基于游戏开发的小学信息科技课堂教学模式的构

　近年来，随着信息技术的发展和普及，学生在日常生活中越来越多地接触信息化设备，应用信息技术能力不断提高，学习信息技术的基础在发生着很大的变化。在小学阶段，现有教材的教学内容已难以满足学生的发展需求，传统教学内容和教学模式也逐渐受到学生学习兴趣的挑战。更新、拓展教学内容和探索新的教学模式成为信息科技学科发展的一个重要课题。基于游戏开发的教学内容，学生普遍非常感兴趣，探索其课堂教学模式，提高课堂教学有效性，具有现实意义。
　　基于游戏开发的小学信息科技课堂教学模式
　　基于游戏开发的小学信息科技课堂教学模式，是以游戏开发为教学内容，应用软件工程的思想方法，对游戏开发过程进行系统和规范的设计。结合小学生的年龄特点，体现学生的学习主体性，以激发学生学习兴趣，培养学生的创新精神和实践能力，提升学生的技术素养和工程素养为目标，通过“出示游戏情境”、“游戏设计”、“游戏制作”、“游戏调试”、“交流分享”、“进一步完善与改进”六个主要教学环节开展课堂教学活动，如图1所示。在这种课堂教学模式下，学生在游戏开发的过程中与人合作，发现问题、分析问题、解决问题、学习信息技术、应用信息技术、表达创意、获得成就感，教师在其中起到指导者和促进者的作用。
　　基于游戏开发的小学信息科技课堂教学模式经过实践，有如下的特点。
　　1. 体现以学生为学习主体的理念
　　在游戏的设计和开发过程中，始终体现学生的主体意志，教师在这个过程中起指导者和促进者的作用，因此，学生为学习主体的理念在学习成果和学习过程两方面都得到充分体现。
　　2. 充分调动学生的学习兴趣
　　“培养学生学习的兴趣”是《上海市中小学信息科技课程标准》的重要目标。基于游戏的学习内容，学生的学习兴趣浓厚，在游戏开发过程中学生不断获得成就感和满足感，学生的学习兴趣从内因上得到激发。
　　3. 培养学生的计算思维
　　学生进行游戏设计和实现的过程，是问题分析并解决的过程，更是计算思维被充分理解和培养的过程，凸显信息科技学科的特征。其中，游戏开发前进行情境的预设，游戏开发后进行验证，这种思维模式相对于其他信息科技教学内容也是具有独特性的。
　　4. 提升学生的综合素养
　　每个游戏的开发都需要进行团队合作、共同分享、优势互补，在这个过程中培养学生对问题的分析、表达、解决等能力，提升学生的倾听、交流、合作能力，并从中感受美、欣赏美，养成良好的学习习惯。
　　基于游戏开发的小学信息科技课堂教学模式实践
　　（一）游戏开发软件的选择
　　对于游戏开发教学软件的选择，通过比较，笔者认为MIT的Scratch和微软的Kodu比较适合在小学阶段开展基于游戏开发的教学。笔者所在学校教师对两种软件分别进行了教学实践，最后从图形效果、程序语言和实践效果等方面进行了综合比较，发现Kodu更受学生欢迎。目前，澳大利亚、英国、美国等国家的部分学校也开设了Kodu课程。本文就以Kodu作为教学软件，阐述基于游戏开发的小学信息科技课堂教学模式在实践中的应用步骤和操作说明。
　　（二）课堂教学实践步骤
　　笔者所在学校的信息科技教师在熟悉Kodu软件操作的基础上，在五年级进行了Kodu课堂教学实践，摸索和总结出了以下六个环节实施游戏开发教学。
　　1. 情境出示
　　情境是Kodu游戏设计的内容基础，也是游戏设计的良好开端。情境的主题一般由教师给出，主题确定要充分考虑学生的年龄特点，贴近学生生活实际。由于Kodu创设的是一种可视化游戏编程环境，因此，情境的设计也要考虑游戏的竞技特点。但在小学阶段，应尽量避免过多的暴力内容。情境的复杂程度往往会影响到下阶段程序实现的难度，所以，对于不同阶段的学生，情境的复杂程度也是不同的。情境的描述要采用生活化的语言，也可以用故事的形式呈现，便于学生理解。
　　2. 游戏设计
　　有了生活化的情境，就有了Kodu要设计游戏的故事主体内容。但精彩的故事在转换成游戏设计的实践之前，需要进行游戏的情境分析，制定场景设计的计划和程序设计的计划。这个过程相当于软件工程中的需求分析，起到了自然语言转换为计算机语言的桥梁作用，有助于培养学生的问题分析能力、抽象思维能力、表达能力等，使学生在潜移默化中养成有计划做事的意识。
　　游戏设计环节的教学可以从情境分析、场景计划和程序计划三方面展开。
　　（1）情境分析。在理解情境的基础上，对内容进行分析、归纳和抽象，确定出若干条核心的任务，并将其描述出来，这个过程可以通过独立思考或讨论交流的方式进行，学生的思维表达在Kodu程序设计中进入了第二个阶段，即抽象出若干任务，如图2所示。
　　图2 从情境到游戏实现的思维过程示意图
　　（2）场景计划。根据情境分析的结果，确定在游戏中需要在场景上出现的角色对象、角色数量、角色属性等信息，做好游戏场景计划，可以使游戏在实现时场景的设计内容更加明确，操作更加高效。
　　（3）程序计划。根据情境分析的结果，确定游戏要实现的功能，并进一步明确功能的呈现方式，如成功的奖励是通过分值的累加还是大小的变化或是颜色的变化等，细化的程序功能也有助于游戏设计的程序实现。
　　3. 游戏制作
　游戏制作环节是Kodu课堂教学中的主要上机操作环节，包括场景制作和程序制作两个部分，与游戏设计环节中的内容相对应，是游戏设计的实现过程。
　　（1）场景制作。Kodu是一个面向对象的可视化编程软件，提供了一个3D的界面设计环境，可以搭建出炫丽的场景效果。这一环节的操作应按照之前制定的场景计划中的内容开展。一般建议先构建场地，再添加各种对象，每个对象在添加后，可以对其属性进行设置。
　　（2）程序制作。与一般的面向对象程序设计软件一样，在Kodu中，可以对每一个场景上的对象添加程序，使得对象能在事件触发时，执行相应的动作或任务。Kodu只有一种语句结构，即“WHEN…DO…”条件语句，如图3所示。在实际教学过程中，可以通过某个 对象“在什么情况下，发生什么事情”的解释帮助学生理解。
　　图3 Kodu语句编写界面
　　4. 游戏调试
　　游戏调试环节是学生验证预先的游戏设计、发现程序的Bug、找到问题所在并进行解决的过程，体现了学生计算思维的培养，有助于培养学生的观察能力，发现、分析和解决问题的能力。整个游戏调试的环节，可以分为发现问题、分析问题、解决问题三个循环往复的过程，如图4所示。
　　图4 游戏调试过程示意图
　　（1）发现问题。学生通过运行游戏的方式进行调试，在调试的过程中，对游戏设计中的各种场景和功能进行验证，并记录出现的问题，作为需要修复或调整的内容。
　　（2）分析问题。对游戏运行中发现的问题，学生试图找出产生问题的原因，界定问题来自场景方面、程序方面还是源于两者。对于场景方面的问题，学生需要确定对象及其属性在哪些方面设置不当；对于程序方面的问题，学生需要检查对象程序涉及的相关语句是否正确。
　　（3）解决问题。在分析问题、找出原因后，采取相应措施进行解决。完成后再进行游戏的运行调试，确定游戏是否还存在问题需要解决。
　　游戏调试的环节除了学生自身努力发现并解决问题，很多时候，需要得到同伴和教师的帮助，合作学习在这个过程中可以充分发挥作用。游戏调试环节与游戏制作环节在实际的操作过程中，并不严格区分。
　　5. 交流分享
　　在完成了游戏的调试环节后，起初的游戏设计已成为现实。开展游戏作品的交流与分享，一方面展示学生自己的作品，另一方面可以听听别人对自己作品的评价，同时还能学习他人的优秀创意和设计。学生在这个过程中感受作品完成的成就感，满足对他人游戏成果的好奇心。教学形式可以采用全班展示、小组合作、全班合作等。
　　6. 完善与改进
　　交流分享了作品之后，学生要整理他人对自己作品给予的评价和提出的改进建议。教师要引导学生客观对待自己的作品，一方面肯定他人对自己作品的认可，树立自信；另一方面，要理解他人提出的改进建议，学会倾听，根据自身的能力等实际情况进一步进行情境、场景、程序的修改，并回到游戏制作环节进行实现。
　　应用工具和平台提高实践的有效性
　　在实际的课堂教学过程中，应用合适的工具和平台，可以显著提高教学的有效性。
　　1. 思维导图帮助理清思路
　　对于面向对象的程序设计语言，程序的描述用思维导图比流程图更加适合。在课堂教学中，应用思维导图工具可以帮助学生在游戏设计、游戏调试等环节理清思路，有效地整理信息，清晰地展示计划内容。思维导图的绘制可以采用电脑软件，也可在纸上进行。
　　2. 学习单帮助规范流程
　　游戏设计的过程是一个项目制作的过程，渗透了软件工程的思想，对于小学生来说，缺乏必要的软件开发流程的知识，而通过学习单的设计，则可帮助学生规范流程，完成游戏的设计和制作。学习单的设计要考虑学习的流程，具有便于理解、操作性强的特点。
　　3. 微课程平台提供分享与交流的环境
　　游戏软件的课堂教学过程中，技术的学习、个性化指导、作品的分享与改进都将花费大量时间，迫切需要一个平台来帮助提升课堂教学的效率，解决时间、空间上的问题。微课程平台的引入是一种比较有效的解决方案。应用微课程平台，实现课堂模式的翻转，在网上提供分享、交流的环境，同时，延伸了学习的时间和空间。
　　小 结
　　通过实践，游戏开发的学习内容受到了学生的普遍欢迎，学生的学习兴趣浓厚，基于游戏开发的小学信息科技课堂教学模式也在实际课堂教学中经过了验证，具有较强的可行性和操作性。学生在这种模式下学习，不仅完成了作品的制作，软件工程的思想也在潜移默化中得到渗透。这样的教学内容和教学模式对现有的教学是一种有益的补充，因此具有一定的应用和推广价值。当然，这种教学模式还有待进一步完善，以更好地适应小学生的年龄特点和学习内容；相应的课程也需要建立和不断完善，以更好地发挥游戏开发教学内容促进学生发展的作用。
　　（作者单位：上海福山外国语小学）