基于酷豆游戲設計的計算思維教學實踐與思考

黃獻忠　姚武東

計算思維是建立在計算機科學概念基礎上的，而目前的中小學信息技術課程又與計算機課程不同，所以在信息技術課程體系發展形成的過程中，將計算思維納入教學研究范疇是一件很自然的事，且不少中小學已經針對計算思維如何培養開展了實踐研究，總結了一些經驗。

“算法”是計算機科學基礎概念中的核心概念之一，所以算法的學習是提高學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生更直觀的學習環境，學生不再記復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，具體教學經驗如下。

● 實踐的歷程

1.學習“計算思維”相關的理論和實踐案例

對計算思維的理解，每位信息技術教師都不可能是信手拈來的，因此要思考：中小學信息技術教育為什么需要計算思維;通過什么途徑初步培養學生的計算思維;現有的信息技術課程體系中，計算思維能否真正融入，以及通過學習國內在小學中開展計算思維培養案例和論文規劃校本解決方案等。筆者將“小學生計算思維培養的實踐研究”作為學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試，確保軟件運行穩定和教學實踐的正常進行。

《計算思維從入門到精通——“酷豆”教你學編程》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為引導，通過討論、動手、上機、分組合作的形式，使得各種創意在Kodu中模擬和實現。本教程還提供了前兩課的教學視頻和各課的教學演示文稿，極大地方便了教師指導和學生自學。

另外，Kodu官方網站提供了個人賬號注冊和資源分享平臺，為酷豆的學習提供了豐富的在線資源。

3.通過項目式結隊評比的方式激發學生學習興趣

筆者選用的教程適合進行項目式教學，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員學習的積極性。實踐中，學員們通過互幫互助，都能夠按學習進度完成任務，有的學員還要求借教材回家自學，學習效率得到大大提高。該社團用了一個學期的社團活動時間完成了全部教程，取得了良好的學習效果。

4.結合計算思維，解決實際學習和生活中的問題

該教程巧妙通過游戲設計引出計算思維的相關概念，以生活和學習中的實際例子加以引導，讓學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”環節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、內存、待機時間、重量等，來選擇自己中意的。進而聯系到寫作文字數不夠時，可以對你描寫的對象（物品或人）的屬性進行詳略得當的描寫，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，展示團隊創作成果

在學習完整套教程后，筆者要求學生以“游戲設計大賽”的方式交流匯報小組的項目學習成果，這樣能有效激發起學生的創作欲望。有了教程中“射擊對抗”和“競速”兩類游戲的設計基礎，以及配套資源和官網大量的實例展示，各小組可以根據喜好開始游戲的自創設計。限于學生的認知水平，提交的大部分作品都是以模仿、移植同類作品為主，但學生在團隊合作過程中已經能把計算思維運用到整個過程中，如游戲規則的制訂、游戲設計任務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，學員們分享作品成果與學習收獲，揭開了電腦游戲的神秘面紗，更重要的是培養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期的時間內完成教學任務，實驗對象分別是四年級信息技術社團成員和六年級學生。假如要將此教程（或者類似的計算思維培養教程）納入信息技術課程體系，必然會對現有信息技術教材的教學內容造成影響，這是一道選擇題，因此，要結合學校實際進行取舍。筆者所在學校地處經濟較發達地區，信息技術課程已成為三年級以上的必修課，根據最新《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”等最新內容，體現了教材編寫者們的與時俱進，但在計算思維培養方面并沒有顯性的教學內容。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的教學內容設計，或者在現有教材基礎上進行優化滲透，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教學實踐所作的思考，計算思維進入小學信息技術課程體系還面臨著很多問題。每個人思維發展都有階段性限制，小學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課程體系的發展。