探索游戲式實踐活動與編程教學(xué)的融合模式

徐欣彥 王振強

《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出，要“實施全民智能教育項目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”，落實到日常教學(xué)活動中，目前還面臨一些問題和困難。比如在課堂教學(xué)中，教師更多的是開展某一種編程語言的具體操作教學(xué)，忽略為學(xué)生營造一種“編程環(huán)境”，包括共享編程樂趣、協(xié)作開展學(xué)習(xí)交流、用學(xué)生感覺輕松愉快的方式感知算法、理解概念等，而這正是可以超越有限的課堂教學(xué)時間，持續(xù)吸引學(xué)生自覺主動學(xué)習(xí)編程的有效途徑。

游戲式實踐活動是一種引導(dǎo)學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)的手段與方法，承載的是建立學(xué)科核心概念、豐富學(xué)科知識、提高問題解決能力、培養(yǎng)學(xué)科思維的任務(wù)。游戲式實踐活動與游戲的區(qū)別在于：前者是通過游戲?qū)崿F(xiàn)教學(xué)目的，后者更多的是享受游戲本身帶來的樂趣。在開展游戲式實踐活動之前，需要解決好“誰來玩”“為何玩”“玩什么”“怎樣玩”等一系列問題。

游戲式實踐活動與編程教學(xué)融合的模式，簡單概括就是在編程教學(xué)過程中，結(jié)合學(xué)生特點，加入滲透了教學(xué)目標(biāo)的游戲式實踐活動，使得難以理解或比較枯燥、抽象的概念、原理、方法等教學(xué)內(nèi)容，能夠在愉快的學(xué)習(xí)氛圍和有意思的活動中被學(xué)生接受和運用，同時在融合的過程中，對學(xué)生的思維品質(zhì)、實踐能力和行為意識等多方面進行培養(yǎng)。

“游戲式實踐活動+編程教學(xué)”促進從技術(shù)成長到思維成長的教育理念進化

新時代的編程教育更注重對思維的培養(yǎng)，以及主動、靈活地運用所學(xué)發(fā)現(xiàn)、分析、解決實際問題能力的培養(yǎng)。游戲式實踐活動可以幫助學(xué)生更好地掌握解決問題的方法和主動獲取新知識的能力，強調(diào)編程思維的培養(yǎng)，而不是單純的編程知識和技能。

將自然語言轉(zhuǎn)換為程序語言，中間需要有抽象化這一重要步驟。抽象化是編程教學(xué)的核心，即學(xué)生能夠用自然語言完成解決問題思路和主要方法的描述，再經(jīng)過游戲式實踐活動獲得對算法的理解，完成抽象化過程，并將其正向遷移到編程中，最后用程序語言或編程工具中的模塊進行實現(xiàn)。這一過程，實際就是學(xué)生思維成長的過程。

典型案例：我們都是機器人

全班學(xué)生兩人_組，其中A扮演機器人（蒙上眼睛），一人扮演遙控So遙控者每次發(fā)出的指-必須使用“WHEN……DO……（‘當(dāng)……時，做……事，微軟酷豆3D可視化編程工具中的語句）”或“IF……THEN……（‘如果……那么……Scratch模塊化編程工具中的條件判斷模塊）”等語句來表達。比如：如果沒有碰到障礙物，那么—直走;如果碰到椅子，那么向右轉(zhuǎn);如果障礙物很低，就爬過去，否則就向左轉(zhuǎn)繞過去……學(xué)生不斷地調(diào)整指令，使之既準(zhǔn)確又簡練。在這個過程中，學(xué)生會在學(xué)習(xí)編程之前就體會到，如何在解決問題的過程中使用條件判斷對問題進行加工處理，去掉不必要的細節(jié)，體會抽象化帶來的效果，為后續(xù)在編程教學(xué)中順利使用“IF……THEN……”等模塊或其他程序語言打下基礎(chǔ)。

“游戲式實踐活動+編程教學(xué)”促進學(xué)習(xí)興趣的保持與升華

親身體驗和交互活動會使學(xué)生產(chǎn)生更多興趣，但如果沒有更高層次的行為產(chǎn)生，興趣就會下降，甚至可能對學(xué)生學(xué)習(xí)的作用是無效的。需要注意的是，活動本身不是目的，引發(fā)學(xué)生的深層興趣，以及在活動中推向?qū)W習(xí)的根本性問題才是重要的。與以往的教學(xué)模式相比，在“游戲式實踐活動+編程教學(xué)”模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)可以在簡單、輕松、有意思的氛圍中進行，學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和學(xué)習(xí)體驗可以在活動中主動地分享給更多的人，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也可以通過更多的方式得以保持和提升。

典型案例：排隊的秘密

第一層問題：全班學(xué)生分成4組、每組10人，打亂身高順序站好，每次只能有兩個學(xué)生移動，看看哪個組能用最少的次數(shù)把本組同學(xué)按照從大到小的順序排好隊。第二層問題：選出最快完成的兩種方法，每組20人再次進行排隊測試，選出排隊最快的一組。第三層問題：全班打亂順序進行排隊，學(xué)生比較不同的排隊方法，交流自己的感受和發(fā)現(xiàn);教師總結(jié)程序設(shè)計中常見排序方法的簡單情況，比如：冒泡排序、雞尾酒排序、選擇排序、插入排序等。學(xué)生在初步理解之后，可以自己通過實際排隊活動再次體會不同排序法的情況和優(yōu)劣，為后續(xù)理解算法并用編程語言實現(xiàn)做好準(zhǔn)備。

“游戲式實踐活動+編程教學(xué)”促進個體學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)的融合

傳統(tǒng)小學(xué)編程教學(xué)多以學(xué)生一人_機的方式進行，學(xué)生的學(xué)習(xí)相對獨立。教育活動是幫助學(xué)生成長為一棵棵充滿活力的樹，而不是毫無生命力的水泥電線桿。因此在編程教學(xué)中，根據(jù)小學(xué)生的年齡、心理特點，將游戲有機地融入實踐活動中，采用具有人際交流實際需求的游戲式實踐活動，更有利于提高學(xué)生的參與意識、合作意識與合作交流能力的培養(yǎng)。

有些學(xué)生不擅長編寫程序，對編程也缺乏興趣，但是在編寫故事、繪畫、造型等方面非常有興趣和能力，如何讓這些學(xué)生也能愉快地感受、接受、理解、運用編程教學(xué)的內(nèi)容，繼而對編程產(chǎn)生興趣呢？答案很簡單，就是讓這些學(xué)生在游戲式實踐活動中與同伴進行交流和合作，領(lǐng)會概念，體會運用概念解決實際問題，激發(fā)他們參與編程學(xué)習(xí)的動力，并在編程教學(xué)的過程中有所收獲。學(xué)生開始可能不喜歡編程，但是只要他們參與游戲式實踐活動，在玩中也可以學(xué)到各種知識、技能和思想方法，思維得到發(fā)展。

典型案例：制作主題桌游

1.活動準(zhǔn)備階段

（1）學(xué)生自由分組，每組4人，為本小組起組名;（2）確定需要制作的桌游主題與名稱;（3）小組成員進行分工;（4）根據(jù)主題與分工進行桌游設(shè)計圖的繪制與游戲規(guī)則的制定;（5）教師與小組成員一起討論、完善設(shè)計圖;（6）小組成員設(shè)計立體桌游的結(jié)構(gòu);（7）為學(xué)生提供底板、彩紙、超輕黏土。

2.活動實施階段（課余時間1個月）

（1）學(xué)生自由分組，設(shè)計一款自定主題的桌游項目;（2）根據(jù)小組分工繪制桌游設(shè)計圖，編寫游戲規(guī)則（游戲規(guī)則中需要包含：擲骰子決定走的步數(shù)、在某一點上觸發(fā)動作、觸發(fā)后去某一點、根據(jù)情況走不同路線、額外使用答題卡、根據(jù)觸發(fā)加減分?jǐn)?shù)……）;（3）根據(jù)設(shè)計圖使用超輕黏土制作立體實體桌游，并在制作過程中不斷修改;（4）根據(jù)學(xué)生制作的桌游情況，滲透隨機數(shù)、循環(huán)、分支、事件觸發(fā)、子程序調(diào)用、變量、路徑等相關(guān)計算思維、編程思維中的常用概念。

在這一活動過程中，生生、師生問的交流與合作貫穿始終。

計算機科學(xué)家迪杰斯特拉曾經(jīng)說過，計算機科學(xué)不只是關(guān)于計算機，正如天文學(xué)不只是關(guān)于望遠鏡。越來越多的研究表明，通過參與各種活動能更好地幫助學(xué)生從多個角度和多種方式來理解計算機科學(xué)，包括計算機基礎(chǔ)知識、程序設(shè)計技能、計算機學(xué)科思想方法等內(nèi)容，拓展學(xué)生的眼界，提升創(chuàng)造力，也為學(xué)生今后的社會活動打好基礎(chǔ)。在“游戲式實踐活動+編程教學(xué)”模式下，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的大部分時間可能不是在計算機旁度過的。游戲式實踐活動與編程教學(xué)的有機融合，聚焦趣味性、多樣性教學(xué)方式的創(chuàng)設(shè)，學(xué)生通過親身體驗不同類型的課內(nèi)外學(xué)習(xí)活動，達到培養(yǎng)思維、理解概念、體會過程、收獲成功的效果，這是很多小學(xué)信息技術(shù)教育工作者的共同追求。

（徐欣彥單位系北京市第一七一中學(xué)附屬青年湖小學(xué)，王振強單位系北京教育科學(xué)研究院）

責(zé)任編輯 邢星