LOGO游戲化學習軟件簡介及思考——以Crystal Rain Forest為例

■張忠 趙凱

LOGO游戲化學習軟件簡介及思考
——以Crystal Rain Forest為例

■張忠1趙凱2

LOGO語言是目前我國小學信息技術教育階段所學習的程序設計語言，是一種圖形化的語言，借助“海龜”在界面上的運動，使學生直觀地看到程序的運行過程和運行結果。新課程改革強調學生學習方式的轉變，強調信息技術在教學中的運用，越來越多的信息技術教師也開始關注如何更好地將信息技術應用于信息技術課程自身的課堂教學中。

筆者使用的Crystal Rain Forest 2000是一款面向兒童的LOGO程序設計的游戲化學習軟件，該游戲有著精美的畫面、動畫、聲音，通過學生在雨林中的歷險按照邏輯和順序把LOGO介紹給學生，使學生通過歷險和挑戰在不知不覺中一步一步地學習LOGO的相關知識。

Crystal Rain Forest游戲簡介

游戲背景

Oglo星球正在經受一場災難，Azon王國的許多樹木遭到砍伐，國王決定設法阻止這種亂砍濫伐的行為，保護王國的森林。國王的行動引起不滿和抱怨，伐木場的一些無賴用有毒的飛鏢射中國王，國王生命垂危。游戲中只有玩家才能拯救星球上的森林，還要找到魔法水晶（通過LOGO的學習畫出指定的圖形）來拯救垂危的國王。

使用模式及功能

Crystal Rain Forest共有4種模式，即Adventure Mode、Teacher Mode、Activity Mode和Crystal LOGO。Crystal Rain Forest設計得非常巧妙，教師可以通過設置來控制學生的學習模式并進行反饋。

1）Adventure Mode，即歷險模式。學生在森林中感受雨林所帶來的新奇、神秘以及重重的危機，在歷險模式下，他們的積極性和好奇心被充分調動起來，在雨林中經過一關一關的歷險，不知不覺進行LOGO的學習。在歷險的過程中，游戲還培養學生的問題解決能力以及良好的道德情感。

2）Teacher Mode，即教師模式。教師模式能夠快速地進行各種水平的學習活動，這一功能主要是為了教師希望能夠利用它作為教學的工具使用而設計的。教師模式界面中，在左側列出所有學習活動的選項，教學時根據需要進行選擇。當選擇某一項時，右側的窗口里會顯示出該活動的一些信息，如學習目標、學習的一些LOGO命令，以及水平1和水平2練習之間的區別等。

進行學習時，屏幕上會出現一個教師控制面板，上面有Info、Restart、Exit和Talking LOGO4個按鈕。活動中單擊Info按鈕，在彈出的窗口中會出現當前學習活動的學習目標以及一些有益的幫助、學習時需要思考的問題。單擊Restart按鈕，可以在學習過程中任意時刻從頭開始。Exit用于退出當前的學習活動，返回到上一級菜單。

3）Activity Mode，即活動模式。該模式把知識成分從歷險模式中分離出來，去掉游戲成分。此模式中共有12個練習活動。

①Robot Temple，學習使用LOGO的基本命令，游戲中學生要指揮機器人行走，打開門讓機器人走出去。

②Garden Bridge，培養學生的旋轉、定位能力，學生選擇不同形狀的木塊把它填到損壞的木橋上。學生必須選擇正確的形狀，并且確定程序中的順序。運行程序后，學生還要對木塊進行旋轉，這樣才能把壞了的橋修好。在這里學生也初步體會了程序設計的概念和流程，以及解決問題的方法。

③Packing Leaves，培養學生的視覺判斷能力，游戲中要求學生根據運送車子車身的大小來設定需要裝載的打包的落葉，學生參照給定的落葉包的長寬大小對要打包的樹葉的長寬來設定。

④Museum Shop，一個自動售后商店，學生利用Left、right命令控制指針進行旋轉，指到某一物品時，就可以按下B鍵進行購買，培養學生對旋轉角度的估計技能。

⑤Wire Connections，把設備進行連接，鞏固使用LOGO的基本命令。

⑥Engine Immobilize，練習使用Pen Up、Pen Down、顏色的設置等命令。

⑦Navigating the River，學生綜合運用LOGO命令控制小船在河中避開圓木行駛，主要培養學生對角度、距離的判斷能力。

⑧Rope Bridge，一座纜橋的繩索壞了，學生要把吊掛橋面的繩索掛起來。這一環節介紹循環命令的概念，使學生初步了解循環命令。

⑨Avoiding the Rocks，學生操作小船通過礁石密布的河流，通過使用LOGO命令來控制小船行駛的方向和距離。小船前進的速度可通過Fast和Slow進行調節。

⑩Safety Nets，這一環節介紹LOGO語言中的“過程”這一非常重要的概念，同時鞏固Repeat命令的運用。

11Building Magic Crystal，進一步鞏固Repeat命令建立過程，學生編寫程序畫出“水晶”，這就是游戲中所說的拯救國王所需的“魔法水晶”。

12The Symbol of the Forest，鞏固所學的LOGO命令及技能。

4）Crystal LOGO。Crystal LOGO是該游戲中自帶的LOGO開發環境，供學生在娛樂之余用于LOGO編程，界面如圖1所示。

圖1

Crystal LOGO的界面看起來略顯臃腫，但其好處是不言而喻的。首先，所有的命令和數值都被做成按鈕，可以用鼠標完成輸入，數值按鈕包括0～9十個數字，還包括10～360中間整十的數值按鈕。除此之外，還有一個“45”的數值按鈕。這些按鈕在命令、數值的輸入上極大地方便了學生的使用，使學生進行程序設計時不需要利用鍵盤進行繁雜的輸入工作，只要點擊鼠標即可。Fast按鈕可以加快程序運行的速度，在程序較長時按下該按鈕，可以加快程序運行的速度；關閉該按鈕則可以觀察程序的運行步驟。Crystal LOGO窗口的右下角的小窗口中，可以方便地建立過程，在程序中調用。

學生使用軟件中的I n s e r t、Delete等命令可以非常方便地在程序命令行中進行命令的添加和刪除。按下Talking LOGO按鈕可以通過語音提示學生輸入的是什么命令，避免輸入錯誤，而運行程序時，語音也會一步一步提示所運行的命令，便于學生了解程序運行的流程。相比傳統的LOGO程序軟件，Crystal LOGO在理念和細節上的設計極大地方便了程序設計初學者的使用。

教師設置

Crystal Rain Forest具有較好的控制能力，教師通過一些常規設置并進行密碼保護，可以有效地根據教學的需要對游戲進行設置。

在主菜單的Teacher Options選項中，單擊進入，可以分為General Options和Records兩項進行設置。

General Options中可以對屏幕模式、學生可供使用的操作等進行設置。例如，教師通過設置，將歷險模式、活動模式以及教師模式禁掉，并通過密碼保護，學生在進入主界面后，以上3種模式變成灰色，只有Crystal LOGO能使用。同時，教師可以根據教學內容以及教學的需要合理進行設置。如教師只想讓學生使用活動模式下的Garden Bridge環節，就可以只選擇其下的Garden Bridge游戲，其余的全部禁掉。設置界面如圖2所示。

圖2

在Records標簽中，教師可以看到所有登陸該游戲進行學習的學生的使用情況。在表格中列出的是活動模式中的12個知識關卡，無論是在歷險模式中玩還是在活動模式玩，登錄學生的學習情況都會顯示出來。如圖3所示，有的關卡中有水平1和水平2兩個練習，所以表格中會出現1、2兩個數字。學生完成這些關卡中的某個水平的練習并過關后，這些數字就會用紅色顯示出來，教師可以方便地了解學生的學習情況，進行反饋。

圖3

幾點思考

游戲的情境

布魯納認為：“學習最好的刺激是對學習材料發生興趣。”因此，問題情境的創設要符合學生的年齡特點和認知規律，以他們的興趣為出發點，將問題融于情境之中，以此激起學生探求新知的積極性，促使他們全身心地投入新知學習中。Crystal Rain Forest從整體看有其大的游戲情境，通過大的情境創設使學生樹立愛護環境、保護森林的環保意識，同時樹立正義感。

而具體到一些環節，其情境的創設也是非常的巧妙。游戲中每個環節也有其特定的情境，情境可以更好地激發學生的學習興趣，使學生沉浸其中。圖4是Garden Bridge環節的畫面，在這里學習Repeat命令。

在信息技術課堂中講述同樣的內容時，即使創設同樣的情境，學生在編寫程序中畫出同樣的線條，但由于程序界面中不可能出現和教師所創設情境相符的背景圖片，學生可能只是在一片空白的背景上進行，即使教師用再形象的語言去描述，學生再去發揮想象，也是絕對達不到圖4所示效果的。在游戲中，學生在背景圖上可以自己嘗試距離和角度，自己去探究，把橋面和纜繩之間的孔穿起來，固定橋面。

圖4

而國外一些版本的LOGO也開始支持背景圖片的調入，如教師調入迷宮的背景圖片，讓學生控制海龜走出迷宮；或調用一幅海邊風景的圖片，讓海龜爬到海里。這樣的情境更能激發學生的興趣。正是因為背景的介入，國外LOGO教學比較注重學生對角度、距離的估計與判斷，鼓勵學生自己去判斷、去嘗試。而國內由于當前所使用LOGO軟件的限制，教學中通常對角度、距離的數值給出定值或不作要求。

Crystal LOGO與傳統LOGO的比較

傳統LOGO語言環境界面單一，是基于文本的程序設計環境，因此，程序設計者必須要通過鍵盤輸入字符、字母或數字。而小學生普遍存在指法較差、輸入速度慢的現象，在LOGO語言教學中編寫一個程序往往要耗費大量的輸入時間。Crystal LOGO把命令和數值全部做成按鈕，使學生可以擺脫鍵盤進行輸入，也避免語法錯誤，提高學生的學習效率，似乎更適合小學低年級段學習。或許有人會說Crystal LOGO完全放棄鍵盤的輸入，似乎走了另一個極端。這樣說確實有一定的道理。使用傳統的LOGO也有其優勢，就是可以輸入需要的數值，而Crystal LOGO只能輸入界面中提供的數值。

基于文本命令的程序設計環境對于這些非專業的程序設計學習者來說，輸入太多的命令不是一件好事，學生都不喜歡把時間花在輸入命令上，可能為了看到一個程序的運行結果，他們要把大量的時間花在輸入命令上。他們的指法不是很好，輸入的速度比較慢，一旦輸入錯誤，又會造成語法錯誤而導致程序無法運行或出現與他們預期效果不一致的結果，這樣會極大地打擊學習的興趣和自信心。讓學生從繁雜的鍵盤輸入中解放出來，也正是國外面向兒童的程序設計軟件發展的一個新方向，其理念值得學習。

此外，T a l k i n g L O G O也是Crystal LOGO的一大特色，按下Crystal LOGO中的Talking LOGO按鈕，運行程序時，每執行程序中的一行命令，都會有與命令對應的語音提示，學生可以觀察屏幕上程序的運行，同時聽到所運行的命令，在視覺和聽覺上實現多感官的刺激。

能力與情感的培養

LOGO作為一種計算機語言，更多的是給學生傳遞數學的思想和方法，大多數的活動都強調圖形與空間的能力，活動中讓學生探索圖形的性質，進行基本的推理。Crystal Rainforest游戲中的知識點始終和游戲中的生活情境相結合，極大地培養了學生的問題解決能力。此外，培養了學生的計算機操作能力、數學能力（如圖形、角度、方向的判斷等）、程序設計能力（初步學會運用LOGO命令進行程序設計）。游戲還培養了學生良好的道德情感。游戲從保護雨林出發，教育學生要愛護環境，熱愛大自然。而對游戲中那些砍伐森林的壞家伙，也是持治病救人的態度，在游戲尾聲當他們遇難時，Roberts教授也用“魔法水晶”救了2個壞家伙的命，使他們認識到自己以前的錯誤以及森林的重要性，發誓以后再也不會砍伐森林了。

使用模式的便利

Crystal Rain Forest共有4種模式，非常合理。例如，教師不想讓學生把過多的時間沉浸在歷險模式中，就可以將歷險模式禁用，這樣學生在主界面中就無法進入歷險模式。如教師只想讓學生使用Crystal LOGO，只要把其他的模式全部禁用就可以，這樣學生就不能使用寓教于樂的方式進行學習，而只能去進行程序設計。筆者使用的單機版的Crystal Rain Forest雖然不能在課堂中實時控制，但其前期的控制仍能較好地為教學服務。在家庭中使用時，家長也可以根據需要較好地進行學習模式、學習內容的控制。

國內的一些教育游戲在設計上缺乏這樣的理念，往往“眉毛胡子一把抓”，游戲成分和知識成分結合后難以分開。游戲一旦進入課堂教學，教師在課堂上難以控制，使得學生在游戲的狀態下花很長時間才能到達知識點，往往浪費大量的時間。對國內的教育游戲的設計和研究者來說，Crystal Rain Forest值得學習和借鑒。

信息技術學習方式的轉變與教育游戲的開發

隨著信息技術的發展與新課程改革的深入實施，信息技術與學科課程的整合使得教師的教學方式與學生的學習方式發生巨大的變化，教育工作者和學生也深深地感受到信息技術在教育教學中的應用。同時，信息技術教師也在思考這樣的問題：在信息技術教育中該如何使用技術呢？相信許多信息技術教師在日常的信息技術教學中曾經嘗試將游戲引入課堂教學中，只是國內好的游戲產品相對較少。

結語

游戲化學習的理論在西方國家發展得較為成熟，游戲化學習的軟件產品在數量和質量上，我國與國外相比差距較大。目前國內的教育游戲市場還不成熟，好的產品較少。教育游戲作為一種學習資源，已經被越來越多的人所關注。Crystal Rain Forest作為一款LOGO語言的游戲化學習軟件無疑是十分成功的，其設計的理念與細節以及Crystal LOGO都令人眼前為之一亮，使人領略到游戲應用于信息技術教育的一道亮麗的風景。這同時激勵國內致力于教育游戲的研究者、開發者不斷地開闊視野，提升理念，從而研究開發出更多更好的產品。

10.3969/j.issn.1671-489X.2010.35.052

1 南京市江寧區電化教育中心；2 南京市東山小學）