小学信息技术五年级下册核心素养导向教学设计：链表与字符串构建奇趣故事

小学信息技术五年级下册核心素养导向教学设计：链表与字符串构建奇趣故事

一、教学背景分析

（一）课标解读与教材定位

本课隶属于小学信息技术五年级下册第一单元“数字艺术家”的核心内容，对应《义务教育信息科技课程标准》中“过程与控制”与“数据与编码”模块的启蒙延伸。在Scratch创意编程的学习脉络中，本课具有承上启下的关键作用。承上，是对顺序结构、随机数、变量等旧知的综合运用；启下，则是首次将“数据结构”的抽象概念以直观、可感的方式引入小学课堂。链表，作为编程中数组的雏形，是学生从处理单个数据迈向批量管理数据的思维分水岭；字符串的连接操作，则是数据输出与格式化呈现的基础技能。清华版教材以“奇趣故事”为载体，巧妙地将技术知识点包裹在充满创意的叙事任务中，体现了“做中学”与“创作导向”的核心理念。

（二）教材内容重构

本课原教材内容围绕“链表建立、数据添加、随机组合、故事生成、字符串合并与存储”展开。基于核心素养导向，我将教材内容进行深度重构与升华，形成“认知-建构-创造-反思”的闭环学习链：

1.数据认知层：理解链表作为“容器”的物理意义，感知其有序排列的数据存储特征。

2.算法逻辑层：掌握随机选取（任意项）与顺序合并（字符串连接）的算法逻辑，理解程序如何通过指令组合实现“unpredictability（不可预测性）”与“documentation（记录）”。

3.创意表达层：将链表视为创意元素的仓库，通过程序的自动化组合，实现数字艺术的独特表达，感悟技术与文学创意（故事生成）的跨学科融合。

（三）学情深度洞察

【基础】授课对象为五年级学生，他们已经具备了一定的Scratch操作经验，熟悉“当绿旗被点击”、“说你好”等基础指令，对变量有了初步的感知，能够进行简单的顺序和条件判断编程。他们思维活跃，好奇心强，对游戏化、故事化的学习内容抱有浓厚兴趣。

【难点】然而，本课引入的“链表”概念，对于小学生而言是全新的认知挑战。其难点不在于“新建”这个操作，而在于理解链表如何“存储”和“管理”一组数据，以及如何通过指令精准地“调用”其中特定位置或随机位置的数据。【非常重要】学生在逻辑思维上习惯于线性顺序，对“数据的独立性”与“容器的整体性”之间的关系容易混淆。特别是将多个链表的数据通过字符串连接合并成一句话，再存入新链表这一复合操作，对学生的逻辑链条搭建能力和模块嵌套思维构成了严峻考验，属于典型的【难点】与【高频易错点】。

二、教学目标体系（核心素养导向）

（一）信息意识与计算思维

1.【基础】通过分析“故事生成”的需求，能够抽象出“人物、地点、事件”是构成故事的三个核心数据要素，建立从生活实际问题（编故事）到程序模型（链表存储）的映射能力。

2.【重要】理解链表的本质是一种用于批量存储同类数据的“容器”，初步建立数据集合的概念。能够区分单个变量与链表在数据管理效率上的优劣，培养数据优化的意识。

（二）数字化学习与创新

1.【核心】能够熟练运用“变量”模块中的“新建一个链表”功能，独立创建三个数据链表并为其添加至少五项数据，实现创意素材的数字化管理。【高频考点】

2.【非常重要】掌握“链表任意项”指令块的搭建，实现故事要素的随机组合，完成“自动讲奇趣故事”的程序设计，体验随机算法的趣味性。

3.【挑战】能够运用“字符串连接”指令（将加入到

的后面），通过多层嵌套搭建复合模块，将三个链表的随机项合并成一个完整的句子，并将其存入“奇趣故事”新链表，实现创作成果的记录与保存。【难点】【核心技能】

（三）信息社会责任

1.在数据（链表内容）录入环节，引导学生自觉使用文明、健康、积极向上的词汇，抵制低俗网络用语，树立正确的信息价值观。

2.在欣赏和评价生成的“奇趣故事”时，培养学生的幽默感与审美情趣，理解技术可以创造快乐，但需合理使用，渗透健康娱乐观。

三、教学重难点

（一）教学重点

1.链表的创建、重命名及向链表中添加数据的方法。【基础】

2.利用“链表任意项”指令和“说”指令，实现故事要素的随机抽取与输出。【高频考点】

3.理解字符串连接的基本作用。

（二）教学难点

1.【难点】链表概念的建立，理解其作为数据存储“仓库”的抽象角色，而非单一的变量。

2.【非常重要】复合指令模块的搭建逻辑：特别是将“字符串连接”模块与多个“链表任意项”模块进行递归嵌套，以实现句子合并的复杂逻辑。这要求学生具备清晰的逻辑层级感和动手操作时的细致耐心。

四、教学策略与准备

（一）教学策略

采用“项目式学习（PBL）”融合“认知学徒制”模式。以“开发一个自动笑话生成器”为项目驱动，教师扮演“总工程师”角色进行关键步骤示范与思维过程外显（出声思考），学生作为“程序员”进行模仿、探究与创新。贯穿“拆解-抽象-建模-编程-调试-优化”的完整计算思维流程。针对【难点】，采用“可视化类比”策略（如将链表比作中药柜的抽屉，将字符串连接比作串珠链）和“动作模拟”游戏（学生真人扮演链表数据），化抽象为具象。

（二）教学环境与资源准备

1.硬件环境：多媒体计算机网络教室（具备电子教室广播系统）。

2.软件环境：Scratch2.0或3.0离线版本（确保每位学生都能使用）。

3.资源准备：教师制作好的半成品范例（已建好空链表但未编写脚本的初始文件）、针对“字符串连接”难点的微课视频、包含不文明用语与文明用语的对比案例PPT、课堂投票/互评网站或小程序。

五、教学实施过程（核心环节，占比80%）

（一）入项：游戏激趣，问题拆解——建立数据模型

1.创设情境，引出项目：【重要】

上课伊始，教师不直接讲链表，而是打开一个预先做好的“奇趣故事生成器”程序。点击空格键，屏幕上的角色不断说出“孙悟空在冰箱里跳舞”、“猪八戒在月球上吃汉堡”等一系列荒诞离奇又引人发笑的句子。学生哄堂大笑，兴趣瞬间被点燃。

教师提问：“同学们，这个程序就像一个有魔力的笑话大师，它永远不会重复讲同一个笑话。你们想知道它是怎么做到的吗？今天，我们就来当一回程序员，亲手开发一个属于我们自己的‘自动奇趣故事生成器’。”

2.分解问题，抽象要素：

教师引导学生逆向思考：要让电脑自动编故事，它需要知道什么？引导学生将故事分解为不可再分的基本要素。

师生互动得出：【基础】一个完整的句子通常包含“谁（人物）”、“在哪里（地点）”、“干了什么（事件）”。

教师进一步追问：“如果我们想让故事变化无穷，是不是需要准备很多个不同的‘谁’、很多个不同的‘哪里’和很多个不同的‘干什么’？”由此引出需求：我们需要三个特殊的“仓库”来分别存放这些要素。

3.引入概念，类比建模：

此时，教师正式引出【链表】这一核心概念，并使用生动的类比：【非常重要】“这个仓库在Scratch里有个专业名字叫‘链表’。大家可以把链表想象成一个中药铺子里的小抽屉。每个抽屉上贴着标签（链表名），比如‘人物’。抽屉里面被分成一格一格，每一格可以放一味药材（一条数据）。电脑编程时，要取用哪一味药，就可以精准地打开抽屉，从指定的格子里取出来。”通过这个类比，学生对链表的“容器”、“有序”、“命名”等属性建立了直观的感知。

（二）建构：创建仓库，填充素材——链表的建立与添加

1.任务驱动，自主探究：【基础】

教师发布第一个核心任务：“现在，请各位小程序员打开Scratch，我们要为故事生成器打造三个关键的仓库：人物、地点、事件。”

由于这是一个纯操作性的新技能，教师采用“广播演示+学生跟做”的模式。

步骤演示（教师机广播）：

（1）点击“变量”模块。

（2）点击“新建一个链表”按钮。

（3）在弹出的对话框中输入名称“人物”，点击确定。

（4）同理新建“地点”和“事件”。

教师在演示过程中，强调习惯养成：【重要】“新建链表后，注意观察舞台区出现的空白框框，这就是我们的仓库了。每个仓库左下角都有一个小小的‘+’号，这是往仓库里放东西的入口。”

2.数据录入，规范与量度：

学生开始动手操作，向三个链表中添加数据。教师鼓励学生发挥创意，但提出明确要求：【重要】“仓库里的素材质量决定了生成故事的质量。请大家填写文明、有趣、充满想象力的词语，避免使用不文明的网络流行语。”

教师在巡视中，既要关注学生是否掌握了通过点击“+”号或使用指令添加数据的两种方式，也要【热点】关注学生输入的词汇是否积极向上。对于打字慢的学生，教师可提供包含预设词汇的“素材包”供其粘贴，确保基础薄弱生也能跟上节奏。预设词汇例如：人物（哪吒、蜘蛛侠、李白、诸葛亮、猪八戒），地点（金字塔顶、可乐瓶里、云端、学校操场、外太空），事件（跳芭蕾舞、做实验、写诗、打游戏、吃火锅）。

3.游戏模拟，强化理解：【基础】

为了加深学生对链表结构和随机访问的理解，教师组织一个短暂的游戏环节。随机邀请三位同学上台，分别扮演“人物”、“地点”、“事件”三个链表。每个“链表”同学可以邀请自己组的其他同学作为数据项，站成一排（模拟链表的顺序结构）。然后，教师作为“程序”，通过掷骰子（模拟随机数）的方式决定取用每组的第几项数据。被点到的“数据项”同学大声说出自己的内容，三人依次说完，一个现场生成的“奇趣故事”就诞生了。这个活动让抽象的链表和索引概念变得生动可感，教室里充满了欢声笑语，也为后续的编程打下了坚实的认知基础。

（三）创造：逻辑编织，代码生成——随机组合与字符串连接

1.实现故事讲述——随机项的引用：【高频考点】

有了装满数据的链表，接下来就是如何“讲”故事。教师引导学生思考：“我们的角色需要从三个仓库里随机各抽取一个词，然后连贯地说出来。”

教师演示关键指令的查找与搭建：“在‘变量’模块里，我们的链表下面多了一些新指令，例如‘人物第1项’，甚至还有一个空心的‘人物任意项’。这个‘任意项’就是我们实现随机性的法宝。”【非常重要】

教师分步演示核心脚本的搭建：

（1）事件触发：从“事件”模块拖出“当按下空格键”。

（2）随机组合：从“变量”模块分别拖出“人物任意项”、“地点任意项”、“事件任意项”三个椭圆形报告指令。将它们依次放入“外观”模块的“说......”指令的椭圆形输入框中，并用连接词连接。教师一边操作一边“出声思考”：“为了让角色说得像一句话，我们可以在中间加上‘在’和‘的时候’这些词，所以我们要用到‘运算’模块里的‘把...和...拼起来’这个积木（即字符串连接）。”

（3）搭建复合模块（关键演示）：【难点】教师演示如何先连接“人物任意项”和“在”，再将结果与“地点任意项”连接，最后与“的时候”和“事件任意项”连接。这个过程要放慢速度，展示积木的嵌套关系，如同俄罗斯套娃。

学生开始模仿搭建，并在自己的电脑上测试。按下空格键，看角色是否开始讲出荒诞故事。如果角色只说了“人物任意项”而不是完整句子，说明字符串连接出现了问题，教师引导学生重点检查嵌套结构。

2.实现成果保存——字符串的连接与存储：【非常重要】【难点】

教师抛出进阶挑战：“现在我们的程序能讲笑话了，但讲完就忘了，一笑而过。如果我们想把刚才讲过的那个最搞笑的故事保存下来，记录下来，该怎么办呢？”

引导学生思考：需要第四个链表，专门用来“记录”生成的句子。

（1）新建链表：带领学生新建一个名为“奇趣故事集”的链表。

（2）分析存储逻辑：目标是把刚才“说”的那句话，原封不动地加入到“奇趣故事集”这个新仓库里，作为一条历史记录。

（3）微课助学，突破难点：面对“将人物任意项、地点任意项、事件任意项合并成一个字符串变量，再加入链表”这一复杂任务，教师不再直接演示，而是播放事先准备好的微课视频。微课中，通过动画形式展示了三个不同颜色的珠子（代表三个链表数据）如何通过一根线（字符串连接指令）串成一个项链（完整句子），然后被放入一个礼盒（“将...加入链表”指令）中。视觉化的动画极大地降低了认知负荷。

（4）动手实践，互助探究：学生观看微课后，参照微课或课本提示，尝试搭建保存部分的脚本。教师在教室内巡回，重点关注中后段学生的搭建情况，鼓励小组内“小老师”进行互助。正确的脚本逻辑是：使用“将东西加入链表奇趣故事集”指令，而“东西”这个位置，需要填入一个巨大的复合模块——即通过多层字符串连接拼装好的那个完整句子。这正是本课【难点】的集中体现。学生需要之前的“说”指令里面的嵌套结构，或者重新搭建一个完全一样的合并模块，嵌入到“加入链表”指令中。

（四）深化：迭代优化，创意飞扬——拓展与应用

1.程序调试与展示：

大部分学生完成基本任务后，教师预留时间进行作品展示。邀请几位学生通过电子教室广播演示自己的“奇趣故事生成器”，并分享在编程过程中遇到的典型问题（如忘记初始化、连接顺序错误等）。这既是经验的分享，也是集体纠错的过程。

2.拓展任务，分层教学：

为了照顾不同层次的学生，教师提出一系列递进式挑战：

（1）青铜挑战（基础巩固）：完善程序，确保每次按下空格键，既讲出新故事，又能将这个故事自动记录到“奇趣故事集”链表中。【核心任务】

（2）白银挑战（创意美化）：修改程序，让角色在讲不同故事时切换不同的造型，或者配上音效，让故事讲述更有趣。

（3）黄金挑战（功能升级）：利用“变量”创建一个计数器，记录一共生成了多少个故事。再添加一个“清空记录”的按钮（通过按另一个键实现），能将“奇趣故事集”链表中的所有数据删除。

（4）王者挑战（逻辑优化）：思考如何避免连续两次生成一模一样的故事？（提示：可以记录上一个故事的组合，并进行比较）。

学生根据自己的能力和兴趣选择挑战任务，继续深入探究。教师为挑战成功的学生颁发“金牌程序员”电子奖章，激发学生的成就感和持续学习的动力。

六、板书设计（框架逻辑图）

1.奇趣故事——链表与字符串

一、数据建模（故事要素）

人物+地点+事件

↓

链表（仓库）

二、核心指令

1.新建链表——创建仓库

2.将[]加入链表——装货

3.链表[任意项]——随机取货

4.将[]加入到[]后面——串珠成链（字符串连接）

三、程序逻辑链

[按下空格键]→

拼接[人物任意项]“在”[地点任意项]“的时候”[事件任意项]→

【说】出句子（讲故事）→【将句子】加入[奇趣故事集]（存记录）

四、关键思维

数据抽象模块嵌套

七、教学评价设计

本课评价摒弃单一的“作品完成度”评价，采用“过程+结果”的三维评价体系，贯穿整个学习过程。

（一）过程性评价（占比40%）

1.参与度：是否积极参与课堂讨论、游戏模拟环节。

2.合作性：是否乐于帮助同学，或在遇到困难时主动寻求同伴帮助。

3.规范性：录入的数据是否文明健康，编程操作是否规范（如及时保存文件）。

（二）结果性评价（占比60%）

采用量规表，从三个维度对学生的最终作品进行评估（每项