徐芬芬   上海市梅陇中学信息技术教师，NOI初级教练，学校创新实验室负责人，致力于创客教育和STEM教育研究，组织开展3D打印、机器人、编程课程。曾获上海市普陀区初中信息科技教学评优二等奖。

教学背景
 

本课基于生活中的情境——垃圾分类，将生活中的场景转移到Scratch程序中，以问题解决为线索开展本课的学习。在解释变量的基础上，引导学生建立变量，实现垃圾分类程序的计数功能，进而让学生通过讨论、分析和探究，建立新的变量，实现程序的计时功能。让学生经历从认识变量到使用变量的过程，在问题解决中提升计算思维。

教学目标
 

知识与技能
 

描述变量的基本作用；区分变量名和变量值；参照本课中的案例，设计垃圾分类小程序。

过程与方法
 

1.通过实现程序的计数功能，梳理变量使用的一般步骤。2.经历脚本编写、运行和纠错的过程，尝试使用变量解决相关问题。

情感态度与价值观
 

1.认同垃圾分类的必要性，增强保护环境的责任感。2.体会程序设计的快乐，激发学习兴趣，形成应用所学解决现实问题的意识。
 

教学重点与难点
 

教学重点 使用变量实现程序的计数功能。
 

教学难点 参照本课案例，设计完善垃圾分类小程序。
 

教学过程
 

一、观看视频，进入学习情境
 

创设垃圾分类情境，播放有关上海市垃圾分类的视频，提问相关问题，并呈现本课主题：制作垃圾分类小程序。
 

二、分析问题，完善程序雏形
 

教师提供垃圾分类程序支架，请学生运行程序，并根据垃圾分类的规则，分析程序运行过程中，垃圾投递正确和投递错误时程序应该执行何种行为，修改完善香蕉皮角色的脚本，初步实现垃圾分类程序的雏形。

三、变量计数：模仿+纠错
 

优化程序，使用变量为程序添加计数功能，实时统计用户的完成数量。教师通过生活实例对变量的作用、变量名和变量值进行说明，引导学生在Scratch中新建变量，学生在模仿和纠错中实现程序的计数功能。最后师生共同回顾在计数功能实现过程中变量值的变化情况，梳理变量使用的一般步骤。

四、变量计时：分析+探究
 

学生在区分变量名、变量值和熟悉变量基本操作的基础上，对本课的知识进行迁移和运用，进一步使用变量为程序添加计时功能。学生通过讨论，分析计时功能中变量值的变化情况，根据小组设计的方案应用变量实现计时功能，解决问题。
 

五、展示交流，延伸拓展
 

学生运行程序，记录小组最佳成绩，并交流实现过程中遇到的问题，以及小组是如何解决的。最后，教师引导学生课后继续优化垃圾分类程序，并帮助身边的人了解垃圾分类的知识。

案例详解
 

  一、Scratch中的变量
 

变量存放的内容是数据，是信息的载体，是计算机识别、存储、加工的对象。由于变量的值是可变的，人们根据现实需要，设计算法，处理变量的值，将相关的数据保存下来。在Scratch中的变量位于“数据”模块，在“数据”模块下新建变量后会新增四个模块指令（如图1），可对变量的显示、隐藏和变量的值进行设置。

二、程序设计
 

（一）需求分析

根据需求，学生操作变量为垃圾分类程序设计计数和计时功能，此处将实现计数功能的变量取名为“完成数量”，将实现计时功能的变量取名为“时间”。“完成数量”的初始值为0，变化规则为每个垃圾投递正确时，变量值+1；“时间”的初始值为0，变化规则为每隔1秒，变量值+1，直到游戏结束。

（二）程序实现

1．垃圾分类程序雏形
 

舞台中有四个垃圾箱，地面有四个垃圾角色（如图2），根据垃圾分类的规则，每个垃圾被拖动到正确的垃圾箱时投递成功，该垃圾角色消失，被拖动到错误的垃圾箱时，垃圾角色返回地面原点。以上功能主要通过“如果—那么”程序指令实现，以香蕉皮角色为例，香蕉皮属于湿垃圾，其程序脚本如图3所示。

2．应用变量实现计数功能
新建变量，输入名称“完成数量”，在每个垃圾角色中添加指令，使得每个垃圾角色碰到正确的垃圾箱时，变量“完成数量”的值增加1，如图4所示。

部分学生会在初次编程中忽略变量初值的设置，不过在测试时，当学生运行一次程序投递完所有垃圾后，变量的值从0增加到4，但当学生再次运行程序时，“完成数量”的值仍然为4。此时学生会发现并关注变量初始值的问题，进而在程序开始时将“完成数量”的值设置为0。（如图5）

3．应用变量实现计时功能
新建变量，输入名称“时间”，先将其初始值设置为0，然后让变量等待1秒后增加1，并且重复执行。（如图6）

此时变量“时间”相当于一个秒表，随着时间的增加，变量“时间”会一直增加下去。但垃圾分类小程序不需要“时间”一直增加下去，而是在所有垃圾投递完成（完成数量=4）时停止，从而记录用户完成垃圾投递的时间，以显示其答题水平（快慢）。此时，学生需要修改图6中的重复执行指令。一种做法是设置重复执行指令的结束条件，当“完成数量=4”时，结束循环（如图7）；另一种做法是在重复执行指令中对变量“完成数量”的值进行判断，当“完成数量=4”时，停止脚本运行（如图8）。

（三）延伸拓展
请学生运行程序，统计最佳成绩，引导学生思考还可以从哪些方面继续完成作品，如：根据完成时间，为用户评定星级（一颗星、两颗星、三颗星等）；增加更多的垃圾角色，使得垃圾分类小程序更有宣传价值。
 

教学反思
 

本课的主题与时事结合，充分激发学生学习兴趣，将德育渗透于无形。学生在垃圾分类背景知识的基础上活学活用，设计完善垃圾分类程序。教学中为学生搭建支架，帮助学生快速建立程序雏形，任务设计由易到难，沿着“变量概念讲解—模仿变量计数—使用变量计时”的学习主线，引导学生从模仿到创造，不断解决问题。解决问题的方法是不唯一的，例如实现计时功能中，可以以1秒为间隔单位，也可以以0.1秒为间隔单位，学生根据自己设计的方案予以实现。随着学生操作能力和思维能力的不断提升，后续教学中可以给学生更开放的空间，让学生从更高层次上提出方案、实现方案、解决问题。