第15课 小蚂蚁教学设计小学信息技术（信息科技）五年级冀教版

第15课小蚂蚁教学设计小学信息技术（信息科技）五年级冀教版学科政治年级册别八年级上册共1课时教材部编版授课类型新授课第1课时课程基本信息课程名称：小学信息技术（信息科技）五年级冀教版第15课小蚂蚁

教学年级和班级：五年级（1）班

授课时间：2023年10月16日第2节课

教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标分析二、核心素养目标分析本课通过编程小蚂蚁路径，培养学生核心素养：信息意识——观察蚂蚁行为并分析信息；计算思维——设计算法解决路径规划问题；数字化学习与创新——利用Scratch工具创新设计移动方案；信息社会责任——规范使用技术，强调安全与道德责任。学情分析五年级学生已具备信息技术基础，能使用Scratch进行简单编程操作，但对路径规划算法的理解尚浅，知识水平存在差异，部分学生有编程经验，部分新手需额外指导。能力方面，逻辑思维处于发展期，能解决简单问题，但复杂路径设计可能引发困难；素质上，好奇心强，喜欢动手探索，但注意力易分散，需互动活动保持专注。行为习惯表现为课堂参与积极，乐于讨论，但可能过度兴奋，需教师引导规范。课程学习依赖Scratch基础，学生兴趣高，但需确保掌握核心算法概念，影响学习效果。教学方法与策略采用讲授法介绍路径规划概念，结合案例研究分析蚂蚁行为。设计小组合作活动，如“蚂蚁寻路”游戏，学生在Scratch中编程路径并进行角色扮演模拟。使用Scratch软件、投影仪展示步骤，电脑实验室实践操作，促进互动参与。教学过程**1.导入（约5分钟）**

教师提问：“同学们，观察过蚂蚁搬家吗？它们如何避开障碍物找到食物？”引导学生讨论蚂蚁的路径规划行为。投影展示Scratch中的“小蚂蚁”角色，提问：“在Scratch中，如何让蚂蚁像真实蚂蚁一样移动？”回顾旧知：复习Scratch的坐标系统（X轴、Y轴）、方向控制（移动、旋转）、事件触发（当绿旗被点击）。

**2.新课呈现（约25分钟）**

**（1）讲解新知（10分钟）**

教师讲解路径规划的核心概念：顺序执行指令、条件判断（如“如果碰到障碍物就转弯”）。结合课本案例，演示蚂蚁从起点到终点的路径设计流程：确定起点坐标→设定移动步数→添加转弯指令→加入条件判断（碰到障碍物时改变方向）。强调算法步骤的清晰性和逻辑性。

**（2）举例说明（8分钟）**

以课本中的“蚂蚁绕过石头”为例：

-步骤1：蚂蚁从(0,0)出发，向右移动100步。

-步骤2：检测是否碰到“石头”角色（使用“碰到颜色”积木）。

-步骤3：若碰到，则左转90度，继续移动。

教师操作Scratch，同步展示积木组合效果，突出“重复执行”和“如果…那么…”结构的应用。

**（3）互动探究（7分钟）**

学生分组讨论：“如何让蚂蚁避开多个障碍物？”每组在纸上设计算法流程图（如：移动→检测→转弯→移动→检测→转弯）。教师巡视指导，选取2组流程图投影展示，点评逻辑合理性。

**3.巩固练习（约15分钟）**

**（1）学生活动（12分钟）**

任务1：在Scratch中实现课本“蚂蚁寻食”案例，完成从起点到食物点的路径（含1个障碍物）。

任务2（分层挑战）：设计复杂路径（含2个障碍物），尝试使用“重复执行直到到达终点”优化程序。

学生操作电脑，教师提供路径设计参考图（文字描述：起点→直线移动→右转→绕障碍→左转→到达终点）。

**（2）教师指导（3分钟）**

针对共性问题：

-坐标输入错误：提醒学生观察舞台网格。

-条件判断失效：检查“碰到颜色”积木的设置是否匹配障碍物颜色。

-个别学生：单独指导简化路径设计，确保基础任务完成。

**4.课堂总结（约5分钟）**

教师提问：“今天学到的路径规划算法，还能解决生活中的哪些问题？”（如机器人导航、游戏角色移动）。总结核心知识点：顺序执行、条件判断、重复循环。展示2-3份优秀作品，强调算法逻辑清晰的重要性。布置作业：设计蚂蚁“回家”路径（含3个障碍物），用流程图记录算法步骤。教学资源拓展**1.拓展资源**

（1）**相关书籍**

《蚂蚁的智慧》（青少年科普系列）：通过图文结合方式解析蚂蚁群体行为中的路径规划原理，为理解算法提供生物学视角。《Scratch趣味编程进阶》：详细讲解条件判断、循环结构在角色控制中的高级应用，可深化学生对路径优化技巧的理解。《算法思维启蒙》：用生活案例解析顺序执行、条件分支等核心概念，与教材中蚂蚁寻路算法形成知识互补。

（2）**实物教具**

迷宫网格板（10×10）：搭配可移动蚂蚁棋子，模拟真实路径规划场景，支持学生手动测试不同算法的可行性。障碍物磁贴（石头、水坑等）：用于课堂演示和分组实验，帮助学生直观理解条件判断的触发机制。流程图模板卡：含“开始/结束”“判断”“执行”等模块，辅助学生将抽象算法转化为可视化流程。

（3）**编程工具**

Scratch3.0扩展积木包：包含“距离检测”“方向计算”等自定义积木，可挑战更复杂的路径优化任务。Micro:bit硬件套装：结合LED屏显示蚂蚁移动轨迹，体验物理世界与数字编程的联动。

**2.拓展建议**

（1）**深度观察实践**

要求学生连续3天记录校园内蚂蚁觅食路线，绘制简易地图并标注障碍物（如石块、水洼），尝试用教材中的条件判断逻辑解释蚂蚁行为。例如：“蚂蚁遇到水洼时绕行，对应Scratch中‘如果碰到蓝色就右转90度’的指令”。

（2）**算法优化挑战**

在基础路径任务中增设新规则：①必须避开3个以上障碍物；②移动步数不超过20步；③到达终点后需返回起点。引导学生通过调整“重复执行”次数、嵌套条件判断（如“如果碰到障碍物且右侧无障碍则右转”）优化效率。

（3）**跨学科融合**

数学角度：计算蚂蚁移动的总路程（X轴步数+Y轴步数），比较不同路径的效率差异。科学角度：查阅资料了解蚂蚁信息素机制，思考如何用“如果检测到信息素浓度高则跟随”的指令模拟该行为。

（4）**家庭任务设计**

利用纸笔绘制家庭平面图，设计“扫地机器人”清扫路径（需避开家具），用教材中的流程图符号标注算法步骤。鼓励家长用手机拍摄实际清扫视频，对比虚拟路径与现实路径的异同。

（5）**创意延伸项目**

分组设计“蚂蚁救援”情境：食物点被洪水包围，蚂蚁需通过浮桥（特殊角色）到达终点。要求包含“浮桥使用计数”（变量应用）和“洪水扩散动态效果”（广播积木触发），综合运用教材知识点解决复杂问题。板书设计①核心概念

路径规划：起点→终点→障碍物

指令：移动、旋转、条件判断

关键要素：坐标（X轴、Y轴）、方向（角度）、碰撞检测

②Scratch操作

积木组合：

当绿旗被点击

移动X步

如果碰到颜色…那么…左转90度

重复执行直到到达终点

步骤：确定起点→设定移动→添加判断→循环优化

③算法逻辑

顺序执行：指令按步骤排列

条件分支：障碍物触发转向

循环结构：重复检测直至目标

注意事项：坐标准确、判断匹配、路径简洁教学评价与反馈1.课堂表现：观察学生参与度、操作规范性和问题解决能力，重点关注坐标输入准确性、指令组合逻辑性及障碍物检测设置。

2.小组讨论成果展示：评价流程图设计的完整性（起点、终点、障碍物标注）、条件判断分支合理性（如碰撞转向逻辑）及组员协作效率。

3.随堂测试：通过编程任务检验核心技能完成度，包括基础路径实现（1个障碍物）、循环结构应用（重复执行）及条件判断嵌套（多障碍物绕行）。

4.作业反馈