以计算思维培养为导向的游戏化教学活动实践探究

摘要

依据小学生身心发展特点，基于信息科技课程中的可视化教学特点，以游戏化教学为出发点，探究基于编程的游戏化教学在信息科技课程中的应用策略：元素融合，合理选择游戏案例；及时反馈，梳理程序设计需求；成长机制，程序设计师的成长；宝箱机制，我的程序我设计；评价机制。探究策略的实践与应用，将为信息科技课堂增效赋能。

Graphical abstract

关键词

游戏化教学 / 信息科技课 / 编程 / 可视化教学 / 计算思维

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》^［1］（以下简称新课标）对课程内容进行了更新和拓展，提出要注重游戏化的教学设计，同时指出计算思维培养的必要性，并将“信息技术”更名为“信息科技”，将其从综合实践活动课程中独立出来，反映了对课程内容及其学习目标的更新与拓展。另外，新课标明确指出，应注重活动化、游戏化、生活化的教学设计。《2022游戏助力教育研究报告》系统阐述了教育游戏的优势及其特征，强调了教育游戏研究的重要性，并对其未来发展趋势进行了展望^［2］。教师在信息科技课堂中运用游戏化教学，彰显了学生的主体地位，充分调动了学生的学习积极性，既能帮助学生构建系统化的知识体系，又能培养其计算思维能力，最终提升教学质量。

1 游戏化教学法基本概念

游戏核心玩法主要包括奖惩机制、社交互动、即时反馈、元素融合、简单原则、数值机制、成长机制、故事叙述、探索与发现、宝箱机制及限定机制。

游戏化教学注重寓教于乐，将教学内容融入游戏制作或游戏活动中，使学生在富有趣味性的课堂中轻松愉快地学习。轻松且富有趣味性的课堂氛围能促进大脑的蓝斑核区域释放多巴胺。研究表明，蓝斑核功能与学习记忆密切相关，在学习记忆的形成和巩固方面发挥着重要作用^［3］。同时，激活蓝斑核可以显著提升记忆能力，不仅增强激活时刻的记忆，还增强激活前发生的记忆。

游戏化教学具有针对性，这就决定了在教学设计时需要充分考虑学生的身心发展特点和信息科技学科的特点，以便选择合适的游戏作为教学载体。此外，还要注重游戏的教育价值，鼓励学生自主探究和合作学习。

2 可视化编程在小学信息科技教学中的运用

富有趣味性与挑战性的教学情境，是游戏化教学顺利开展的前提，在此情境下教师需要将游戏化教学理念与信息科技课教学理念进行有机融合。以编程教学为例，它需要充分激发学生的计算思维，而采取可视化是较好的选择。这是因为可视化编程省去了学生学习复杂编程语言的过程，更注重学生在解决问题时能对问题进行抽象、分解、建模，并通过设计算法形成解决方案^［1］。

游戏化设计是基于计算思维培养的游戏化教学活动的关键所在。笔者基于计算思维设计了以下5个维度的实践探究策略：元素融合，合理选择游戏案例；及时反馈，梳理程序设计需求；成长机制，程序设计师的成长；宝箱机制，我的程序我设计；评价机制。

2.1 元素融合，合理选择游戏案例

游戏化教学能让学生在轻松、愉快的氛围中获取知识，进而培养学生的计算思维能力。在设计游戏化教学时，需注重游戏元素与学习活动的有机融合。

“我是魔法师”是基于Scratch软件的可视化编程教学内容。在选择游戏案例时，笔者根据游戏核心玩法中的元素融合原则，选择与教学内容相关的游戏案例——“我是魔法师”。在此过程中，学生积极主动地思考编程内容，取得了不错的学习效果。“小猫变变变”游戏化教学模式如图1所示。

“我是魔法师”游戏包括小猴和小猫两个角色。点击绿旗运行程序后，小猫的大小、颜色会依次变化，最后小猫隐藏的同时小猴出现。一个简单的“我是魔法师”游戏利用可视化编程软件自带的简单游戏元素，培养了学生的逻辑思维和运算能力。

2.2 及时反馈，梳理程序设计需求

程序设计讲究指令的清晰性、准确性、高效性和灵活性。学生体验“我是魔法师”游戏后，会基于游戏过程进行分析、抽象、分解及建模，最终设计出相应的算法和解决问题的方法，并完成游戏任务。这一过程使得游戏化的学习自然而然地转化为计算思维的培养。

在“我是魔法师”游戏体验结束后，教师要及时给予学生情绪、语言等方面的反馈，帮助学生回忆程序中的角色特点、变化等设计需求，并用自然语言描述程序设计方法。学生运用Scratch软件进行算法设计，并充分了解程序设计对应的内容与思想，在此基础上按照指令进行设想，即理解问题的背景和需求，是整个步骤的基础。

2.3 成长机制，程序设计师的成长

与重结果、重标准答案而忽略学习过程与智力开发的传统教学模式相比，游戏主题教学模式有着极大的优势^［4］。在课堂中，笔者以“我是魔法师”为闯关线索，共设置3道关卡，每道关卡是一个知识点。笔者的评判标准是：每闯过1道关卡，学生就会获得1枚“小小程序设计师”徽章，当集齐3枚“小小程序设计师”徽章时，即可兑换1枚“程序设计师”徽章。运用奖励机制，能够充分激励学生主动参与游戏化教学活动，不仅促进学生高阶思维的提升，更能够提高教学质量。

2.4 宝箱机制，我的程序我设计

宝箱机制是指在游戏教学中，学生可以通过打开宝箱获得奖励的一种机制。在“我是魔法师”一课中，笔者将宝箱中的奖励内容设置为“程序设计师”徽章。学生在完成闯关任务后，小组合作在“我是魔法师”的基础上完善和优化自己的程序设计，拓展“我是魔法师”程序的玩法。学生小组边演示边讲解自己设计的程序，最终通过全员投票确定票数最高的小组获得宝箱。

2.5 评价机制

笔者将课堂评价分为个人评价与团队评价两部分。其中：个人评价是从学生状态、学习行为和学习效果3个维度进行评价；团队评价是从合作解决问题、团队氛围和团队凝聚力3个维度进行评价。另外，对每个维度进行指标细化，并以积分、奖章等学习反馈方式，对学生的学习过程进行记录和评价。过程性评价旨在给予及时反馈，让学生能够了解、掌握自己的学习进度与表现，从而适时调整学习策略，以提高学习效果。

3 结语

游戏化教学，促进了小学信息科技可视化编程教学的实施，符合小学生的认知水平，是培养小学生计算思维能力的重要教辅材料。以“我是魔法师”一课为切入点，探究游戏化教学的应用模式，充分证明了游戏化教学的可行性。当然，小学信息科技教师在教学中需要凸显学生的主体地位，促进其计算思维的成长，使其在游戏化教学中学有所成，既体现小学信息科技课程的价值，又凸显游戏化教学的作用。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部. 义务教育信息科技课程标准（2022年版） ［S］.北京：北京师范大学出版社，2022.

[2] 腾讯游戏学堂.《2022游戏助力教育研究报告》正式发布［EB/OL］.（2022-09-28）［2024-03-10］.

[3] 梅书雅，张宁，刘奇，等.蓝斑核与学习记忆［J］.河北医科大学学报，2023，44（05）：617-621.

[4] 刘建国.游戏主题教学在小学信息技术课堂教学中的实践与思考：以小学Scratch游戏主题为例［J］.课程整合，2020（13）：108-110.