《有趣的體感游戲——攝像頭》教學設計

學情分析

本課的教學對象是小學六年級學生，他們已經具備了較強的計算機操作技能及較好的信息技術基礎及素養，并具備了一定的邏輯分析、判斷能力和抽象思維能力，獨立意識和成人感逐步增強。通過五年級對Logo語言基礎的學習，他們對“程序設計”這一概念已經具有感性而模糊的認識，同時通過對“畫圖”軟件的學習，他們也掌握了較好的電腦繪畫基本功，使得知識的遷移與轉換成為可能。通過前一階段對Scratch1.4的學習，學生們已經掌握了Scratch編程的基本方法，并能根據自己的想法創作多樣的Scratch益智游戲。這一年齡段的孩子思維活躍，觀察和分析能力都有了質的提升，在日常的創編中體驗到Scratch賦予的無窮的想象力和空間，他們也從中體會到了無限的創作樂趣。

教材分析

《有趣的體感游戲——攝像頭》是基于Scratch2.0新增的視覺感知技術而開發的一課教學內容，屬于Scratch2.0新增的體感模塊。它所需的設備只是普通的攝像頭，因而在實現視頻判斷的精確度上就有所欠缺，但還是比較容易掌握的，特別適用于小學生或初學者的學習和體驗?；谶@些情況，本課將教學內容分為兩個部分：一是利用物體在攝像頭前對角色或舞臺的移動速度變化值來觸發相應交互；二是利用色塊在攝像頭前的成像色來觸發相應交互。其中在腳本中選用合適的攝像頭體感方式來觸發相應的交互是本課教學的難點。

教學目標

知識與技能目標：理解攝像頭的作用，掌握和運用物體在攝像頭前對角色或舞臺的移動速度變化值，而觸發相應交互。

過程與方法目標：通過兩腳本的對比，發現Scratch2.0中新的視頻感知功能模塊，體驗視頻感知帶來不同尋常的體感樂趣。能運用視頻感知的特殊光感作用，選擇更適宜的腳本方式，實現豐富多彩的體感游戲實例，并將其運用至實際生活中，如紅外線光控樓道燈、紅外線光控自動門等。

情感態度與價值觀目標：通過學習Scratch2.0中攝像頭的視頻感知功能模塊，喜歡上Scratch編程；培養探究能力和堅忍不拔的意志。

教學重難點

重點：掌握和運用物體在攝像頭前對角色或舞臺的移動速度變化值，來觸發相應交互。

難點：如何在腳本中選用合適的攝像頭體感方式來觸發相應的交互。

教學過程

1.創設情境，感受攝像頭的魅力

師：印度的飛餅久負盛名，同學們都喜歡吃吧！今天老師就和大家一起玩一個用Scratch做的翻餅游戲。同學們在玩這個游戲的同時，請思考：①這個游戲與我們以往玩的Scratch游戲有什么不同？②仔細觀察，碰到了什么餅會上下翻轉？③你能幫老師找到它嗎？是什么？（如上頁圖1）

通過試玩，學生發現這個飛餅游戲是通過人身體的影子在鏡頭中的來回走動而觸發飛餅上下翻轉的，從而引出本課教學主題——視頻感知，并請學生上來找到了真正觸發飛餅翻轉的視頻感知主角——攝像頭。

教師出示課題——神奇的攝像頭。

師：接下就讓我們一起來探究Scratch中“神奇而有趣”的攝像頭。

設計意圖：有趣而生動的游戲導入，讓學生親身體會Scratch2.0基于視頻感知的神秘感和趣味感，不僅能激起學生學習的沖動，更重要是能引發他們探究新知識、新技能的積極性和主動性，為后面的學習做鋪墊，而且還可以讓孩子們感知到Scratch2.0技術背后所蘊含的文化內涵——印度美食之一“飛餅”的制作工藝。

2.對比探究，認識新模塊命令

教師打開“印度飛餅”游戲的Scratch2.0腳本，讓學生觀察并思考，學生們可結合自主探究和合作探究進行（如圖2）。

活動1：觀察后，是否發現此腳本中與先前游戲的腳本中有哪些模塊命令是以前沒有的？（將攝像頭“開啟或關閉”、將攝像頭的透明度設定為一定值、視頻偵測動作在“角色”或“舞臺”上并大于或小于某一值，這三個模塊命令如圖2）

師：它們有什么用處呢？

活動2：學生分組，在原腳本上嘗試這三個模塊命令，感知一下這些模塊命令的用處，并交流討論，歸納用法（結合自主和合作探究完成）。

師小結：模塊命令是控制攝像頭的開啟和關閉；模塊命令是控制攝像頭呈現在舞臺上的透明度；模塊命令是當攝像頭偵測到的物體與角色和舞臺相“重疊”，所引起的“舞臺”和“角色”的速度或幅度（光流）發生變化，當大于或小于某一值時，隨即實現相應交互。

一般作為條件判斷要與運算相結合。

設計意圖：對比學習能讓學生找到新舊知識的銜接點，使其學習更具聯系性和延續性，更易于接受新知識、新技能，并掌握得更加牢固。同時，在探究中將學生分組，兼顧各組間的均衡和組員間的特長，明確組內成員的分工，關注弱勢學生。

3.嘗試修改，鞏固新知

當學生認識了Scratch2.0中的視頻感知功能模塊后，就要讓他們嘗試將托氣球的游戲修改成利用攝像頭來“托氣球”的體感游戲。

學生們自主嘗試修改，并交流互助。在學生修改的腳本中，大致會出現兩種運用攝像頭觸發“氣球”上托的條件判斷，一種是視頻偵測動作在“角色”上，另外一種是視頻偵測動作在“舞臺”上。

活動：讓學生實際對比視頻偵測動作在“角色”和“舞臺”上的不同。

學生嘗試操作后，交流討論、歸納：視頻偵測動作在“角色”上，即視頻偵測到的動作只有發生在角色上，才能觸發交互，相對比較精準。視頻偵測動作在“舞臺”上是指視頻偵測到的動作只需發生在舞臺上，即可觸發交互，相對比較寬泛。在具體操作中還是要根據實際情況選用最適合的方式。

設計意圖：修改原來的Scratch能讓學生對知識的掌握有一個延續性，更容易掌握兩者的相同點，區分兩者間的不同，達到融會貫通，有助于對新知的掌握。對視頻偵測動作在“角色”和“舞臺”的進一步分析，學生能更細致地掌握視頻偵測動作在不同對象上所觸發不同交互，并根據實際情況選用最為適合的方式，發揮其最佳潛能。

4.拓展延伸，實際運用

師：那我們能否運用Scratch2.0新增的視頻感光模塊功能，來解決我們實際生活中的一些問題？

教師引導學生自主思考后再進行小組討論，而后小組選出代表，匯報自己小組的討論成果。學生設想可以運用此功能模塊設計一套基于Scratch2.0下的樓道光感燈、電子感光自動門、視頻識別防盜系統等。

活動：如果是在沒光線的時候或地方，那怎么辦呢？

教師引導學生明白在這種情況下要配上紅外線或其他設施設備來解決。

設計意圖：此環節將課堂教學延伸到學生的生活實際，“想象是一切創造活動的源泉”，學生們通過大膽的想象，可以將Scratch2.0的視頻感知所學技術與生活實際相結合，如設計一套樓道感應燈、電子感光自動門和視頻識別防盜系統等。

5.拓展新知、破解疑惑

請學生說說在實際操控這些體感游戲時的感受。學生感覺運用攝像頭對動作幅度的偵測容易受到周圍環境諸多因素的干擾。

活動1：除此之外，還能運用什么方法借助攝像頭偵測會更為精確些？

以白話文“待他倦怠無備，我卻舉起紅旗，將軍便下山擊之：以逸待勞，必當取勝……”引出“信號旗”，以“信號旗”再引導到“顏色”。

學生嘗試發現通過顏色也可以進行偵測，判斷會相對精確些。

活動2：顏色可以運用軟件原先所提供的顏色嗎？嘗試修改托氣球的腳本，使之變為攝像頭偵測到相關顏色而觸發相應交互的體感游戲。

學生修改腳本發現，此模塊命令中的“碰到顏色”是指攝像頭在當時環境中所獲取的視頻感知顏色；通過測到的顏色來觸發托氣球的交互操作。

但在實際操控中，學生會發現獲取的顏色在再次被讀取時有些困難，這是怎么回事呢？又怎么解決呢？教師引導學生探究和嘗試。

學生發現原來由于Scratch2.0的視頻感知是通過普通攝像頭來實現的，攝像頭偵測或獲取到的顏色只是圖像中不同點上的顏色光感序列所組成的，因此為了使腳本能順利執行，在取色時，可以在顏色紙的不同區域依次取色，最好把顏色紙卷成“色卷”，在不同點上獲取光感顏色，這樣所獲取的光感顏色更具代表性。

師：獲取了這么多顏色后，如何能放在一起執行呢？想想以前我們遇到過嗎？對，可以運行邏輯運算模塊中的“或”運算，來實現多顏色的偵測、判斷。

活動3：運用“色卷”來控制“賽車”游戲，將手控賽車游戲，轉變為“色卷”體感賽車游戲。要求：①嘗試用不同顏色的“色卷”來控制賽車行駛速度及方向；②賽車能通過不同的“色卷”自如地在賽道上行駛，并順利到達終點；③學生展示自己編寫的腳本成果，并闡述編寫腳本的想法。取長補短，達到共同進步。

設計意圖：設計這一環節，主要是讓學生進一步理解編程思維方式，在編程中不能只求一種方式，而是要在多種方式中選用能使腳本最優化的、最能有效實現編程目標的那種方式，簡單地說就是程序最優化。同時讓學生在創作體驗中享受編程的樂趣，最大限度地表達自己的想法，并付諸實施。

6.構筑認知，展望未來

這節課我們學習了Scratch2.0中攝像頭的視頻感知功能模塊：一是利用物體在攝像頭前對角色或舞臺的移動速度變化值來觸發相應交互；二是利用色塊在攝像頭前的成像色來觸發相應交互。明白了可以運用攝像頭感知對象的動作幅度和光感顏色作為條件判斷，觸發相應交互。雖然目前該項技術還剛剛起步，還有很多不完善的地方，但相信通過我們的努力，該項技術一定能在今后的日常生活中得到廣泛應用，希望同學們樹立良好的編程理念，培養靈敏的編程嗅覺，敢于將所學的新技術應用到日常生活中解決實際難題。

教學反思

本課是圍繞Scratch2.0新增的視覺感知模塊而開發的一堂編程實踐課，我以學生喜聞樂見的印度飛餅體感游戲導入，讓學生觀察此游戲與之前玩的其他游戲有何不同。通過觀察，學生發現神奇而又有趣的攝像頭同樣能實現鼠標、鍵盤或游戲桿等設備的功能，充分激發學生興趣和學習主動性，讓學生在學習知識技能的同時，享受人文信息的熏陶。隨后運用新舊Scratch腳本的對比和知識遷移，找出新增模塊命令并嘗試其功能，但此時他們所獲得的知識技能都是零散的，需經過交流、討論的“洗禮”才能理順和鞏固自己的探究“成果”。其后我又安排了組內、組與組之間的合作探究和交流環節，通過學生間合作探究和交流，進一步提升學生Scratch的編程理念。最后運用啟發式教學，讓學生發現除了物體在攝像頭前對角色或舞臺的移動速度變化值來觸發交互，還可利用色塊在攝像頭前的成像色來觸發交互，使所編寫的Scratch腳本達到最優化，逐步培養學生良好的編程素養。

本課除了讓學生認識和體驗視頻感知模塊給Scratch2.0帶來的全新感受外，所涉及的腳本編寫相對比較簡單，學生們都能完整地體驗“揮手托氣球”和“色塊賽車”體感游戲的修改和開發過程，他們展示的作品、燦爛的笑容和交流言談的字里行間都洋溢著很強的成就感。Scratch最大的優勢——平易近人、生動活潑、實現想象、成就創新在本課中得到充分體現。

點評

本課屬于信息技術教學中Scratch編程實踐課，Scratch2.0中新增添的視頻感知模塊，對于學生來說非常新鮮，他們非常感興趣。本課就是基于Scratch2.0中的視頻模塊而開發的教學內容：有趣的體感游戲——攝像頭。與以往程序教學不同，本課不是簡單教授學生如何編程，而是先通過印度“飛餅”的體感游戲，引出Scratch還可以通過攝像頭來偵測對象，運用程序對比、知識遷移找出Scratch2.0中新添的視頻感知模塊，通過學生間自主探究和合作探究逐一認識和掌握每一個模塊命令的作用和用途，而后進一步鞏固Scratch新穎的編程理念，通過模仿、實踐和創新達到真正掌握和運用新知識和新技能。為了更有效提高信息技術學科的課堂教學效率，幫助學生能在充分理解的基礎上掌握技能，并進一步運用到生活實際中，朱益老師在以下三方面做了一些嘗試：

一是在創設教學情境中融入人文信息，實現傳授技術與人文熏陶相整合。朱老師通過有趣而生動的體感游戲——“印度翻餅”導入，讓學生親身體會Scratch2.0基于視頻感知的神秘感，不僅激起學生學習的沖動，更重要的是引發他們探究新知識、新技能的主動性，為隨后的學習做好鋪墊，同時游戲題材的選用也讓學生們感知到Scratch2.0技術背后所蘊含的那份文化內涵——印度美食之一“飛餅”，以及它的制作工藝。將枯燥的信息技術知識技能與學生的生活實際整合，將知識和問題還原到生活本原，讓學生快樂地融入信息技術的編程學習中。

二是對比教學，知識遷移，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。在本堂課的教學中，朱老師適時運用兩個程序腳本進行對比，讓學生發現第二腳本中新增的視頻感知模塊，找到新舊知識的銜接點，通過自主合作探究認識和掌握新模塊命令的功能并熟練運用，從而達到知識遷移，使學生對新學知識的掌握更加牢固，從而培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，讓學生逐步構建起良好的編程理念。

三是啟發式教學是信息技術課堂教學最為重要的一種教學方式。大教育家孔子曾提出“不憤不啟，不悱不發”的經典論斷，他認為在教學中應充分利用學生“憤悱”之時，對學生思維進行啟發誘導，使其能舉一反三、觸類旁通，這樣對新知識的掌握和運用將更為便捷和牢固。朱老師在本課很多環節都適時運用了這種教學方法，特別是在學生自主發現攝像頭在偵測對象易受干擾時，啟發學生思考能否運用其他方法來解決，并通過引用《三國演義》中的“待他倦怠無備，我卻舉起紅旗，將軍便下山擊之：以逸待勞，必當取勝……”的白話文句，加以啟發：從“信號旗”引入到“顏色”；讓學生通過啟發—嘗試—思考—再嘗試—再思考的過程，探究出可以借用“色卷”來幫助解決攝像頭易受干擾的問題。這一過程讓學生逐步構建良好的編程理念，體會編程的最優化，享受編程的樂趣，最大限度地表達自己的想法，并付諸實施。