淺談?dòng)肂lockly迷宮游戲開啟編程之旅

徐梧

摘要：在高中信息技術(shù)必修模塊《信息的編程加工》教學(xué)中，運(yùn)用Blockly迷宮游戲可以幫助學(xué)生輕松地打開編程學(xué)習(xí)的大門。該文從應(yīng)用意義到課堂實(shí)踐，闡述了在編程入門教學(xué)中，如何運(yùn)用Blockly迷宮游戲激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、發(fā)展思維能力，滿足學(xué)習(xí)需要，以期為程序設(shè)計(jì)啟蒙教學(xué)帶來一些啟示和思考。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù);Blockly迷宮游戲;編程

中圖分類號(hào)：TP3? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）17-0099-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Blockly Games是一款基于Blockly可視化編程工具開發(fā)的程序設(shè)計(jì)教育游戲。在高中信息技術(shù)課程必修模塊《信息的編程加工》教學(xué)中，利用Blockly Games中的迷宮游戲可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣，發(fā)展思維能力，滿足編程入門學(xué)習(xí)的需要。

1 在教學(xué)中運(yùn)用Blockly迷宮游戲的意義

1.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

走迷宮是學(xué)生們非常熟悉的一種益智游戲，但Blockly迷宮游戲是用程序控制玩家走迷宮，學(xué)生們沒有體驗(yàn)過。新鮮的游戲方式、富有挑戰(zhàn)性的游戲內(nèi)容以及游戲帶來的快感，容易激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，從而開啟愉快的學(xué)習(xí)之旅。

Blockly迷宮游戲的規(guī)則是利用每個(gè)關(guān)卡提供的語句模塊在編程區(qū)拼接，構(gòu)成一個(gè)小程序，使得程序運(yùn)行時(shí)起點(diǎn)處的玩家能夠順利到達(dá)終點(diǎn)，一關(guān)才算通過。獲得成功的目標(biāo)，激勵(lì)著學(xué)生積極地思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)編程知識(shí)和闖關(guān)技巧，不斷挑戰(zhàn)更高級(jí)的迷宮任務(wù)，直到取得勝利。

1.2 讓學(xué)生在解決問題中發(fā)展思維

Blockly迷宮游戲環(huán)境為教師創(chuàng)設(shè)問題情境提供了條件。走法怎樣設(shè)計(jì)，如何用程序控制實(shí)現(xiàn)是學(xué)生在完成迷宮任務(wù)時(shí)面臨的主要問題。具體到每層任務(wù)，問題還可進(jìn)一步細(xì)化。如，什么是計(jì)算機(jī)程序？玩家怎么知道要左轉(zhuǎn)？重復(fù)執(zhí)行哪些動(dòng)作？需要用到什么程序結(jié)構(gòu)？越到高級(jí)關(guān)卡，問題越復(fù)雜，可能出現(xiàn)走法不同，程序有差別的情況，哪種走法更好，程序更精簡呢？學(xué)生在問題解決的過程中，需要運(yùn)用歸納、分析、構(gòu)造、評(píng)價(jià)等思維。這些思維活動(dòng)，都有助于發(fā)展學(xué)生的思維能力。

1.3 滿足編程入門教學(xué)的需要

Blockly迷宮游戲具有教學(xué)性。首先，蘊(yùn)含豐富的編程基礎(chǔ)知識(shí)，能滿足學(xué)生編程入門學(xué)習(xí)的需要。如，計(jì)算機(jī)程序和算法的概念、三種基本程序結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。利用Blockly迷宮游戲展開教學(xué)內(nèi)容，流暢而有效。從獨(dú)立完成初級(jí)迷宮后學(xué)生能解釋“什么是計(jì)算機(jī)程序”，與老師交流中明白自己編的就是“順序結(jié)構(gòu)”的程序，到分析中級(jí)迷宮時(shí)，遇到需要“循環(huán)結(jié)構(gòu)”解決的情況，再到解決高級(jí)迷宮問題時(shí)，“分支結(jié)構(gòu)”的運(yùn)用，最后到歸納出編程解決問題的一般過程。每一個(gè)教學(xué)內(nèi)容的適時(shí)出現(xiàn)，既增長了學(xué)生們的知識(shí)又解決了他們的認(rèn)知沖突，滿足了他們編程學(xué)習(xí)的需要。其次，Blockly編程采用的是積木式圖形化模塊，和其他傳統(tǒng)的編程工具相比，摒棄了生澀、繁雜的代碼和語法，將封裝了程序代碼的語句模塊拼搭構(gòu)成程序。直觀的編程語言，消除了學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)的畏難情緒，能讓他們快速地融入編程學(xué)習(xí)中，不用糾纏于代碼和語法的錯(cuò)誤，而能將更多的精力用在算法設(shè)計(jì)和程序結(jié)構(gòu)的搭建上。

2 運(yùn)用Blockly迷宮游戲的教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 基于學(xué)情合理組織教學(xué)內(nèi)容

Blockly迷宮游戲共有10級(jí)，針對(duì)本校高一學(xué)生編程零基礎(chǔ)的情況，選擇前9級(jí)為課堂教學(xué)內(nèi)容，最有難度的第10級(jí)留給學(xué)生進(jìn)行課后拓展。教師通過分析每個(gè)關(guān)卡游戲內(nèi)嵌的編程知識(shí)，將整節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容編排為三部分：初級(jí)篇（程序的概念和順序結(jié)構(gòu)）、中級(jí)篇（循環(huán)結(jié)構(gòu)）、高級(jí)篇（分支結(jié)構(gòu)和三種基本結(jié)構(gòu)的組合應(yīng)用）。教學(xué)內(nèi)容的組織遵循了由易到難，先單一后綜合的原則，適合學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)編程基礎(chǔ)知識(shí)。

2.2 設(shè)計(jì)有序的學(xué)習(xí)活動(dòng)

利用Blockly迷宮游戲教學(xué)要有序地安排好學(xué)習(xí)活動(dòng)，避免學(xué)生出現(xiàn)重過關(guān)輕思維的情況。游戲的競爭性使得學(xué)生一般比較關(guān)注能否過關(guān)，面對(duì)迷宮，習(xí)慣直接拼搭語句塊，通過試錯(cuò)和調(diào)整模塊解決問題，缺乏先分析、設(shè)計(jì)再解決的意識(shí)。而教師應(yīng)更多地關(guān)注學(xué)生解決問題的過程而不是結(jié)果。為了培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，教師可以引導(dǎo)他們按以下的步驟開展學(xué)習(xí)活動(dòng)：①觀察路線、設(shè)計(jì)走法;②互動(dòng)表達(dá)、學(xué)習(xí)新知;③編程實(shí)現(xiàn)、調(diào)試運(yùn)行;④評(píng)價(jià)交流、優(yōu)化改進(jìn)。在活動(dòng)過程中，教師指導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生采用獨(dú)立思考、分組競賽、集體交流、小組互助等多種形式開展學(xué)習(xí)，完成迷宮任務(wù)。通過學(xué)習(xí)方法的引領(lǐng)，學(xué)生在遇到高級(jí)迷宮問題時(shí)，自然會(huì)先思考走法，并根據(jù)需要描述出來，再利用語句塊編程實(shí)現(xiàn)。

2.3 提供合適的學(xué)習(xí)工具

為了幫助學(xué)生在以Blockly迷宮游戲?yàn)橹骶€的學(xué)習(xí)活動(dòng)中獲得成功的體驗(yàn)，教師可以提供合適的學(xué)習(xí)工具。例如，學(xué)習(xí)任務(wù)單、“畫程軟件”。用任務(wù)單引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以為學(xué)生提供學(xué)習(xí)的支架，讓他們清楚要學(xué)什么和怎樣學(xué)。而指導(dǎo)學(xué)生使用“畫程軟件”繪制流程圖，可以幫助學(xué)生更清晰地描述自己走迷宮的想法，為編程實(shí)現(xiàn)助力。

2.4 增強(qiáng)課堂互動(dòng)交流

交流與互動(dòng)是構(gòu)建教學(xué)的關(guān)鍵。在Blockly迷宮游戲教學(xué)中，教師需要提供足夠的機(jī)會(huì)讓學(xué)生多表達(dá)，并鼓勵(lì)全體學(xué)生參與交流，共同點(diǎn)燃思維的火花。增強(qiáng)課堂交互的途徑有：教師設(shè)問、小組討論、學(xué)生提問、展示交流。為了使互動(dòng)更有效，教師設(shè)計(jì)的問題應(yīng)精準(zhǔn)、適切。在提問之后，要留出一定的時(shí)間讓學(xué)生獨(dú)立思考或小組討論。組織學(xué)生小組討論時(shí)，教師要求組內(nèi)每個(gè)成員都要發(fā)言，并認(rèn)真傾聽同伴的想法，針對(duì)問題交換意見。請(qǐng)學(xué)生回答時(shí)，教師要善于引導(dǎo)和追問，并注意調(diào)動(dòng)學(xué)生回答問題的積極性。同時(shí)，盡量選擇分布在不同位置的學(xué)生回答問題，增強(qiáng)他們的課堂參與感。在互動(dòng)過程中，如果有學(xué)生提出疑問，教師應(yīng)給予肯定并及時(shí)解答，也可啟發(fā)其他學(xué)生來解答。在進(jìn)行全班展示和交流的時(shí)候，教師可以讓學(xué)生自薦或他薦，一來增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)自信，二來活躍課堂氣氛。當(dāng)學(xué)生在展示，教師應(yīng)帶領(lǐng)其他學(xué)生耐心聆聽、仔細(xì)瀏覽，學(xué)會(huì)欣賞，并在之后給出積極客觀的評(píng)價(jià)。

3 教學(xué)片斷

3.1 片段一：游戲?qū)?/p>

播放歡快的背景音樂，呈現(xiàn)9級(jí)迷宮圖片。

師：我們這節(jié)課的任務(wù)就是利用Blockly迷宮游戲每個(gè)關(guān)卡提供的語句模塊在編程區(qū)拼接，構(gòu)成一個(gè)小程序，使得程序運(yùn)行起來時(shí)起點(diǎn)處的玩家能夠順利到達(dá)終點(diǎn)。

【效果評(píng)價(jià)】

創(chuàng)設(shè)輕松的游戲情境，從學(xué)生熟悉的走迷宮游戲?qū)?，順勢拋出有挑?zhàn)性的課題，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，順利進(jìn)入新課學(xué)習(xí)。

3.2 片斷二：中級(jí)篇之走法設(shè)計(jì)

師：中級(jí)關(guān)卡有3級(jí)。

生：因?yàn)槁肪€是直線向前，所以小人一直向前移動(dòng)就行。

師：也就是重復(fù)執(zhí)行向前移動(dòng)，直到終點(diǎn)？

生表示同意。

師：這種情況可以用循環(huán)結(jié)構(gòu)。凡是需要通過不斷重復(fù)執(zhí)行才能解決的許多問題中需要用到循環(huán)控制。循環(huán)執(zhí)行，直到條件滿足。例如：打印50份資料，跑800米。

[4級(jí)]

師：4級(jí)需要用到循環(huán)結(jié)構(gòu)嗎？

生：需要

師：重復(fù)執(zhí)行的動(dòng)作是什么？

生：向前移動(dòng)—左轉(zhuǎn)—向前移動(dòng)—右轉(zhuǎn)

師：循環(huán)的條件是什么？（什么情況下，循環(huán)結(jié)束？）

生：到終點(diǎn)

師：條件不滿足時(shí)，重復(fù)執(zhí)行動(dòng)作;條件滿足，循環(huán)停止執(zhí)行。

[5級(jí)]

師：在這個(gè)關(guān)卡，先要怎么走，然后呢？

生：先順序執(zhí)行“向前移動(dòng)—向前移動(dòng)—左轉(zhuǎn)”;再循環(huán)執(zhí)行“向前移動(dòng)”直到終點(diǎn)。

【效果評(píng)價(jià)】

第一，利用分組競賽的形式，增強(qiáng)了學(xué)生的競爭意識(shí)，有效激勵(lì)學(xué)習(xí)。課堂上，學(xué)生積極思考，踴躍發(fā)言。

第二，通過分組活動(dòng)和教師引導(dǎo)，學(xué)生逐步形成了先分析問題、設(shè)計(jì)方法再編程解決的意識(shí)和習(xí)慣。

第三，將新知識(shí)的學(xué)習(xí)鑲嵌在一定的問題情境中，隨著問題的出現(xiàn)，自然引出，學(xué)生既樂學(xué)也易學(xué)。

3.3 片段三：高級(jí)篇之成果交流

請(qǐng)學(xué)生先語言描述走法或展示流程圖，再呈現(xiàn)程序。

[8級(jí)]

師：思路不同，程序的精簡程度也不同。比一比哪種程序更精簡、高效？

生：第一種和第三種的程序少了一個(gè)判斷，更精簡些。第一種的走法可能更高效。因?yàn)?，一開始的路線是直的，所以，小人可以先向前移動(dòng)再接著判斷是向左轉(zhuǎn)還是向右轉(zhuǎn)。

師：分析得有道理。可以直接執(zhí)行的就無須判斷，哪個(gè)動(dòng)作最可能發(fā)生的就先執(zhí)行。

[9級(jí)]

師：9級(jí)的走法有多種，歡迎大家來展示。

生1：

其他學(xué)生評(píng)價(jià)：雖然成功了，但走法有些繞，基本上把路都走了一遍。

師：其實(shí)，9級(jí)迷宮較好的一種走法就是課的開始同學(xué)畫的。編程時(shí)，關(guān)鍵點(diǎn)是怎么才能讓玩家在遇到第二個(gè)左轉(zhuǎn)路口時(shí)不左轉(zhuǎn)而是直行？

生2：通過判斷“如果前面有路，就向前移動(dòng)，否則向左轉(zhuǎn)”。

（展示流程圖和程序）

【效果評(píng)價(jià)】

第一，請(qǐng)學(xué)生展示時(shí)，他們表現(xiàn)自信，愿意表達(dá)出自己的解決思路，展示成果。面對(duì)建議，他們也能虛心接受。

第二，通過成果交流，引導(dǎo)學(xué)生比較程序的精簡和效率，既讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到算法設(shè)計(jì)的重要性又幫助其形成優(yōu)化程序的意識(shí)。

4 教學(xué)反思

希望給學(xué)生帶來怎樣的編程入門學(xué)習(xí)？我的答案是有趣、快樂、有意義。有趣是吸引學(xué)生學(xué)習(xí)的外在形式，快樂是學(xué)生保持學(xué)習(xí)熱情的源泉，有意義是滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需要的保證?；谝陨系南敕?，我選擇Blockly迷宮游戲作為編程入門教學(xué)的資源。課堂上，學(xué)生們專注投入，主動(dòng)積極;下課了，學(xué)生們戀戀不舍，還想著如何解決十級(jí)迷宮。實(shí)踐表明，迷宮游戲的趣味性、編程闖關(guān)成功帶來的愉悅感、豐富的編程基礎(chǔ)知識(shí)、友好有效的課堂互動(dòng)，讓學(xué)生收獲到了學(xué)習(xí)編程的快樂和知識(shí)的滿足。通過本節(jié)課的實(shí)施，也讓我對(duì)如何持續(xù)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維產(chǎn)生了新的思考。

5 結(jié)束語

從筆者的課堂實(shí)踐來看，Blockly迷宮游戲可以幫助學(xué)生輕松地打開編程學(xué)習(xí)的大門，為后續(xù)的程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。關(guān)于Blockly Games中其他游戲資源的教學(xué)應(yīng)用，以及如何利用Blockly編程工具開發(fā)校本教學(xué)資源，還有待教師進(jìn)行更多的實(shí)踐和探索。

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