對比，讓計算思維“滲”入人心

卓鵬飛

摘要：所謂“計算思維”，“是指個體運用計算機科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動”。小學(xué)生首先要了解計算機處理問題的方式及其與人操作思維的區(qū)別，進而建立計算思維的雛形和基礎(chǔ)。蘇教版小學(xué)信息技術(shù)三年級《修改圖形》一課的教學(xué)，可以通過多次對比，凸顯計算機處理問題方式的不同，讓計算思維滲入學(xué)生心中。

關(guān)鍵詞：小學(xué)信息技術(shù)計算思維對比《修改圖形》

所謂“計算思維”，是指“個體運用計算機科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動”。“具備計算思維的學(xué)生，在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型、合理組織數(shù)據(jù);通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案;總結(jié)利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問題解決中?！?/p>

現(xiàn)在的小學(xué)生身處信息化時代，更適應(yīng)信息化電子設(shè)備的使用，更具有數(shù)字原住民的特點。因而，在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維是可行的。那么，如何在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維？筆者認(rèn)為，小學(xué)生首先要了解計算機處理問題的方式及其與人操作思維的區(qū)別，進而建立計算思維的雛形和基礎(chǔ)。蘇教版小學(xué)信息技術(shù)三年級《修改圖形》一課的教學(xué)，可以通過多次對比，凸顯計算機處理問題方式的不同，讓計算思維“滲”入學(xué)生心中。

一、教學(xué)準(zhǔn)備

（一）教材分析

《修改圖形》是三年級畫圖單元的一節(jié)課。這節(jié)課主要的教學(xué)內(nèi)容是：使用“選擇”“按任意形狀裁剪”“放大鏡”“橡皮擦”等工具對簡單圖形進行選擇、裁剪、放大、擦除等操作，創(chuàng)作出多樣化的圖形，如由圓形組成的花朵等。

（二）學(xué)情分析

本地區(qū)從小學(xué)三年級開始開設(shè)信息技術(shù)課程。學(xué)生在本節(jié)課之前已經(jīng)具備計算機硬件和軟件使用的基本水平，已經(jīng)掌握畫圖軟件中“矩形”“圓形”“線”等工具的使用方法，能夠繪制簡單的圖形和圖畫;并對畫圖軟件有濃厚的學(xué)習(xí)興趣，喜歡自己探索和操作。

二、教學(xué)設(shè)計

（一）教學(xué)目標(biāo)

1.掌握“選擇”“按任意形狀裁剪”“放大鏡”“橡皮擦”等工具的使用;

2.通過圖形的刪除和移動等操作，理解“先選擇再操作”的計算機工作方式;

3.通過多種情境下修改圖形方法的分析，學(xué)會合理選擇不同的方法修改圖形;

4.對比計算機畫圖與紙筆畫圖的區(qū)別，了解計算機處理問題的方法和流程，初步建立與計算機合作處理問題所需要的思維方式。

（二）教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入并貫穿全課。

師同學(xué)們，“綠水青山就是金山銀山”。現(xiàn)在環(huán)境污染很嚴(yán)重，到處可見霧霾和“白色污染”，因此，我們應(yīng)該從身邊小事做起，愛護環(huán)境，保護環(huán)境。今天，讓我們都成為“環(huán)保小衛(wèi)士”。

[設(shè)計意圖：基于學(xué)生既有生活經(jīng)驗，以“霧霾和‘白色污染’”為切入點，并將其定格為整節(jié)課的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。]

2.師生比賽，發(fā)現(xiàn)快捷方法。

師請同學(xué)們在畫圖軟件中打開文檔“污染.bmp”（見圖1）。和老師比一比，看誰去除“污染”的速度更快。

圖1

（師生同時操作，學(xué)生一般使用之前學(xué)過的“橡皮橡”工具擦除，教師使用“選擇刪除”的方法。教師清理“污染”的速度快很多。）

師哈哈，老師快。那老師是怎么處理的呢？一起來看看吧?？吹耐瑫r，請大家思考：老師的操作分幾步？

（教師演示，學(xué)生總結(jié)操作步驟：1.點擊“選擇—矩形選擇”;2.按“Delete”鍵刪除。教師介紹操作，強調(diào)“矩形選擇”的方法，如圖2，演示“移動”“刪除”等相關(guān)操作。）

圖2

[設(shè)計意圖：對比“橡皮擦”工具和“區(qū)域處理”工具，在復(fù)習(xí)擦除操作的同時，引入新工具的操作方法。采用師生比賽的方法，讓學(xué)生感受新工具的高效、快捷，激發(fā)探索興趣。在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生觀察并總結(jié)通過“選擇”工具進行刪除所需要的步驟，強化對操作流程的記憶。]

3.對比思考，體會計算思維。

師同學(xué)們剛剛是用什么方法清除“污染”的？

（學(xué)生交流。）

師“橡皮擦”工具類似于我們紙筆畫圖時常用的橡皮，一次擦除的區(qū)域有限，當(dāng)面積比較大時就要多次來回擦，時間就會比較長?！斑x擇”后刪除的方法是計算機不同于紙筆畫圖的一種方法，無論要擦除的區(qū)域有多大，都是“選擇+刪除”兩個步驟。那么，這兩種方法分別適合在什么情況下使用呢？

（學(xué)生討論。）

師為什么計算機需要使用“選擇”工具選中區(qū)域才能刪除呢？

（學(xué)生思考、交流。）

師需要用“選擇”工具來告訴計算機需要處理的位置。“矩形選擇”工具在不同位置使用時，需要確定起點，并通過對角線拖動完成選擇。

[設(shè)計意圖：設(shè)計一系列思考題，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題去做任務(wù)，有目標(biāo)、有方向，可以讓學(xué)生在操作過程中，實現(xiàn)感性認(rèn)識與理性分析的結(jié)合，實現(xiàn)動手能力和計算思維的同步發(fā)展。學(xué)生在刪除“污染”時普遍使用“橡皮擦”工具。通過對比，學(xué)生明確其與“選擇+刪除”方法的適用范圍：“橡皮擦”工具適合小面積、不規(guī)則圖形的擦除，“選擇+刪除”方法適合大面積、較規(guī)則圖形的擦除。同時，學(xué)生還能了解到：計算機工作時，需要“先選擇再操作”。]

4.繪制夜空，鍛煉“減法”思維。

師（出示圖3）你有辦法畫出彎彎的月亮嗎？

圖3

（學(xué)生在畫圖軟件中嘗試用曲線來畫月亮。）

師這很像我們在紙上畫月亮。（同步操作，畫法如圖4）其實，我們使用“按任意形狀裁剪”工具也能畫出月亮。這樣畫月亮的方法和同學(xué)們的方法有什么區(qū)別呢？

圖4

（學(xué)生回答。）

師紙筆繪畫是直接按照月亮的輪廓進行勾畫;而使用“按任意形狀裁剪”工具是利用多個圖形的疊加構(gòu)造出輪廓，再使用刪除的方法完成繪制的。對于計算機來說，清除選中區(qū)域的內(nèi)容非?？旖荨Ｄ侨绾萎嬙贫淠?？同樣使用圖形剪切的方法試一試。

（學(xué)生使用“按任意形狀裁剪”工具畫云朵：畫出圓形，移動并組合圓形成云朵狀，刪去重復(fù)的部分。）

[設(shè)計意圖：計算機可以按區(qū)域管理圖形文件的各個組成部分，與生活中紙筆畫圖的既有經(jīng)驗有所區(qū)別。因此，可以使用區(qū)域“減法”的計算思維解決畫月亮問題。繪制云朵任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，內(nèi)化和鞏固區(qū)域“加法”和區(qū)域“減法”，訓(xùn)練計算思維。]

5.涂色問題，明確“封閉即為區(qū)域”。

師如果給月亮和云朵涂上美麗的顏色就更好看了。

（學(xué)生給月亮和云朵涂色。）

師同學(xué)們在涂色的時候遇到問題了嗎？

（學(xué)生回答。）

師老師也遇到了同樣的問題：顏色會溢出到線外。當(dāng)在畫圖軟件中使用“用顏色填充”工具時，計算機實際填色的區(qū)域是線條劃分的封閉區(qū)域;如果有缺口，將無法正常填色。我們來仔細(xì)檢查問題出在什么地方。

（教師介紹“放大鏡”工具，強調(diào)：要回到原來大小。學(xué)生檢查圖形并修改。）

[設(shè)計意圖：填充后顏色的溢出在大多數(shù)班級中都會出現(xiàn)，是教師預(yù)留的陷阱，是學(xué)生在使用“橡皮擦”工具時不仔細(xì)而產(chǎn)生的問題。這樣順應(yīng)學(xué)生產(chǎn)生的問題而適時引入使用新工具的方法，可使教學(xué)過程更流暢。]

6.背景色擦除，掌握“圖層”思維。

師再讓我們給地面畫上一些花朵和小草吧。

（學(xué)生操作。）

師有背景色的情況下出現(xiàn)錯誤怎么辦？（同步演示）和用橡皮擦除錯字一樣，在計算機中直接使用“橡皮擦”工具擦除會連背景色一起擦掉，出現(xiàn)空白。而實際上，計算機是分圖層處理圖像的。這里可以將“橡皮擦”的“顏色2（背景色）”設(shè)置為和草地圖層一樣的綠色，再進行擦除。這樣擦除后，剩下的是什么顏色？這個顏色來自哪里？

（學(xué)生回答。）

[設(shè)計意圖：設(shè)計拓展練習(xí)，強化“選擇”“按任意形狀裁剪”“橡皮擦”等工具的使用，同時拓展“橡皮擦”工具的功能——設(shè)置背景色，從而只擦除表面痕跡，保留背景顏色，幫助學(xué)生掌握計算機的“圖層”思維。]

7.評價總結(jié)，延續(xù)主題。

師通過今天的學(xué)習(xí)，我們知道了在修改圖形時可以使用“選擇”“按任意形狀裁剪”“橡皮擦”“放大鏡”等工具，還知道了計算機處理問題方式的不同——先選擇再操作、“加（減）法”思維、封閉即為區(qū)域、“圖層”思維。同時，也做了一回“環(huán)保小衛(wèi)士”，消除了“霧霾和‘白色污染’”。讓我們保持這種環(huán)保意識，從小事做起，從身邊做起，保護環(huán)境，保護我們的家園。下課。

三、教學(xué)思考

本節(jié)課通過創(chuàng)設(shè)消除“污染”情境，使學(xué)生扮演“環(huán)保小衛(wèi)士”，在學(xué)習(xí)畫圖軟件各種工具功能和操作的同時，了解計算機解決問題的思路，培養(yǎng)環(huán)保意識和計算思維。具體地，設(shè)計多個教學(xué)活動引導(dǎo)學(xué)生探索和體驗計算機的處理方式。

消除“霧霾和‘白色污染’”時，學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗，一般會使用“橡皮擦”工具擦除。實際操作時，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)這種方法費時費力。此時，教師適時引入“選擇+刪除”的方法，并引導(dǎo)學(xué)生比較兩種方法，明確適用范圍。同時，強調(diào)使用各種工具的前提：確定要操作的對象，即“選擇”。通過畫月亮和云朵，學(xué)生發(fā)現(xiàn)區(qū)域“減法”的計算機操作方式。在涂色遇到“溢出”問題時，幫助學(xué)生強化“封閉即為區(qū)域”的計算機操作思維。通過“美化草地”情境，使學(xué)生知道計算機中的圖像處理對象都是按照“圖層”來存放的，有些時候需要分層操作——遇到有背景顏色的圖像時，通過設(shè)置“橡皮擦”的“顏色2（背景色）”，可以擦除錯誤層，保留背景層。