五年级信息技术上册：图形化编程之“安全停车感知系统”设计

五年级信息技术上册：图形化编程之“安全停车感知系统”设计一、教学内容分析

本节课选自小学信息技术课程“程序设计”模块，核心是借助图形化编程平台，引导学生从解决真实问题出发，初步建构“感知判断控制”的计算思维模型。对标《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》，本课知识技能图谱聚焦于“控制与交互”中的“事件侦测”与“条件判断”两大关键概念。在单元脉络中，它承继了顺序结构与角色控制的基础，启发了后续复杂分支与循环逻辑的学习，是学生从直观搭建迈向逻辑建构的关键转折点。从过程方法看，本课蕴含了“抽象建模”与“算法设计”的核心学科思想。学生需将现实世界中“安全停车”的情境，抽象为程序中“角色（小车）”、“侦测条件（距离）”、“反馈动作（停止）”等要素，并设计出“如果…那么…”的判断流程。这一过程正是将复杂现实问题转化为可执行计算步骤的初步尝试。其素养价值深远，不仅在于编程技能的习得，更在于培养学生以严谨、有序的思维看待和解决实际问题的习惯，渗透“技术服务于社会需求”的价值观，以及在反复调试中锤炼的探究精神与韧性。

本阶段学生已具备图形化编程界面操作、角色移动与外观切换的基本技能，并对编程抱有浓厚兴趣。然而，他们的思维正处于具体运算向形式运算过渡期，将抽象的“距离感知”转化为具体的“条件判断脚本”是普遍的认知难点。学生易出现“知道要停，但不知何时、如何让程序自己判断”的困惑，即算法逻辑的“断点”。此外，学生在合作中往往乐于动手操作，但在系统性规划与调试策略上较为薄弱。针对此，教学中需设计渐进式的认知脚手架：通过实物模拟降低“感知”概念的抽象性；利用流程图等可视化工具辅助逻辑梳理；并在任务中预设“陷阱”或常见错误，引导学生在试错与反思中建构稳固认知。对于学力较强的学生，将鼓励其对算法进行优化（如增加提示音、分级预警），而对需要支持的学生，则提供半成品脚本或更细致的步骤拆解，确保每位学生都能在“最近发展区”获得成功体验。二、教学目标

知识目标：学生能够准确理解“事件侦测”中“碰到…”与“距离…”积木的功能差异及应用场景；能清晰阐述“如果…那么…”条件判断语句的执行逻辑，并能在“安全停车”的语境中，说明如何将现实条件（如距离障碍物太近）转化为程序中的判断条件。

能力目标：学生能够独立或协作，综合运用侦测与控制积木，设计并编写出一个具备基本障碍物感知与自动停止功能的模拟程序；在面对程序未按预期运行时，能运用“分段测试”、“检查条件”等基本策略进行调试。

情感态度与价值观目标：在模拟解决“安全停车”问题的过程中，感受到编程技术应用于实际生活的价值，增强对负责任地设计与使用技术的初步意识；在小组探究与作品互评中，乐于分享思路，虚心接纳改进建议。

科学（学科）思维目标：经历“问题界定→抽象建模→算法设计→程序实现→测试优化”的完整计算思维过程，重点发展逻辑推理与系统化的问题分解能力。例如，能自主分析“停车”这个动作背后隐含的触发条件和执行动作。

评价与元认知目标：能够依据“感知准确、反应及时、逻辑清晰”等简易量规，对自己及同伴的程序作品进行评价；能在课堂小结时，回顾学习过程，说出自己是如何突破“让小车自己判断”这一难点的。三、教学重点与难点

教学重点：构建“如果…那么…”条件判断逻辑，实现小车基于距离侦测的自主停车。其确立依据在于，条件判断是程序实现智能交互的核心结构，是后续学习循环、嵌套逻辑乃至任何高级编程语言的基石。从素养角度看，它直接关联“计算思维”中的“算法设计”要素，是学生从“命令执行者”转向“规则制定者”的关键一跃。

教学难点：如何精确设置侦测条件，并将现实中的安全距离概念转化为程序中的具体数值参数。难点成因在于，这需要学生完成从具象感知（眼看快碰到了）到抽象数据（距离<某个值）的思维跨越。学生常出现距离值设置不合理（过大或过小），导致停车过早或碰撞。突破方向是引导学生通过“实验法”进行多次调试，观察不同数值下小车的反应，在动态调整中理解参数的意义，从而内化“程序是现实规则的数字化表达”这一观念。四、教学准备清单

1.教师准备

1.1媒体与教具：交互式白板课件、图形化编程平台（如源码编辑器、Mind+等）教学演示环境、微视频《自动泊车技术剪影》、实物小车模型与简易“障碍物”。

1.2学习材料：分层学习任务单（含基础任务、挑战任务）、程序流程图学习卡片、课堂评价量规表。

2.学生准备

2.1知识准备：复习前几课关于角色移动、重复执行等积木的使用。

2.2环境准备：计算机室，确保每台学生机编程环境正常运行，分46人合作小组就坐。五、教学过程第一、导入环节

1.情境创设与冲突激发：同学们，先请大家看一段短片。（播放《自动泊车技术剪影》）视频里的汽车是不是很“聪明”？它能自己感知周围的障碍物并安全停好。那我们能不能也创造一辆这样有“感知”能力的小车呢？今天，就让我们化身车辆工程师，用编程为我们的虚拟小车赋予“智慧的眼睛”和“冷静的大脑”，实现安全停车。

1.1问题提出与路径明晰：要实现这个目标，我们需要思考三个核心问题：“小车如何感知障碍物？”、“感知到之后，它该如何思考（判断）？”、“想清楚了，它又要怎么做？”。别急，我们先来玩个小模拟：请一位同学蒙上眼，另一位用声音引导他走向老师，要求在快碰到时停下。大家看，引导者就像在不停判断“距离”，然后下达指令。我们的编程，就是要让计算机学会这个判断过程。本节课，我们将首先探究“感知”的秘密，然后学习让程序“判断”的魔法语句，最后完成我们的安全停车系统。第二、新授环节

本环节采用“感知体验→逻辑构建→编程实现”的递进式任务链，引导学生主动建构。任务一：探寻“感知”的密码——认识侦测积木

教师活动：首先，我们不急着编程。请大家在编程平台的侦测模块中，找出所有“感觉器官”，比如“碰到…”、“距离…”。提问：“‘碰到鼠标指针’和‘到…的距离’这两个积木，感觉上有什么不同？”对，一个是“接触式”感知，一个是“非接触式”感知。哪一种更适合我们模拟安全停车呢？为什么？来，我们做个实验：在舞台上放一个小车和一个障碍物，让大家分别拖动小车，观察并汇报这两个积木返回值的变化。“大家发现了吗？‘距离’积木就像一个雷达，能给我们一个具体的数字，这让我们能进行更精准的判断。”

学生活动：在教师引导下，探索侦测模块，找到相关积木。积极思考并回答教师提问，对比两种侦测方式的差异。动手实践，拖动角色，在舞台上直观观察“距离”积木数值的实时变化，并尝试说出其规律（如越近数字越小）。

即时评价标准：1.能准确找到“侦测”模块中的关键积木。2.能通过语言或动作，清晰描述“碰到”与“距离”两种感知方式的区别。3.在实践观察中，能正确建立“距离值越小代表越近”的空间对应关系。

形成知识、思维、方法清单：★核心概念：事件侦测。程序感知外部信息的手段。▲关键区分：“碰到…”属于布尔判断（是/否），而“到…的距离”返回具体数值，后者为精细化控制提供了可能。●方法提示：在解决实际问题时，要根据需求选择合适的侦测方式。就像给小车装“保险杠”还是“雷达”。任务二：设计“思考”的流程——初识条件判断

教师活动：小车有了“雷达”，读到了距离数字，但它现在还是个“傻小子”，看不懂。我们需要教它“思考”：“如果距离太近了，那么就应该停车”。在编程里，这个“如果…那么…”就是“条件判断”。让我们先用流程图来理清思路。教师在白板上画出开始、持续移动、判断“距离<50?”、成立则停车、不成立则继续移动的流程。“看，这就是小车的‘思考流程图’。谁能用积木区的‘控制’模块，找到这个‘如果…那么…’的积木？”

学生活动：跟随教师讲解，理解“条件判断”的逻辑意义。尝试阅读并理解简易流程图。在积木区寻找“如果…那么…”积木，并将其与流程图中的判断框建立联系。部分学生能尝试口头描述整个流程。

即时评价标准：1.能理解流程图各符号的基本含义，并能跟随图示说出程序可能的行为。2.能成功找到“如果…那么…”积木。3.能在教师引导下，将现实问题（太近就停）与判断条件（距离<某个值）初步关联。

形成知识、思维、方法清单：★核心结构：条件判断（如果…那么…）。程序进行分支选择的决策中心。▲思维工具：流程图。可视化算法设计利器，能帮助我们在编程前理清逻辑，避免混乱。●认知难点：“条件”的设置（如距离小于多少）是难点，需要后续调试确定。任务三：组装“智慧”系统——搭建基础停车脚本

教师活动：现在，请各位工程师动手，根据流程图，尝试组装第一个能感知停车的程序！教师巡视，提供“脚手架”：对于基础组，提供“当绿旗被点击”、“重复执行”、“如果…那么…”的核心骨架，让学生填充侦测和停车动作。对于进阶组，直接给出任务要求。巡视中聚焦共性问题：“你的判断条件里的数字是怎么定的？试试看小车能顺利停下吗？”“如果你的小车停不下来，可能是哪个‘零件’（积木）没装对或者顺序有问题？”引导小组内互相检查。

学生活动：以小组为单位，参照任务单和流程图，在编程区动手搭建脚本。将“移动”积木放入“重复执行”中，将“距离”侦测积木放入“如果”的条件框，并在“那么”里面放入“停止全部脚本”或“停止这个脚本”。进行初步运行测试。

即时评价标准：1.能正确将“重复执行”、“如果…那么…”、“侦测距离”、“停止”等积木按逻辑关系组合。2.在测试中能主动观察小车行为，并与预期进行对比。3.小组内能进行简单的讨论与互助。

形成知识、思维、方法清单：★脚本结构：事件驱动（绿旗）+循环检查+条件判断+动作执行。▲易错点：判断条件应放在“重复执行”内部，才能实现持续监测。●调试入门：程序不按预期运行时，第一步应检查积木拼接顺序和逻辑关系。任务四：调试与优化——让停车更“精准”

教师活动：我看到很多小组的小车已经能停了，但有的“刹车太急”，离老远就停了；有的“反应迟钝”，都快撞上了才停。怎么让它停得刚刚好？关键在于“判断条件”里的那个数字。它不是一个魔法数字，需要我们根据小车速度、角色大小来调试确定。让我们开展一个“调试挑战赛”：在不改变小车移动速度的前提下，通过调整“距离<（）”中的数值，让你的小车在离障碍物大约一个车身长度时稳稳停下。谁调试得又快又准？思考一下，这个“安全距离”在现实驾驶中受哪些因素影响？

学生活动：热情投入调试过程，反复修改距离参数，运行测试，观察停车位置。记录下能实现“理想停车”的参数值。在教师提问下，联系生活实际思考（如车速快慢、路面湿滑会影响安全距离）。

即时评价标准：1.掌握通过修改参数调试程序行为的方法。2.能有目的地进行多次尝试，并观察参数变化对结果的影响。3.能建立程序参数与现实因素之间的初步联想。

形成知识、思维、方法清单：★核心方法：参数调试。编程中优化程序行为的关键实践。▲概念深化：参数的意义。程序中的数字往往对应着现实世界中的某种度量或阈值。●计算思维延伸：算法（停车逻辑）是稳定的，但参数（安全距离）可以根据情境调整，这体现了程序的灵活性与普适性。任务五：挑战与创想——为系统增加新功能

教师活动：基础功能已完成，真正的工程师还会考虑更多。我们的系统还能怎么优化？提供分层挑战卡：A级挑战（基础巩固）：让小车在停车时，车灯颜色改变，给出视觉提示。B级挑战（综合应用）：实现分级预警，例如“距离<100”时显示黄色警示，“距离<50”时停车并显示红色。C级挑战（开放探究）：尝试设计一个倒车入库的场景，让小车在感知到后方障碍物和侧方车位线时做出复合判断。

学生活动：根据自身情况，选择至少一个挑战任务进行探究。综合运用外观、控制、侦测等多个模块的积木，尝试为程序增加新功能。小组内交流创意与实现方法。

即时评价标准：1.能根据兴趣和能力自主选择适当的挑战层级。2.在新增功能时，能保持原有核心逻辑的完整性。3.在实现复杂功能时，展现出一定的逻辑规划与问题分解能力。

形成知识、思维、方法清单：★素养体现：创新意识与迁移应用。在核心逻辑基础上进行功能扩展。▲技术整合：一个完整的交互系统往往包含感知、判断、控制、反馈（如声、光）多个环节。●项目式学习萌芽：从一个核心问题出发，可以不断延伸出更具综合性和创造性的子项目。第三、当堂巩固训练

开展“停车场验收测试”活动。首先，基础层：每位学生独立运行并微调自己的基础版停车程序，确保达到“感知准确、停车稳定”的基本要求，并在任务单上勾选自评。其次，综合层：以小组为单位，交换程序，扮演“质检员”。使用教师提供的简易评价表（含“判断逻辑是否正确”、“停车位置是否合理”、“有无创意加分项”等），对同伴的程序进行测试与互评，并写下一条建设性意见。例如：“你的小车停车很稳，但如果能加上‘嘀嘀’的报警声就更像真车了。”最后，挑战层：邀请完成高级挑战任务的小组上台，展示他们的“增强型安全停车系统”，并简要讲解设计思路。教师引导全班同学思考：“他的分级预警想法，用到了几个条件判断？是如何组合的？”

反馈机制上，教师巡视收集自评与互评情况，选取几个典型作品（包括一个逻辑清晰的、一个参数设置巧妙的、一个存在典型错误的）进行全班投屏讲评。对错误案例，引导大家集体“会诊”：“大家一起来找找，这个小车为什么撞上去了？问题可能出在哪里？”通过对比分析，深化对条件判断逻辑严密性的认识。第四、课堂小结

引导学生进行结构化总结。知识整合：“今天，我们共同创造了什么？（一个有感知的停车系统）它的核心‘智慧’来自哪两个关键部分？（侦测和判断）谁能用‘如果…那么…’的句式，完整描述一下我们小车的‘思维过程’？”请学生发言，教师板书关键词，形成概念簇。方法提炼：“回顾一下，我们从现实问题到最终程序，经历了哪几个步骤？（分析问题抽象建模设计算法编程调试）你觉得哪个步骤最具挑战？你又是如何克服的？”鼓励学生分享元认知体验。作业布置：公布分层作业：1.必做：完善课堂程序，并撰写一段简短的“程序说明书”，解释它的工作原理。2.选做：（二选一）①设计一个不同的应用场景（如感应门、自动感应灯），也用上“侦测+判断”的核心逻辑。②调研或构思，现实中的自动驾驶技术，除了距离感知，还可能用到哪些类型的“感知”？（如图像识别、激光雷达）。最后预告下节课：“今天小车学会了‘感知停车’，下次课，我们将让它学习更复杂的‘决策’，比如遇到岔路口，该往哪走？”六、作业设计

基础性作业：运行并优化课堂完成的“安全停车感知系统”，确保其稳定工作。以注释或单独文档的形式，撰写一份不超过150字的“程序功能说明书”，需包含系统用了什么侦测方式、判断条件是什么、执行了什么动作。

拓展性作业：创设一个新场景，将“侦测+条件判断”的核心逻辑迁移应用。例如：设计一个“智能垃圾桶”，当“侦测”到有角色接近时，“判断”满足条件则“打开”桶盖，一段时间后自动关闭。提交程序文件及场景设计说明。

探究性/创造性作业：以“未来的智能交通”为主题，绘制一幅创意海报或制作一个简易PPT，描绘一种由你设计的、基于多种感知技术的交通工具或交通设施。需说明它至少运用了两种不同的“感知”方式（可查阅资料），以及它将如何做出判断来提供服务或保障安全。七、本节知识清单及拓展

★1.事件侦测：程序获取外部或内部状态信息的机制。在图形化编程中，通常以“侦测”类积木形式存在，是程序实现交互性的基础。

★2.“碰到…”vs“到…的距离”：前者是布尔型侦测（结果仅为“真/假”），用于判断是否发生接触；后者是数值型侦测，返回一个具体的距离像素值，适用于需要量化信息的精细控制场景。

★3.条件判断结构（如果…那么…）：程序控制流中的分支结构，是计算机实现“智能”决策的核心。其执行逻辑是：先计算“如果”后面条件的值，若为“真”，则执行“那么”后面的语句块；若为“假”，则跳过该语句块。

▲4.流程图：用标准图形符号描述算法步骤的图示工具。菱形框表示“判断”，矩形框表示“处理”，箭头表示“控制流”。在编程前绘制流程图，能有效厘清逻辑，避免思维混乱。

★5.“重复执行”与条件判断的嵌套：将条件判断语句放置于“重复执行”循环体内，可以构建出“持续监测即时反应”的动态系统模型，这是许多实时交互程序的通用模式。

●6.参数调试：编程中通过调整指令中的具体数值（参数），以观察并优化程序行为的过程。例如调整“距离<30”中的“30”，本质是在寻找现实规则与程序规则之间的最佳匹配点。

▲7.计算思维在本课的体现：分解：将“安全停车”分解为感知、判断、动作三步。抽象：忽略小车和障碍物的具体形象，抽象为“角色”和“距离值”。算法设计：设计“持续移动，一旦距离过近则停止”的明确步骤序列。

●8.常见错误排查：①小车不停：检查“如果”条件是否设置正确；“停止”积木是否放入了“那么”之中；整个判断结构是否被包含在“重复执行”内。②停车位置不理想：主要调整判断条件中的距离数值。③程序运行卡顿：检查是否有死循环或冲突的事件触发。八、教学反思

（一）目标达成度分析：从当堂巩固训练的作品展示与互评反馈来看，约85%的学生能够独立搭建出基础版的感知停车程序，表明知识目标与基础能力目标基本达成。学生在阐述程序逻辑时，能较为普遍地使用“如果距离小于某个值，那么小车就停止”的句式，显示对条件判断结构的理解已经内化。情感目标在小组合作与“验收测试”环节表现突出，学生展现出浓厚的“工程师”角色代入感和解决问题的成就感。

（二）教学环节有效性评估：1.导入环节：实物模拟与视频短片成功创设了真实且富有科技感的情境，“蒙眼游戏”瞬间点燃了课堂气氛，并直观揭示了“感知判断控制”的核心逻辑，为后续学习提供了强有力的心理锚点和认知铺垫。2.新授任务链：任务一至任务三的阶梯设计符合学生认知规律，从具体感知到抽象逻辑再到动手实现，跨度适中。任务四“调试优化”是本课亮点，将常见的编程难点转化为一个富有挑战性和游戏性的“挑战赛”，学生在“试误观察调整”的循环中，真正理解了参数的意义，攻克了教学难点。心里不禁感慨：有时候，把问题还给学生，他们给出的解决方案比我们预设的讲解更精彩。3.分层挑战任务：有效照顾了学生差异，学有余力的学生在完成B级、C级任务时表现出的逻辑组合与创意设计令人惊喜，而基础薄弱的学生也能在A级任务中获得巩固和成