基于深度學習的小學手工繪圖與可視化編程繪圖融合的教學設(shè)計策略探究

遇鐵齡 山東省威海市教育教學研究院

孫夏蕾 山東省威海恒山實驗學校

用畫圖軟件手工繪圖作為傳統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊在小學信息技術(shù)教材中一直占有非常重要的地位，畫圖軟件手工繪圖教學在提高小學生數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力和培養(yǎng)信息意識等方面發(fā)揮了重要的作用。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和中小學課程與教學改革的推進，編程教學逐漸成為小學信息技術(shù)學科教學的主要任務之一，而在基于可視化編程軟件的教學中，很多可視化編程軟件可以通過編程進行繪圖。本文以山東教育出版社2018年版《信息技術(shù)小學第1冊》“描繪美好生活”單元（以下稱“描繪美好生活模塊”）和《信息技術(shù)小學第4冊》“走進圖形化編程的世界”單元（以下稱“走進圖形化編程的世界模塊”）中的內(nèi)容為基礎(chǔ)，嘗試從深度學習的視角，從操作探究、總結(jié)歸納、思維遷移和提升拓展四個方面探索小學信息技術(shù)學科中融合手工繪圖與可視化編程繪圖的教學設(shè)計策略。

● 畫圖軟件手工繪圖模塊

描繪美好生活模塊摒棄說明書式的撰文，通過小齊、小魯和小i老師創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，將畫圖軟件知識、作品設(shè)計思路、繪圖技術(shù)方法等寓于問題解決的過程中，增加課堂思維含量，拓寬學生思維的寬度，構(gòu)建深度學習課堂，培養(yǎng)學生的自主探究意識，提升學生的信息技術(shù)學科核心素養(yǎng)。根據(jù)以上原則，在教材的編寫中，盡可能減少文字描述，欄目“做一做”提出學生必須掌握的內(nèi)容，欄目“議一議”提出學生需要進一步討論思考的問題，欄目“想一想”給學生提供思維的方向，引發(fā)學生進一步思考，欄目“試一試”引導學生進行嘗試和探究，欄目“小貼士”提醒學生需要注意的內(nèi)容，欄目“挑戰(zhàn)自我”引導學生深入思考如何完成個性化創(chuàng)意作品，欄目“視野拓展”補充相關(guān)知識以拓展學生的視野，不同的欄目“內(nèi)核”對應不同的信息技術(shù)核心素養(yǎng)以及實現(xiàn)途徑。

● 可視化編程繪圖模塊

走進圖形化編程的世界模塊的第11課和第12課，分別介紹了畫筆模塊、落筆積木、抬筆積木、繪制多邊形的方法、繪制工具和圖章積木等。其中，繪制工具的使用是畫圖軟件手工繪圖，與描繪美好生活模塊的內(nèi)容類似；畫筆模塊、落筆積木、抬筆積木和圖章積木等的使用和繪制多邊形的方法是可視化編程繪圖，是畫圖軟件手工繪圖的延續(xù)和提升。畫筆模塊還包括全部擦除、將筆的顏色設(shè)為等積木，通過使用這些積木，結(jié)合控制模塊的積木，可以繪制多種不同顏色、不同粗細的圖形，也能實現(xiàn)圖形的復制、全部擦除等功能。

● 教學設(shè)計

下面筆者結(jié)合描繪美好生活模塊第12課第2部分“用基本形狀畫畫”和走進圖形化編程的世界模塊第11課第2部分“繪制正多邊形”的內(nèi)容，以繪制正方形為例說明融合手工繪圖與可視化編程繪圖的教學設(shè)計策略流程。

1.操作探究

①讓學生根據(jù)正方形的特點，用筆在紙上畫出一個正方形，總結(jié)繪制正方形的過程：從左到右繪制上面的長邊，從上到下繪制右邊的短邊，從右到左繪制下面的長邊，從下到上繪制左邊的短邊。②嘗試在畫圖軟件中使用形狀中的直線工具，繪制一個正方形。③利用教師提供的微視頻學習支架，探究在畫圖軟件中使用形狀中的矩形工具，通過簡單的設(shè)置和拖動完成正方形的繪制，并總結(jié)繪制正方形的過程，即單擊選擇形狀中的矩形工具，設(shè)置輪廓、填充、粗細、顏色1（輪廓色）、顏色2（背景色），然后在畫紙上選中一個位置按下鼠標左鍵，拖動到合適的位置松開鼠標左鍵。

2.總結(jié)歸納

分別從流程、輪廓、填充、粗細、輪廓色、背景色、邊長和修改等維度總結(jié)使用紙筆、形狀中的直線工具、形狀中的矩形工具繪制正方形的特點。使用紙筆、直線工具需要分別繪制四條線段，比較煩瑣，必須單獨填充背景，但是可以對正方形的四條邊分別設(shè)置不同的輪廓、粗細、輪廓色；使用矩形工具可以確定兩點直接繪制，方便快捷，不需要單獨填充背景，但是對正方形的四條邊不能設(shè)置不同的輪廓、粗細、輪廓色。由于紙筆繪圖的特點，背景色只能設(shè)置一次，不方便修改，使用直線工具、矩形工具可以多次修改背景色，相對來說方便修改；使用紙筆、直線工具、矩形工具都不用精確設(shè)定正方形邊長（如下表）。

教師可以根據(jù)學生情況、課堂進度，提供表中相應部分，并把部分內(nèi)容設(shè)置成空白，引導學生從流程、輪廓、填充、粗細、輪廓色、背景色、邊長和修改等屬性維度進行總結(jié)。

3.思維遷移

引導學生思考在可視化編程軟件中使用畫筆模塊中的九個積木繪制正方形的方法，一種方法是類似于使用紙筆、直線工具，分別繪制四條線段，另一種方法是類似于使用矩形工具，確定兩點直接繪制正方形，但是這兩種方法都需要事先確定正方形的邊長。因此，可嘗試從深度學習的視角，針對不同的學生群體，設(shè)計不同的思維支架。例如，針對可視化編程基礎(chǔ)較差的學生，側(cè)重流程的引導，通過課內(nèi)作業(yè)、觀看包含詳細步驟的微視頻等學習腳手架以小層次的合作探究掌握其中的一種方法；針對可視化編程基礎(chǔ)一般的學生，側(cè)重方法的構(gòu)建，通過使用導學案、觀看包含設(shè)計思路的微視頻等學習腳手架，以小組合作參與者的身份探究掌握兩種方法；針對可視化編程基礎(chǔ)較好的學生，側(cè)重視野的拓展，通過激勵性問題、觀看包含開拓思路的微視頻等學習腳手架，以小組合作引導者的身份探究掌握多種方法及優(yōu)化內(nèi)容。

4.提升拓展

紙筆 直線工具 矩形工具 畫筆模塊流程 分別繪制四條線段 分別繪制四條線段 確定兩點直接繪制 多種輪廓 可分別設(shè)置 可分填充 單獨別設(shè)置 不能分別設(shè)置 可分別設(shè)置單獨 直接 直接粗細 可分別設(shè)置 可分別設(shè)置 不能分別設(shè)置 可分別設(shè)置輪廓色 可分別設(shè)置 可分別設(shè)置 不能分別設(shè)置 可分別設(shè)置背景色 設(shè)置一次 設(shè)置多次 設(shè)置多次 設(shè)置多次邊長 不用精確設(shè)定 不用精確設(shè)定 不用精確設(shè)定 精確設(shè)定修改 不方便 較方便 方便 非常方便其他 …… …… …… ……

引導學生完成表中剩余部分，包括畫筆模塊、其他的內(nèi)容。通過對比使用紙筆、直線工具、矩形工具，完成畫筆模塊的內(nèi)容，使用畫筆模塊既可以分別繪制四條線段，也可以確定兩點直接繪制，可以分別設(shè)置不同的輪廓、粗細、輪廓色，能夠直接填充背景色，還能多次修改背景色，修改起來非常方便，但是需要事先確定邊長；其他的內(nèi)容作為選填部分，是學生發(fā)揮想象力的補充，進一步拓展學生思維。

在完成上述內(nèi)容后，教師可以提出如何通過四種不同工具繪制矩形、三角形、多邊形等問題，這些問題作為課后作業(yè)，可以提高學生的思維深度，讓深度學習產(chǎn)生，另外它們也可以用來作為數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力和計算思維評價的依據(jù)。

● 教學設(shè)計策略總結(jié)

1.整體融合設(shè)計，落實教學目標

描繪美好生活模塊第12課第2部分“用基本形狀畫畫”的重點是矩形等基本形狀工具的使用，難點是靈活、合理地使用形狀工具；走進圖形化編程的世界模塊第11課第2部分“繪制正多邊形”的重點和難點都是畫筆模塊的使用。在使用四種不同工具繪制正方形的過程中，學生從最熟悉的紙筆工具，到形狀中的直線工具、矩形工具，最后到陌生的畫筆模塊積木工具，完成了整體融合設(shè)計。教學設(shè)計從易到難，把教學目標分解為學生可達、教師可測的行為表現(xiàn)，并通過問題引導，落實到每一個學習探究步驟中，完成了手工繪圖到可視化編程繪圖質(zhì)的飛躍。

2.提供思維支架，揭示學科本質(zhì)

表格是梳理教學情境中相關(guān)關(guān)系的有效的可視化思維工具。學生既可以在填表的過程中提高總結(jié)歸納能力，也可以通過表格進一步熟悉四種不同工具。例如，使用畫筆模塊的積木工具，有些學生會在流程中填寫“分別繪制四條線段”，教師在出示答案后，可以引導學生思考：是否可以確定兩點直接繪制正方形？（指向更深層的思考）在完善表格的過程中進行對比思考，讓學生思考有支撐、分析有依據(jù)，為后續(xù)學習提供有力的思考路徑和思維經(jīng)驗。

3.實時總結(jié)反思，實現(xiàn)深度學習

在教學設(shè)計中實時進行總結(jié)反思，根據(jù)學生情況、課堂進度，適時調(diào)整教學內(nèi)容和教師引導力度，遵循“學生強學習，教師弱引導；學生弱學習，教師強引導”的原則，一步步按照教學目標把學生引導到相應的思維層次，讓學生的探究自然發(fā)生，以強化學生的思考路徑，并讓學生能夠在理解的基礎(chǔ)上進行評價，發(fā)現(xiàn)知識內(nèi)容之間的相互聯(lián)系，使其從小組邊緣性的參與者發(fā)展成為小組核心參與者，促進其思維從低階向高階發(fā)展，完成知識和技能的遷移。