2025-2026学年编程赛车教案

2025-2026学年编程赛车教案授课专业和授课专业和年级授课章节XxXx题目Xx授课时间2025年10月设计意图一、设计意图结合课本编程入门模块，以赛车为载体串联顺序、循环、条件判断等核心知识点，通过任务驱动激发兴趣，引导学生在调试中理解算法逻辑，培养计算思维与问题解决能力，贴近学生生活实际，实现“做中学”，巩固课本核心概念。核心素养目标分析二、核心素养目标分析通过编程赛车任务培养计算思维，强化算法设计与逻辑推理能力；在调试优化中提升问题解决与创新意识；运用编程实现赛车功能，发展数字化学习与创新素养；结合赛道规则与程序安全，渗透信息社会责任，落实课本核心知识点与素养要求。学习者分析三、学习者分析1.学生已经掌握了课本中基础编程指令、顺序结构执行流程，能使用简单变量存储数据，完成过简单图形绘制任务，了解模块化编程的基本概念。2.学生对赛车主题兴趣浓厚，喜欢动手实践和小组合作学习，具备初步的逻辑推理能力，但对抽象算法的理解需直观案例支撑，学习风格偏向操作体验与即时反馈。3.可能遇到条件判断嵌套与循环结构灵活应用的困难，调试程序时易因逻辑漏洞产生挫败感，将赛车行驶规则转化为程序控制逻辑的能力有待提升，需结合课本案例分步引导。教学资源准备1.教材：确保每位学生配备《编程入门》教材中“循环与条件控制”章节及赛车任务案例页。

2.辅助材料：准备赛车程序流程图示例、常见错误调试视频、赛道规则示意图。

3.实验器材：调试用电脑安装Scratch/Python环境，确保传感器与电机连接正常，备用套件齐全。

4.教室布置：设置6组编程操作台，每组配备1台调试机，预留投影展示区及小组讨论空间。教学过程（一）情境导入，激活旧知（5分钟）

同学们，今天我们要让赛车在赛道上跑起来！请大家打开教材第15页，看看赛车任务的要求——让赛车绕赛道跑3圈，遇到障碍物自动转向，到达终点停止。回想一下，之前我们学过哪些能让赛车动起来的指令？（停顿，等待学生回答）对，有“移动10步”“转向90度”，这些是顺序结构。但要让赛车重复跑圈，只用顺序结构够吗？显然不够，今天我们就用课本中的“重复执行”循环指令和“如果...那么...”条件判断，让赛车“聪明”地跑完全程！

（二）新知探究，突破核心（15分钟）

1.循环结构：让赛车“跑起来”

请大家看教材第16页的“循环指令”示意图，这里的“重复执行10次”是什么意思？（引导学生回答：让里面的代码重复10次）没错！如果想让赛车跑3圈，一圈需要“移动100步”“转向90度”4次（模拟正方形赛道），那么重复执行3次“移动100步4次”就能完成。现在请你们打开Scratch，添加赛车角色，试试用“重复执行3次”让赛车跑一圈，看看是不是真的能回到起点？（巡视指导，提醒学生注意“移动步数”和“转向角度”的匹配）

2.条件判断：让赛车“躲障碍”

教材第17页提到，赛车遇到红色障碍物要转向。怎么让程序“知道”赛车碰到了障碍物呢？我们需要用到“如果...那么...”指令。请大家在“事件”模块下找到“当[碰到颜色]时”，选择红色，然后在里面添加“旋转180度”。现在测试一下：当赛车碰到红色障碍物，是不是会自动转向？如果没反应，检查一下“重复执行”里是否嵌套了条件判断，因为循环是让赛车持续跑，条件判断是实时检测碰撞的！（展示流程图示例，帮助学生理解“循环+条件”的嵌套逻辑）

（三）实践操作，分层任务（20分钟）

任务1：基础循环——让赛车跑3圈

要求：使用“重复执行3次”，每次包含“移动100步”“转向90度”4次，完成后举手示意。

（教师巡视，发现学生A循环次数设错，引导：“教材说3圈，你重复了几次？数数代码块里的数字。”学生B移动步数太少，提示：“一圈100步，你只移动了50步，能跑完吗？”）

任务2：条件判断——添加障碍检测

要求：在赛道上添加红色障碍物，当赛车碰到时转向180度，继续前进。

（学生C提出：“转向后会不会又撞到？”教师引导：“转向后要继续移动，所以在‘旋转180度’后面加‘移动10步’，试试看！”学生D成功实现，教师表扬：“你把课本第17页的‘条件判断应用’用活了！”）

任务3：优化程序——提升效率

要求：减少重复次数，用“重复执行直到[到达终点]”代替固定次数循环，终点设为绿色旗帜。

（教师提示：“教材第18页说，‘直到型循环’更适合不确定次数的任务，比如到达终点才停止。你们试试把‘重复3次’换成‘重复执行直到[碰到绿色旗帜]’，看看赛车会不会在终点自动停下？”学生E发现赛车在终点没停，检查条件判断：“是不是‘碰到绿色旗帜’没放在循环里？对，循环要持续检测终点！”）

（四）拓展应用，创新提升（10分钟）

现在挑战更复杂的赛道：直道+弯道，赛车需要在弯道减速（用“将速度增加-10”实现），直道加速（“将速度增加10”）。请你们结合课本第19页的“变量应用”，添加速度变量，让赛车在不同路段调整速度。小组讨论：怎么用条件判断区分直道和弯道？（提示：弯道是“转向90度”，直道是“移动不转向”）各小组尝试编写，最快完成的小组展示程序，分享优化思路！

（五）总结评价，巩固提升（5分钟）

同学们，今天我们用课本中的“循环”和“条件判断”让赛车完成了复杂任务。谁能说说，循环解决了什么问题？（学生回答：“重复执行，不用写很多遍代码。”）条件判断呢？（学生回答：“让赛车根据情况做不同的事。”）没错，这就是编程的核心——用结构化指令解决问题。课后请大家完成教材第20页的“赛车程序优化”习题，下节课分享你们的改进方案！拓展与延伸1.**知识深化与拓展阅读**

-**算法优化专题**：研读教材第21页“算法效率”章节，对比“重复执行固定次数”与“重复执行直到条件满足”的适用场景。推荐《算法图解》中“循环结构优化”案例，理解时间复杂度概念，尝试用“减少重复指令”优化赛车程序。

-**传感器应用拓展**：结合教材第22页“传感器接口”部分，探究超声波传感器的测距原理。阅读《智能硬件开发入门》中“避障小车”章节，思考如何将“距离检测”转化为程序中的“如果距离小于5cm，则转向”条件判断。

-**跨学科融合**：参考教材第23页“物理与编程”案例，分析赛车转弯时的离心力与程序中“转向角度”的数学关系。推导公式：转弯半径=速度²/（重力加速度×倾斜角度），调整程序中的速度变量实现平滑过弯。

2.**课后自主探究任务**

-**基础任务**：完成教材第24页“赛车程序优化”习题，用“自定义积木”封装“一圈动作”（移动100步+转向90度），简化主程序代码。

-**进阶任务**：结合教材第19页“变量应用”，添加“燃料变量”，每移动10步消耗1点燃料，燃料为0时赛车停止。测试不同燃料量对赛车行驶距离的影响。

-**挑战任务**：设计“复杂赛道”（含直道、弯道、障碍区），用“列表数据结构”存储赛道坐标（如：[[0,0],[100,0],[100,100],[0,100]]），编写程序让赛车按坐标自动导航。

3.**创新实践与资源推荐**

-**开源项目研究**：分析GitHub开源项目“RaspberryPiRacingCar”的Python代码，重点关注其PID控制算法如何实现直线行驶稳定性。

-**游戏化设计**：参考教材第25页“游戏设计”章节，为赛车添加计分规则（如：绕圈+10分，避障+5分），用“广播消息”实现实时分数显示。

-**社会议题探究**：查阅《人工智能伦理导论》中“自动驾驶决策逻辑”章节，讨论赛车程序中的“紧急避障”规则是否应优先保护行人（引入“道德算法”概念）。

4.**学习路径建议**

-**第1周**：完成教材第18-20页习题，掌握循环嵌套与条件判断的协同应用。

-**第2周**：搭建实物赛车模型，连接超声波传感器，实现教材第22页的“智能避障”功能。

-**第3周**：设计个性化赛道，编写导航程序，录制视频演示并上传班级学习平台。

-**第4周**：小组合作完成“无人赛车挑战赛”，用“机器学习”模块训练赛车识别赛道颜色（参考教材第26页“图像识别”案例）。

5.**成果展示与评价**

-提交包含“程序代码+运行视频+优化说明”的项目报告，重点标注与教材知识点的对应关系（如：第16页循环结构、第19页变量应用）。

-开展“赛车程序效率大赛”，评选“最短代码奖”“最佳避障策略奖”，获奖案例将被收录进校本教材《编程实践案例集》。教学评价与反馈1.课堂表现：观察学生是否能准确复述教材第15-16页的循环指令语法（如“重复执行”次数设置），以及在条件判断模块（第17页）“如果...那么...”的正确嵌套应用，记录学生对赛车任务中“跑圈”和“避障”逻辑的即时反应。

2.小组讨论成果展示：检查小组是否结合教材第19页“变量应用”设计了速度控制方案，程序中是否体现“燃料消耗”或“路径优化”等课本拓展概念，评估团队协作中分工合理性（如代码编写、测试分工）。

3.随堂测试：通过3道选择题（如“循环与条件判断的嵌套顺序”“传感器检测原理”对应教材第16、22页）和1道编程题（用“重复执行直到”完成终点停止，教材第18页），检测核心知识点掌握度。

4.作业完成情况：批改教材第20页“赛车程序优化”习题，关注学生是否使用“自定义积木”（第21页）简化代码，优化后的程序是否减少重复指令。

5.教师评价与反馈：针对学生调试中常见的“循环次数错误”“条件判断遗漏”问题，结合教材案例（如第17页“避障流程图”）指出逻辑漏洞，表扬成功应用“变量控制速度”的小组，强调课本中“结构化编程”的重要性。教学反思与总结教学反思：这节课以赛车任务为载体串联循环与条件判断，整体流程顺畅。任务驱动激发了学生兴趣，但发现部分学生对“循环嵌套条件判断”的逻辑理解仍有卡顿，下次需增加更多分步拆解的教材案例。小组合作时，个别组出现分工不均，需提前明确角色分配。随堂测试暴露出学生对“变量控制速度”的迁移应用不足，说明课本第19页的变量讲解需结合更多动态场景。

教学总结：多数学生能独立完成基础循环任务，70%小组成功实现智能避障，程序优化环节涌现出“自定义积木封装”的创新方案，体现课本知识的灵活运用。情感上，学生调试成功后的成就感明显，对编程的畏难情绪降低。不足在于，复杂赛道设计时部分学生过度依赖模板，后续需强化自主设计能力培养。建议下节课增加实物传感器调试环节，将课本第22页的“传感器接口”理论转化为实操，提升问题解决能力。板书设计①核心概念与语法（教材第15-17页）

-循环结构：重复执行n次（固定次数）、重复执行直到条件满足（动态次数）

-条件判断：如果[条件]那么[动作]、如果