“設計”：產生不一樣的畫圖思維

朱廣萍

以往，初中信息技術課程中有關畫圖的教學內容主要是引導學生利用各類軟件提供的具體工具進行畫圖，學生的創新設計多數體現在基本圖形的組合上。而學生學習一款軟件時，對其畫圖功能往往會感覺似曾相識，這會導致學習好奇心逐漸減弱，創新意識也會大受影響。所以，引入新的學習內容，讓學生從設計圖紙的視角，運用底層代碼進行畫圖過程的控制，以創新的思維重新燃起創作的欲望和研發的成就感，這成為教師進行課堂研究的一個契合點。于是，Scratch以其形象直觀的圖形化編程方式走進筆者的視線，筆者也開啟了一段以畫圖為起點，旨在培養學生計算思維與創新思維的課堂教學研究之旅。

初中學生具備一定的猜想、推理與探究能力，喜歡嘗試新事物，對基本圖形的性質與作圖的方法均有一定的知識儲備。Scratch語言的動作和畫筆模塊提供了豐富的畫圖功能，控制模塊控制程序腳本的執行方式，可以將重復的畫圖過程進行循環并實現優化。運用Scratch語言實現編程畫圖對學生來說是全新的內容，學生具有強烈的新奇感，在程序設計的過程中通過類比將數學分析與計算、邏輯推理等尺規作圖的方法與過程轉化為程序腳本控制角色對象移動、旋轉，實現畫圖的過程。這一過程能進一步激發并培養學生的邏輯分析能力、計算思維與開放式創新思維。

正方形是學生接觸最早、最為熟悉而且又是最為特殊的幾何圖形，筆者進行教學研究的第一節研討課就從畫正方形入手，教學流程貫穿于幾個具體的探究任務（如圖1）。

整個教學過程采用基于問題導向的教學策略，結合學生已有數學知識，融入結構化程序設計的思想，層層深入、優化創新。通過課堂觀察筆者發現了一些不同于以往畫圖課的思維變化。

學生參與的思辨過程不同

筆者通過觀察，發現學生思辨過程的變化有幾個獨特之處。

①傳統的畫圖課，因為操作的簡單致使學生的參與表現在直觀、形象地“選工具”、“用工具”，關注與討論的重點是“畫了什么”的表層內容。現在，學生思考創意與技術的聯系，重點是用程序腳本“怎么畫”，積極討論“畫的過程不同”。所以，主動性思維更強、更深。

②傳統的畫圖課，學生思辨不夠深刻，觀點很少存在爭議，都是個人呈現。現在，因為實現的方法、腳本編寫的內容與順序、參數的設置等需要面對的情況較多，小組參與的凝聚力更強，減少了應付性討論，增進了對程序設計的理解。所以，思維更豐富、更立體化，共鳴、爭論的效果更好。

學生探索的思維發展不同

在學習與創作的過程中，從表現創意進步到過程探索，學生的思維發展也發生著不同的變化。

①傳統的畫圖課，學生的思維大多外化為“選取工具—設置屬性—組合創新”。現在，學生的探索在操作方面的思維發展投射主要表現為“選區塊—調節參數”。在腳本搭建的過程中更突出了基于問題的思考與知識的構建，尤其在畫正方形和控制多個正方形位置關系時能結合正方形性質、圖形位置、旋轉角度等相關數量與圖形關系恰當地設置區塊參數解決問題，實現自己的想法。因而主動思維與深度思維在體驗如何設計并用區塊腳本編程實現“畫直線—折線—正方形—多個正方形”的過程中得以顯現并得到培養。

②傳統的畫圖課，在畫圖過程中優化的做法大多體現在“復制—粘貼”這一操作中，無需太多思考與選擇。“優化”在結構化程序設計的理念與方法中，更多體現為對算法分析與程序設計的思考過程的不斷發展。當學生能夠用動作區塊畫出正方形一條邊時，其余三條邊的生成引發不同的思考：有的用同樣的方法“重復”拖動區塊命令，有的使用“復制”區塊的命令，有的則“提出”有關優化的問題。當一個標準的正方形呈現在屏幕上時，初次成功的喜悅與自信進一步激發學生的創新思維，紛紛嘗試思考畫多個正方形的問題。當看到小組成員已經畫出兩個正方形時，學生競相改編程序腳本讓自己的圖形產生更多的變化；在遇到問題的過程中，能夠自覺參與小組討論、與教師交流，碰撞出靈感的火花；能夠大膽地猜想與嘗試，通過觀察程序運行的結果，發現圖形變化，思考程序腳本的執行順序以及循環次數等參數的聯系，逐漸總結規律。

③傳統的畫圖課，教師能夠看到的學生的作品大多是依據現實或科幻作品中已存在的事物形象或場景直觀表達或是抽象加工，即先有形象再創作。而利用Scratch畫圖，學生最終呈現出大小、顏色、位置各不相同的正方形組合圖案（如圖2），很多都超出預想，思維的發展超越了預期。

可見，學生經過表述圖案的設計過程及賦予圖案的意義，真正實現了發現問題與解決問題的主動建構的思維過程，實現了計算思維與創新思維的緊密結合。這個過程也蘊含了逐步求精的結構化編程思想，體現了工程設計思維在技術教學中的魅力。

深度思考

除去以上教學內容與過程產生了思維變化的不同，學習的氣氛和心理的感受是更深層的原因。

①思維的動機原因。傳統的畫圖課因其“似曾相識”致使學生好奇心減弱，課堂的融入性不夠，而Scratch語言具備直觀、形象、積件化的編程特點，一出現在課堂就引起學生極大的興趣。當學生有興趣學習一個內容或是追求一個目標時，不僅對成就的期望高，更能將自身融入行動之中，有序的課堂、良好的氛圍就此形成，也為獨立思考與合作學習提供了保障。

②思維的空間。傳統的畫圖課更多體現藝術與技術的結合，而現在將程序設計與數學圖形緊密結合在一起，對學生的邏輯分析與計算思維具有更大的挑戰性。課堂設計的探究任務將Scratch語言編程與數學圖形知識相結合，給學生留有充分的自由設計與創新的時間與空間，給予學生充分的肯定，進一步激發學生的學習興趣與信心，詮釋每一位學生的思考與行動。

③思維的碰撞。傳統的畫圖課難度不大，互動大多表現在對作品的評價過程。而現在學生面臨算法的分析設計與編程問題，有一定難度，同伴互助的學習自然產生且伴隨課堂學習的始終。當然在這一過程中，教師仍需認真觀察并傾聽學生討論的問題以及討論后的行動效果，必要時給予適當的指導與鼓勵。生生與師生平等互動的寬松環境有助于學習障礙的解決，更能碰撞出創新的火花，同時師生也在不知不覺中構建了一個積極而有效的課堂學習共同體。

課后筆者隨機對學生進行簡單的個別訪談，學生紛紛表示這樣的課堂是可以自由思考與嘗試的課堂，程序的微妙變化與高效的執行方式帶給學生無限的想象、樂趣與挑戰。筆者深知，想要借助Scratch這一平臺唱好培養學生計算思維與創新思維的大戲還任重而道遠，但筆者會懷抱對學科教學的熱愛與執著，堅定地走在教學研究的漫漫征途上，上下求索。

蒼山點題

最近，我們在倡導的深度思維不是教學法，也不是教學模式，更不是教學內容，只是提醒大家要靜心思考一個事物的來龍去脈、價值所在。這對哪一科的教學甚至我們的生活與學習都應該是有意義的。

深度思維，簡單說就是多想想是什么、為什么、有什么價值、怎樣才能更好，而不是崇拜、偏信、造假，不是盲目否定與盲目追風。

都是程序思維的教學，以上兩類課的深度思維的共同點就是注重了“設計”，用技術設計創意，在過程中發展思維。先不用討論是不是計算思維，但是意義至少不是很多在提倡計算思維卻沒有探索與實踐的單純理論分析可以比擬的。

第一篇文章，從體驗游戲的過程，在VB教學中超越玩游戲的淺層思維，向著設計游戲的深度思維超越，通過有用的游戲，特別是增加生活情境把設計游戲的趣味性、可行性、延展性很好地進行了結合，發揮思維的激發、生成特性，讓VB游戲教學更有深度。

第二篇文章，從傳統畫圖與用圖形化程序設計圖像比較，有了思辨的變化，尋找了思維發展的原因，探索發現思維發展的更底層的規律和更深刻的意義。并由此發現了思維的不同變化的特點和共鳴的過程，可見設計的過程甚至突然的變動，對思維影響是深刻的。

借此機會，也邀請大家對新舊教學內容、新舊教學方法進行更多深度的思考，從思維的角度重新審視與實踐，分享更多教育的智慧。