基于酷豆游戲設(shè)計的計算思維教學(xué)實踐與思考

黃獻忠　姚武東

計算思維是建立在計算機科學(xué)概念基礎(chǔ)上的，而目前的中小學(xué)信息技術(shù)課程又與計算機課程不同，所以在信息技術(shù)課程體系發(fā)展形成的過程中，將計算思維納入教學(xué)研究范疇是一件很自然的事，且不少中小學(xué)已經(jīng)針對計算思維如何培養(yǎng)開展了實踐研究，總結(jié)了一些經(jīng)驗。

“算法”是計算機科學(xué)基礎(chǔ)概念中的核心概念之一，所以算法的學(xué)習(xí)是提高學(xué)生計算思維最有效的方式。目前，編程工具平臺有很多，其中積木式編程給了學(xué)生更直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生不再記復(fù)雜的英文命令與格式，且平臺還可以通過接口對外部硬件設(shè)備進行控制。最終，筆者選擇了酷豆（Kodu）游戲工作室進行計算思維的教學(xué)，具體教學(xué)經(jīng)驗如下。

● 實踐的歷程

1.學(xué)習(xí)“計算思維”相關(guān)的理論和實踐案例

對計算思維的理解，每位信息技術(shù)教師都不可能是信手拈來的，因此要思考：中小學(xué)信息技術(shù)教育為什么需要計算思維;通過什么途徑初步培養(yǎng)學(xué)生的計算思維;現(xiàn)有的信息技術(shù)課程體系中，計算思維能否真正融入，以及通過學(xué)習(xí)國內(nèi)在小學(xué)中開展計算思維培養(yǎng)案例和論文規(guī)劃校本解決方案等。筆者將“小學(xué)生計算思維培養(yǎng)的實踐研究”作為學(xué)校教師微課題進行申報，有計劃有步驟地開展實踐研究。

2.獲取Kodu游戲工作室相關(guān)的資源

確定選用“Kodu游戲工作室”編程平臺后，筆者第一時間搜集Kodu軟件資源，在機房下載最新版本進行安裝調(diào)試，確保軟件運行穩(wěn)定和教學(xué)實踐的正常進行。

《計算思維從入門到精通——“酷豆”教你學(xué)編程》這本教程，沒有通篇累牘介紹晦澀的概念和理論，而是以多個游戲任務(wù)為引導(dǎo)，通過討論、動手、上機、分組合作的形式，使得各種創(chuàng)意在Kodu中模擬和實現(xiàn)。本教程還提供了前兩課的教學(xué)視頻和各課的教學(xué)演示文稿，極大地方便了教師指導(dǎo)和學(xué)生自學(xué)。

另外，Kodu官方網(wǎng)站提供了個人賬號注冊和資源分享平臺，為酷豆的學(xué)習(xí)提供了豐富的在線資源。

3.通過項目式結(jié)隊評比的方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

筆者選用的教程適合進行項目式教學(xué)，因此筆者從各班選了4至5人分為一隊，用選隊長、起隊名、提口號等團隊建隊方式，提高凝聚力，形成集體榮譽感，通過合作與競爭提高學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性。實踐中，學(xué)員們通過互幫互助，都能夠按學(xué)習(xí)進度完成任務(wù)，有的學(xué)員還要求借教材回家自學(xué)，學(xué)習(xí)效率得到大大提高。該社團用了一個學(xué)期的社團活動時間完成了全部教程，取得了良好的學(xué)習(xí)效果。

4.結(jié)合計算思維，解決實際學(xué)習(xí)和生活中的問題

該教程巧妙通過游戲設(shè)計引出計算思維的相關(guān)概念，以生活和學(xué)習(xí)中的實際例子加以引導(dǎo)，讓學(xué)生嘗試用計算思維的方式來解決問題。其教程體系如下圖所示。

以《第5課 射擊游戲1》為例，教師用常見的射擊游戲的元素——己方（Kodu）、對方（章魚）、武器（星光彈）、生命值來認識“對象和屬性”的概念，而后在“腦洞大開”環(huán)節(jié)提到辨識物品的方法，如選購手機時要分清手機顏色、機身尺寸、屏幕大小、分辨率、內(nèi)存、待機時間、重量等，來選擇自己中意的。進而聯(lián)系到寫作文字數(shù)不夠時，可以對你描寫的對象（物品或人）的屬性進行詳略得當(dāng)?shù)拿鑼?，立即就顯得飽滿而生動了。這個簡單的例子就可以達到初步讓學(xué)生運用計算思維識別與分析問題，達到解決問題的效果。

5.交流分享，展示團隊創(chuàng)作成果

在學(xué)習(xí)完整套教程后，筆者要求學(xué)生以“游戲設(shè)計大賽”的方式交流匯報小組的項目學(xué)習(xí)成果，這樣能有效激發(fā)起學(xué)生的創(chuàng)作欲望。有了教程中“射擊對抗”和“競速”兩類游戲的設(shè)計基礎(chǔ)，以及配套資源和官網(wǎng)大量的實例展示，各小組可以根據(jù)喜好開始游戲的自創(chuàng)設(shè)計。限于學(xué)生的認知水平，提交的大部分作品都是以模仿、移植同類作品為主，但學(xué)生在團隊合作過程中已經(jīng)能把計算思維運用到整個過程中，如游戲規(guī)則的制訂、游戲設(shè)計任務(wù)的拆解和游戲運行的可靠性與可玩性等，潛移默化地運用了建模、抽象、分解、冗余、容錯、糾錯等思維方法。最后通過展示答辯，學(xué)員們分享作品成果與學(xué)習(xí)收獲，揭開了電腦游戲的神秘面紗，更重要的是培養(yǎng)了一系列解決實際問題的思維方式。

● 實踐的反思

筆者采用的教程剛好可以在一個學(xué)期的時間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，實驗對象分別是四年級信息技術(shù)社團成員和六年級學(xué)生。假如要將此教程（或者類似的計算思維培養(yǎng)教程）納入信息技術(shù)課程體系，必然會對現(xiàn)有信息技術(shù)教材的教學(xué)內(nèi)容造成影響，這是一道選擇題，因此，要結(jié)合學(xué)校實際進行取舍。筆者所在學(xué)校地處經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)，信息技術(shù)課程已成為三年級以上的必修課，根據(jù)最新《綱要》編寫的省編教材也作了同步修訂，如六年級增加了“人工智能”等最新內(nèi)容，體現(xiàn)了教材編寫者們的與時俱進，但在計算思維培養(yǎng)方面并沒有顯性的教學(xué)內(nèi)容。如果以后還將進行修訂，可以考慮增加一些專門針對計算思維培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，或者在現(xiàn)有教材基礎(chǔ)上進行優(yōu)化滲透，以貫徹《綱要》的精神。

以上是筆者對初步運用酷豆平臺開展計算思維培養(yǎng)教學(xué)實踐所作的思考，計算思維進入小學(xué)信息技術(shù)課程體系還面臨著很多問題。每個人思維發(fā)展都有階段性限制，小學(xué)生的計算思維需要達到什么水平，以及如何加以評估等都需要有章可循，不能因為無章可循而影響了信息技術(shù)課程體系的發(fā)展。