初中Python課程游戲化教學設計與案例研究

【摘要】在教學中，教師需要創設情境融入知識，讓學生在情境中理解并掌握知識。好的教學情境，能夠更高效地激發學生的學習興趣。文章從一節公開課出發，研究課例中的情境創設，分析如何以真情境為主導，引導學生認識選擇結構，讓學生掌握選擇結構算法。

【關鍵詞】選擇結構；算法；真情境；Python

作者簡介：李珍珍（1985—），女，江蘇省南通市海安市海陵中學。

通過游戲化教學，學生可以發揮主體作用，激發潛能，提高對Python課程的興趣。在游戲化教學中，教師不僅要關注學生的知識學習，還要關注學生的思維能力、探究學習能力、合作學習能力等。這些能力能夠讓學生在輕松愉快的環境中掌握知識，也能讓學生更主動地參與教學活動，進而更好地吸收和運用知識。

一、課例背景

筆者根據蘇教版初中信息科技Python課程的內容和教學目標，結合學校實際，運用不同教學方法開展實踐。經歷多種實踐后，筆者發現初中Python課程游戲化教學設計更容易激發學生的學習興趣。此外，筆者還結合社會熱點進行趣味化教學設計，并創設真實的教學情境。

二、學情分析

在小學階段，學生已經開始接觸算法，并掌握編程軟件Scratch的用法。Scratch屬于積木化編程軟件，學生只需要拖動相應的積木塊，就可以在理解算法的基礎上編輯程序。在初中階段，學生將學習一種新的編程軟件—Python。Python編程軟件使用純代碼編程，需要學生對于編程規則和程序結構有一定的了解。

在日常生活中，運動類比賽有很多，不同的比賽有不同的規則。世界杯作為全球性賽事，比賽規則已經沿用多年。此外，作為八年級的學生，對于足球運動雖有一定的了解，但對于足球比賽的具體規則還未有詳細的了解。

本課例的教學是在學生已經具有一定的Python編程基礎上實施的。筆者創設“繽紛世界杯”的教學情境，從日常生活出發，引導學生解讀世界杯小組賽的積分規則，從中提煉有效信息，進行算法模擬，并使用程序編碼的方式，展示算法結果，從而達到培養學生計算思維的教學目標。

三、學科核心素養體現

信息科技的核心素養包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任。在四維核心素養的指導下，本課例的學科核心素養主要體現在以下三個方面。

第一，以“繽紛世界杯”為情境，從現實生活的熱點事件切入，引導學生關注世界杯比賽，讓學生從比賽中發現比賽規則，提煉并篩選小組賽比賽積分規則的有效信息，運用關鍵字準確表達自己的思想和情感。

第二，引導學生在實踐任務中增強“收集—規劃—設計—實踐—優化”的意識，培養學生發現問題、解決問題的計算思維及工程思維，讓學生善于將實踐任務中的復雜問題進行有效分解，并在有效合作中解決問題。

第三，以“繽紛世界杯”為情境，培養學生團結合作的意識和勇于嘗試的精神，并以世界杯比賽的全球性為出發點，引導學生關注時事，學習運動員的比賽精神。

四、教學目標設定

筆者以學科核心素養為指導，結合學情分析，將教學目標設定為以下三個方面。

第一，掌握世界杯小組積分規則。

第二，能夠使用選擇結構對積分規則進行算法描述。

第三，能夠使用流程圖進行算法表達并嘗試使用Python程序進行成果展示。

第一個教學目標的設定以課題為指導，要求學生能描述算法過程，需要學生掌握世界杯的小組積分規則。第二個教學目標適時引導學生理解算法的選擇結構，讓學生體驗用語言描述算法、用流程圖描述算法。第三個教學目標要求學生使用Python程序進行算法成果展示，從而讓學生體會算法的準確性［1］。

課程的重難點主要為以下兩個方面。

教學重點：積分規則的算法描述。

教學難點：積分規則算法的流程圖表達和程序實現。

綜上，在教學過程中，筆者有所側重，分配更多的教學時間給教學重難點部分。

五、教學過程

（一）引入

筆者：“同學們，這段時間最火熱的運動是什么？（世界杯）同學們看世界杯了嗎？你們最喜歡的球星是誰？讓我們一起來看一下本次世界杯目前為止的精彩進球集錦！（播放視頻）看來同學們對足球運動都有所了解，那么同學們知道世界杯中的16強隊伍是如何產生的嗎？（小組積分賽）今天就讓我們一起模擬世界杯的小組積分賽，看看哪些球隊能夠代表小組進行16強比賽！（出示課題）”

設計意圖：課題以時事熱點—卡塔爾世界杯為背景，能夠引起學生的興趣，同時也能夠讓學生學會關注時事。

（二）第一環節—分組

筆者：“我們知道，卡塔爾世界杯小組賽總共有32支隊伍參加，要進行16強比賽，就需要淘汰16支隊伍。世界杯小組賽的32支隊伍分為8個小組，每組4隊進行比賽（如表1所示）。那么每組需要有幾支隊伍出線？我們也需要將班級分成8個小組，最終從每個小組中選出2支隊伍出線進入16強。請同學們用‘如果……那么……”的格式進行描述，并選定自己小組的組號。（如果第一小組選定A，那么第二小組只能從B～H中進行選擇）”

設計意圖：通過分小組活動，學生能夠認識選擇結構的基本格式，并能夠使用“如果……那么……”的描述方式來進行語言表達。此外，分組的方式還能夠讓學生增強合作意識，從而更好地融入世界杯的課題情境。

（三）第二環節—認識積分規則

筆者：“我們小組內部要進行積分比賽，而小組內的4支隊伍只能出線2支，同學們知道如何計算積分嗎，積分的規則又是怎樣的？（學生回答）看來有的同學對于積分賽有一定的了解，接下來，讓我們具體看看積分賽的規則是怎樣的。（出示積分規則）有同學能夠用簡短的語言描述一下嗎？（學生描述）”

設計意圖：積分規則以文本的方式呈現，能夠讓學生學習提煉關鍵詞，并用簡短的語言進行描述。

（四）第三環節—設計積分算法

筆者：“我們已經認識積分規則，請同學們嘗試用自己的語言描述小組內比賽的算法是什么？（如果第一場A1和A2進行比賽，那么比較A1和A2的進球數，如果A1的進球數>A2的進球數，那么A1的積分+3；如果A1的進球數=A2的進球數，那么A1的積分+1，A2的積分+1；如果A1的進球數<A2的進球數，那么A2的積分+3）”

學生同時思考以下三個問題。

第一，一個球隊需要進行幾場比賽？即要設置幾次循環？

第二，同時進行幾場比賽，如何分布？即要如何避免重復？

第三，比賽結果有幾種？積分如何記錄？

設計意圖：學生在理解積分規則的基礎上，能夠思考積分規則背后的算法，并使用選擇結構進行算法描述；在進行算法描述的過程中，能夠思考現實比賽中出現的問題。

（五）第四環節—繪制流程圖

筆者：“請同學們使用‘畫程’軟件，將你們小組的算法以流程圖的形式表示出來，并向大家介紹你們小組繪制的流程圖。”

設計意圖：“畫程”軟件是一款專業的流程圖繪制軟件，學生通過拖拽的方式可以直觀地表達算法結構，特別是可以表達選擇結構。由此，學生能夠深入理解算法過程，檢驗算法是否存在問題。

（六）第五環節—體驗Python程序實現

筆者：“同學們已經能夠用流程圖實現算法描述，那么，同學們想不想嘗試用程序來展示我們的算法結果？請同學們打開桌面的小組積分程序，根據自己小組的情況，補充完善程序，將比賽積分規則記錄在各自小組對應的表格中，并說說你們小組出線的隊伍是哪兩支？”

設計意圖：以算法流程圖為基礎，能夠讓學生嘗試使用Python進行編程，編出符合算法的程序。此外，Python程序對于程序結構是有嚴格規定的，學生在出現問題的情況下，可以著重檢查算法的正確性，如果算法沒有問題，則需要查找程序結構的問題，直到能正常運行程序，實現算法過程的展示。由此，學生可以深入理解選擇結構［2］。

六、小結

筆者：“同學們，我們今天一起學習了世界杯的積分規則。首先，我們根據規則設計積分算法；其次，我們將算法用流程圖的形式表示出來；再次，在用流程圖實現算法描述之后，我們通過程序展示算法結果；最后，我們將獲得的比賽積分記錄在各自小組對應的表格中，成功地選出每組出線的隊伍。下一節課，我們將繼續為世界杯喝彩，進行淘汰賽。這節課就上到這里，同學們再見。”

七、教學評價

筆者選擇世界杯賽事作為切入點，可以在引導學生關注時事的同時，讓學生學習選擇結構算法。在日常的教學中，教師將生活實例與課程內容進行結合可以更好地激發學生學習知識的興趣，更容易達成教學目標。因此，在日常的教學中，教師應該積極嘗試創設真情境開展教學。

筆者將Python的教學內容進行游戲化設計，引導學生了解世界杯的選拔晉級規則，并適時導入選擇結構的學習。由此，學生可以提升相關的操作技能。此外，在游戲化教學中，學生還可以鍛煉反應能力、探究學習能力、合作學習能力及信息處理能力。

結語

游戲化教學可以讓課程更豐富、有趣味、有意義。教師可以積極探索初中Python課程游戲化教學設計的方法與步驟，激發學生學習Python編程的興趣，從而切實提高學生運用Python程序解決實際問題的能力［3］。

【參考文獻】

［1］周曉燕.基于學習風格策略的初中Python程序設計課程游戲化教學模式研究［J］.現代中小學教育，2022，38（12）：15-18.

［2］姚玉蓮.初中Python拓展課程微專題的設計［J］.中小學數字化教學，2023（3）：54-58.

［3］況旭.初中Python編程課程教學中的創客教育實踐［J］.教育信息技術，2022（11）：31-34.