《科技惠梦》 图像之幻上--程序设计与艺术 教案集 1 第一课时 《海龟初体验•中轴定位师》--认识坐标轴 教学方案 一、基本信息 1．课题/课时：《海龟初体验•中轴定位师》--认识坐标轴/1 2．教学时长：40 分钟 二、教学定位分析 1．内容分析 本课时以“海龟初体验”为主题，主要介绍坐标系的基本概念和 Mixly 软件的操作界面， 引导学生通过编程控制小海龟进行简单的图形绘制。该内容是学生首次接触编程与图形化编 程工具，具有重要的启蒙意义。通过本课的学习，学生将初步了解“中轴线的内容，并掌握 “前进”、加入背包、书写文本等基本命令，为后续学习打下基础。此外，该内容与后续课 程中对称图形的绘制、逻辑思维训练等紧密相关，有助于学生逐步建立对信息技术和编程逻 辑的理解。 2．学情分析 三年级学生已具备一定的计算机操作能力，对鼠标、键盘等基本操作较为熟悉，但对编 程和图形化编程工具仍处于初步接触阶段。学生好奇心强，喜欢动手实践，但在抽象概念理 解方面存在一定困难，尤其是对“坐标”等数学与编程结合的概念理解较弱。因此，教师需 通过直观演示、小组合作等方式，帮助学生建立对坐标系和图形绘制的理解，同时注重激发 学生的学习兴趣和动手能力。 三、教学目标 1．通过北京中轴线建筑定位的情境探究，能说出 XY 坐标轴的基本含义，理解坐标（X,Y） 中数值与东西南北空间位置的对应关系，建立基础的空间坐标认知，形成文化与技术融合的 初步意识。 2．能独立打开 Mixly 软件并找到海龟画图模块，掌握海龟创建、坐标定位、文字书写 的基本操作，能根据给定坐标在软件中定位并书写至少 4 个北京中轴线建筑名称，提升图形 化编程的基础实操能力。 3．学会 Mixly 中“背包”功能的使用方法以简化重复编程操作，掌握编程文件的规范 保存步骤，培养主动探究、规范操作的学习习惯，提升信息技术实操的基本素养。 四、评价设计 1．针对北京中轴线远程定位的问题，结合学习单完成中轴线建筑的初步认知，能说出 坐标（0,0）的定位意义，理解 Y 轴正负值代表的南北方向，即达成坐标基础认知的目标要 求。 2．在 Mixly 软件中自主完成海龟创建、移动到指定坐标、书写建筑名称的操作，程序 运行后能准确显示至少 4 个中轴线建筑的坐标与名称，操作过程无明显卡顿，即达成海龟画 图实操的目标要求。 3．能使用“背包”功能复用编程语句简化重复操作，能按照要求在电脑 D 盘创建个人 文件夹，并将编程文件规范命名、保存至指定路径，且能检查文件保存结果，即达成编程技 巧与规范操作的目标要求。 4．课后完成学习单上的坐标匹配选择题和海龟定位选择题，能准确匹配建筑名称与对 应坐标、选择正确的定位程序模块，答案正确率达到 80%及以上，即达成知识巩固与应用的 1 目标要求。 五、教学流程 (一) 情境创设激趣引入（5 分钟） 教师提问引导：同学们，你们是否听说过首都北京，有一条神奇的线，叫做“北京中轴线” 吗？鼓励学生结合生活认知分享对中轴线的了解。 发放学习单，展示北京中轴线建筑分布图，要求学生在 1 分钟内完成学习单第 1 题、第 2 题，初步感知中轴线建筑排布特点。 教师宣布：今天大家将获得“中轴定位师”的专属身份，接下来要通过编程工具，用坐标 轴精准定位中轴线的著名建筑。 展示坐标轴图示，将故宫三大殿定为坐标原点（0,0），引出核心问题：如何在 Mixly 软件 中使用海龟画图，定位中轴线的著名建筑呢？激发学生探究兴趣。 (二) 任务驱动自主探究（10 分钟） 【任务一】打开 Mixly 软件 教师分步演示 Mixly 软件打开步骤，PPT 同步展示操作截图，要求学生在 1 分钟内完成操作： 找到软件图标→点击打开→选择 Python3 Online 模式。 布置探究任务：请同学们在 Mixly 软件的模块栏中寻找“海龟画图”模块，给予 2 分钟时间 自主探索海龟画图的各子模块，尝试猜测模块功能，教师巡视了解学生探索情况。 随机邀请学生分享探索发现，教师简单点评，不急于给出标准答案，保留探究空间。 【任务二】尝试用海龟定位建筑并书写文字 给出基础坐标：明确故宫三大殿（0,0）、景山万春亭（0,70）的坐标，教师分步演示海龟 画图基础流程，展示参考程序：创建海龟→移动到指定坐标→书写建筑名称→点击运行。 要求学生在 2 分钟内跟随演示，完成故宫三大殿和景山万春亭的定位与文字书写，教师巡 回指导，及时纠正模块选择、参数输入等操作错误。 展示钟楼、鼓楼、万宁桥等建筑的坐标表，让学生自主尝试完成 1-2 个建筑的定位书写， 巩固基础操作。 (三) 实践运用巩固提升（15 分钟） 【任务一】闯关挑战：定位多个中轴线建筑，掌握快捷操作与文件保存 展示完整的中轴线建筑坐标表（含钟楼、永定门、太庙等 15 个建筑），布置挑战任务：请 同学们在 10 分钟内，任选至少 4 个建筑，用海龟画图完成坐标定位和文字书写。 针对认知难点提问：坐标中的-80 代表什么？结合坐标轴图示讲解核心知识点：X 轴代表东 西，正值为东、负值为西；Y 轴代表南北，正值为北、负值为南，（0,0）为坐标原点。 针对画布边界问题，学生实践过程中会发现，海龟移动到一些数值很大的坐标时就看不到 了，这是因为坐标数值太大超出了画布（屏幕）的显示范围（不同的软件打开方式，画布 的大小是不一样的）。当学生发现这个问题并提问时，老师可以引导学生探索当前使用的 2 软件的画布边界是多少，并得出上述答案。 针对重复操作问题，教师讲解并演示 Mixly“背包”功能的使用方法：Step1 选择编程语句， 右键点击【加入背包】；Step2 点击软件背包图标；Step3 直接拖拽模块复用，简化编程操 作。 完成编程后，要求学生在 5 分钟内按照步骤保存文件：Step1 在【我的电脑-D 盘-米思齐编 程】建立文件夹，命名为【年级-姓名】；Step2 点击 Mixly 软件【文件】，选择【另存为】， 将程序命名为【中轴线定位师】，保存到对应文件夹；Step3 打开 D 盘对应文件夹，检查文 件是否保存成功。教师巡回指导，强调文件规范保存的要求。 (四) 作品欣赏提升美感（2 分钟） 教师组织：各位中轴定位师，请大家相互欣赏身边同学的编程作品，观察建筑定位的准确 性、文字书写的规范性。 鼓励学生推荐小组内有特色的作品进行全班展示，教师简单点评，肯定学生的操作成果和 探索精神。 (五) 课堂总结（3 分钟） 师生共同回顾：本节课学习的核心知识与技能，包括熟悉 Mixly 软件界面、认识 XY 坐标轴、 使用海龟画图模块完成坐标定位和文字书写、运用背包功能简化操作、规范保存编程文件。 教师提问：在完成今天各项任务的过程中，你遇到了什么困难，是怎样解决的？邀请 1-2 名学生分享，教师引导学生总结问题解决方法。 教师总结：通过本节课的学习，大家都掌握了坐标轴的基础认知和海龟画图的基本操作， 成功成为一名优秀的“中轴定位师”，为后续编程学习打下了坚实基础。 (六) 拓展延伸（3 分钟） 生活联系：教师引导：教室里的座位可以用（行，列）来表示，就像坐标一样，生活中还 有很多地方用到了类似的“坐标”方法，你想到了吗？鼓励学生大胆发言，将课堂知识与 生活实际结合。 下节预告：告知学生下节课将深入故宫，利用海龟画图工具设计故宫的窗棂，让学生提前 想象故宫窗棂的样式，为后续学习做好铺垫。 (七) 课后作业（2 分钟） 完成学习单第 3 题：已知故宫三大殿坐标为（0,0），将中轴线其他建筑名称与对应坐标选 项进行匹配填写。 完成学习单第 4 题：作为优秀的中轴定位师，选择正确的海龟编程模块，帮助海龟定位到 天安门（0,-100）。 要求学生独立完成作业，巩固本节课所学的坐标认知和海龟画图基础操作。 六、教学准备及建议 1．工具准备 软件：Mixly 图形化编程平台 2．辅助教学准备 3 视频：中轴线视频，重点环节视频，PPT，学习任务单。 3．教学实施建议 （1）创设情境，激发兴趣：通过播放中轴线视频或展示对称建筑，引导学生感受“中 轴线之美”，自然引入坐标概念。 （2）动手操作，掌握技能：鼓励学生使用 Mixly 软件绘制图形，边操作边理解“前进”、 “背包”、移动、书写等命令的作用。 （3）联系生活，深化理解：结合教室座位、地图等生活实例，帮助学生建立坐标与实 际位置的联系，提升应用意识。 4 第二课时 《窗棂修复师》--绘制方格窗 教学方案 一、基本信息 1．课题/课时：《窗棂修复师》--绘制方格窗/2 2．教学时长：40 分钟 二、教学定位分析 1．内容分析 本节课《窗棂修复师》是编程绘图单元的起始课与奠基课。核心任务是通过修复“中轴 线古建方格窗”这一真实文化情境，引导学生首次系统学习“海龟画图”的基础命令模块。 课堂总结清晰指出，关键在于“拆解”——将直观的“窗户”拆解为“正方形”的重复绘制， 再将“绘制一个正方形”的动作拆解为“移动”“转向”“抬笔”“落笔”“移动至坐标” 等一系列可顺序执行的精确指令。课程内容实现了从生活观察到逻辑分解，再到模块化编程 的思维启蒙，为后续学习循环、变量等复杂概念奠定了坚实的操作与思维基础。 2．学情分析 三年级学生是第一次正式学习用序列化指令控制海龟绘图，对“编程”的理解处于探索 和好奇阶段。他们能直观理解“画一个正方形”的任务，但缺乏将其分解为步骤化、无歧义 指令的能力。他们的思维以具体形象为主，对“坐标定位”等抽象概念需要借助直观的屏幕 网格和反复操作来建立认知。在“修复文物”的情境驱动下，他们动手操作的意愿强烈，但 需教师引导其建立“先思考步骤，再动手编程”的严谨习惯，从“试错”走向“有逻辑的构 建”。 三、教学目标 1. 通过拆解正方形绘制步骤、肢体模仿实操，能说出正方形的绘制逻辑（直行+右转 90 度循环 4 次），理解抬笔、落笔模块的使用意义，建立几何图形与编程指令的对应认知。 2. 在 Mixly 中熟练运用移动、旋转模块绘制单个正方形，掌握抬笔、落笔、坐标移动 的实操技巧，能独立完成多个正方形的组合绘制以修复方格窗棂，提升海龟画图的实操能力 和问题解决能力。 3. 在“窗棂修复师”的任务情境中，感受传统建筑窗棂的美学魅力，培养规范的编程 操作习惯和主动探究、合作交流的学习品质。 四、评价设计 1. 能准确拆解正方形的绘制步骤，说出“直行 100+右转 90 度”需循环 4 次的绘制逻 辑，能匹配抬笔/落笔模块与使用场景，即达成图形绘制逻辑认知的目标要求。 2. 能在 Mixly 中独立完成单个正方形的绘制，程序运行无错误；能运用抬笔、落笔、 坐标移动模块完成多个正方形的组合绘制，修复后的方格窗棂无多余线条、图形规整，即达 成海龟画图实操的目标要求。 3. 能积极参与