“设计”：产生不一样的画图思维

朱广萍

以往，初中信息技术课程中有关画图的教学内容主要是引导学生利用各类软件提供的具体工具进行画图，学生的创新设计多数体现在基本图形的组合上。而学生学习一款软件时，对其画图功能往往会感觉似曾相识，这会导致学习好奇心逐渐减弱，创新意识也会大受影响。所以，引入新的学习内容，让学生从设计图纸的视角，运用底层代码进行画图过程的控制，以创新的思维重新燃起创作的欲望和研发的成就感，这成为教师进行课堂研究的一个契合点。于是，Scratch以其形象直观的图形化编程方式走进笔者的视线，笔者也开启了一段以画图为起点，旨在培养学生计算思维与创新思维的课堂教学研究之旅。

初中学生具备一定的猜想、推理与探究能力，喜欢尝试新事物，对基本图形的性质与作图的方法均有一定的知识储备。Scratch语言的动作和画笔模块提供了丰富的画图功能，控制模块控制程序脚本的执行方式，可以将重复的画图过程进行循环并实现优化。运用Scratch语言实现编程画图对学生来说是全新的内容，学生具有强烈的新奇感，在程序设计的过程中通过类比将数学分析与计算、逻辑推理等尺规作图的方法与过程转化为程序脚本控制角色对象移动、旋转，实现画图的过程。这一过程能进一步激发并培养学生的逻辑分析能力、计算思维与开放式创新思维。

正方形是学生接触最早、最为熟悉而且又是最为特殊的几何图形，笔者进行教学研究的第一节研讨课就从画正方形入手，教学流程贯穿于几个具体的探究任务（如图1）。

整个教学过程采用基于问题导向的教学策略，结合学生已有数学知识，融入结构化程序设计的思想，层层深入、优化创新。通过课堂观察笔者发现了一些不同于以往画图课的思维变化。

学生参与的思辨过程不同

笔者通过观察，发现学生思辨过程的变化有几个独特之处。

①传统的画图课，因为操作的简单致使学生的参与表现在直观、形象地“选工具”、“用工具”，关注与讨论的重点是“画了什么”的表层内容。现在，学生思考创意与技术的联系，重点是用程序脚本“怎么画”，积极讨论“画的过程不同”。所以，主动性思维更强、更深。

②传统的画图课，学生思辨不够深刻，观点很少存在争议，都是个人呈现。现在，因为实现的方法、脚本编写的内容与顺序、参数的设置等需要面对的情况较多，小组参与的凝聚力更强，减少了应付性讨论，增进了对程序设计的理解。所以，思维更丰富、更立体化，共鸣、争论的效果更好。

学生探索的思维发展不同

在学习与创作的过程中，从表现创意进步到过程探索，学生的思维发展也发生着不同的变化。

①传统的画图课，学生的思维大多外化为“选取工具—设置属性—组合创新”。现在，学生的探索在操作方面的思维发展投射主要表现为“选区块—调节参数”。在脚本搭建的过程中更突出了基于问题的思考与知识的构建，尤其在画正方形和控制多个正方形位置关系时能结合正方形性质、图形位置、旋转角度等相关数量与图形关系恰当地设置区块参数解决问题，实现自己的想法。因而主动思维与深度思维在体验如何设计并用区块脚本编程实现“画直线—折线—正方形—多个正方形”的过程中得以显现并得到培养。

②传统的画图课，在画图过程中优化的做法大多体现在“复制—粘贴”这一操作中，无需太多思考与选择。“优化”在结构化程序设计的理念与方法中，更多体现为对算法分析与程序设计的思考过程的不断发展。当学生能够用动作区块画出正方形一条边时，其余三条边的生成引发不同的思考：有的用同样的方法“重复”拖动区块命令，有的使用“复制”区块的命令，有的则“提出”有关优化的问题。当一个标准的正方形呈现在屏幕上时，初次成功的喜悦与自信进一步激发学生的创新思维，纷纷尝试思考画多个正方形的问题。当看到小组成员已经画出两个正方形时，学生竞相改编程序脚本让自己的图形产生更多的变化；在遇到问题的过程中，能够自觉参与小组讨论、与教师交流，碰撞出灵感的火花；能够大胆地猜想与尝试，通过观察程序运行的结果，发现图形变化，思考程序脚本的执行顺序以及循环次数等参数的联系，逐渐总结规律。

③传统的画图课，教师能够看到的学生的作品大多是依据现实或科幻作品中已存在的事物形象或场景直观表达或是抽象加工，即先有形象再创作。而利用Scratch画图，学生最终呈现出大小、颜色、位置各不相同的正方形组合图案（如图2），很多都超出预想，思维的发展超越了预期。

可见，学生经过表述图案的设计过程及赋予图案的意义，真正实现了发现问题与解决问题的主动建构的思维过程，实现了计算思维与创新思维的紧密结合。这个过程也蕴含了逐步求精的结构化编程思想，体现了工程设计思维在技术教学中的魅力。

深度思考

除去以上教学内容与过程产生了思维变化的不同，学习的气氛和心理的感受是更深层的原因。

①思维的动机原因。传统的画图课因其“似曾相识”致使学生好奇心减弱，课堂的融入性不够，而Scratch语言具备直观、形象、积件化的编程特点，一出现在课堂就引起学生极大的兴趣。当学生有兴趣学习一个内容或是追求一个目标时，不仅对成就的期望高，更能将自身融入行动之中，有序的课堂、良好的氛围就此形成，也为独立思考与合作学习提供了保障。

②思维的空间。传统的画图课更多体现艺术与技术的结合，而现在将程序设计与数学图形紧密结合在一起，对学生的逻辑分析与计算思维具有更大的挑战性。课堂设计的探究任务将Scratch语言编程与数学图形知识相结合，给学生留有充分的自由设计与创新的时间与空间，给予学生充分的肯定，进一步激发学生的学习兴趣与信心，诠释每一位学生的思考与行动。

③思维的碰撞。传统的画图课难度不大，互动大多表现在对作品的评价过程。而现在学生面临算法的分析设计与编程问题，有一定难度，同伴互助的学习自然产生且伴随课堂学习的始终。当然在这一过程中，教师仍需认真观察并倾听学生讨论的问题以及讨论后的行动效果，必要时给予适当的指导与鼓励。生生与师生平等互动的宽松环境有助于学习障碍的解决，更能碰撞出创新的火花，同时师生也在不知不觉中构建了一个积极而有效的课堂学习共同体。

课后笔者随机对学生进行简单的个别访谈，学生纷纷表示这样的课堂是可以自由思考与尝试的课堂，程序的微妙变化与高效的执行方式带给学生无限的想象、乐趣与挑战。笔者深知，想要借助Scratch这一平台唱好培养学生计算思维与创新思维的大戏还任重而道远，但笔者会怀抱对学科教学的热爱与执着，坚定地走在教学研究的漫漫征途上，上下求索。

苍山点题

最近，我们在倡导的深度思维不是教学法，也不是教学模式，更不是教学内容，只是提醒大家要静心思考一个事物的来龙去脉、价值所在。这对哪一科的教学甚至我们的生活与学习都应该是有意义的。

深度思维，简单说就是多想想是什么、为什么、有什么价值、怎样才能更好，而不是崇拜、偏信、造假，不是盲目否定与盲目追风。

都是程序思维的教学，以上两类课的深度思维的共同点就是注重了“设计”，用技术设计创意，在过程中发展思维。先不用讨论是不是计算思维，但是意义至少不是很多在提倡计算思维却没有探索与实践的单纯理论分析可以比拟的。

第一篇文章，从体验游戏的过程，在VB教学中超越玩游戏的浅层思维，向着设计游戏的深度思维超越，通过有用的游戏，特别是增加生活情境把设计游戏的趣味性、可行性、延展性很好地进行了结合，发挥思维的激发、生成特性，让VB游戏教学更有深度。

第二篇文章，从传统画图与用图形化程序设计图像比较，有了思辨的变化，寻找了思维发展的原因，探索发现思维发展的更底层的规律和更深刻的意义。并由此发现了思维的不同变化的特点和共鸣的过程，可见设计的过程甚至突然的变动，对思维影响是深刻的。

借此机会，也邀请大家对新旧教学内容、新旧教学方法进行更多深度的思考，从思维的角度重新审视与实践，分享更多教育的智慧。