陳宏斌

信息技術(shù)教師如果長(zhǎng)期關(guān)注學(xué)科發(fā)展，對(duì)計(jì)算思維這一概念肯定不陌生。筆者查閱近年來(lái)的相關(guān)學(xué)科資料發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)的專(zhuān)家學(xué)者對(duì)計(jì)算思維的研究已經(jīng)非常多，但是如何讓計(jì)算思維在課堂教學(xué)，尤其是在中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中落地，卻鮮有報(bào)道，本文以《彩色世界》一課為例，對(duì)計(jì)算思維如何在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中實(shí)施作了嘗試性探索。

《彩色世界》是江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社出版的小學(xué)信息技術(shù)五年級(jí)教材第7課的內(nèi)容。本課屬于PC-Logo程序設(shè)計(jì)單元，在上課之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了Logo繪圖的基本命令，如前進(jìn)（FD）、后退（BK）、左轉(zhuǎn)（LT）、右轉(zhuǎn)（RT）等。本課的主要教學(xué)內(nèi)容是學(xué)習(xí)使用SETPC、SETBG和FILL三個(gè)命令，從教材呈現(xiàn)的內(nèi)容看，設(shè)置畫(huà)筆顏色的SETPC命令和設(shè)置背景顏色的SETBG命令內(nèi)容簡(jiǎn)單易學(xué)，涂色的FILL命令盡管有些復(fù)雜，但對(duì)學(xué)生而言也是相對(duì)容易掌握的。這樣三個(gè)簡(jiǎn)單命令的學(xué)習(xí)，如何才能體現(xiàn)計(jì)算思維呢？

● 從畫(huà)圖軟件到程序語(yǔ)言，巧用遷移性思維

片段1：

師：同學(xué)們剛才欣賞了五顏六色的漂亮圖案，是不是也想在Logo世界里畫(huà)一畫(huà)呢？

生：想。

師：我們之前在Logo世界里畫(huà)的圖形都是單一的黑色，如果想在Logo世界里畫(huà)出有顏色的圖形，你們覺(jué)得應(yīng)該先做什么呢？

生：我覺(jué)得應(yīng)該先改變小海龜?shù)念伾Ｖ挥行『｝斪兂闪宋覀兿胍念伾?，才能?huà)出我們想要的彩色圖形。

師：是的，我們必須先改變小海龜?shù)念伾?，才能?huà)出彩色的圖形，那么怎樣才能改變小海龜?shù)念伾兀?/p>

生：不知道。

師：大家還記得三年級(jí)學(xué)習(xí)的畫(huà)圖程序是怎樣改變畫(huà)筆和背景顏色的嗎？其實(shí)在小海龜?shù)墓ぞ邫诶镆灿羞@樣的按鈕命令，嘗試著找一找，并完成表1。不要忘了，找到工具欄上改變小海龜顏色的按鈕命令后，自己畫(huà)一個(gè)圖形試一試，看看能不能得到想要的彩色圖形。

學(xué)生嘗試操作并填寫(xiě)表1。

師：大家剛才很快就在工具欄里找到了改變小海龜畫(huà)筆和背景顏色的命令。但如果我們每改變一次顏色就用鼠標(biāo)在工具欄上操作一次，你們覺(jué)得方便嗎？

生：不方便。

師：是呀，那樣肯定不方便，而且PC-Logo畢竟是一門(mén)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，以直接寫(xiě)命令為主，那么有沒(méi)有什么代碼命令能夠?qū)崿F(xiàn)改變顏色的設(shè)置呢？請(qǐng)大家看書(shū)找一找，并完成表2。

學(xué)生嘗試操作并完成表2。

遷移性思維是指人腦在發(fā)展創(chuàng)造的思維過(guò)程中，根據(jù)已經(jīng)獲得的知識(shí)、技能和方法等因素，來(lái)獲取新知識(shí)、新技能和新方法的思維能力。教師通過(guò)遷移性思維讓學(xué)生掌握新的技能是信息技術(shù)課常用的學(xué)習(xí)方法。例如，在畫(huà)圖軟件的學(xué)習(xí)中，學(xué)生掌握了借助Shift鍵畫(huà)正方形后，就可以將其遷移到畫(huà)圓形、水平線(xiàn)、垂直線(xiàn)等圖形中。又如，學(xué)習(xí)“在PowerPoint中插入自選圖形、藝術(shù)字”等操作方法時(shí)，教師可以先讓學(xué)生回憶Word中對(duì)應(yīng)的操作方法，這樣的遷移性思維在信息技術(shù)課堂上隨處可見(jiàn)，但這種遷移性思維一般在同一款軟件或同一類(lèi)軟件之間使用得比較多，而片段1中的遷移性思維，卻是兩種不同平臺(tái)之間的遷移，它是從應(yīng)用軟件畫(huà)圖程序到程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言PC-Logo的遷移。筆者沒(méi)有直接從畫(huà)圖軟件的顏色操作遷移到PC-Logo的命令代碼中，而是先通過(guò)在PC-Logo的工具欄上尋找改變顏色的命令按鈕，這種通過(guò)鼠標(biāo)器改變顏色的方法與畫(huà)圖軟件中改變顏色的操作類(lèi)似，對(duì)學(xué)生的遷移性思維沒(méi)有障礙。當(dāng)學(xué)生掌握了鼠標(biāo)器改變顏色的方法后，筆者提出了新的要求，即使用命令代碼來(lái)改變顏色，此時(shí)提出這個(gè)要求，學(xué)生不僅不會(huì)感到突然，還會(huì)覺(jué)得這是學(xué)習(xí)PC-Logo所必須的。

教師通過(guò)這樣的精心設(shè)計(jì)，并借助遷移性思維，就可以輕松高效地幫助學(xué)生理解SETPC和SETBG的意義和功能。深讀教材，教師不難發(fā)現(xiàn)，《彩色世界》這一課，其實(shí)完全可以對(duì)應(yīng)畫(huà)圖程序規(guī)則圖形的三種模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。在畫(huà)圖程序中，規(guī)則圖形一共有三種模式，分別為空心圖形、實(shí)心圖形和邊框與填充色不一致的圖形，在PC-Logo中，學(xué)生使用SETPC命令和SETBG命令可以畫(huà)出空心的彩色圖形，用FILL命令可以涂出實(shí)心圖形，至于邊框與填充色不一致的圖形也是本課的命令可以解決的。從這個(gè)角度思考，教師可以用遷移性思維貫穿全課進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而讓學(xué)生的遷移性思維訓(xùn)練有始有終。

● 從顏色方塊到數(shù)字代碼，感悟抽象性思維

片段2：

師：剛才我們一起學(xué)習(xí)了設(shè)置小海龜畫(huà)筆和背景的命令，但是有這么多顏色塊（課件出示顏色圖），小海龜怎么才能從這當(dāng)中選擇出需要的顏色塊呢？你們覺(jué)得應(yīng)該怎么告訴小海龜？

生：是不是可以給每個(gè)顏色塊編個(gè)代號(hào)，如數(shù)字，就像前面我們用數(shù)字告訴小海龜可以走多遠(yuǎn)一樣。

師：對(duì)，如果我們給每一種顏色一個(gè)數(shù)字作為代碼，也就是讓這個(gè)數(shù)字在PC-Logo中代表這一種顏色，如果要設(shè)置某一種顏色，只要把這個(gè)數(shù)字作為代碼告訴SETPC或者SETBG，不就等于告訴它們要設(shè)置成什么顏色了嗎？在一定的環(huán)境下，我們把每一個(gè)不同的事物用不同的代碼去表示，即把具體事物比作一種代碼，這就是抽象的基本方法之一。例如，在學(xué)校，我們每個(gè)人都有一個(gè)學(xué)號(hào)，這就是一種用數(shù)字抽象化表示人的方法。又如，高速公路的指示牌也是用數(shù)字抽象化表示道路的……同學(xué)們都有自己喜歡的顏色，也都準(zhǔn)備為自己的顏色設(shè)置一個(gè)數(shù)字代碼，但如果真這樣，小海龜就不知道要聽(tīng)誰(shuí)的了。也就是說(shuō)，把顏色方法抽象成數(shù)字代碼時(shí)，需要按一定的順序，不然就亂套了。其實(shí)在顏色塊和數(shù)字代碼之間，是有一些約定習(xí)慣的。例如，把黑色設(shè)為最小的0，把白色設(shè)為最大的15，至于每一種顏色到底用什么數(shù)字表示，可以把工具欄上設(shè)置顏色的對(duì)話(huà)框打開(kāi)，每選中一種顏色方塊，下面就顯示“顏色幾”，把你看到的數(shù)字代碼記錄到表3中。

抽象是科學(xué)研究的重要手段，也是計(jì)算思維的本質(zhì)。在計(jì)算科學(xué)中，抽象是強(qiáng)有力的工具和方法，但抽象卻是一個(gè)學(xué)生很難理解的概念。SETPC和SETBG后面跟隨的數(shù)字代碼，很多老師上課時(shí)都是直接告訴學(xué)生。學(xué)生因?yàn)橛星斑M(jìn)（FD）、后退（BK）、左轉(zhuǎn)（LT）和右轉(zhuǎn)（RT）四個(gè)命令后面跟著數(shù)字的基礎(chǔ)，所以也不難理解SETPC和SETBG后面也要跟表示顏色的數(shù)字。但在片段2中，筆者向?qū)W生解釋了為什么SETPC和SETBG后面要跟數(shù)字，而且通過(guò)這個(gè)過(guò)程使學(xué)生簡(jiǎn)單理解了抽象是怎么一回事，把“抽象”這樣一個(gè)很概念化的知識(shí)通過(guò)顏色方塊到數(shù)字代碼的轉(zhuǎn)變，使他們有了切身的感悟。

回顧PC-Logo這一單元，教師如果能很好地利用抽象這一計(jì)算思維的方法，則會(huì)對(duì)教學(xué)有很大的幫助。例如，利用小海龜畫(huà)圖，最關(guān)鍵的就是從當(dāng)前方向如何轉(zhuǎn)向下一條需要繪制邊的方向，而學(xué)生對(duì)小海龜方向的理解，卻是最容易出錯(cuò)的地方。如果教師借助一定的技術(shù)手段，讓學(xué)生把小海龜?shù)姆较虺橄鬄樯钪戌娒娴膸c(diǎn)鐘方向（如默認(rèn)小海龜?shù)姆较驗(yàn)?2點(diǎn)方向），學(xué)生就更容易理解了，如果再經(jīng)過(guò)持久的練習(xí)，相信小海龜轉(zhuǎn)向這一難題就會(huì)迎刃而解。

● 從拓展練習(xí)到知識(shí)新授，培育逆向性思維

片段3：

師：通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)學(xué)會(huì)了畫(huà)彩色的圖形和填充實(shí)心的彩色圖形。在畫(huà)圖程序中，規(guī)則圖形一共有三種不同的模式，還記得嗎？我們一起來(lái)看一看（出示課件）。另外，還有一種模式就是畫(huà)邊框線(xiàn)和填充顏色不一樣的圖形，在PC-Logo中又應(yīng)該怎么畫(huà)呢？

生：我想應(yīng)該是在小海龜進(jìn)入到圖形里面準(zhǔn)備使用FILL命令填充顏色之前，改變一下畫(huà)筆的顏色就可以了。

師：大家同意他的意見(jiàn)嗎？

生：同意。

師：好，那我們就一起來(lái)嘗試。（師生共同嘗試）達(dá)到我們想要的效果了嗎？

生：沒(méi)有。

師：那就是說(shuō)，剛才的方法行不通。那么就沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)內(nèi)外顏色不同的效果了嗎？請(qǐng)大家相互討論并動(dòng)手試一試。

學(xué)生討論并嘗試操作，教師請(qǐng)學(xué)生回答問(wèn)題。

生：用FILL命令不行，那我就反過(guò)來(lái)試了一下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)成功了。我是先用FILL畫(huà)出內(nèi)部填充色的實(shí)心圖形，再讓小海龜回到圖形后，也就是起點(diǎn)，把畫(huà)筆的顏色重新設(shè)置為外面邊框線(xiàn)的顏色，然后再畫(huà)一圈邊框線(xiàn)就可以了。

師：非常棒，他從反向的角度進(jìn)行了思考，最終畫(huà)出了這個(gè)效果（如下圖）。請(qǐng)大家也來(lái)試一試。

學(xué)生嘗試操作。

在這一課的教學(xué)中，很多教師在學(xué)生學(xué)習(xí)了FILL涂色命令后，會(huì)設(shè)計(jì)一到兩個(gè)圖形進(jìn)行涂色練習(xí)，以確保鞏固FILL命令，達(dá)到滿(mǎn)意的教學(xué)效果。但在片段3中，筆者沒(méi)有安排常規(guī)的涂色，而是設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)大膽的、讓人意想不到的活動(dòng)，實(shí)踐證明，這是一個(gè)非常高明且高效的練習(xí)活動(dòng)。首先，這個(gè)活動(dòng)仍然是學(xué)生對(duì)FILL命令的練習(xí)，而且在整個(gè)活動(dòng)中還練習(xí)了兩次。其次，在這個(gè)活動(dòng)中，教師把遷移性思維貫穿了課堂的始終，還把畫(huà)圖程序的三種模式一一作了對(duì)比，不但讓拓展練習(xí)升級(jí)為知識(shí)的新授，還讓PC-Logo中的彩色圖形的種類(lèi)更加完整豐富。最后，筆者另辟蹊徑，換角度思考，讓學(xué)生的逆向思維得到了真實(shí)有效的發(fā)生，從而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。其實(shí)，在PC-Logo中，一個(gè)組合圖形的繪制方法有很多，教師如果引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度去思考，就會(huì)有不一樣的收獲，也會(huì)有不一樣的精彩。

本文僅以《彩色世界》一課的三個(gè)片段與大家共同探討了計(jì)算思維中的三種思維方式在PC-Logo教學(xué)中是如何應(yīng)用實(shí)施的，相信隨著課程改革的不斷深化，一定會(huì)有越來(lái)越多的教師跳出技能操作與訓(xùn)練的圈子，走向培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)。