垃圾分類 你我同行——Scratch中變量的使用

教學背景

本課基于生活中的情境——垃圾分類，將生活中的場景轉移到Scratch程序中，以問題解決為線索開展本課的學習。在解釋變量的基礎上，引導學生建立變量，實現垃圾分類程序的計數功能，進而讓學生通過討論、分析和探究，建立新的變量，實現程序的計時功能。讓學生經歷從認識變量到使用變量的過程，在問題解決中提升計算思維。

教學目標

知識與技能

描述變量的基本作用;區分變量名和變量值;參照本課中的案例，設計垃圾分類小程序。

過程與方法

1.通過實現程序的計數功能，梳理變量使用的一般步驟。2.經歷腳本編寫、運行和糾錯的過程，嘗試使用變量解決相關問題。

情感態度與價值觀

1.認同垃圾分類的必要性，增強保護環境的責任感。2.體會程序設計的快樂，激發學習興趣，形成應用所學解決現實問題的意識。

教學重點與難點

教學重點 使用變量實現程序的計數功能。

教學難點 參照本課案例，設計完善垃圾分類小程序。

教學過程

一、觀看視頻，進入學習情境

創設垃圾分類情境，播放有關上海市垃圾分類的視頻，提問相關問題，并呈現本課主題：制作垃圾分類小程序。

二、分析問題，完善程序雛形

教師提供垃圾分類程序支架，請學生運行程序，并根據垃圾分類的規則，分析程序運行過程中，垃圾投遞正確和投遞錯誤時程序應該執行何種行為，修改完善香蕉皮角色的腳本，初步實現垃圾分類程序的雛形。

三、變量計數：模仿+糾錯

優化程序，使用變量為程序添加計數功能，實時統計用戶的完成數量。教師通過生活實例對變量的作用、變量名和變量值進行說明，引導學生在Scratch中新建變量，學生在模仿和糾錯中實現程序的計數功能。最后師生共同回顧在計數功能實現過程中變量值的變化情況，梳理變量使用的一般步驟。

四、變量計時：分析+探究

學生在區分變量名、變量值和熟悉變量基本操作的基礎上，對本課的知識進行遷移和運用，進一步使用變量為程序添加計時功能。學生通過討論，分析計時功能中變量值的變化情況，根據小組設計的方案應用變量實現計時功能，解決問題。

五、展示交流，延伸拓展

學生運行程序，記錄小組最佳成績，并交流實現過程中遇到的問題，以及小組是如何解決的。最后，教師引導學生課后繼續優化垃圾分類程序，并幫助身邊的人了解垃圾分類的知識。

案例詳解

一、Scratch中的變量

變量存放的內容是數據，是信息的載體，是計算機識別、存儲、加工的對象。由于變量的值是可變的，人們根據現實需要，設計算法，處理變量的值，將相關的數據保存下來。在Scratch中的變量位于“數據”模塊，在“數據”模塊下新建變量后會新增四個模塊指令（如圖1），可對變量的顯示、隱藏和變量的值進行設置。

二、程序設計

（一）需求分析

根據需求，學生操作變量為垃圾分類程序設計計數和計時功能，此處將實現計數功能的變量取名為“完成數量”，將實現計時功能的變量取名為“時間”。“完成數量”的初始值為0，變化規則為每個垃圾投遞正確時，變量值+1;“時間”的初始值為0，變化規則為每隔1秒，變量值+1，直到游戲結束。

（二）程序實現

1.垃圾分類程序雛形

舞臺中有四個垃圾箱，地面有四個垃圾角色（如圖2），根據垃圾分類的規則，每個垃圾被拖動到正確的垃圾箱時投遞成功，該垃圾角色消失，被拖動到錯誤的垃圾箱時，垃圾角色返回地面原點。以上功能主要通過“如果—那么”程序指令實現，以香蕉皮角色為例，香蕉皮屬于濕垃圾，其程序腳本如圖3所示。

2.應用變量實現計數功能

新建變量，輸入名稱“完成數量”，在每個垃圾角色中添加指令，使得每個垃圾角色碰到正確的垃圾箱時，變量“完成數量”的值增加1，如圖4所示。

部分學生會在初次編程中忽略變量初值的設置，不過在測試時，當學生運行一次程序投遞完所有垃圾后，變量的值從0增加到4，但當學生再次運行程序時，“完成數量”的值仍然為4。此時學生會發現并關注變量初始值的問題，進而在程序開始時將“完成數量”的值設置為0。（如圖5）

3.應用變量實現計時功能

新建變量，輸入名稱“時間”，先將其初始值設置為0，然后讓變量等待1秒后增加1，并且重復執行。（如圖6）

此時變量“時間”相當于一個秒表，隨著時間的增加，變量“時間”會一直增加下去。但垃圾分類小程序不需要“時間”一直增加下去，而是在所有垃圾投遞完成（完成數量=4）時停止，從而記錄用戶完成垃圾投遞的時間，以顯示其答題水平（快慢）。此時，學生需要修改圖6中的重復執行指令。一種做法是設置重復執行指令的結束條件，當“完成數量=4”時，結束循環（如圖7）;另一種做法是在重復執行指令中對變量“完成數量”的值進行判斷，當“完成數量=4”時，停止腳本運行（如圖8）。

（三）延伸拓展

請學生運行程序，統計最佳成績，引導學生思考還可以從哪些方面繼續完成作品，如：根據完成時間，為用戶評定星級（一顆星、兩顆星、三顆星等）;增加更多的垃圾角色，使得垃圾分類小程序更有宣傳價值。

教學反思

本課的主題與時事結合，充分激發學生學習興趣，將德育滲透于無形。學生在垃圾分類背景知識的基礎上活學活用，設計完善垃圾分類程序。教學中為學生搭建支架，幫助學生快速建立程序雛形，任務設計由易到難，沿著“變量概念講解—模仿變量計數—使用變量計時”的學習主線，引導學生從模仿到創造，不斷解決問題。解決問題的方法是不唯一的，例如實現計時功能中，可以以1秒為間隔單位，也可以以0.1秒為間隔單位，學生根據自己設計的方案予以實現。隨著學生操作能力和思維能力的不斷提升，后續教學中可以給學生更開放的空間，讓學生從更高層次上提出方案、實現方案、解決問題。