在“我的世界”中培養學生的計算思維

摘 要：計算思維是信息技術的核心素養之一。“我的世界”編程是一款具有趣味性的圖形化的可視化編程軟件。學生通過學習“我的世界”編程，能夠有效提高抽象思維能力、邏輯思維能力、程序優化能力和創新能力，從而更好地培養計算思維。

關鍵詞：編程;計算思維;信息技術

中圖分類號：G42? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-624X（2020）10-0062-02

引 言

“我的世界”編程是一款基于虛擬三維空間設計的具有趣味性的圖形化編程軟件，它為學生的思維訓練和創新實踐提供了最直接、最具操作性的平臺，能夠很好地激發學生的學習興趣[1]。教師可以在編寫程序解決問題的過程中，培養學生的抽象思維能力、邏輯思維能力、程序優化能力和創新能力，從而培養學生的計算思維。

一、計算思維概述

計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計，以及理解類行為等涵蓋計算機科學廣度的一系列思維活動[1]。計算思維是信息技術核心素養中的重要內容，即模仿計算機處理問題的一般過程來解決實際問題，其主要特征為抽象、分解、遞歸和自動化實現。隨著信息時代的到來，教師應在小學信息技術教學中積極培養學生的計算思維，其實質是引導學生通過信息技術來思考和解決問題。

二、“我的世界”編程軟件概述

“我的世界（Minecraft）”是一款高級沙盒游戲，玩家在這一三維空間中，可以通過像搭積木一樣的方式來進行組合與拼湊，很容易搭建出現實的建筑，通過一些事件和交互命令的使用，能夠最大限度地模擬現實的生活環境，制作出符合自己想象中的世界[2]。“我的世界”編程就是讓學生利用圖形化的編程軟件，通過編程的方式來建世界、玩游戲。學生在玩游戲的過程中，不斷體驗編程、學習編程、創新編程，從而更好地培養了自身的計算思維。

三、基于“我的世界”編程軟件培養學生的計算思維

小學階段的“算法和程序設計”模塊主要是借助積木式的編程工具，讓學生通過直觀操作來體驗編程過程，感受編程思想[3]。程序設計是對學生進行思維訓練和創新實踐的最直接、最具操作性的平臺。“我的世界”編程能很好地激發學生的學習興趣，加強對學生的思維訓練，提升學生的創新實踐能力，培養學生的計算思維。

1.立足生活，創設問題情境，培養學生的抽象思維能力

計算思維的本質是解決現實生活中實際問題的方法。我們在現實生活中遇到的問題一般比較復雜，所以在問題創設的過程中要與生活實際相結合，讓學生聯系實際生活經驗，基于真實的生活經驗進行思考。在此基礎上，教師要引導學生從生活問題中抽象提煉出問題的本質，清晰地定義和表達問題，讓學生更好地理解問題，讓問題具體化。

“我的世界”編程是學生在虛擬的世界中進行生活化的活動，這個世界和我們的現實世界相似，學生可以將自己的想法通過編程的方式來實現。“我的世界”里充滿了現實生活的影子，學生根據自己的生活經驗很容易就能產生學習需求，進而提高學習興趣和參與欲望。

“我的世界”中的主角史蒂夫剛到一個新的世界，他想要生存下去需要做哪些事情？對于這個問題，學生根據自己的生活經驗很容易就能回答出來，建家園，養寵物，找朋友，防御敵人……這些回答能夠組成一條故事線，也是我們接下來要學習和解決的問題。通過這樣的方式，學生自然而然產生了學習的需求，提高了課堂的教學實效。

例如，在“我的世界”中建造花園時，教師可以讓學生根據生活經驗說一說建造花園需要哪些物品，如花、數、柵欄等，這就自然而然地引出了要用無人機模塊的命令來放置方塊，而要種很多花，又引出了要使用重復命令來設置腳本。教師帶領學生進行討論，學生從具體的情境中抽象問題，從而解決問題。這一過程，就是將學生的形象思維向抽象思維轉化的過程。

2.分解問題，梳理思路，培養學生的邏輯思維能力

在學習過程中，我們抽象出來的問題往往可能比較復雜，解決這類問題需要學生綜合運用多方面知識。為了讓問題更加清晰，學生可以在這一過程中將復雜的問題分解，抽象成若干個小的、易于解決的簡單的問題。學生通過解決一個個小的問題，從而解決大問題。問題的解決方法有很多種，在明確認識到需要解決的問題后，學生可以對解決方案提出自己的猜想。這一過程，實際上是在提煉算法、訓練學生的邏輯思維能力。

在解決問題之前，學生需要首先分析問題，之后思考各問題的解決方法。在教學過程中，教師需要引導學生了解最終要完成的任務。為了完成這個任務，教師應帶領學生將任務分解成幾個便于執行的、具有邏輯性的小任務。在無形中，學生就將一個大的任務分解成了可以完成的具有聯系的小任務，形成了算法般的步驟，梳理了解決問題的步驟。

在“我的世界”編程游戲中，玩家在這個世界里生活，如吃飯、睡覺、種地、建房子等，自然會遇到許多現實問題。面對需要解決的現實問題，教師可以引導學生來分析，利用生活經驗找到解決問題的關鍵，嘗試將比較復雜的問題抽象成一個個能夠解決的具體的小問題，分解難點并逐一突破。例如，在“我的世界”中建造一圈柵欄時，最終目標是建造一個正方形的柵欄。在此之前，教師帶領學生將這個任務分解：建一個柵欄，建一排柵欄，建一圈柵欄，化難為易，逐步完成最終目標。整個問題分析的過程，可以幫助學生更好地理解任務、解決問題，從而培養學生的邏輯思維能力。

3.解決問題，完善代碼，培養學生的程序優化能力

解決問題就是用已有的知識和經驗嘗試獲得答案或者解決方法。在這一過程中，學生在不同的情境中，需要根據需求，調用已知的知識來嘗試解決問題，從而獲得新的知識和技能，訓練學生的思維能力。“我的世界”編程的學習，始終滲透著算法思維。教師可以通過流程圖幫助學生進行抽象與建模，引導學生進行開放、合作式的探究活動，以達到解決問題的目的。這樣既能充分發揮學生學習的主觀能動性，又能讓學生對探究活動形成較為全面的認識和參與過程。計算思維不僅僅是解決問題的過程，更是尋求解決問題的最佳方式。

“我的世界”是一個“學習共同體”。在“我的世界”中，玩家不是孤立存在的，而是合作創造生活。在這個世界中，玩家之間可以相互交流，也可以合作創造世界。而在編程學習中，實現某種目標的程序也有多種編寫方式，學生可以采用不同的方式來編寫程序。教師應鼓勵學生采取合作和交流的方式進行學習，引導學生解決創作過程中遇到的各種問題。學生在合作過程中鍛煉了溝通能力、協作能力，共同探究問題，找到解決問題的最佳方法和策略，最終優化了程序。

例如，在“我的世界”中種花，學生可以采用先種花，再向前一步的方式編寫程序，也可以采用先向前一步，再種花的方式編寫程序。學生通過比較兩種程序的編寫，看哪種程序能夠更加簡化命令，即能夠更好地使用重復執行命令。這樣能夠優化程序的編寫方式，提高操作效率，同時也培養了學生程序優化的能力。

4.展示作品，互動評價，培養學生的創新能力

培養計算思維的目的是讓學生在遇到實際問題時，能夠運用所學知識和在課堂上養成的思維方式來解決問題，這就是計算思維抽象和自動化特點在學生實際生活中的體現。在教學過程中，教師可以讓學生展示、分享作品，讓學生借鑒同伴的知識、技術與創意，加強學生之間的思想交流，這也是學生再學習的一種方式。學生之間互相學習、評價、討論，對課堂中的問題進行提升或重組，進一步碰撞思維的火花，從而創作出更精彩的作品，培養了創新思維能力。

例如，在“建造花園”一課中，通過展示完成的花園，學生會發現大家種的花各色各樣，由此可以提出問題：如何在花園中種不同種類的花呢？這些花可以怎樣分布在花園中呢？學生進行進一步思考、討論，在思維碰撞中不斷提升自身的創新思維能力。

結 語

計算思維的形成不是通過短短一節課或幾節課的時間就能實現的，它是一個較為漫長而又持續的學習過程。學生需要形成發現問題、提出問題、利用學科思維方式解決問題的思維模式。“我的世界”是一款很受學生歡迎的3D沙盒游戲，游戲中充滿了現實生活的影子，其編程是一款適合小學生學習的編程軟件，既能讓學生在學習中體驗創作的樂趣，又能讓學生在潛移默化中不斷地提升計算思維能力，并使學生將其遷移，應用于日常生活中。

[參考文獻]

李改娟，潘艾文.淺談計算機教學中如何培養計算思維[J].科技信息，2013（08）：12-13.

汪琦.讓信息課堂變成“我的世界”[J].中學課程輔導（教師教育），2017（24）：82-83.

謝新燕.在scratch教學中如何培養小學生的計算思維[J].當代家庭教育，2019（18）：79-80.

作者簡介：王月（1991.9—），女，江蘇東臺人，二級教師，獲得棲霞區“教壇新秀”稱號，南京市網絡與數字化環境下教學實驗項目“先進個人”稱號。