基于計算思維培養的Flash動畫制作教學探索
——以“太陽落山”作品制作為例

（廈門市檳榔中學，福建 廈門361004）

計算思維的概念，最早的時候是由時任美國卡內基·梅隆大學計算機科學系主任的周以真教授提出的。這一概念一經提出，立即就引起了學術界廣大學者的共鳴。許多專家和學者都紛紛展開了關于計算思維的研究，理論界對計算思維的概念和內涵從不同的分析維度上有不同的闡述，但綜合已有的研究成果看，大家都有普遍的共識：認為計算思維是和“聽說讀寫算”一樣，是人最基本的生存技能，特別是在高度信息化的時代，人們必須具備高效的解決問題的思考方法[1]。在今年出臺的《普通高中信息技術課程標準（2017版）》更是明確地將“計算思維”作為信息技術學科四大核心素養之一[2]。那么，什么是“計算思維”呢？作為計算思維起源的信息技術學科，又該如何擔當起培養學生計算思維核心素養的職責呢？

一、計算思維的概念及其操作性定義

《普通高中信息技術課程標準（2017版）》明確指出：計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動[3]。我們可以理解：計算思維是一種解決問題的獨特的思維方式，此思維方式反映出計算機科學的基本思想方法。通過計算思維人們可以更好地理解和分析復雜問題，形成具有計算特征的問題解決方案[4]。

新修訂的高中信息技術課程標準還對計算思維素養的內涵界定為：能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據；通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案；總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中[5]。我們可以看出，解決問題所需要的計算思維素養主要表現為“形式化、模型化、自動化和系統化”四個方面[6]。

自計算思維概念提出以來，理論界對計算思維的概念和內涵從不同的分析維度上有不同的闡述，但沒有給出計算思維素養培養的具體策略和方法。在中學信息技術課堂教學中如何培養學生計算思維的核心素養呢？為便于理解和操作，筆者比較贊同由國際教育技術協會（ISTE）和計算機科學教師協會（CSTA）對計算思維這一概念進行的闡釋，他們對“計算思維”下了一個操作性的定義，對我們信息技術教師開展計算思維的培養提供了重要的指導意義。他們認為計算思維是一個用來解決問題的過程，有以下六個要素：(1)明確問題：用計算機和其它工具可以處理的方式界定問題、闡述問題；(2)抽象：通過約簡、轉化、仿真、模擬等方法抽象關鍵要素，理清各要素間的關系；(3)分析數據：合理組織和分析數據，建立適合計算機處理的數據模型；(4)提出方案：利用算法思想，制定出適合自動化執行的解決方案；(5)評估解決方案：總結計算機解決問題的方案，評估最優方案，旨在達到步驟與資源的最有效的整合；(6)遷移推廣：將該問題的解決過程進行推廣遷移到各式各樣的問題[7]。

二、基于計算思維培養的初中信息技術課堂教學模式

根據計算思維的六個要素的操作性定義，在信息技術課堂教學過程中培養學生的計算思維素養，作為教師就要注意創設生動有趣、貼近生活的情境，然后引導學生從計算角度分析、比較、提出問題，進行抽象轉化等活動，不僅使學生獲得課程需要的相關知識和技能，并能解決實際問題，同時獲得利用計算思維解決問題的切身體驗和能力。為此，筆者提出基于計算思維培養的信息技術課堂教學模式，并開展為期一個學年的教學實踐探索。

基于計算思維培養的信息技術課堂教學模式由五個步驟構成。

創設情境，明確任務：教師創設貼近生活的情境，引導學生自主參與，提出需解決的任務。

分析任務，尋找支架：針對提出的任務，通過約簡、轉化和仿真等方法分析思考問題，抽象問題的數據模型，選擇和判斷可利用的媒體或技術來解決相關的問題。

自主協作，點拔引導：在現有的學習環境下，充分利用學習資源，依據學習方案，學生能獨立完成的，要求自主完成，需要進行合作的任務，由組內成員分工實施，協作完成。同時，教師巡查學生自主協作的參與情況，尋找學生在探究過程中難以克服的難點，教師進行示范，并適時點拔引導，糾偏糾錯，防止學生掉隊，幫助學生完成學習任務。

展示成果，修正完善：為學生搭建一個展示成果的平臺，展示過程中進行師生互評，對成果進行修正完善，以利于尋找最優的解決方案。

評估檢測，拓展升華：教師為學生提供評分標準，采取學生互評的方法進行評分。教師收集檢測結果，進行統計分析，對本節課的學習進行全面的總結和評價。同時，提出拓展的問題，引發學生的思考，把一節課的內容與學科的知識體系聯系起來，起到知識遷移的作用。

三、基于計算思維培養的課堂教學模式的應用實踐

基于計算思維培養的Flash動畫制作課程，要求學生不僅學會制作動畫，更重要的是理解Flash動畫制作的基本原理，解決實際問題的方法和特點，學會思維，并用計算的方法思考問題。根據上述提出的課堂教學五步模式，通過Flash動畫制作“太陽落山”一課的教學案例，了解基于計算思維培養的信息技術課堂教學模式的具體應用。

1.創設情境，明確任務

以核心素養為導向的課程標準提倡培養學生解決實際問題的能力，這就要求教師在教學中不能脫離學生的真實生活而提出偽問題偽任務讓學生解決。因此，在新課導入環節，教師應從現實需求出發，通過設計真實的學習與生活情境，讓學生在情境中發現和思考問題，抽象關鍵要素，恰當運用數字技術解決問題，最終創造性地完成任務。

本教學案例導入時，筆者改變以往先展示“太陽落山”的動畫作品，然后分析該作品所采用的Flash關鍵技術，最后讓學生模仿創作的方式進行教學。而是采取播放一段太陽落山延時加速拍攝的視頻，提出利用Flash軟件模擬出“太陽落山”動畫效果的任務，引發學生積極探索和思考。此段視頻來源于學生真實生活的情境，有利于引起學生的共鳴。

2.分析任務，尋找支架

要模擬視頻中展示的“太陽落山”的動畫效果，就需要培養學生用約簡、轉化等方法對視頻內容進行分析，抽象出關鍵要素，選擇和判斷可利用的技術來解決相關問題。

本教學案例中，教師通過一個個設問，引發學生思考，通過去繁就簡，逐步抽象出模擬太陽落山效果的關鍵要素，培養學生的抽象概括能力。如：你怎么判斷出這個視頻展現的是太陽落山的情景？如果要用動畫模擬出這個效果，至少必須有哪些對象？這些對象發生了哪些變化？等等。

在分析“太陽落山”動畫作品中應涉及到的對象及對象的具體變化效果后，再引導學生思考：太陽從山頂落到山下，我們可以采取什么方法實現這個動畫效果？天空從湛藍到昏暗的效果，我們可以采取Flash的什么技術進行模擬？等等，通過設問，讓學生選擇和判斷需要使用的技術。

3.自主協作，點拔引導

通過分析任務，讓學生抽象出模擬太陽落山效果的動畫作品最少包含三個對象：太陽、山和天空。山和天空基本上是顏色的變化，而太陽不僅有顏色的變化，還有位置的變化。去繁就簡，抽象出所有解決的具體問題，就可以開始動手制作。

學生下載教師提供的學案和素材開始動畫制作，教師進行巡視、指導。同時，教師也準備相關的資源包，針對Flash操作技術較弱的學生給予幫助和指導，以便學生能較好地將自己的思路通過作品制作表現出來，也可采用同伴互助的方式進行協作學習。

4.展示成果，修正完善

為學生創設一個成果展示的平臺，通過學生作品展示和制作技術的分析，拓寬學生的思路，取長補短，尋找最優的解決方案。

本教學案例中，有的學生采取形狀補間動畫技術進行制作，也有的學生采取運動補間動畫技術進行制作，不管采取何種技術，都能夠實現太陽落山效果的動畫制作。但采取形狀補間技術制作的動畫，只有極少數作品達到預計的效果，而更多地出現顏色過渡不夠自然的問題。而采取運動補間動畫技術制作的動畫雖都能較好地呈現出太陽落山的效果，但在色彩的變化上就沒有形狀補間技術制作的作品自然。因此，學生要根據自己的需求做相應的取舍。通過展示后，有的學生為了達到較好的色彩變化效果，還專門請教同學顏色漸變填充的配色方案。

5.評估檢測，拓展提升

教師提供評價標準，讓學生進行互評，可以促進學生的相互學習，相互借鑒，但更重要的是通過對照評價標準，加深對所要解決的任務的分析和理解，增強動畫制作技術應用的熟練程度。

本教學案例中，通過生生互評，讓學生欣賞到更多的作品，了解到不同動畫制作技術的效果，體會到在動畫制作過程中，應要注意將變化的對象放置在不同的圖層，否則動畫效果無法實現，而且如何在動畫作品中使用元件，可以簡化相關的操作，較好地實現動畫效果等等。這些共識，為拓展任務“蘋果成熟落地”“車輪滾滾”“放大鏡效果”等動畫作品的制作打下了基礎。

四、基于計算思維培養的初中信息技術課堂教學模式的應用體會

計算思維是信息技術學科的核心素養，培養學生的計算思維能力不僅僅是算法和程序設計教學模塊所承擔的職責，而應該是信息技術學科全模塊教學內容中都應該加以重視和注重培養的能力。

計算思維最為關鍵的能力就是“抽象化”，將現實生活中所遇到的實際問題用計算機可表達的方式抽象出來，這就需要教師在創設真實情境時，一定要引導學生通過約簡、轉化和仿真等方法分析思考問題，抽象出解決問題的具體數據模型，選擇和判斷可利用的媒體或技術來解決相關的問題。

計算思維中關于評估最優方案的要素，不是所有的任務和問題都有最優的解決方案，特別是針對于技術類和操作類的問題。但通過展示成果，修正完善的環節，可以拓寬學生解決問題的思路，培養學生的思維能力。