基于计算思维的FLASH课堂设计与应用

陈冰

摘要：计算思维是当前教育领域研究的一个热点课题，对培养学生的创新思维和解决实际问题有着重要的作用。以教学内容“遮罩层动画”为例，将“计算思维”融入到Flash教学。探索了由“教师引导启发”、“学生自主学习”、“师生互动交流”等环节构成的教学新模式，验证了融入计算思维的教学模式在提高学生的实践能力和信息素养方面具有的重要作用。

Abstract： The computational thinking concept is a hot topic in the field of education， which plays an important role in cultivating students' innovative thinking and solving practical problems. The computational thinking concept is integrated into the Flash teaching with an example of "mask layer animation". Based on the teaching model of teacher guiding and inspiring， students autonomic study and teacher-student communication， learning activities were performed. The teaching model with the concept of computational thinking was verified that it could play a more important role in improving the students' practical ability and information literacy.

关键词：计算思维；Flash教学；创新能力

Key words： computational thinking；Flash teaching；innovative ability

中图分类号：G642；TP317 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）02-0155-03

0 引言

在当今信息技术高速发展的大环境下，培养学生的计算思维能力和自主学习能动性已成为素质教育中最为基本的教育内容，也是培养应用型创新人才的重要环节[1]。2010年7月，首届“九校联盟计算机基础课程研讨会”在西安交通大学举办，把培养学生的“计算思维”能力作为计算机基础教学的核心任务和目标[2]。

计算思维是人类运用计算科学的基础感念求解问题、设计系统和理解行为思维活动，涵盖了计算机科学所有范畴[3]。它是代表着一种普遍的认识和一类普适的技能。是人的思维，而非计算机的思维，是人类解决问题的思维方式。这种思维是我们交流互動解决生活工作问题的一种灵活的途径。尽管目前人们认识到计算思维能力的重要性，但该能力的培养尚处于探索阶段，还没有一套完整的方法体系形成，教师在基础课程教学中对学生计算思维能力的培养还处于朦胧的、不自觉的、小范围的探索性阶段[4]。本文针对Flash动画设计课堂特点，提出和探索了基于计算思维的课堂教学模式。

1 课堂模式设计

1.1 计算思维

“计算思维”是美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真教授于2006年3月提出的，并定义为运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[5]。该概念一经提出就引起了教育界的广泛关注。其较为抽象和自动化，可简单理解为：在解决问题时，要衡量问题的难度，且属于常见的哪类问题，有无解决办法，并对比找出最优解决途径。而在这一过程中用到的抽象、递归、回推、嵌入、启发等方法都体现了计算思维，即把高难度问题重新阐述为若干简单问题，进而对简单问题求解。

1.2 Flash课堂的特点

信息网络技术的发展日新月异，Flash动画也常见于网页、电视广告、电视电影片头片尾、各种电脑手机游戏、动画片、多媒体课件等应用中，是当今社会很受欢迎的一款软件之一，社会也急需大批相关专业的人才。因此，对于操作性和实践性强的Flash课程来说，教师应摒弃陈旧的教学模式、教学方法、教学习惯，改变教学模式、准备新颖充实的课程素材，在授课过程中，引导激发学生，调动他们主观能动性和想象力，开展有创意的动画设计学习。

计算思维在Flash教学中体现为培养学生的动画设计和创造能力，使学生解决问题成为顺其自然的事情，就像计算机一样自动完成一些绘画或并行计算等操作过程。如Flash教学中制作一个太阳缓缓升起的补间动画，调整曲线、对象的旋转方向及速度，所需动画效果即可自动完成。

1.3 基于计算思维的FLASH课堂模式设计

鉴于Flash应用广泛，课程学习实践性较强，如今的学生又希望有兴趣的积极主动地参与到与实际生活、科学技术联系紧密的任务中，通过积极主动参与、不断探索、勤于动手实践、学会合作，使学生积极主动学习并能够学会学习[6]。这就需要教师能够调研了解学生、了解课程要求及目标，引入贴近现实生活的案例讲解知识点，创建生动有趣、贴近生活的情景，激发引导学生自主学习，给予学生一定的思维空间，促使其发现并解决问题[7]。在此过程中，学生去探索实践，学习、理解和记忆，体验创作，培养能力，形成正确的思维方式。将思维训练贯穿于教学过程中，使只是内容与思维能力互相促进，共同提高[8]。依据Flash特点及计算思维的特征要素，构建了新的教学模式，基本思路如图1所示。

在该模式中，由师生所熟知的课前、课中、课后三大环节构成，在整个授课学习过程中融入计算思维的思想，旨在潜移默化的培养学生的计算思维能力，遇到问题，能够自觉运用思维，主动寻求解决问题的方法。endprint

2 实践应用

现以遮罩层动画制作教学为例，阐述这一课题模式的实施方法和过程。

2.1 课前预习阶段。明确教学目标，提出探索性问题，启发学生积极思维。

现在大多高职院校建设有精品课程，开设有网络空间或网络课堂，配备有机房等硬件设施，部分学生有个人电脑，学习的软硬件环境较以往有很大改观。教师需在课前进行详细的教材分析和学生接受知识以及消化知识的能力分析，然后制定教学目标和重点难点、设计教学过程，将计算思维方法融入其中，并搜集有效资源及贴近生活的典型案例，及时上传到在网络空间。学生课前在网络空间中对新课程内容进行了解，对案例进行思考分析。

谈到遮罩，人们会立刻想到乌云遮日、管中窥豹、一叶障目等生活中司空见惯的“遮住了”实例，这些实例和Flash课程中的遮罩层动画的理解是否一致。教师在认真研究遮罩课程的教学目标和基本原理的情况下，在网络空间中事先提出问题和预习要求，例如：①思考探照灯、望远镜、放大镜、显微镜这几例的特点及共同点；②欣赏教师提供具有代表性的遮罩案例（风车、滚动的屏幕、百叶窗、瀑布效果、卷轴动画等），并思考；③联想生活中其它类似案例。

预习的目的是通过动画欣赏和生活联想，激发了他们的探究精神，思考瀑布怎么会动起来、遮罩层究竟谁遮住了谁等问题。这些问题则对应着教学中的重点和难点，例如理解遮罩的含义及遮罩效果的制作方法。

2.2 课堂学习阶段。学生积极体验真实情景，教师引导讲解。授课环节包括基本案例导出和进阶案例两个阶段。

①导出基本案例。教师创设生活情景，拿一张纸卷成筒状，闭上左眼，右眼睁开贴紧纸筒，慢慢转动扫视学生，询问学生看到什么，遮住了什么，（学生思考）这个例子即是“管中窥豹”。教师打开准备好的“管中窥豹”案例演示，设置问题，例如动画实现效果和卷纸筒看学生效果是否类似。此时，强调学生注意观察图层面板，并讲解遮罩层和被遮罩层概念、标识和特点，分析哪些部分遮罩，哪些部分未被遮罩，以及遮罩的状态。先将遮罩层设置为普通层并隐藏被遮罩层，学生这时可看清楚遮罩层是个圆形，而且圆形的颜色改变不影响遮罩效果，教师若把圆改为五角星形，则看到被遮罩图层中的部分也是五角星形。接下来引导学生留心观察遮罩与被遮罩层的时间轴，使学生明白遮罩层的圆形做形状补间运动，这是动画“动”起来的真正原因。最后给出思考：这两个层能否对调，被遮罩层能否也动起来。这个动画应用了遮罩层和被遮罩层，引出课程目标：遮罩层动画。给出的两个问题激发学生自主学习、主动参与、发挥想象，通过类比、分解等方法思考问题，学生就自然而然地运用了计算思维。此时在教师的指导和学生的参与下，把遮罩层和被遮罩层对调，再把被遮罩层设置为传统补间动画，验证这两种情况看到的遮罩是否均为五角星形。在情景设置的授课中融入计算思维与无形中培养了学生的情感态度和价值观：感受到制作Flash动画的乐趣，体验到信息技术蕴含的文化内涵，形成和保持对信息技术的求知欲。

引入了基本案例，同学们理解了遮罩的基本概念和遮罩层与被遮罩层之间的关系，掌握了制作的基本方法和技巧。只有在掌握基本知识和原理的前提下才能拿来为我所用，也只有在此基础上才能做到得心应手，才有可能创新。接着枚举生活中用到知识点的实例，激发大家自由发挥，口头上描述实现过程。

②给出进阶案例。在基本案例基础上提出进阶案例——“百叶窗”案例，首先演示动画，提醒学生观察案例运行效果，百叶窗单个叶片是如何运动的，怎么实现，所有叶片运动是否有共同点。之后学生带着疑问进行短时间分组讨论。期间教师引导学生理清设计思路：把复杂的百叶窗案例分解为以每个叶片为主体的遮罩小动画，则每个遮罩小动画的实现就是基本案例实现的方法技巧了；所有叶片同时打开和合上，引导学生分析“同时”即“同步”的问题，要做到这一点考虑时间轴上帧同步。至此实现问题的细化分解和转化。最终回归到基础知识的应用：基本工具制作遮罩元件，实现传统运动补间，帧同步概念。学生在教师的引导启发下感受分解、转化、递归等方法在实际情况中的运用。

基本案例和进阶案例的讲解和实现使学生达到两个层次：一是掌握基本的动画制作方法，即会用；二是能够运用基本知识进行创作、设计，即创新。这两个层次是有先后次序的。在教学过程中，对学生设计能力和创作能力的培养应融入到基本的理论教学中，创新的意识应贯穿在整个教学中，而基本理论的学习则为创作设计奠定了基础。

③展示作品，检评总结。展示若干具有代表性的学生作品，师生共同从是否完成任务、是否有视觉美感，是否有创意等几个角度鉴赏评价，做到自评和互评，就存在的问题详细讲解制作的要点：遮罩层、遮罩元件、在当前层上添加传统运动补间、被遮罩层，背景层。最后由教师总结制作遮罩动画的关键点：遮罩层必须在被遮罩层的上方；应用传统补间、补间动画、补间形状实现遮罩元件运动。

在该环节，教师主要引导和激励学生探索学习，结合实例分解动画要素，通过观察、分析、对比等一系列活动，归纳出遮罩动画的制作方法，加深对知识的认识、理解、运用。让学生体验学习过程中递归、类比等思想的运用。这一过程有利于培养学生自主发现问题的能力、开阔思路。

2.3 课后练习阶段。探究学习，互动启发。

课后教师根据课堂上学生对基本知识技巧的掌握情况，在网络空间给出有难度层次的必做选做题目，以适合各层次的学生课下巩固和提高，此外给出适当的引导提示，以鼓励启发学生主动思维，建构知识，灵活运用计算思维方法举一反三的解决类似问题，例如模拟展开一幅画卷，使人眼前有逼真的动态效果，我们需要制作画卷展开的模拟动画。设置任务：制作“卷轴动画”，提示画从中间向左右同时展开或从右向左展开画卷。

在教学的三大环节中教师运用计算思维组织教学，教师作为组织者、引导者、辅导者、督促者、检评者。而学生则是教学中的主体，在受教过程中运用计算思维，归类，递归、类比、抽象、转化等方法思考问题，解决问题，掌握基本技能的情况下进行创新设计。

3 总结

教师根据课堂上学生掌握基本、重点、难点的情况，提出迁移性的思维，让学生用计算思维方法进行自由发散迁移性思考。

在“遮罩层动画”案例中，学生通过观察、比较、细化分解、迁移转化等计算思维方法完成学习任务，当遇到问题他们采取化繁为简、抽丝剥茧的方式分解复杂问题，进而从原理的层面上理解遮罩层动画的制作技能及方法步骤。课程学习过程中融入贯穿了计算思维方法的应用，这使学生掌握课程知识的同时，学会如何思维，如何高效率的求解问题，当然仍需我们不懈的坚持实践探索和应用，这将很大程度的提高学生素养和创新能力。

参考文献：

[1]牟琴.基于计算思维的计算机基础课程教学与学习模式的研究与实践[D].四川：四川师范大学计算机科学学院，2012：1.

[2]何欽铭，陆汉权，冯博琴.九校联盟.计算机基础教学发展战略联合声明[J].中国大学教学，2010（9）：7-11.

[3]Jeannette M Wing Computationaal Thiakiag[J]. Communigation of the ACM 2006，49（3）.

[4]李静，路纲.基于计算思维的Flash教学设计[J].中国医学教育技术，2013（5）.

[5]Jeannette M Wing Computationaal Thiakiag[J] Communigation of the ACM 2006，49（3）：33-35.

[6]郎秀平.关于“如何适应新课改”的思考[J].心事教育策划与管理，2013（11）.

[7]斯滕伯格.思维教学——培养聪明的学习者[M].北京：中国轻工业出版社，2001：127.

[8]朱立平，林志英.基于思维教学理论的程序设计课程教学模式的构建[J].计算机教育，2008（8）.endprint