基于双向认知加工的GIF动画单元教学设计
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近年来，围绕信息技术技能知识的教学是“先规划作品，后认识软件”，还是“先体验软件，后规划作品”的问题存在两种不同的解释。先规划的做法有利于学生形成先规划后制作的意识，但容易出现教学无法控制的现象。例如，学生在设计作品后，往往会发现软件无法实现自己全部的需求。而先体验的方式有利于学生在掌握相关技能的基础上进行针对性的规划，但在体验环节可能会花费较多的时间。总之，两者在表现效果方面各有优缺点，但都有助于学生养成良好的认知习惯，只是表现的先后顺序不同。这种顺序的理解，祝智庭、陈琦等学者称之为“上”与“下”的问题。基于此，笔者在GIF动画单元设计中采用“自下而上”与“自上而下”双向认知加工的方法来促进学生的学习，先从局部体验软件让学生形成整体认知，后从整体规划培养学生先构思后制作的认知过程，再使其逐渐在制作过程中认识软件与学习技能知识。
“自上而下”与“自下而上”概念理解
关于自上而下与自下而上中“上”与“下”含义的理解，目前有三种主流认识。加涅从信息加工理论的角度来分析，认为自上而下的加工应该是从自主发现走向实践技能学习的过程，而自下而上的学习应该是从附属技能的学习走向一般概念与原理的认识。陈琦教授从建构主义者的角度，分析自上而下的教学设计，认为在教学过程中可以先呈现整体性的任务，然后让学生自己探索解决问题中的多个子任务以及需要掌握的基本知识和技能。至于具体使用哪种形式，需要结合具体的教育内容与教育目的来选择。祝智庭教授从布鲁姆教育目标分类理论角度来认识“上”“下”，认为记忆、理解、应用的初级认知阶段为“下”，而分析、评价、创造的高级认知阶段为“上”。自下而上，即为从初级认知走向高级认知的思维加工^程。在教学使用方面，祝教授认可两种形式互补使用的实践性思维。
归纳以上观点，“上”和“下”可理解为：①理论归纳与实践操作之间的问题；②整体性思考与小步骤学习之间的问题；③初级认知加工与高级认知加工之间的问题。以上理解虽然是从不同角度进行的考量，但都致力于从认知加工层面促进学生的学习，如抽象与具体的思维转变、整体与部分的思维分析、初级与高级的思维加工。可以发现，研究者不再浮于表层的操作层面促进学生的学习，而是从关注学生的认知加工过程着手，制定合理的教学方式帮助学生理解与掌握知识。因此，本文结合建构主义的整体与子体理论和布鲁姆的教学目标理论共同分析本单元，如上页图1所示，将“上”定义为“整体任务”“高级认知”，将“下”定义为“子任务”“初级认知”。根据此界定，着眼于gif动画的整个单元，设计符合学生认知特点与促进学生理解的教学。
GIF动画单元介绍
GIF动画单元为河北省信息技术电子教材四年级下册第三单元中的教学内容，软件使用版本为Easy GIF Animator5.1绿化汉化版本。根据皮亚杰的认知发展阶段理论，四年级学生的思维发展已经达到了抽象思维的水平，但仍需要借助具体事物与情境进行逻辑推理。例如，学生可凭借自己熟悉的体验或实例来理解复杂的概念。从初始能力分析，学生在四年级上册学习“美图秀秀”软件中的动画背景更换与动感闪图制作时，已经对GIF动画的形成原理与呈现效果有了一定的了解。
基于学生的认知特点与学习经验，本单元按照初识动画、绘制动画、调整动画与美化动画的顺序组织教学。内容安排：第1课“初识GIF动画”，以已有图像对象为基础创建动画，操作较为简单，主要以学生体验为主；第2课“绘制GIF动画”，先设计制作图像，在此基础上绘制动画；第3课“调整GIF动画”，以第2课动画为基础，进行复制与调整，形成多张局部调整的静态图像，然后通过设置图像的播放时间，形成连续的动画效果；第4课“美化GIF动画”，在第3课的基础上，添加文字以及过渡效果完善动画。
自下而上的教学内容设计
教学内容设计：第1课“初识GIF动画”，以动画向导的方式，从具体技能知识的教学开始，带领学生快速体验动画制作的整体过程，形成对软件及动画制作的整体认知。具体展开时，教师以闪图引入GIF动画的格式介绍，然后请学生欣赏与体验GIF动画实例，比较播放效果的不同；在动画原理、播放顺序、时间间隔等方面进行总结，并以“人走路”动画为例，演示借助动画向导添加图像制作动画的过程；创建完成后，带领学生预览动画，并根据预览效果，让学生尝试对动画进行编辑与调整，如修改动画属性、画帧属性；效果满意后，保存操作。
设计意图：第1课让学生从动画向导接触而不是从绘制动画开始，是因为前者操作较为简单，容易把握。动画向导的作用就像一个“引路人”，可以指引学生跟随提示一步步操作，制作出已有图像的GIF动画。利用已有图像方便快捷地制作出一个简单的GIF动画，学生能快速体验到完成一份动画的成就感，从而激发继续学习的兴趣。学生在“美图秀秀”单元中，已经学习了闪图的产生原理与图像文件格式，所以在导入环节教师要引导学生回顾闪图的相关内容，可以促进对新知识的迁移。学生在了解原理的基础上，比较各动画的播放效果，可以在欣赏过程中更直观地体验GIF动画的特点，认识到GIF动画的播放顺序、时间间隔等都是可以调整与修改的。
认知加工过程分析：这一课采用的是自下而上的教学设计。学生从一步步操作到逐渐完成一个小的整体动画，实际是在进行从记忆、理解、应用动画的初级认知阶段走向综合所有操作形成连续动画效果的高级认知阶段。从建构主义与认知过程两个角度来说，学生都是在进行自下而上的加工，即从子任务到整体任务，从初级认知走向高级认知。教学设计让学生从具体实例着手体验动画制作的整体过程，主要目的是让学生在真实体验中，感受软件的使用，从而形成对所学软件以及所学内容的整体认知，并为他们学习后面的内容提供认识基础。
自上而下的教学内容设计
学生在第1课经历制作动画的过程后，对动画制作形成了整体认知。在此基础上，第2、3、4课是从整体规划与设计动画开始，分阶段地完成任务，进而实现整体动画效果的制作。
1.内容介绍
（1）整体规划课程：绘制GIF动画
教学内容设计：在制作动画前，教师要带领学生整体规划与设计GIF动画（如下表）。以小丑动画为例，教师引导学生思考想要绘制的动画主题、故事简略、具体情节等，然后带领学生从中提取关键词，细化每一幅图像的内容，标注关键词。教师带领学生完成一次整体的规划后，请学生自己说一说，想要绘制的动画形象及故事。
在规划与设计的基础上，开始利用工具绘制动画形象。教师介绍绘制主题形象需要的相关技能知识，如空白帧的插入与编辑、基础绘图工具的使用等。
设计意图：本节课，先让学生整体规划与设计需要制作的GIF动画，目的在于让其在头脑中对要绘制的内容以及即将进行的工作有一个完整、清楚的了解，这样学生能够做到心中有数，有规划、有目标地安排自己绘制动画的节奏。同时，细致的思考可以帮助学生更加轻松快捷地完成动画作品的绘制。“说一说”环节可以帮助学生梳理制作动画的思路，促使学生形成先规划后制作的意识。
（2）具体制作课程：调整GIF动画
第3节课是在已经规划的基础上，呈现阶段性动画效果。例如，小丑的眼睛跟随虫子转动，由学生分析实现效果需要完成的一系列任务，然后根据任务来学习对应的技能知识，最终实现该阶段动画效果。
教学内容设计：欣赏“随虫子转动眼睛的小丑.gif”，说一说小丑从初始图到动态效果图之间经历了哪些化，图2所示为静态效果图。教师总结学生的分析结果，如眼睛转动、添加小虫等。据此，以绘制的小丑对象为原型，介绍形成动画的过程操作，如画帧的复制、删除、编辑、调整，以及图像的插入与翻转。以眼睛和小虫子的变动为例，具体介绍多张图像的局部编辑操作：①眼睛调整阶段。调整所有图像的眼睛部分，使之形成上下左右转动的动画效果。②小虫子调整阶段。在调整眼睛后的图像上，插入小虫子的图像，并跟随眼睛转动位置，放置小虫子，形成眼睛随小虫子爬动而转动的动画效果。③顺序调整阶段。GIF动画完成后，可以通过调整画帧的先后顺序，形成多种具有不同含义的动画效果。一种顺序，可以是因为自己不喜欢的事情解决了而高兴；另一种顺序，可以是从微笑开始，向别人讲述一些搞笑的故事。
设计意图：本节课在初始环节展示动画效果，请学生欣赏与分析，意在引导学生思考“发生了哪些变化”“如何实现的变化”“我可以实现哪些”，让学生对本节课要完成哪些任务有一个整体的认识。例如，在观察动画后，学生可以发现每张图像都是围绕某一确定的主题形象进行的局部调整，如小丑的眼睛与虫子。这样学生在制作过程中，不需要每次都去重新绘制新的小丑形象，可以考虑以复制与调整画帧的方式，快捷地制作多个相似的画帧，使静态图像动起来。通过复制，既节省了绘制的时间，也提高了动画制作的效率。其中，画帧顺序调整的讲解，一方面，让学生熟悉“上移”“下移”操作的使用；另一方面，让学生体会通过调整图像顺序，可以形成不同的动画效果，培养其设计思维。
（3）具体美化课程：美化GIF动画
本节课同第3课教学结构的安排一致，先让学生体验添加效果后的动画，然后在分析的基础上，完成相应技能的学习。
教学内容设计：在上节课已制作出动画效果的基础上，继续完善。首先介绍静态文字、动画文字两种文字的添加；然后让学生比较添加动画文字的前后效果，缩略视图中画帧的数目变化，并说一说原因。为了使前后画帧的过渡更加自然或流畅，需要为画帧之间添加过渡效果。当美化完成后，将GIF动画最终效果导出为Easy GIF Animator软件不可编辑的AVI视频格式。
设计意图：让学生欣赏与分析作品的目的，是让学生对本节课需要添加的内容有一个总括性的了解，并在针对每种技能知识进行专项学习与练习的过程中，体会文字及过渡效果的添加在动画内容表达中的作用。而“说一说”动画文字效果变化环节，可以让学生明确画帧数目的增多是因为动画文字也是一个简单GIF动画，是由一张张静止的含有文字的图像依次组合形成的。
2.认知加工过程分析
在第1课中，学生已经对动画制作过程有了基本的体验，并在此基础上，根据需求规划需要制作的动画，分阶段地学习相应的子技能，进而使学生能够有的放矢地完成动画，而此时他们是在进行自上而下的认知加工。
第2、3、4节课是让学生从整体规划与设计动画开始，逐步制作自己需要的动画部分，实现阶段性的动画效果，如绘制动画形象―实现动态变化―美化过渡效果。在此过程中，学生是从综合、分析作品的高级认知阶段逐步走向对新建空白动画、基础绘图工具、添加动画文字等技能知识的记忆与应用的初级认知。
结合建构主义与认知过程两种观点，学生在第2、3、4节课整体进行的是自上而下的加工过程，即从整体任务（规划与设计）到子任务（子技能掌握），从高级认知（综合、分析）走向初级认知（记忆、应用）。
小结
本单元先让学生完整地体验动画制作的整个流程，然后再分环节地规划、绘制、调整与美化动画，体现了自下而上与自上而下认知过程的双向兼顾。一方面，以自下而上的方法，帮助学生整体了解了软件的功能，避免了规划过程中出现“无法下手”的情况，进而促进了学生根据对已有功能的了解，带有指向性地规划动画；另一方面，结合自上而下的方法，对动画进行整体规划与设计，实现对制作主题思路的梳理、各项技能的针对性学习与目标效果的完成。
本文的设计思路意在强调软件单元的教学，需要体现自下而上与自上而下结合的认知加工过程。在具体设计方面，仍需要根据软件的功能与特点来加以考虑。例如，本单元是借助软件中的向导功能在短短一节课中完成了自下而上的设计，再利用三课时设计并制作作品。如果软件中不具备类似向导的功能，在课时安排上也可以相应调整。譬如，先带领学生逐步完成实例，使其在此过程中学习相关技能，进而利用综合活动的方式（一两次课）为学生提供设计并制作的机会。