基于Scratch的初中信息技術教育游戲開發(fā)研究

湯德智 張可欣 容博雅

摘? 要 以七年級初中信息技術課程“企鵝跳一跳”為例，運用Scratch軟件從企鵝運動、角色位置、判斷結果、角色大小、精化細節(jié)、計算得分等六個方面著手開發(fā)相應的教育游戲。教學實踐應用效果表明：該游戲能夠切實調動和有效發(fā)揮學生參與課堂教學活動的積極性與主動性，讓中學信息技術課堂教學展現嶄新形式和煥發(fā)獨特魅力。

關鍵詞 初中信息技術;Scratch;教育游戲;信息素養(yǎng)

中圖分類號：G633.67? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）09-0082-03

0? 引言

人類社會進入21世紀以來，以計算機技術、多媒體技術和網絡通信技術為代表的現代信息技術不斷突破和迅猛發(fā)展，對世界政治、經濟、文化、軍事、教育發(fā)展產生深遠影響，深刻改變了人們的學習和生活方式[1]。為了培養(yǎng)面向世界、面向未來、面向現代化的時代新人，更好地適應信息化社會的發(fā)展趨勢和必然要求，教育部決定從2001年開始面向全國中小學開設信息技術課程，以此來全面培養(yǎng)和不斷提升學生的信息素養(yǎng)，幫助學生掌握信息技術的基礎知識與技能，增強信息意識，發(fā)展計算思維，提高數字化學習與創(chuàng)新能力，樹立正確的信息社會價值觀和責任感[2-3]。我國的中小學信息技術課程教學歷經20余年的發(fā)展，中小學教師已經積累了豐富的教學經驗和掌握了靈活的教學方法，其中教育游戲受到學生的高度認可和一致歡迎[4]。

基于Scratch開發(fā)初中信息技術教育游戲，既能夠充分發(fā)揮Scratch軟件的開放、共享優(yōu)勢，也能夠通過游戲化編程來培養(yǎng)學生的抽象思維和創(chuàng)新能力[5]。教師以創(chuàng)意思想、創(chuàng)意編程和創(chuàng)新能力為出發(fā)點，進行初中信息技術課程教學實踐，可以增強成就感，有助于給學生帶來各種有趣的學習體驗，同時引領學生輕松步入編程世界，進一步感受信息技術課程的強大魅力。本文以七年級信息技術課程“企鵝跳一跳”為例，基于Scratch開發(fā)相對應的教育游戲并應用于教學實踐，改變傳統(tǒng)的中學信息技術課程單一化教學模式，在講授知識內容的同時有效培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)和編程能力，進而切實提高初中信息技術課程教學質量。

1? 基于Scratch的“企鵝跳一跳”教育游戲開發(fā)

“企鵝跳一跳”內容采取分組方式進行課堂教學，以便學生在后續(xù)學習過程中能夠更好地進行小組合作和作品交流分享。在展示要實現的教育游戲效果之后，首先讓學生分析“企鵝跳一跳”教育游戲的設計思路和過程，但不能將問題一股腦地拋出。比如：如何設置巖石坐標？如何將準備起跳的企鵝縮小？如何判斷企鵝準確落在巖石上？等等。其次，讓學生在開發(fā)“企鵝跳一跳”教育游戲過程中加強對相關概念的學習，準確理解概念的內涵界定和本質特征，以便加深對基礎知識的理解和基本能力的掌握。再次，教師給學生留夠足夠的時間，讓學生能夠獨立自主思考和開展團隊合作，用自然語言厘清教育游戲開發(fā)過程的整體思路與基本理念，為自然語言轉換為Scratch腳本模塊打下堅實基礎。最后，在學生完成小組合作與探討活動后，教師需要對“企鵝跳一跳”的動作要領和設計思想進行詳細分析，以便學生能夠順利地完成教育游戲的開發(fā)。

教育游戲“企鵝跳一跳”的具體開發(fā)主要以Scratch 2.0軟件為編程載體，基于“教育游戲開發(fā)+信息技術”的整合學習方式，通過利用軟件固有的企鵝和巖石角色進行設計與開發(fā)。當按住空格鍵時，企鵝便會收到指令;松開空格鍵時，企鵝向前跳躍。而當企鵝跳躍成功時，程序會繼續(xù)運行，失敗時則將重新啟動并且顯示目前得分。

1.1? 企鵝運動

開發(fā)教育游戲“企鵝跳一跳”時，并不需要加入過多的角色，旨在利用Scratch 2.0軟件自帶的簡單游戲元素，培養(yǎng)學生的邏輯思維和運算能力，實現教育游戲教育性和娛樂性的平衡。需要通過恰到好處的難度設計和節(jié)奏控制來切實提高游戲的游戲性、科學性和教育性。對于巖石的腳本設置，需要綜合考慮幾個方面的因素：首先導入巖石角色，需要合理調整大小，設置“當綠旗被點擊”時的巖石狀態(tài)，再給巖石1角色一個固定的起點坐標;接著給巖石2角色設置坐標范圍，并在此范圍內隨機出現;然后分別設置“當接收到”跳躍成功或失敗指令后，兩個巖石的位置狀態(tài)?；诖耍簌Z角色的腳本設置需要注意三個具體問題：一是“當綠旗被點擊”時，企鵝每一次都出現在固定的起點坐標;二是當持續(xù)按下空格鍵不松時，企鵝外觀能夠逐漸縮小，抬起空格鍵則恢復原狀，同時可以根據按住空格鍵時長向前跳躍一定距離且不出現翻轉錯誤;三是將企鵝所在圖層始終設置為處在最上層，跳躍成功或失敗時改變其坐標位置、顏色并添加角色情境語言，同時讓企鵝能夠根據人為操作重復執(zhí)行腳本語言，直到游戲失敗返回初始狀態(tài)，清除圖形特效。

在選好舞臺背景“slopes”和角色“巖石1”和復制“巖石2”一系列操作后，需要進一步設計和拓展模塊：游戲中企鵝有一個向上跳躍再落地的過程，不僅需要移動步數指令的積木塊，還要用到坐標系概念，進一步引出本節(jié)課第一個知識點“坐標系的含義以及如何利用鼠標控制坐標”。為了使學生更好、更容易理解舞臺中角色的具體位置，一開始就講授橫、縱坐標軸的取值范圍。讓學生思考怎樣實現企鵝的跳躍效果，使用簡潔的角色和淺顯的動作指令，有效激發(fā)學生的探索欲望。

具體的制作要點：企鵝的起跳效果可以簡化為兩步，一步是先讓企鵝向斜上方運動到最高點，另一步是讓企鵝向斜下方運動到最低點。學生通過鼠標輸入企鵝移動的坐標值和在空中旋轉的角度，在此步驟中理解執(zhí)行程序的順序、循環(huán)和判斷三種方式，以及它們在程序中發(fā)揮的獨特作用。這樣就初步實現企鵝跳躍并且在空中翻轉的過程，但此時的企鵝跳躍距離是固定的。進行上述操作，實際用到兩種：順序和循環(huán)。在此基礎上，教師還需要講解第三種方式“判斷”的概念，為學生后續(xù)的程序編程學習打下良好的基礎。

1.2? 角色位置

在學生進行初步嘗試并獲得學習愉悅感后，教師應該趁熱打鐵，緊接著提出問題：“每一次程序運行完后，都需要手動把企鵝拖回到初始位置，這樣不僅比較麻煩，同時也會出現坐標不準的問題，那么同學們接下來應該怎么做？”以問題驅動來引發(fā)學生的思考，同時為引出下一個知識點“圖層”奠定基礎，有效遵循游戲教學過程的循序漸進原則。學生在經過自動執(zhí)行初始化程序操作，設置角色坐標后，又會發(fā)現新的問題，如巖石把企鵝擋在后面，教師由此展開“圖層”概念的教學及應用，通過一步一步地進行單句測試，讓學生仔細觀察并將知識點滲透到學生的知識結構中。

具體的制作要點：運用“移到”積木塊進行坐標值的設置，實現準確定位三個角色位置的效果;運用“移至最上層”積木塊，實現企鵝始終在“圖層”最上方的效果。

1.3? 判斷結果

教師在教學過程中提問：“如何判斷企鵝是否準確跳到巖石上？”“若是企鵝成功跳躍在巖石上，你會給它增添什么效果呢？”“要是它跳躍失敗呢？請同學們思考如何添加效果？”……通過這些問題，就可以自然地引出執(zhí)行程序的第三種方式——判斷。在組織學生進行分組討論的同時，讓學生嘗試添加各種不同效果，這樣有利于將問題趣味化，使技術具有生命力，同時可以活躍課堂氛圍。

具體的制作要點：利用“當按下”控件控制事件的觸發(fā)，讓學生根據自己的需要來確定點擊某個鍵來實現跳躍的效果，設置好后點擊自己所選取的按鍵，此時事件被激活，企鵝就可以起跳了;再利用“如果……，那么……，否則……”嵌套“碰到？”偵測控件，判斷企鵝是否跳在了“巖石2”上，這樣學生可以依據自己的喜好輸入企鵝跳躍成功與否的語言。本文基于Scratch開發(fā)的“企鵝跳一跳”游戲，確定企鵝起跳的按鍵是“空格”鍵，如果企鵝成功，顯示“Yeah?。?！”;反之，起跳失敗則顯示“Ooooops！??！”，顯示字體時長均為兩秒。

1.4? 角色大小

經過前面的企鵝運動、角色位置、判斷結果三個環(huán)節(jié)，此時的教育游戲設計過程已經進行多半，學生情緒高漲，注意力最為集中。教師提問：“如果想讓企鵝按照我們按住空格的時間的長度來決定它的大小和跳躍距離，我們接下來該怎么辦呢？”引出本節(jié)課學生需要學習的新概念“變量”。另外，還有一個新的知識點“條件判斷”，判斷學生剛剛寫的程序成立或不成立。邏輯判斷嵌入控制控件的操作，不僅考查了學生對先前知識的理解程度，還鍛煉了邏輯思維能力。學生盡情發(fā)散思維，學習氛圍更佳，教學效果更加顯著。

具體的制作要點：利用“將角色的大小增加”和“將角色大小設定為”兩個控件來改變企鵝的大小。“將角色的大小增加-1”，根據按住空格鍵的時長，企鵝逐漸縮小;

“將角色大小設定為60”，規(guī)定企鵝初始狀態(tài)大小值是固定的;要想動態(tài)決定企鵝的跳躍距離，點擊“數據—建立一個變量—輸入空格時長”，將“空格時長增加1”，再調整空格時長的初始設定值為0，相當于企鵝每次起跳的時長都重新開始計算。通過語句命令，就可以輕松實現按住空格的時間越長，企鵝跳得越遠的效果。當空格被抬起時，循環(huán)的程序就結束了。

1.5? 精化細節(jié)

教師為學生展示積木塊所處的位置不同，呈現出的效果也不同，這樣可以讓學生明白效果的呈現取決于控件的位置擺放。這種逐步測試程序命令的方式，有助于更好地調動全體學生學習編程的積極性。改變企鵝跳躍失敗時的外觀回到初始位置，并且要想讓企鵝失敗時巖石隨機變換位置，企鵝成功時同樣回歸原位，引導學生進行討論：為什么企鵝跳躍成功時，巖石滑行回來并沒有與第一塊巖石重合？如何隱藏第一塊巖石？設置問題情境，為游戲增添創(chuàng)新性和有趣性。

具體的制作要點：巖石1在接收到企鵝跳躍成功發(fā)出的“Yeah?。。　毕r，迅速隱藏起來，再待一秒之后顯示出來;利用“通知”和“隨機數”的概念，使巖石2的位置在企鵝跳躍失敗時改變，取值范圍設置為“-100～200”

之間，使刷新后的巖石2的位置在“-100～200”之間隨機出現，無論企鵝跳躍成功還是失敗，巖石2都會在一秒內滑行到與巖石1重合的位置;利用鼠標點擊“造型”選項，設置巖石2的造型中心，并定位在巖石2的正上方;為了區(qū)分企鵝在跳躍成功與失敗時的外觀，為角色設置改變角色顏色特效，但即便是使用同樣的積木塊，代碼所處位置不同也會影響最終效果呈現，這樣可以進一步強化對“順序”結構的理解。

1.6? 計算得分

企鵝成功跳躍在第二朵云上計1分，跳躍失敗則分數清零。此時，教育游戲的主體部分和主要工作已經基本開發(fā)完成，學生在此基礎上可以進一步自由發(fā)揮創(chuàng)意，比如給企鵝添加音效或改變它的動作，并與同伴分享自己的成果。教師還可以組織學生開展“跳一跳”小游戲比賽，看看哪位學生分數最高。這樣既可以進一步活躍課堂氣氛，讓學生表現更加熱情，也可以檢測學生設計的游戲有無出錯的語句而導致游戲無法運行。教師在這個過程中可以為學生解答疑惑，進行一對一指導。

具體的制作要點：為企鵝跳躍成功與失敗設置相應分數，新建變量為“分數”并顯示在屏幕左上角，若企鵝跳躍成功得一分，失敗則游戲結束，分數歸零。

2? 結語

本文主要基于Scratch進行初中信息技術教育游戲的開發(fā)，不僅實現了教學的趣味化，也增強了對學生動手能力的培養(yǎng)，有效改變了傳統(tǒng)的信息技術課堂教學模式。整堂課教學目標明確，內容相對豐富完整，教育游戲能夠完整運行和操作，在充分保障教學目標實現的基礎上，能夠實現最優(yōu)化效果?；赟cratch的初中信息技術教育游戲激發(fā)了學生的學習興趣，教師根據學生學習情況因勢利導，在教學過程中引導學生有條理地思考問題，嘗試使用不同方法解決問題，并鼓勵學生形成自己的想法，表達自己的思維過程，提高編程語言學習的遷移能力，從而解決新的學習問題，實現他們都應該擁有的良好學習體驗。■

參考文獻

[1]劉建國.游戲主題教學在小學信息技術課堂教學中的實踐與思考：以小學Scratch游戲主題為例[J].中國教育技術裝備，2020（13）：108-110.

[2]李會冬.小學信息技術教育中教育游戲的融入研究[J].中國農村教育，2018（20）：87-88.

[3]王梅，吳曉輝.教育游戲在小學信息技術教學中的應用[J].中國教育技術裝備，2018（07）：95-96.

[4]戴亞萍.教育游戲在初中信息技術教學中的有效運用[J].開封教育學院學報，2017（03）：236-237.

[5]潘琪.Scratch游戲化課堂教學改革實踐[J].計算機教育，2020（9）：52-55.