资源简介

《函数编程块》教学设计
执教老师：李慧玲
指导老师：王勇 史进刚
学校单位：东莞市松山湖北区学校
【课程背景】
东莞市松山湖北区学校规划建设一至九年级人工智能普及课程，并设定了感知、了解、使用、理解、分析、创造六个进阶目标，小学中低年段人工智能课程处于感知了解阶段，主要课程内容是认识人工智能产品，具有主动使用人工智能设备的兴趣与意识，对于给定的任务，能识别任务实施的步骤，用图符的方式进行，从而培养程序思维。
北区学校中低年段人工智能普及课程内容之一为玛塔趣味编程，这是一门基于Matatalab实物编程语言，适合中低年龄段学生的实物编程课。不同于文本的或图形化的计算机编程语言，它将计算机指令具象化为直观易懂的实物图标，只需基于儿童易理解的编程语法规则将图标指令块像积木一样拼接在一起，即可编写程序，并由机器人执行程序任务。
【学情分析】
经过一年半的学习，四年级下学期的学生已掌握玛塔编程设备的基本操作，能熟练运用运动编程块、数字编程块、循环编程块完成各种情境任务，并具有较强的模式识别能力。
【设计理念】
针对小学中低年段学生爱听冒险故事的天性，本节课创设故事情境，以“选拔最优秀的玛塔特工队队员”为驱动性任务贯穿始终，激发学生学习的热情和积极性，通过“鹰的眼睛”“获得武器”“实战演练”“灵活运用”四个环节层层递进，突破教学重难点，有效实现了教学目标。
【活动目标】
1.认识定义函数编程块和调用函数编程块，理解其概念、作用；
2.在教师的指引下，探究掌握函数编程块的使用方法；
3.学会使用函数编程块优化程序。
【活动重点】
1.认识定义函数编程块和调用函数编程块，理解其概念、功能；
2.在教师的指引下，探究掌握函数编程块的使用方法；
【活动难点】
在教师的指引下，探究掌握函数编程块的功能和使用方法。
【活动准备】
课件、玛塔操作单、玛塔设备、故事情境道具
【教学过程】
一、创设情境，揭示任务
（一）情境创设，趣味入课
孩子们，欢迎你们来到玛塔教室，走进好玩有趣的玛塔世界。铛铛铛铛，看，这是什么？哇，一块珍贵的宝石，玛塔王国的振国之宝。可是这块宝石被“偷窃大王”惦记上了，他放话三天之后会把这块宝石偷走。玛塔国王非常着急，他要到咱们406班选拔一批优秀的玛塔特工队队员保护这块宝石。你们有信心被选上吗？好，那下面选拔就正式开始了。
【设计意图】
爱听故事，爱冒险是孩子的天性，整节课遵循这一特征，创设故事情境，以“通过选拔成为优秀的玛塔特工队队员”为终极任务，贯穿课堂始终，最大程度激发学生学习热情和积极性。
二、层层递进，突破难点
整堂课主要教学目标是认识函数编程块，理解其概念、作用，掌握使用方法；围绕这一目标，整个教学设计根据故事情境，按照难易程度螺旋上升设置挑战任务，分为：眼力比拼、新型武器、实战演练、灵活作战四个部分，环环相扣，层层递进，突破教学重难点。
（一）眼力比拼
要成为一名优秀的玛塔特工队队员，必须要有一双鹰一样的眼睛，能发现细微的差别。下面老师就要看看谁的眼力最好。
【设计意图】
设置游戏闯关环节，出示两组图形请学生识别模式规律，一组图形模式为连续的重复，引导学生回答可以运用循环编程块进行优化；另一组图形模式为不连续的重复，提出核心问题：对于程序中不连续的重复部分该如何优化？为接下来引入“函数编程块”做铺垫。
（二）新型武器
为了解决这个问题，玛塔国王发明了一种新型武器——函数编程块。引导学生认识定义函数编程块和调用函数编程块，并猜测这两种编程块的功能作用。
玛塔国王为了考验大家，选拔最优秀的玛塔特工队员，他没有告诉我们这个“新型武器”的功能和使用方法，需要我们自己来探索。但是他给了我们两个提示，提示一：请学生提取关键信息，定义函数编程块可以理解为发号指令；调用函数编程块可以理解为执行指令。板书关键信息。
根据提示二的任务老师带着学生一起完成，理解“定义”函数和“调用”函数的概念和功能
请同学结合提示一和提示二的信息，小组对子进行合学讨论如何运用函数编程块优化程序，并上台展示，通过对三个核心问题的探究，最终引导学生得出函数编程块的使用方法，老师进行总结。
【设计意图】
如何在四年级学生的认知范围之内，理解定义函数和调用函数的概念和作用，是本节课最大的难点。为了突破这个难点，首先设置“玛塔国王为了考验大家故意没有告知函数编程块使用方法”这个“障碍”，激发学生认真思考、积极探究，达到“不愤不启，不悱不发”的效果；再通过两个提示搭建支架帮助学生理解，在此基础之上开展对子合学讨论并上台展示，通过三个核心问题引导学生用自己的话语说出定义函数编程块和调用函数编程块的功能和使用方法，老师再进行总结，突破教学难点。
（三）实战演练
同学们已经学习了使用函数编程块的三步骤，那玛塔国王要看看你们是否真的掌握了。请看黑板上的程序，如何运用函数编程块优化。
在学生会运用函数编程块优化程序的基础上，出示一张图片，展示如何在玛塔控制面板上摆放程序，强调一个原则：定义函数编程块可以放在控制面板的第二行或第三行，调用函数编程块从第一行开始放，定义和调用两个函数编程块不能放在同一行。为接下来学生在玛塔设备上操作进行铺垫。
【设计意图】
通过练习，巩固学生对函数编程块使用方法三步骤的掌握，同时熟悉在玛塔设备上的操作。
（四）灵活运用
通过实战演练，同学们已经学会了“秘密武器”的使用方法。请同学们运用函数编程块在玛塔设备上优化程序，运行玛塔机器人，并上台运用“三步骤”进行讲解展示。
针对程序中“不连续的重复部分”，不同的同学有不同的划分方法，引导学生进行讨论，哪种划分方法更合理。从而得出结论——要找出程序中最大化的“不连续的重复部分”以达到优化程序的目的。
【设计意图】
学生在玛塔设备上运用函数编程块进行操作实践，在动手操作中掌握函数编程块的使用方法，更好地理解定义函数和调用函数的概念和功能。
（五）回顾总结
最后进行总结，请学生说本节课的收获，老师PPT总结教学要点：
认识了定义函数编程块和调用函数编程块的概念和功能。
掌握了函数编程块的使用方法，并能运用优化程序。
恭喜同学们通过玛塔国王的考核成为一名优秀的玛塔特工队队员，下节课我们将运用“新型武器”去抓捕偷窃大王，下节课，精彩继续。
【设计意图】
请学生自由讲述本节课收获的基础上，老师进行总结，再次巩固学生对本节课教学重点和难点的掌握。在呼应课堂情境的基础上出示下一节课的任务地图，与本节课形成连接，为下一节课的开展做铺垫。
附1：课堂板书
函数编程块
是将军，定义（发布）指令
是士兵，调用（执行）指令
=
种树 = 挖坑、移植、埋土
附件二 课堂操作单
第七课 函数编程块
班级： 姓名：
一、找出程序中不连续的重复部分，在控制面板上用函数编程块优化程序，并运行玛塔机器人。(共15张PPT)
函数编程块
松山湖北区学校·李慧玲
松山湖北区学校人工智能课程
玛塔趣味编程
比比谁的眼力最好
鹰的眼睛
初探·自学
积极参与
分享交流
下面这排花朵，你发现了什么？
新型武器
函数编程块
初探·自学
积极参与
分享交流
提示一
定义函数编程块是将军，定义（发号）指令；
调用函数编程块是士兵，调用（执行）指令。
初探·自学
积极参与
科学探究
玛塔机器人去公园种3棵树
树之间的距离长短不等
新型武器的使用方法就藏在任务里
提示二
初探·自学
积极参与
科学探究
合探·对学
积极参与
科学探究
1、函数编程块用来解决什么问题？
2、怎样确定“将军”发号的指令？
3、“士兵”怎样去执行指令？
三个问题
合探·对学
积极参与
科学探究
1、圈出程序中不连续的重复部分
2、将这部分指令作为定义函数编程块（将军）发号的指令
3、调用函数编程块（士兵）执行指令，替换程序中不连续
的重复部分，其他部分不变
积极参与
科学探究
合探·对学
合探·展学
科学探究
积极参与
实战演练
深探·展学
科学探究
自信表达
运用三步骤，在控制面板上用函数编程块优化程序，并运行玛塔机器人
灵活运用
请你说说本节课的学习收获
函数编程块
就像将军与士兵
将军是定义函数
头上不带圈
士兵是调用函数
头上要带圈
将军负责发号指令
士兵负责执行指令
将军放在二三行
后面跟着指令组
士兵放在第一行
哪里需要就在哪
深探·展学
执行任务
任务：
请玛塔机器人根据指定路径完成任务。
步骤如下：
1、先在草稿区用运动编程块写程序；
2、找出程序中不连续的重复部分；
3、在控制面板上用函数编程块优化程序，并运行玛塔机器人。
谢谢聆听
精彩继续

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