在“我的世界”中培养学生的计算思维

    摘 要：计算思维是信息技术的核心素养之一。“我的世界”编程是一款具有趣味性的图形化的可视化编程软件。学生通过学习“我的世界”编程，能够有效提高抽象思维能力、逻辑思维能力、程序优化能力和创新能力，从而更好地培养计算思维。

    关键词：编程;计算思维;信息技术

    中图分类号：G42? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章编号：2095-624X（2020）10-0062-02

    引 言

    “我的世界”编程是一款基于虚拟三维空间设计的具有趣味性的图形化编程软件，它为学生的思维训练和创新实践提供了最直接、最具操作性的平台，能够很好地激发学生的学习兴趣[1]。教师可以在编写程序解决问题的过程中，培养学生的抽象思维能力、逻辑思维能力、程序优化能力和创新能力，从而培养学生的计算思维。

    一、计算思维概述

    计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及理解类行为等涵盖计算机科学广度的一系列思维活动[1]。计算思维是信息技术核心素养中的重要内容，即模仿计算机处理问题的一般过程来解决实际问题，其主要特征为抽象、分解、递归和自动化实现。随着信息时代的到来，教师应在小学信息技术教学中积极培养学生的计算思维，其实质是引导学生通过信息技术来思考和解决问题。

    二、“我的世界”编程软件概述

    “我的世界（Minecraft）”是一款高级沙盒游戏，玩家在这一三维空间中，可以通过像搭积木一样的方式来进行组合与拼凑，很容易搭建出现实的建筑，通过一些事件和交互命令的使用，能够最大限度地模拟现实的生活环境，制作出符合自己想象中的世界[2]。“我的世界”编程就是让学生利用图形化的编程软件，通过编程的方式来建世界、玩游戏。学生在玩游戏的过程中，不断体验编程、学习编程、创新编程，从而更好地培养了自身的计算思维。

    三、基于“我的世界”编程软件培养学生的计算思维

    小学阶段的“算法和程序设计”模块主要是借助积木式的编程工具，让学生通过直观操作来体验编程过程，感受编程思想[3]。程序设计是对学生进行思维训练和创新实践的最直接、最具操作性的平台。“我的世界”编程能很好地激发学生的学习兴趣，加强对学生的思维训练，提升学生的创新实践能力，培养学生的计算思维。

    1.立足生活，创设问题情境，培养学生的抽象思维能力

    计算思维的本质是解决现实生活中实际问题的方法。我们在现实生活中遇到的问题一般比较复杂，所以在问题创设的过程中要与生活实际相结合，让学生联系实际生活经验，基于真实的生活经验进行思考。在此基础上，教师要引导学生从生活问题中抽象提炼出问题的本質，清晰地定义和表达问题，让学生更好地理解问题，让问题具体化。

    “我的世界”编程是学生在虚拟的世界中进行生活化的活动，这个世界和我们的现实世界相似，学生可以将自己的想法通过编程的方式来实现。“我的世界”里充满了现实生活的影子，学生根据自己的生活经验很容易就能产生学习需求，进而提高学习兴趣和参与欲望。

    “我的世界”中的主角史蒂夫刚到一个新的世界，他想要生存下去需要做哪些事情？对于这个问题，学生根据自己的生活经验很容易就能回答出来，建家园，养宠物，找朋友，防御敌人……这些回答能够组成一条故事线，也是我们接下来要学习和解决的问题。通过这样的方式，学生自然而然产生了学习的需求，提高了课堂的教学实效。

    例如，在“我的世界”中建造花园时，教师可以让学生根据生活经验说一说建造花园需要哪些物品，如花、数、栅栏等，这就自然而然地引出了要用无人机模块的命令来放置方块，而要种很多花，又引出了要使用重复命令来设置脚本。教师带领学生进行讨论，学生从具体的情境中抽象问题，从而解决问题。这一过程，就是将学生的形象思维向抽象思维转化的过程。

    2.分解问题，梳理思路，培养学生的逻辑思维能力

    在学习过程中，我们抽象出来的问题往往可能比较复杂，解决这类问题需要学生综合运用多方面知识。为了让问题更加清晰，学生可以在这一过程中将复杂的问题分解，抽象成若干个小的、易于解决的简单的问题。学生通过解决一个个小的问题，从而解决大问题。问题的解决方法有很多种，在明确认识到需要解决的问题后，学生可以对解决方案提出自己的猜想。这一过程，实际上是在提炼算法、训练学生的逻辑思维能力。

    在解决问题之前，学生需要首先分析问题，之后思考各问题的解决方法。在教学过程中，教师需要引导学生了解最终要完成的任务。为了完成这个任务，教师应带领学生将任务分解成几个便于执行的、具有逻辑性的小任务。在无形中，学生就将一个大的任务分解成了可以完成的具有联系的小任务，形成了算法般的步骤，梳理了解决问题的步骤。

    在“我的世界”编程游戏中，玩家在这个世界里生活，如吃饭、睡觉、种地、建房子等，自然会遇到许多现实问题。面对需要解决的现实问题，教师可以引导学生来分析，利用生活经验找到解决问题的关键，尝试将比较复杂的问题抽象成一个个能够解决的具体的小问题，分解难点并逐一突破。例如，在“我的世界”中建造一圈栅栏时，最终目标是建造一个正方形的栅栏。在此之前，教师带领学生将这个任务分解：建一个栅栏，建一排栅栏，建一圈栅栏，化难为易，逐步完成最终目标。整个问题分析的过程，可以帮助学生更好地理解任务、解决问题，从而培养学生的逻辑思维能力。

    3.解决问题，完善代码，培养学生的程序优化能力

    解决问题就是用已有的知识和经验尝试获得答案或者解决方法。在这一过程中，学生在不同的情境中，需要根据需求，调用已知的知识来尝试解决问题，从而获得新的知识和技能，训练学生的思维能力。“我的世界”编程的学习，始终渗透着算法思维。教师可以通过流程图帮助学生进行抽象与建模，引导学生进行开放、合作式的探究活动，以达到解决问题的目的。这样既能充分发挥学生学习的主观能动性，又能让学生对探究活动形成较为全面的认识和参与过程。计算思维不仅仅是解决问题的过程，更是寻求解决问题的最佳方式。

    “我的世界”是一个“学习共同体”。在“我的世界”中，玩家不是孤立存在的，而是合作创造生活。在这个世界中，玩家之间可以相互交流，也可以合作创造世界。而在编程学习中，实现某种目标的程序也有多种编写方式，学生可以采用不同的方式来编写程序。教师应鼓励学生采取合作和交流的方式进行学习，引导学生解决创作过程中遇到的各种问题。学生在合作过程中锻炼了沟通能力、协作能力，共同探究问题，找到解决问题的最佳方法和策略，最终优化了程序。

    例如，在“我的世界”中种花，学生可以采用先种花，再向前一步的方式编写程序，也可以采用先向前一步，再种花的方式编写程序。学生通过比较两种程序的编写，看哪种程序能够更加简化命令，即能够更好地使用重复执行命令。这样能够优化程序的编写方式，提高操作效率，同时也培养了学生程序优化的能力。

    4.展示作品，互动评价，培养学生的创新能力

    培养计算思维的目的是让学生在遇到实际问题时，能够运用所学知识和在课堂上养成的思维方式来解决问题，这就是计算思维抽象和自动化特点在学生实际生活中的体现。在教学过程中，教师可以让学生展示、分享作品，让学生借鉴同伴的知识、技术与创意，加强学生之间的思想交流，这也是学生再学习的一种方式。学生之间互相学习、评价、讨论，对课堂中的问题进行提升或重组，进一步碰撞思维的火花，从而创作出更精彩的作品，培养了创新思维能力。

    例如，在“建造花园”一课中，通过展示完成的花园，学生会发现大家种的花各色各样，由此可以提出问题：如何在花园中种不同种类的花呢？这些花可以怎样分布在花园中呢？学生进行进一步思考、讨论，在思维碰撞中不断提升自身的创新思维能力。

    结 语

    计算思维的形成不是通过短短一节课或几节课的时间就能实现的，它是一个较为漫長而又持续的学习过程。学生需要形成发现问题、提出问题、利用学科思维方式解决问题的思维模式。“我的世界”是一款很受学生欢迎的3D沙盒游戏，游戏中充满了现实生活的影子，其编程是一款适合小学生学习的编程软件，既能让学生在学习中体验创作的乐趣，又能让学生在潜移默化中不断地提升计算思维能力，并使学生将其迁移，应用于日常生活中。

    [参考文献]

    李改娟，潘艾文.浅谈计算机教学中如何培养计算思维[J].科技信息，2013（08）：12-13.

    汪琦.让信息课堂变成“我的世界”[J].中学课程辅导（教师教育），2017（24）：82-83.

    谢新燕.在scratch教学中如何培养小学生的计算思维[J].当代家庭教育，2019（18）：79-80.

    作者简介：王月（1991.9—），女，江苏东台人，二级教师，获得栖霞区“教坛新秀”称号，南京市网络与数字化环境下教学实验项目“先进个人”称号。