朱 斌

信息技術(shù)對社會的重要性不斷提高，影響著生活的方方面面，新修訂的《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)》(2022版)也強調(diào)了在義務(wù)教育的過程中要加強“科學(xué)性，遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，注重與學(xué)生生活、社會實際的聯(lián)系”。在新的教育理念以及信息技術(shù)不斷凸顯其重要程度的背景下，開展信息技術(shù)的相關(guān)教育已經(jīng)箭在弦上，不得不發(fā)?！癕ind+”是一款專門應(yīng)用于青少年編程教育的可視化編程軟件，本研究將采用“Mind+”進行項目式教學(xué)研究，為編程教育的項目式教學(xué)提供經(jīng)驗指導(dǎo)。

一、 核心概念解釋

(一)項目式教學(xué)

項目式教學(xué)是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方式。師生選擇項目主題，學(xué)生分配任務(wù)，小組對自己的課題進行探究性學(xué)習(xí)。學(xué)生自主地完成信息收集、調(diào)查研究、知識獲取、方案探討等過程，最終解決問題。項目式教學(xué)的突出特點在于“探究”和“合作”，學(xué)生并不是直接獲得知識，而是通過同學(xué)合作、自主探究得到知識，這種學(xué)習(xí)方式使學(xué)生獲得成就感，并積極主動去學(xué)習(xí)，構(gòu)建自己的知識體系。

(二)Mind+編程技術(shù)

常見的編程軟件一般是C++或是Python，這些編程軟件功能齊全，但門檻較高，初學(xué)者使用困難。Mind+則是一款沒有專業(yè)門檻的編程軟件，適合青少年學(xué)習(xí)使用。Mind+的編程語言是一個個的圖形化的積木，學(xué)生只需要將積木按照清晰的邏輯語言組合在一起就可以實現(xiàn)編程，Mind+模塊資源豐富，有由淺及深的學(xué)習(xí)過程，適合青少年使用。

二、 項目教學(xué)設(shè)計

本研究以《黑白跑酷》為例進行項目式教學(xué)設(shè)計，以檢驗學(xué)生的綜合能力成長情況。

(一)了解編程

教師要在課前對教材內(nèi)容及課程內(nèi)容進行解讀，明確教學(xué)目標(biāo)，并講解Mind+中常見的操作，通過深入淺出的講解，讓學(xué)生對Mind+軟件的陌生感消失，并引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生想實際操作Mind+的興趣。教師需要靈活準(zhǔn)備PPT和相關(guān)的應(yīng)用資料，隨時方便共享。

(二)確定項目主題

項目式教學(xué)的項目主題應(yīng)當(dāng)是師生共選，這樣才能兼顧可行性和趣味性。教師首先讓學(xué)生自由思考，舉例經(jīng)典的休閑類游戲類型項目，學(xué)生的回答有下樓一百層、倉鼠球、大魚吃小魚、水果忍者、神廟逃亡等，教師進一步引申，鼓勵學(xué)生自己創(chuàng)造游戲，以跑酷為主題激勵學(xué)生思考實現(xiàn)方式。《黑白跑酷》項目的選擇考慮到了市面上的跑酷游戲畫面設(shè)計煩瑣，只是場景換皮，游戲方式卻千篇一律，缺乏特色。

確認(rèn)項目后進一步確認(rèn)主題，教師問跑酷的主人公應(yīng)該是怎樣的，每個孩子都有不同的答案，突出的是各自的興趣愛好，比如男孩子多回答游戲角色，女孩子多回答電視中的角色等，教師再限定范圍，說明選定了角色，就需要有配套的場景，場景要越簡單越好，因此角色也要越簡單越好，最后經(jīng)過層層討論，確定了方塊人的角色方案，應(yīng)用極簡化的場景設(shè)計和游戲邏輯設(shè)計。項目邏輯簡單卻風(fēng)格突出，可操作性強，設(shè)計簡單方便。

在主題確認(rèn)的過程中，學(xué)生明白了游戲設(shè)計中的統(tǒng)一性，即主題、角色、場景等的設(shè)計都是聯(lián)系在一起的，每一步都需要慎重考慮，不能因為一個環(huán)節(jié)影響到其他環(huán)節(jié)。在進行后續(xù)設(shè)計時時常會有學(xué)生質(zhì)疑“會不會和其他內(nèi)容不搭配”，可見學(xué)生通過自我探究認(rèn)識到了設(shè)計統(tǒng)一的重要性。

(三)分析項目邏輯

教師需要引導(dǎo)學(xué)生合理分析項目的邏輯，包括角色分析、功能分析、功能實現(xiàn)分析等。

1. 角色分析

在《黑白跑酷》中會出現(xiàn)的單位除了玩家操縱的黑色方塊外，還會出現(xiàn)什么單位？教師先讓各組同學(xué)進行討論，再選一組討論較深入的學(xué)生發(fā)言，其他小組補充，教師同時可以給予同類型游戲的提示等。有些學(xué)生主張從形狀上加以區(qū)分，有些學(xué)生主張從顏色上加以區(qū)分，最后進行深入探究后發(fā)現(xiàn)，如果以形狀進行區(qū)分，就會導(dǎo)致不論什么陷阱、機關(guān)都是一種形狀，大大降低了難度和操作性，所以最后確定《黑白跑酷》中存在黑色、白色、淺藍(lán)色、深藍(lán)色、紅色等五種顏色，對應(yīng)五種不同的效果，通過簡單顏色區(qū)分的方式凸顯極簡主義的風(fēng)格。

2. 功能分析

參照同類型的游戲，跑酷游戲中常見的單位功能包括位移、死亡、傷害等，學(xué)生探究中還提到了變大變小、變色、變透明、加命等設(shè)定，經(jīng)過商議后認(rèn)為與主題關(guān)系不大，最終確定《黑白跑酷》中與黑色相反的白色為死亡，淺藍(lán)色和深藍(lán)色分別代表向上位移和向下位移兩種位移方式，紅色為傷害性機關(guān)。

3. 功能實現(xiàn)分析

在功能實現(xiàn)環(huán)節(jié)要對各個模塊與場景之間的邏輯關(guān)系進行深入探討，通過各功能之間的銜接實現(xiàn)游戲，學(xué)生要從整體上把握項目的實施邏輯和流程，注意到具體場景中應(yīng)關(guān)注的現(xiàn)實細(xì)節(jié)，從而引導(dǎo)學(xué)生將知識體系融入數(shù)字邏輯之中。

通過對游戲邏輯的設(shè)計，學(xué)生對“單位”“功能”“邏輯”“效果”“條件”“結(jié)果”等邏輯詞語有了更深層次的理解，在隨機問答中學(xué)生基本能給出符合一般認(rèn)知的回答，說明學(xué)生已經(jīng)通過探究有了基礎(chǔ)的邏輯思維。

(四)編寫運行算法

Mind+的編程方法雖然是積木式，學(xué)生只需要拼接即可完成編程，但編程所講究的邏輯性卻不能忽視。教師需要教會學(xué)生畫邏輯流程圖，并檢查邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性。例如主角單位的運動邏輯設(shè)置如圖1所示：

圖1 部分黑塊運動邏輯

通過更換皮膚模型實現(xiàn)下蹲運動，通過坐標(biāo)軸增減來實現(xiàn)X軸方向位移。教師讓每個學(xué)生都按照自身的流程圖在Mind+上進行演示，學(xué)生發(fā)現(xiàn)有些流程無法實現(xiàn)，便自己探究更改，有些學(xué)生則發(fā)現(xiàn)流程雖然實現(xiàn)，但結(jié)果與預(yù)期不符，教師解釋原因，然后讓學(xué)生繼續(xù)更改，通過鼓勵學(xué)生自主探究的方式，最終學(xué)生能夠明白基礎(chǔ)的邏輯轉(zhuǎn)化為方塊編程的過程。這些雖然是實際編程中常見的策略，但學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)這種操作，足可見其已經(jīng)掌握了基礎(chǔ)的編程邏輯。

(五)合作方案實施

項目合作方案實施有準(zhǔn)備、實施、驗證等環(huán)節(jié)。

首先要進行項目分組準(zhǔn)備，《黑白跑酷》項目涉及多個單位、多組功能、多個場景，經(jīng)過項目整合之后確定該項目需要進行的任務(wù)包括單位邏輯設(shè)計、場景設(shè)計、場景切換邏輯設(shè)計、音效準(zhǔn)備、皮膚設(shè)計，由于場景設(shè)計的場景較多，分為兩個小組進行，分別負(fù)責(zé)前半段和后半段，最終確定分為六個小組合作完成項目。

其次進行項目實施，在方案實施過程中各小組需要先單獨工作，如了解基本的編程方法，進行編程嘗試，搜集本小組的資源等，接著小組要合作開展任務(wù)，以注意銜接，如負(fù)責(zé)音效的小組需要先確定整體音效風(fēng)格，然后與其他小組溝通，了解他們所做的角色形象與場景情況后進行音效制作。

最后是驗證，各組互相驗證檢驗項目的完成度，確定最終成品的運行效果，發(fā)現(xiàn)項目中不足、編程忽視的問題，在教師指導(dǎo)下，各組學(xué)生二次合作，最終完成整個項目。許多學(xué)生還提出了一些更豐富的游戲邏輯，如增加鼓風(fēng)機方塊、渡船方塊等的設(shè)計，還編寫了配套的邏輯流程，但因項目時間有限，最終沒能加入，表明學(xué)生的思維盒子已經(jīng)打開，實現(xiàn)了將現(xiàn)實世界的靈感引入編程。

三、 實踐效果展示

最終完成了《黑白跑酷》的編程作品設(shè)計，通過操縱主角黑塊單元的運動實現(xiàn)跑酷過程，黑塊的部分運動邏輯如圖2所示。

圖2 黑塊運動邏輯

《黑白跑酷》中設(shè)計了總共48個場景，場景由不同的藍(lán)色、白色和紅色搭配方案實現(xiàn)關(guān)卡變換，如圖3背景采用淺藍(lán)色向上位移的方塊和白色死亡的方塊結(jié)合組成，黑塊需要小心地遠(yuǎn)離藍(lán)色方塊才能通關(guān)。

圖3 背景

編程學(xué)習(xí)之后對班級成員進行編程知識的基礎(chǔ)問答并進行流程圖的繪制測試，結(jié)果表明班級80%以上的成員都能夠完成這些訓(xùn)練，說明項目式教學(xué)取得了一定的效果，但教學(xué)花費的整體時間較長、部分學(xué)生仍然知識掌握不足的問題同樣存在。

四、 教學(xué)啟示

《黑白跑酷》項目是一個日常輕松的游戲項目，與學(xué)生生活中常玩的如神廟逃亡、森林冰火人等經(jīng)典游戲有一定的相通之處，但又有自己獨特的風(fēng)格，因此當(dāng)學(xué)生能夠親自參與到游戲的設(shè)計中，體會到設(shè)計游戲的真實感時，普遍產(chǎn)生了較為濃厚的興趣，在項目式教學(xué)的過程中都充滿熱情，能夠主動探究知識，這驗證了此次教學(xué)活動的成功。教學(xué)中也得出了如下啟示：

第一，興趣始終是教學(xué)的先導(dǎo)，信息知識從理論上講離生活很遠(yuǎn)，但在實踐上又與我們的日常生活息息相關(guān)，因此在教學(xué)中要從學(xué)生的生活入手，這樣才能使他們對信息技術(shù)產(chǎn)生興趣，為學(xué)生埋下求知的種子。

第二，講究“知其所以然”的教學(xué)方法，信息技術(shù)講究邏輯，講究運用規(guī)則，學(xué)生不能僅僅理解單元需要怎樣運動，還要理解運動的具體實現(xiàn)邏輯，當(dāng)學(xué)生可以做到“知其所以然”，他就可以理解一類的現(xiàn)象。

第三，達(dá)到從探索到創(chuàng)新的目的，編程處在一個未能全知的領(lǐng)域，存在許多創(chuàng)新的空間，教師應(yīng)該鼓勵學(xué)生積極地創(chuàng)新解決問題，使學(xué)生思維模式得到內(nèi)化提升。