信息技術課之“奇思妙想”

張利波

信息技術學習方式似乎沿襲著“所見即所得”的簡潔線路，要完成某項操作，就在某個菜單去尋找，找到了就好。這種感覺常常讓我想到開車，使用一下導航，目的地便在那里，中間只管開過去。這導致信息技術學習全然用不上學習其他學科時的復雜思維，學生不需要考慮數學中添加輔助線，不需要考慮化學中化合價的變化，不需要考慮英語中的結構變化，也不需要考慮語文中的詞性改變……誠然，所有的學習都在追求相同的目標：把復雜的問題轉化成簡單的，把未知的問題轉化成已知的，但我們能從“簡單”的信息技術學科找出一些深層次的東西嗎？

補集思想：隨處可見的操作范式

【補集】數學概念。一般地，設U是一個集合，A是U的一個子集，由U中所有不屬于A的元素組成的集合，叫做子集A在U中的絕對補集（簡稱補集或余集），如下圖所示。

數學有補集，信息技術也有補集？當然了。早期Office版本中，選定文字時，字體顏色呈現對比色，如黑變白，紅變綠，黃變紫。不僅字體顏色，其他的顏色設置也有“補集”效果，如邊框、底紋顏色在選定時同樣呈現對比色效果。圖片在被選定時，不僅顏色有補集效果，連顏色的亮度也有“補集”效果。

大家知道顏色補集原理嗎？

顏色有RGB三個顏色組成（A，B，C）。其中A，B，C的數據范圍為（0～255）。那么，該顏色的對比色為（255-A，255-B，255-C）。

除此之外，圖像處理過程中也經常用到“補集”思想。比如要體現運動強烈的動感效果，我們一般用“爆炸式”濾鏡，即設置“徑向模糊”濾鏡。一般先用套索工具選定人物后，然后進行反選。設置濾鏡之后的效果更具運動感，視覺效果更強烈。

其實，我們還可以采用另一種“補集”思想，即先對整張圖片設置濾鏡，再將選中的區域擦除。我們可以先對全圖使用“徑向模糊”濾鏡，后用橡皮擦擦除人物主體的濾鏡效果，這樣效果更自然。當然，由于先濾鏡，后擦除濾鏡，因此不能在原圖上直接操作，需要復制相同圖層來完成。

生活模型：無處不在的操作建構

【模型】通過主觀意識，借助實體或者虛擬來表現客觀闡述形態、結構的一種物件。

一切與信息技術有關的軟件、硬件的產物，我們不可避免地都能找到其在現實生活中的影子。因為所有的研究產物都來自于人類，它們或多或少會折射人類的足跡、人類的影子。

比如，數據結構中的棧就是日常生活中普通的洗碗疊碗模型，比如隊列就是生活中排隊的模型。如果將學習內容置于生活情境，比如講到棧，就模擬洗碗疊碗，那么信息技術學習就會更接地氣。

本學期我給初一的孩子上編程內容，講到一維數組時，我就采用了生活模擬的方法。

師：將一維數組看成是一條長長的隊伍，刪除操作相當于隊伍中有人離開了。這時隊伍中的人們會怎么做呢？

生：假設離開的是第5人，那么隊伍中第6人及后面的人們往前挪一格。

師：詳細點說呢？

生：第6人到第5格，第7人到第6格，以此類推……第10人到第9格。

師：這個過程順序可以換嗎？

生：不可以。

師：為什么呢？

生：現實生活中移動時，確保前一人已經“離開”，那么這個位置可以讓給后一人，否則容易發生踩踏。

師：前移過程“依次”進行，這個過程可以用循環完成。以本題為例，第6人到第5格，第7人到第6格，以此類推……第10人到第9格。循環語句如何實現？

生：For i=6 to 10 do a[i-1]：=a[i]；

師：插入操作相當于插隊。現實生活中，插隊是一種不文明行為。但假如遇到老弱病殘，我們非常愿意幫助他。假設在第5人之后加入1人，隊伍中的人該怎么操作呢？

生：那么隊伍中第6人及后面的人們往后挪一格。

師：詳細點說呢？

生：第6人到第7格，第7人到第8格，以此類推……第10人到第11格。

師：確定嗎？我往后退的時候，會怎么樣？

生：踩到后面的人了！

師：那該怎么操作呢？

生：最后一個人先移動。第10人到第11格，第9人到第10格……第6人到第7格。待這些人移動完畢，加入的人可以站到第6格的位置了。

經過師生整理思路，將程序運行過程分步模擬，最后給出編程實現的對應代碼。

效率考量：實時跟進的操作思維

【效率】物理概念。本義指有用功率對驅動功率的比值，現在一般指單位時間內完成的工作量。

任何學習都避免不了效率問題，但是信息技術的學習似乎沒那么多講究。事實上，每次的操作我們在大腦中都會進行比較，考慮效率問題。比如以下情況：信息技術操作過程中，萬一產生誤操作，我們可以使用“撤消”進行還原。幾乎每個軟件都設置了“撤消”功能。

師：為什么要設置這個操作呢？

生：為了還原，不浪費之前的有效操作。

師：還原方便嗎？

生：很方便，只要一步即可。

師：真那么方便嗎？假如現在執行到第6步，要撤消第2步的操作，需要幾次撤消？

生：6→5→4→3→2，需5次撤消。

師：還原了2的同時，我們發現6、5、4、3的操作也自動“恢復原狀”了。現實操作中，你一定會采用“撤消”嗎？

生：不一定。如果6、5、4、3對我來說是有效操作，我不會撤消2，而是將2再操作。

師：以后使用“撤消”時，你會怎么考慮？

生：綜合考慮“撤消”操作效率。發現問題，盡快“撤消”。

關于效率問題，我想起了好多年前苗逢春博士貼出“查找與替換”的討論話題，大概內容是在一段含有大量“信息”“信息技術”詞語的文檔中，將原先的“信息”替換為“信息技術”，將原先的“信息技術”替換為“信息”。如何替換？這時大家會不約而同地想到查找替換的效率問題。按照常規的思維進行替換，我們不難發現，由于操作時序有別，總是會出現新的問題。

那么，該如何正確地、有效率地來完成替換呢？大家很快會想到，這里的替換非常像兩個物的交換，很自然地會想到兩個變量交換的經典案例：普通情況下，引入第三個變量。那么在上述案例中，第三個“變量”選什么比較合適呢？這需要我們至少考慮兩個問題：一是“信息”的替換內容，不能含有“信息技術”；二是“信息”的替換內容，不能從文檔中找到。所以，學生們紛紛想出一些有效率的點子——

生：如果文檔中不含英文，我會先將“信息”替換成一個英文單詞。

師：打算用什么單詞？

生：computer。

師：大寫還是小寫？

生：我可能會選“COMPUTER”。

師：為什么這么考慮？

生：一篇規范的文檔中不應該出現“COMPUTER”這樣的單詞。甚至我會選看上去有點怪怪的“COMPuter”等字符。

師：有點意思！

生：老師，我會選另一個完全沒有關聯的詞語——bread或coffee.

師：這位同學給我“吃貨”的錯覺。（學生笑）

生：為何一定要單詞呢？我就造一個字母序列，比如qtcef，比如ytp5r6。

師：難道不能用中文？

生：可以啊。我就想用中文，找個生僻字或繁體字，一字足矣。還可以找一些特殊符號作為替換內容，同樣保證不重復。

師：信息技術操作一般有內容與形式兩種方式。除了內容之外，我們似乎也可以用用形式。

生：是不是加個顏色來區分？除了顏色，還可以采用不同字號、字形、字體等格式進行替換。

（作者單位：浙江慈溪實驗中學）