第三一五课 软件模拟小车巡线的学习思路

前不久看到仔爸的文章，分析了一些软件模拟小车巡线思考，今天想站在一个老师的角度，谈谈我是如何设计“小车巡线”这一课的。

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编程教学应该以学生计算思维培养为核心，注重培养学生分析问题、解决问题的能力，而不是软件操作、技能学习。所以，教师在教学设计时应该分配更多时间在问题引导、问题分析上，弱化具体知识与技能。

使用图形化编程模拟小车巡线是我非常喜欢的一个例子，比较常用，也非常容易上手。而且如果是机器人社团，在设备不足的情况下用软件模拟是一种让学生学习巡线理念的好方法。

1.巡线小车任务

要完成小车巡线，首先需要完成小车的绘制和巡线轨迹的绘制，在教学安排上，教师可以提前将课堂任务所需的素材准备好，这样可以有效节省课堂时间，为计算思维培养留出足够时间。

2.设计导学案

导学案的特点是“ 先教后学”“少教多学”，以学生的自主性、探究性为主。因此，在设计上应立足于讲授的知识。本节课在知识技能上需要学生掌握侦测类型积木块中的颜色侦测，进一步理解重复执行和条件判断，所以教师可以将知识放到导学案中，在课前留给学生部分时间自学即可。

3.情境导入

情境导入的目的是联系课堂内容激发学生学习兴趣。目前人工智能大热，我们可以用无人车作为导入，引出本堂课的教学内容——小车巡线。

4.问题分析

直接实现小车自动巡线有点困难，接着，教师可以就地取材将黑板擦作为小车，头部左侧贴红纸片，右侧贴绿纸片，在黑板上绘制的轨道上模拟，经过该过程，在教师的引导下，学生思考得出小车巡线的原理——经过颜色判断确定何时直行、何时左转以及何时右转。通过教师引导，将小车巡线问题抽象为颜色判断问题，再将小车左右侧颜色纸片超过黑线颜色判断进行分解，即侦测到不同颜色执行不同操作。询问学生何时应该直行，何时应该左转，何时应该右转。通过该问题，引导学生联系生活实际，找到问题的答案，并归纳解决。

5.流程设计

根据前面的分析，学生已经理解了小车巡线的方法。但此时学生的认知是碎片化的， 他们虽然知道何时直行、何时左转及何时右转，却往往没有全局观， 对前进的整个流程设计没有进行思考，所以在此基础上需要学生进行梳理，该过程可以通过流程图或者文字描述的方式实现。

6.动手实践

根据流程设计，让学生完成程序编写。这一步主要是知识与技能的实践，让学生完成课堂任务。

7.扩展延伸

学生正在玩得不亦乐乎之时，教师提示这个小车长了三只“眼睛”，如果我们去掉一只，比如说把中间黄色去掉，巡线还能成立吗？学生开始尝试去掉中间颜色积木块，完成之后，教师提示观察小车运行速度和稳定性，与三只“眼睛”巡线相比有什么变化？学生再观察后，教师再提示，还能再减吗？就剩下一只“眼睛”侦测它还能巡线吗？

8.科学验证

观察到的都只能算是猜测，我们还需要尝试验证观察的正确与否，试着为小车添加起点和终点，新建一个“计时”变量来计算时间，观察并测试小车在几只“眼睛”巡线的情况下可以更快地到达终点？

9.总结升华

通过颜色模块，这堂课不光构思出小车三只“眼睛”的情况，还有两只“眼睛”巡线与一只“眼睛”巡线，同样还可以继续添加颜色侦测模块，数出过了多少岔路口；可以让小车在指定的岔路口报出站名；伴着背景音乐，可以变换各式各样的地图，进行赛车比赛！

由于图形化编程具有简洁性、易用性及趣味性的特点，在中小学信息技术课程中被越来越广泛地使用。其本身已经弱化了编程语法知识， 降低了入门难度，增强了趣味性，因此，在教学过程中教师应重点培养学生的计算思维能力。

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