基于APP Inventor的“打地鼠”游戲的開發與實踐

（蘇州工業園區星海實驗中學，江蘇蘇州215021）

引言

APP Inventor是目前比較流行的，快速開發安卓APP的軟件，該軟件易操作，上手快，零基礎也可以開發APP，受到學生的廣泛喜愛。

目前，高中課堂APP Inventor教學現狀如下：由于學生上課沒有手機或者pad等電子設備，測試工具只能依賴AI伴侶或者模擬器；教學內容受限，像涉及到“傳感器”“重力感應器”“手機鍵盤”操作之類的案例沒法查看設計效果；缺少專門的教材，沒有系統性的學習資料。筆者以“打地鼠”游戲為例，探究高中課堂APP Inventor軟件教學實踐過程。

一、“打地鼠”游戲的教學實踐簡介

圖1 開發實踐過程示意圖

整個開發和實踐過程如圖1所示，首先以學生體驗“打地鼠”游戲開始，創設情境，激發學生的興趣，再由師生一起探討，提出問題，“打地鼠”游戲中，需要設計哪些功能；在教師的引導下，將問題抽象化、模型化；學生自主探究，慢慢嘗試使用App Inventor的控件，模擬問題場景。學生在嘗試的過程中，會遇到一些問題，通過交流討論，多次嘗試，完善思維方法，從而解決先前提出的問題。由于學生的能力層次不同，所以，“打地鼠”游戲設置了分層任務，玩法和設計難度都是從易到難。

“打地鼠”游戲一共分為三關，每一關的設計難度螺旋上升，比前一關更復雜，層層深入，如表1所示。

表1 每一關的說明

這三關的設計界面越來越豐富，從最初的空白界面，到第二關的地洞界面，到第三關地鼠出現在有背景的地洞界面，地鼠出現位置的不同，導致程序發生變化。

分層任務的設計，使得無論哪個層次的學生，均可以設計出自己的作品。每當學生完成一個任務，就會獲得成就感，不斷提升學習興趣。學生興趣濃厚作為內驅力，有利于今后對APP Inventor進行深層次學習，從而觸類旁通，舉一反三。學生通過參與整個游戲的設計和實現過程，提高了抽象思維、系統化思維、算法思維、創新思維等計算思維能力。

整個開發實踐過程以學生為主體，教師為主導。教師給學生創設情境，適時引導，分層任務設計，適當地運用激勵機制。

二、“打地鼠”游戲系統的設計與實現

（一）APPInventor軟件安裝

計算機系統采用的是32位win7操作系統，開發工具是APP Inventor離線版本的客戶端（漢化版）。經過筆者的多次親身體驗，離線版本的APP Inventor軟件比較穩定，可以供多數學生同時使用，確保課堂順利進行。

（二）界面設計

APP Inventor中界面設計比較簡單，充分體現了學生的藝術素養。界面設計的作用是美化APP界面，為后期的編程提供對象，沒有絕對的對與錯，只有好看與不好看。由于“打地鼠”游戲一共有三關，加上主界面（如圖2），一共有四個屏幕（多屏幕）需要設計。

圖2 “打地鼠”界面

為了測試的便利，四個屏幕均鎖定為豎屏。整個界面設計的組件如表2所示。在界面設計模塊，教師介入較少，學生只要根據自己的喜好，設計四個屏幕的界面，設置好相關屬性，如背景、顏色、大小等，可自由發揮。整個界面設計，可以培養高中生的藝術設計能力。

表2 界面設計的組件列表

（三）編程實現

在整個APP Inventor開發過程中，編程設計是核心部分。在該軟件的編程設計界面中兩個工具，一個是背包工具，它可以存放多次重復使用的代碼，一個是垃圾桶工具，可以刪除多余的，不必要的代碼。學生可以根據需要進行適當的選擇。

APP Inventor采用積木式堆疊法來完成編程，學生只需要從左側的“代碼塊”中拖動自己所需要的代碼，每一個獨立模塊代碼都是獨立的，前后順序不會影響程序結果。代碼塊主要分為內置塊（控制、邏輯、數學、文本、列表、顏色、變量、過程）和任意組件等模塊。編程的思路大致是選擇對象、觸發事件、方法。其中，三關中的通用模塊如表3所示。

表3 通用模塊代碼

核心模塊主要包括多屏幕模塊，地鼠移動模塊，碰撞檢測模塊，具體如下。

1.屏幕模塊

在主界面模塊，涉及到多屏幕之間的切換，所以用到“打開屏幕”模塊，確保能夠正確進入第幾關界面，如圖3。

圖3 多屏幕模塊

2.地鼠移動模塊

在接下來的三關中，地鼠不停地移動位置，為了減少代碼量，可以考慮將地鼠移動定義為一個過程，由于三關中的地鼠移動的位置不一樣，這就導致每一關的地鼠移動代碼不同（如表4）。

表4 地鼠移動模塊代碼

3.碰撞檢測模塊

在地鼠的隨機移動過程中，如何判斷是否打中地鼠？可以通過效果、聲音、反應來處理碰撞（如表5）。

表5 碰撞檢測代碼

在整個編程設計的過程中，教師的引導作用不容小覷，在對問題進行抽象時，教師適當的點撥，啟發學生，能讓學生少走彎路；在解決問題的方法上，教師要及時地幫助學生，指引學生合作學習、探究學習，并適當的鼓勵。整個編程設計過程，訓練和提升了學生的計算思維能力，從提出問題的抽象思維，到設計算法的算法化思維，再到解決問題的最優化思維，以及設計整個游戲的系統化思想都是如此。

（四）模擬測試

界面設計和邏輯編程完成之后，就進入了最后的測試階段。APP Inventor的測試方法有三種：AI伴侶、模擬器和USB端口。由于高中學生上課沒有手機或pad，我們的測試工具選擇的是AI模擬器和AI伴侶（如圖4）。經實踐，發現AI伴侶相比于AI模擬器測試速度快，更穩定。本游戲的測試方法為AI伴侶測試，AI伴侶的測試方法比較簡單，打開AI伴侶，掃描二維碼或者在彈出的對話框中輸入六位字符編碼，連接成功后即可測試。學生對自己設計的APP反復測試，發現存在的問題，不斷地去修改完善作品，減少bug，讓APP作品越來越接近成熟穩定。

圖4 AI伴侶測試界面

三、“打地鼠”游戲系統的實踐效果評價

評價包括過程性評價和成果評價兩部分，其中，過程性評價主要包括在APP的開發過程中，學生發現問題、解決問題的能力。成果評價比較簡單，只需要按照表6的評價標準，確保評價的客觀公平公正即可。過程性評價和成果評價結合的綜合評價，強化了以學生為本的評價理念。

表6 “打地鼠”游戲APP的評價標準

APP Inventor開發的“打地鼠”游戲APP，學生完成作品之后，可以通過各種評價機制評價。可以通過學生作品展示介紹，互評，自評，增強學生的自信。教師根據評價的結果，結合自己的教學目標，引導學生全面、獨到地發表自己的觀點。此外，教師還要鼓勵學生利用自己已有的知識，結合生活經驗，其他學科知識，開發出更貼合實際的應用。在整個開發和實踐的過程中，教師應該作為一個組織者、引導者，積極地對教學開展指導，學生處于主體地位，學生的計算思維能力、邏輯思考能力將會得到很大的鍛煉。

四、結語

此次游戲APP開發，學生的參與度和積極性空前高漲。通過這次“打地鼠”游戲的設計和開發，學生對整個游戲APP的開發過程有了一個系統性的認識。學生根據自己的游戲經驗，開發一些新的功能，部分學生通過增加地鼠個數，地洞個數，來豐富游戲功能，加大游戲難度，激起用戶的好勝心。對于初學者而言，此次實踐能夠增強學生對編程的信心，減少對編程的畏難情緒，提高對編程的興趣，培養了學生的計算思維能力。