周 曉 燕

(浙江工業(yè)大學(xué)教育科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310023)

隨著人工智能時代的到來，中小學(xué)編程教育受到越來越多的關(guān)注。Python語言因其語法簡單、重視解決問題思維等特點(diǎn)，在程序設(shè)計課程中得到普及，成為中小學(xué)編程學(xué)習(xí)的一種趨勢。然而筆者在在實習(xí)過程以及和信息技術(shù)一線教師交流中了解到，初中生的信息技術(shù)課堂中主要采用教師講授基礎(chǔ)知識、學(xué)生平臺練習(xí)的模式。學(xué)生大多只能編寫簡單的運(yùn)算類或者輸出類代碼，在這個過程中收獲更多的是練習(xí)和模仿，需求無法得到滿足，以致學(xué)生缺乏對Python語言學(xué)習(xí)的興趣。教學(xué)中缺乏對學(xué)生個體差異的關(guān)注，平臺上的練習(xí)組織沒有充分體現(xiàn)知識系統(tǒng)且反饋只有簡單的正誤判斷和英文錯誤原因，不利于學(xué)生的認(rèn)知?；诖?，本研究嘗試從序列型/全局型學(xué)習(xí)風(fēng)格和游戲化教學(xué)出發(fā)，思考如何在游戲化教學(xué)中設(shè)計不同學(xué)習(xí)風(fēng)格策略來促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的提高和認(rèn)知的發(fā)展，為初中Python課程的有效開展提供參考。

一、游戲化教學(xué)和學(xué)習(xí)風(fēng)格

游戲化在教育領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注，Deterding等人提出游戲化是“在非游戲化情境下使用游戲化設(shè)計元素來激勵用戶參與”[1]。陶侃認(rèn)為游戲化學(xué)習(xí)，是利用游戲的場景、內(nèi)容/平臺或交互機(jī)制等來進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程。[2]祝士明等人認(rèn)為游戲化學(xué)習(xí)是在學(xué)習(xí)過程中采用游戲化的方式，包括教師在教學(xué)過程中的教學(xué)手段以及學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)方式。[3]還有許多學(xué)者對游戲化教學(xué)進(jìn)行了研究，盡管不同學(xué)者對游戲化教學(xué)的定義不盡相同，但提出的游戲化定義都有以下基礎(chǔ)要素：游戲元素、非游戲化情境、調(diào)動積極性、促進(jìn)學(xué)習(xí)。

如何將游戲化應(yīng)用于教學(xué)也是學(xué)者研究的焦點(diǎn)。教學(xué)中游戲的應(yīng)用方式可以分為應(yīng)用已有的游戲、根據(jù)需求開發(fā)相應(yīng)的游戲、學(xué)生作為開發(fā)者開發(fā)游戲、在教學(xué)中設(shè)計游戲元素或機(jī)制。Brurwand等設(shè)計了游戲化教學(xué)模型，強(qiáng)調(diào)開展游戲化課堂需要與之對應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)能力、教學(xué)內(nèi)容。[4]蔣宇、尚俊杰等對游戲化探究學(xué)習(xí)模式進(jìn)行設(shè)計與應(yīng)用，將游戲化探究學(xué)習(xí)分為三個主要的階段：自主學(xué)習(xí)階段、合作探究階段和總結(jié)分享階段。[5]陳志鴻等設(shè)計出包括探索、概念介紹、魔術(shù)圈和概念應(yīng)用四個階段的游戲化探究式學(xué)習(xí)模式，并將該模式應(yīng)用于小學(xué)三年級數(shù)學(xué)小數(shù)概念的教學(xué)之中。[6]本文所指的游戲化教學(xué)即應(yīng)用游戲元素或機(jī)制于教學(xué)中，以游戲形式設(shè)計教學(xué)活動。對于游戲元素，被廣泛認(rèn)可的是DMC系統(tǒng)[7]，它將游戲元素分為三類：動力(Dynamics)、機(jī)制(Mechanics)和組件(Components)。動力包括心流、情感、行為、關(guān)系、漸進(jìn)等，可以作為個體感情投入的條件；機(jī)制包括競爭、合作、目標(biāo)/挑戰(zhàn)、反饋等，可以作為游戲進(jìn)程中個體參與和互動的方式；組件包括道具、任務(wù)、勛章、積分、排行榜等，是實施過程中具體的開展方式。

學(xué)生可以在創(chuàng)設(shè)的游戲情境中參與同伴協(xié)作，應(yīng)用知識與技能解決問題。因此，游戲化教學(xué)被預(yù)測會對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生影響，許多學(xué)者對游戲化教學(xué)的效果進(jìn)行了理論研究和實證研究。尚俊杰等提出了教育游戲的核心價值——游戲動機(jī)、游戲思維和游戲精神；[8]李玉斌等對國內(nèi)外35項游戲化學(xué)習(xí)實驗報告的結(jié)果進(jìn)行了定量分析，分析結(jié)果顯示游戲化學(xué)習(xí)對學(xué)生學(xué)習(xí)效果具有較大程度且積極的影響；[9]孫凱等提出游戲化效果研究中可能遺漏了學(xué)習(xí)動機(jī)、不同活動特征、游戲化系統(tǒng)使用時間、用戶特征四點(diǎn)重要要素；[10]胡曉玲等研究表明游戲化教學(xué)效果與實施學(xué)科、對象年齡、研究人數(shù)有關(guān)。[11]可見，游戲化教學(xué)對于每個學(xué)生的效果并不都是相同的，學(xué)生在游戲中的表現(xiàn)也會因個體的差異而不同。有相當(dāng)多的研究表明，學(xué)習(xí)風(fēng)格對學(xué)習(xí)效果有著至關(guān)重要的影響。學(xué)習(xí)風(fēng)格最早是由美國學(xué)者Herbert·Thelen在1954年提出，它影響著學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)資源的選擇，影響學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的情感與行為，從而影響學(xué)習(xí)效果。喬愛玲基于在線教學(xué)環(huán)境，采用所羅門學(xué)習(xí)風(fēng)格量表進(jìn)行實證研究發(fā)現(xiàn)，信息加工和信息感知學(xué)習(xí)風(fēng)格對批判性思維傾向影響顯著。[12]李馨從序列型與全局型的內(nèi)容理解維度設(shè)計與實現(xiàn)了適應(yīng)性教育游戲。[13]N.Zaric等使用定性案例研究方法研究學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格中游戲化模式(LSGM)在游戲電子學(xué)習(xí)課程中發(fā)揮重要的作用。[14]可以在游戲化教學(xué)中分析學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格特點(diǎn)，并針對不同學(xué)習(xí)風(fēng)格設(shè)計不同的游戲化策略，提供不同類型資源，激發(fā)學(xué)生興趣，促進(jìn)學(xué)生的投入和參與，從而提升學(xué)習(xí)效果，更好地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

二、基于學(xué)習(xí)風(fēng)格的游戲化教學(xué)策略設(shè)計

不同學(xué)者提出了不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格模型，本研究采用Felder-Silveman學(xué)習(xí)風(fēng)格模型，此模型分別從信息加工、信息感知、信息輸入、內(nèi)容理解四個維度將學(xué)習(xí)風(fēng)格分為視覺型/言語型、活躍型/沉思型、感覺型/直覺型、序列型/全局型。序列型和全局型學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)習(xí)者采取的學(xué)習(xí)策略是不同的，序列型學(xué)習(xí)者傾向于按照線性順序?qū)W習(xí)知識，全局型傾向于從宏觀角度學(xué)習(xí)知識，因此，游戲化教學(xué)的實施應(yīng)根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格進(jìn)行設(shè)計?；谛蛄行?全局型學(xué)習(xí)風(fēng)格的游戲化教學(xué)策略設(shè)計框架如圖1所示，初中Python程序設(shè)計課程包含教師、學(xué)習(xí)者、資源、內(nèi)容、平臺等要素，教學(xué)策略的設(shè)計以DMC系統(tǒng)和學(xué)習(xí)風(fēng)格理論為理論基礎(chǔ)。在Python程序設(shè)計課程游戲化教學(xué)過程中應(yīng)該采取以下設(shè)計策略，適應(yīng)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)風(fēng)格差異。

1.序列型/全局型教法

教師對于序列型學(xué)習(xí)者是按照線性方式提供相應(yīng)模塊的指導(dǎo)，并在深入過程中聯(lián)系前后知識點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)習(xí)者知識體系的完善。教師對于全局型學(xué)習(xí)者的指導(dǎo)是從整個知識體系出發(fā)，啟發(fā)學(xué)習(xí)者利用豐富的資源和知識體系完成任務(wù)。

2.序列型/全局型組織形式

序列型學(xué)習(xí)者游戲類型為逐級關(guān)卡闖關(guān)，學(xué)習(xí)內(nèi)容章節(jié)組織策略是在平臺上將學(xué)習(xí)內(nèi)容按邏輯劃分成小的知識點(diǎn)，采用關(guān)卡的方式將學(xué)習(xí)內(nèi)容按邏輯關(guān)系進(jìn)行排序，然后由學(xué)習(xí)者按照順序逐個完成闖關(guān)任務(wù)。學(xué)習(xí)者只有在通過某個知識點(diǎn)關(guān)卡以后，才能開啟被隱藏的下一個關(guān)卡，以線性的方式逐漸完善認(rèn)知。

全局型學(xué)習(xí)者游戲類型為同級關(guān)卡升級，學(xué)習(xí)內(nèi)容章節(jié)組織策略是在平臺上提供整個單元學(xué)習(xí)內(nèi)容的知識點(diǎn)視圖，讓學(xué)習(xí)者在宏觀上掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容的知識體系，并在游戲升級過程中進(jìn)一步加強(qiáng)對知識體系的理解。

3.序列型/全局型拓展資源

序列型學(xué)習(xí)者以拓展資源為任務(wù)完成流程圖和階段性考核，以游戲進(jìn)度的方式提示任務(wù)的完成度和知識點(diǎn)的體系，并以階段性考核測試學(xué)習(xí)者的掌握情況，促進(jìn)學(xué)習(xí)者反思。

全局型學(xué)習(xí)者以拓展資源為成果樣例和相關(guān)知識，在開始游戲前，學(xué)習(xí)者可以查看游戲任務(wù)成果樣例以了解需要達(dá)到的效果，且平臺提供豐富的相關(guān)知識提示及知識點(diǎn)延伸，適應(yīng)全局型學(xué)習(xí)者思維跳躍、發(fā)散的特點(diǎn)。

4.序列型/全局型反饋方式

序列型學(xué)習(xí)者反饋方式為“分—總”形式，學(xué)習(xí)者在完成每個游戲任務(wù)后，平臺會給予相應(yīng)的正誤反饋，并且提示此任務(wù)模塊的知識框架及相應(yīng)知識點(diǎn)。當(dāng)學(xué)習(xí)者完成全部任務(wù)后，平臺會提供整合所有任務(wù)的知識框架，學(xué)習(xí)者在完成任務(wù)過程中以線性學(xué)習(xí)方式將新的內(nèi)容納入知識體系。

全局型學(xué)習(xí)者反饋方式為“總—分”形式，學(xué)習(xí)者在完成任務(wù)前，平臺會提供完整的知識體系，在完成各模塊時，平臺在提供正誤反饋之外，也提示此模塊的知識框架和相應(yīng)知識點(diǎn)。

三、基于學(xué)習(xí)風(fēng)格策略的初中Python程序設(shè)計課程游戲化教學(xué)模式

八年級上冊Python程序設(shè)計課程包括Python程序設(shè)計基礎(chǔ)、Python程序基本結(jié)構(gòu)、算法與程序設(shè)計三個單元，學(xué)生在學(xué)習(xí)中往往有畏難情緒，思路不清晰。本文在游戲化教學(xué)中設(shè)計序列型/全局型學(xué)習(xí)風(fēng)格策略，構(gòu)建初中Python程序設(shè)計課程游戲化教學(xué)模式(如圖2所示)，旨在促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的激發(fā)和認(rèn)知體系的發(fā)展。

1.自主學(xué)習(xí)

在教學(xué)實施前，教師首先需要分析教學(xué)內(nèi)容，確定教學(xué)目標(biāo)；其次需要分析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)風(fēng)格特征，依據(jù)序列型/全局型學(xué)習(xí)風(fēng)格策略和游戲化教學(xué)原則設(shè)計游戲目標(biāo)、游戲任務(wù)和規(guī)則。Python程序設(shè)計相較于其他語言的特點(diǎn)在于重視問題導(dǎo)向和Python程序思維的培養(yǎng)，因此教學(xué)游戲化情景的創(chuàng)設(shè)宜以問題引起學(xué)生好奇，建立學(xué)習(xí)內(nèi)容和游戲元素的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生的參與度和投入度。學(xué)生此階段在教師引導(dǎo)下按照游戲規(guī)則自主完成較簡單的新手任務(wù)，并獲得相應(yīng)的積分。

2.合作探究

在此階段學(xué)生按照學(xué)習(xí)風(fēng)格傾向分成不同的隊伍，教師頒布游戲任務(wù)和游戲規(guī)則后，隊伍協(xié)作共同完成任務(wù)，達(dá)到游戲目標(biāo)，獲得相應(yīng)積分。序列型學(xué)習(xí)者游戲類型為逐級闖關(guān)，隊伍成員選擇相應(yīng)的角色在平臺上完成任務(wù)，在完成各任務(wù)時，平臺會提供“分—總”反饋。在完成一定游戲任務(wù)后，將會展示任務(wù)完成流程圖和階段性考核，只有完成前面的任務(wù)，方能解鎖之后的任務(wù)關(guān)卡，學(xué)習(xí)者在反思的基礎(chǔ)上繼續(xù)完成后面的任務(wù)，直至完成總?cè)蝿?wù)。全局型學(xué)習(xí)者游戲類型為同級關(guān)卡升級，平臺提供整個單元學(xué)習(xí)內(nèi)容的知識點(diǎn)視圖、成果樣例和拓展性資源，學(xué)習(xí)者在同一級關(guān)卡中選擇相應(yīng)角色完成要求的游戲任務(wù)，獲得升級，并獲得相應(yīng)“總—分”反饋。在反思的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)者繼續(xù)完成之后的任務(wù)，直至完成總?cè)蝿?wù)。在此過程中，不同隊伍的積分情況將以排行榜形式展示。譚頂良教授認(rèn)為，學(xué)習(xí)風(fēng)格和教學(xué)模式的結(jié)合方式有兩種：一種是釆用匹配學(xué)習(xí)風(fēng)格的策略；另一種是不匹配學(xué)習(xí)風(fēng)格策略。因此應(yīng)適當(dāng)?shù)劐e位安排序列型/全局型學(xué)習(xí)風(fēng)格學(xué)習(xí)者的游戲任務(wù)，促使學(xué)生全面均衡發(fā)展。

圖2 基于序列型/全局型學(xué)習(xí)風(fēng)格策略的初中Python程序設(shè)計課程游戲化教學(xué)模式

3.總結(jié)分享

學(xué)習(xí)者完成總?cè)蝿?wù)后，采用教師評價、學(xué)習(xí)者互評的多元化方式對學(xué)習(xí)者表現(xiàn)和成果進(jìn)行評價并根據(jù)排行榜情況對表現(xiàn)優(yōu)異的隊伍進(jìn)行獎勵。

本文針對序列型/全局型學(xué)習(xí)風(fēng)格設(shè)計教法、組織形式、拓展資源、反饋方式方面的游戲化教學(xué)策略，構(gòu)建了基于學(xué)習(xí)風(fēng)格策略的初中Python程序設(shè)計課程游戲化教學(xué)模式，希望有助于初中Python教學(xué)中學(xué)習(xí)者動機(jī)的激發(fā)和認(rèn)知的發(fā)展，從而提高學(xué)習(xí)效果。下一步的研究重點(diǎn)是在初中Python程序課程中開展實踐，進(jìn)行教學(xué)活動設(shè)計，以驗證此教學(xué)模式的有效性，同時獲得相關(guān)的完善教學(xué)模式。