭建）→测试（运行）→优化（调试/美化）”。这是贯穿所有编程项目的核心工作流。▲11.调试是朋友：程序出错是常态，错误信息是线索。鼓励学生“读一读错误提示”、“从第一条指令开始逐步检查”。▲12.个性化参数：将固定的数值（如颜色、大小、位置）替换为更灵活的设置或运算，是代码从“能用”到“智能”的第一步。  任务五：拓展与分享——让图案“活”起来  教师活动：“很多同学的图案已经非常精美了。如何让它更酷？想一想，我们之前学过的‘当绿旗被点击’、‘当角色被点击’这些事件，能不能让我们的画板互动起来？”我会演示一个范例：点击绿旗，清空画布，角色移动到随机位置画一个随机颜色的三角形。“看，加入了‘事件’和‘随机数’，每一次运行都是惊喜！大家可以尝试为你的作品加上一个启动开关，或者让不同的按键画出不同的图形。”最后，预留3分钟，组织学生通过教室局域网或展示平台，快速浏览至少两位同伴的作品。  学生活动：学有余力的学生尝试在原有作品上增加事件控制（如绿旗点击开始、按下空格键换颜色）或随机元素。所有学生参与作品画廊浏览，并准备一句对同伴作品的“赞美点”或“好奇点”（如“我喜欢你用的颜色搭配！”或“你是怎么让图形旋转起来的？”）。  即时评价标准：1.知识整合能力：能否将“事件”模块与已完成的绘画脚本有机结合。2.欣赏与表达能力：在分享环节，能否具体指出他人作品的亮点，并提出明确的、技术相关的问题或赞美。  形成知识、思维、方法清单：▲13.事件驱动交互：用“当绿旗被点击”、“当按下键”等事件作为程序起点，使作品更完整、更可控。▲14.随机性的魅力：“在()到()间随机选一个数”积木能为作品带来变化和趣味，是程序生成艺术的基础。★15.分享与回馈的价值：观看他人作品能获得灵感；描述自己的创作思路能巩固知识；接受赞美和提问能获得成就感与新的思考角度。第三、当堂巩固训练  本环节设计分层练习，学生可根据自身情况选择完成。  基础层（巩固核心）：“请绘制一面标准的国旗（例如：由五个黄色五角星组成的红旗基础元素，或由三个平行色条组成的三色旗）。重点考核坐标定位的准确性与循环绘制规则图形（如星形需分解为多个循环组合）的能力。”教师将展示简化图形参考图。  综合层（情境应用）：“创设‘设计我的个性徽章’情境。要求徽章至少包含两种不同的几何图形，且图形之间有明确的相对位置关系（如同心圆、环绕的多边形）。提示：思考是否需要使用‘抬笔’来移动画笔位置。”  挑战层（开放探究）：“尝试绘制一个‘旋转的风车’或‘绽放的烟花’。提示：这可能需要用到‘重复嵌套’（一个循环内包含另一个循环），或者结合‘移动’和‘旋转’制造动态绘制效果。鼓励查阅‘创意灵感包’中的高级范例寻找思路。”  反馈机制：学生完成练习后，首先进行同桌间“一分钟互评”，依据“图形是否清晰”、“代码是否简洁（使用了循环）”等标准提出一点改进建议。随后，教师通过屏幕广播，展示12份具有代表性的作品（包括一个典型错误案例），组织全班进行“诊断与优化”。对于挑战层作品，邀请创作者简要分享算法思路，将其树为“小老师”典范。第四、课堂小结  “同学们，今天的数字画板之旅即将到站。让我们一起来清点一下我们的‘创意工具箱’。”我会引导学生以小组为单位，用思维导图的形式在黑板上或各自任务单上梳理：我们今天掌握了哪些工具（画笔、坐标、循环）？经历了怎样的创作过程？最有趣的发现是什么？一位学生分享道：“我发现画多边形时，转的角度不对图形就合不拢，像开门密码一样！”我回应道：“这个比喻太棒了！编程就是寻找让世界闭合、让逻辑运行的‘密码’。”随后，布置分层作业，并预告下节课：“下节课，我们的角色将不再孤单。我们将学习‘克隆’技术，用今天画的这个美丽图案，‘变’出满屏的花海！期待大家更震撼的作品。”六、作业设计  基础性作业（必做）：在Scratch中，编写程序分别绘制一个红色的等边三角形和一个蓝色的正方形，要求两个图形分离，且位于舞台的不同位置。记录下你所使用的坐标值和循环参数。  拓展性作业（鼓励完成）：创作一幅名为“我的梦幻小屋”的数字画。小屋需包含至少三种不同的几何图形元素（如矩形门、三角形屋顶、圆形窗户）。尝试为你的小屋作品添加一个背景，并使用“当角色被点击”事件，实现点击小屋时，窗户的颜色发生变化。  探究性/创造性作业（选做）：研究如何用Scratch绘制一个五角星（提示：需计算旋转角度）。并挑战更复杂的任务：编写一个程序，允许用户通过输入边数（N），程序就能自动画出一个正N边形。思考并尝试：如何让这个程序更友好（比如用问答方式）？七、本节知识清单及拓展  ★1.画笔模块：Scratch中用于实现绘图功能的扩展模块，需手动添加。核心积木包括“落笔”（开始绘画）、“抬笔”（停止绘画）、“全部擦除”、“将画笔颜色设为”、“将画笔大小设为”。教学提示：务必讲清“落笔/抬笔”成对使用的逻辑，类比真实作画的“下笔”与“提笔”。  ★2.舞台坐标系：将Scratch舞台视为一个平面直角坐标系。中心点坐标为(0,0)。水平方向为X轴，向右为正；垂直方向为Y轴，向上为正。坐标范围大致为X:[240,240],Y:[180,180]。教学提示：利用可视化工具动态演示坐标变化，将抽象概念具象化。强调“(X,Y)”是一组不可分割的位置密码。  ★3.“移到x:()y:()”积木：属于“运动”模块。能瞬间将角色移动到舞台的指定坐标位置，是绘图前定位起点的最精确方式。教学提示：区别于“移动”积木的相对性，此积木是“绝对定位”。可通过“快速定位角落”游戏帮助学生熟悉。  ★4.“重复执行()次”积木：属于“控制”模块。用于封装需要重复执行的代码序列。括号内的数字决定重复次数。教学提示：通过对比使用循环前后的代码行数，直观展示其“简化代码、提高效率”的核心价值。这是培养算法思维的关键入口。  ★5.绘制正多边形的通用算法模式：这是一个重要的模式化思维。其核心是：重复【边数】次{移动【边长】步→右转【360/边数】度}。教学提示：不要直接给出公式，而是引导学生从画正方形（90度）、等边三角形（120度）中自己发现“转一圈（360度）”的规律。这是“归纳”思维的训练。  ▲6.画笔属性设置时机：画笔的颜色、大小等属性设置，必须在“落笔”命令之前执行才能生效。因为设置的是“接下来要画的线条”的属性。教学提示：这是一个常见易错点。通过一个设置颜色在落笔后的错误案例对比，能让学生印象深刻。  ▲7.循环参数探索：在循环中，修改“移动步数”影响图形大小，修改“旋转角度”影响图形形状，修改“重复次数”影响图形复杂度和是否闭合。教学提示：鼓励学生进行“破坏性实验”，比如把旋转角度设为100度、重复10次，看看会画出什么意想不到的复杂图案，感受参数之美。  ▲8.事件驱动启动：优秀的程序应有明确的开始方式。“当绿旗被点击”是最常用的事件，将核心脚本拼接在此积木下，作品才完整。教学提示：区分“当绿旗被点击”与“当角色被点击”等不同事件的应用场景，让作品更具交互性。  ▲9.随机数的应用：“在()到()间随机选一个数”积木（位于“运算”模块）能为颜色、位置、大小等参数注入不确定性，使每次运行结果都不同，增加趣味性。教学提示：这是让学生感知程序“智能”与“变化”的简单入口，能极大激发兴趣。  ★10.编程创作流程（再强调）：构思→分解→编程→测试→优化。这是一个迭代的、非线性的过程。教学提示：尤其是“分解”步骤，是计算思维的核心。引导学生面对复杂图案时，先思考“它由哪几个基本部分构成”。  ▲11.调试策略：(1)阅读错误提示；(2)使用“说”积木输出中间状态；(3)分段运行：将长脚本拆开，一部分一部分测试。教学提示：将调试过程正常化、策略化，减轻学生的挫败感，培养耐心与系统解决问题的能力。  ▲12.跨学科链接——数学：本课深度融合了平面直角坐标系、几何图形（正多边形内角和外角）、角度与旋转等数学知识。教学提示：可引导学生思考：“为什么画正方形转90度？画等边三角形转多少度？”建立数学与编程的直观联系。  ▲13.跨学科链接——艺术：编程是新的艺术创作媒介。关注构图（图形位置）、色彩搭配、图案的对称与韵律。教学提示：展示用简单算法生成的复杂分形艺术图片，开阔学生视野，让他们看到代码背后无限的艺术可能性。八、教学反思    (一)目标达成度与环节有效性评估      本课预设的知识与技能目标基本达成。通过任务单反馈和课堂巡视观察，约85%的学生能独立完成使用循环绘制正多边形的核心任务，“坐标定位”环节的“闪现挑战”游戏有效降低了概念抽象度，学生参与热情高。能力与素养目标方面，学生在“创意挑战”任务中展现出的问题分解能力和调试韧性差异明显。优等生能快速迁移模式并尝试嵌套循环，而部分学生则在从“模仿范例”到“自主设计”的转换中出现停滞，说明“创意脚手架”的设计还需更梯度化。新授环节的五个任务逻辑链条清晰，“画笔坐标循环创作拓展”层层递进，符合认知规律。其中，“任务三（循环魔法）”是承重墙，用时稍长但必要，大部分学生在此处实现了关键突破。然而，“任务四（创意挑战）”的开放性虽好，但给教师的巡回指导带来压力，个别小组在遇到困难时等待时间较长。  (二)学生表现深度剖析与策略得失      从学生表现看，可大致分为三类：第一类是“探索者”，他们不满足于基础任务，热衷于修改一切参数，并主动尝试随机数和事件，是课堂创新的火花。对这类学生