■張忠 趙凱

LOGO游戲化學(xué)習(xí)軟件簡介及思考
——以Crystal Rain Forest為例

■張忠1趙凱2

LOGO語言是目前我國小學(xué)信息技術(shù)教育階段所學(xué)習(xí)的程序設(shè)計(jì)語言，是一種圖形化的語言，借助“海龜”在界面上的運(yùn)動，使學(xué)生直觀地看到程序的運(yùn)行過程和運(yùn)行結(jié)果。新課程改革強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用，越來越多的信息技術(shù)教師也開始關(guān)注如何更好地將信息技術(shù)應(yīng)用于信息技術(shù)課程自身的課堂教學(xué)中。

筆者使用的Crystal Rain Forest 2000是一款面向兒童的LOGO程序設(shè)計(jì)的游戲化學(xué)習(xí)軟件，該游戲有著精美的畫面、動畫、聲音，通過學(xué)生在雨林中的歷險(xiǎn)按照邏輯和順序把LOGO介紹給學(xué)生，使學(xué)生通過歷險(xiǎn)和挑戰(zhàn)在不知不覺中一步一步地學(xué)習(xí)LOGO的相關(guān)知識。

Crystal Rain Forest游戲簡介

游戲背景

Oglo星球正在經(jīng)受一場災(zāi)難，Azon王國的許多樹木遭到砍伐，國王決定設(shè)法阻止這種亂砍濫伐的行為，保護(hù)王國的森林。國王的行動引起不滿和抱怨，伐木場的一些無賴用有毒的飛鏢射中國王，國王生命垂危。游戲中只有玩家才能拯救星球上的森林，還要找到魔法水晶（通過LOGO的學(xué)習(xí)畫出指定的圖形）來拯救垂危的國王。

使用模式及功能

Crystal Rain Forest共有4種模式，即Adventure Mode、Teacher Mode、Activity Mode和Crystal LOGO。Crystal Rain Forest設(shè)計(jì)得非常巧妙，教師可以通過設(shè)置來控制學(xué)生的學(xué)習(xí)模式并進(jìn)行反饋。

1）Adventure Mode，即歷險(xiǎn)模式。學(xué)生在森林中感受雨林所帶來的新奇、神秘以及重重的危機(jī)，在歷險(xiǎn)模式下，他們的積極性和好奇心被充分調(diào)動起來，在雨林中經(jīng)過一關(guān)一關(guān)的歷險(xiǎn)，不知不覺進(jìn)行LOGO的學(xué)習(xí)。在歷險(xiǎn)的過程中，游戲還培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力以及良好的道德情感。

2）Teacher Mode，即教師模式。教師模式能夠快速地進(jìn)行各種水平的學(xué)習(xí)活動，這一功能主要是為了教師希望能夠利用它作為教學(xué)的工具使用而設(shè)計(jì)的。教師模式界面中，在左側(cè)列出所有學(xué)習(xí)活動的選項(xiàng)，教學(xué)時根據(jù)需要進(jìn)行選擇。當(dāng)選擇某一項(xiàng)時，右側(cè)的窗口里會顯示出該活動的一些信息，如學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)的一些LOGO命令，以及水平1和水平2練習(xí)之間的區(qū)別等。

進(jìn)行學(xué)習(xí)時，屏幕上會出現(xiàn)一個教師控制面板，上面有Info、Restart、Exit和Talking LOGO4個按鈕?；顒又袉螕鬒nfo按鈕，在彈出的窗口中會出現(xiàn)當(dāng)前學(xué)習(xí)活動的學(xué)習(xí)目標(biāo)以及一些有益的幫助、學(xué)習(xí)時需要思考的問題。單擊Restart按鈕，可以在學(xué)習(xí)過程中任意時刻從頭開始。Exit用于退出當(dāng)前的學(xué)習(xí)活動，返回到上一級菜單。

3）Activity Mode，即活動模式。該模式把知識成分從歷險(xiǎn)模式中分離出來，去掉游戲成分。此模式中共有12個練習(xí)活動。

①Robot Temple，學(xué)習(xí)使用LOGO的基本命令，游戲中學(xué)生要指揮機(jī)器人行走，打開門讓機(jī)器人走出去。

②Garden Bridge，培養(yǎng)學(xué)生的旋轉(zhuǎn)、定位能力，學(xué)生選擇不同形狀的木塊把它填到損壞的木橋上。學(xué)生必須選擇正確的形狀，并且確定程序中的順序。運(yùn)行程序后，學(xué)生還要對木塊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這樣才能把壞了的橋修好。在這里學(xué)生也初步體會了程序設(shè)計(jì)的概念和流程，以及解決問題的方法。

③Packing Leaves，培養(yǎng)學(xué)生的視覺判斷能力，游戲中要求學(xué)生根據(jù)運(yùn)送車子車身的大小來設(shè)定需要裝載的打包的落葉，學(xué)生參照給定的落葉包的長寬大小對要打包的樹葉的長寬來設(shè)定。

④Museum Shop，一個自動售后商店，學(xué)生利用Left、right命令控制指針進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，指到某一物品時，就可以按下B鍵進(jìn)行購買，培養(yǎng)學(xué)生對旋轉(zhuǎn)角度的估計(jì)技能。

⑤Wire Connections，把設(shè)備進(jìn)行連接，鞏固使用LOGO的基本命令。

⑥Engine Immobilize，練習(xí)使用Pen Up、Pen Down、顏色的設(shè)置等命令。

⑦Navigating the River，學(xué)生綜合運(yùn)用LOGO命令控制小船在河中避開圓木行駛，主要培養(yǎng)學(xué)生對角度、距離的判斷能力。

⑧Rope Bridge，一座纜橋的繩索壞了，學(xué)生要把吊掛橋面的繩索掛起來。這一環(huán)節(jié)介紹循環(huán)命令的概念，使學(xué)生初步了解循環(huán)命令。

⑨Avoiding the Rocks，學(xué)生操作小船通過礁石密布的河流，通過使用LOGO命令來控制小船行駛的方向和距離。小船前進(jìn)的速度可通過Fast和Slow進(jìn)行調(diào)節(jié)。

⑩Safety Nets，這一環(huán)節(jié)介紹LOGO語言中的“過程”這一非常重要的概念，同時鞏固Repeat命令的運(yùn)用。

11Building Magic Crystal，進(jìn)一步鞏固Repeat命令建立過程，學(xué)生編寫程序畫出“水晶”，這就是游戲中所說的拯救國王所需的“魔法水晶”。

12The Symbol of the Forest，鞏固所學(xué)的LOGO命令及技能。

4）Crystal LOGO。Crystal LOGO是該游戲中自帶的LOGO開發(fā)環(huán)境，供學(xué)生在娛樂之余用于LOGO編程，界面如圖1所示。

圖1

Crystal LOGO的界面看起來略顯臃腫，但其好處是不言而喻的。首先，所有的命令和數(shù)值都被做成按鈕，可以用鼠標(biāo)完成輸入，數(shù)值按鈕包括0～9十個數(shù)字，還包括10～360中間整十的數(shù)值按鈕。除此之外，還有一個“45”的數(shù)值按鈕。這些按鈕在命令、數(shù)值的輸入上極大地方便了學(xué)生的使用，使學(xué)生進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時不需要利用鍵盤進(jìn)行繁雜的輸入工作，只要點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可。Fast按鈕可以加快程序運(yùn)行的速度，在程序較長時按下該按鈕，可以加快程序運(yùn)行的速度；關(guān)閉該按鈕則可以觀察程序的運(yùn)行步驟。Crystal LOGO窗口的右下角的小窗口中，可以方便地建立過程，在程序中調(diào)用。

學(xué)生使用軟件中的I n s e r t、Delete等命令可以非常方便地在程序命令行中進(jìn)行命令的添加和刪除。按下Talking LOGO按鈕可以通過語音提示學(xué)生輸入的是什么命令，避免輸入錯誤，而運(yùn)行程序時，語音也會一步一步提示所運(yùn)行的命令，便于學(xué)生了解程序運(yùn)行的流程。相比傳統(tǒng)的LOGO程序軟件，Crystal LOGO在理念和細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)極大地方便了程序設(shè)計(jì)初學(xué)者的使用。

教師設(shè)置

Crystal Rain Forest具有較好的控制能力，教師通過一些常規(guī)設(shè)置并進(jìn)行密碼保護(hù)，可以有效地根據(jù)教學(xué)的需要對游戲進(jìn)行設(shè)置。

在主菜單的Teacher Options選項(xiàng)中，單擊進(jìn)入，可以分為General Options和Records兩項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。

General Options中可以對屏幕模式、學(xué)生可供使用的操作等進(jìn)行設(shè)置。例如，教師通過設(shè)置，將歷險(xiǎn)模式、活動模式以及教師模式禁掉，并通過密碼保護(hù)，學(xué)生在進(jìn)入主界面后，以上3種模式變成灰色，只有Crystal LOGO能使用。同時，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)的需要合理進(jìn)行設(shè)置。如教師只想讓學(xué)生使用活動模式下的Garden Bridge環(huán)節(jié)，就可以只選擇其下的Garden Bridge游戲，其余的全部禁掉。設(shè)置界面如圖2所示。

圖2

在Records標(biāo)簽中，教師可以看到所有登陸該游戲進(jìn)行學(xué)習(xí)的學(xué)生的使用情況。在表格中列出的是活動模式中的12個知識關(guān)卡，無論是在歷險(xiǎn)模式中玩還是在活動模式玩，登錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況都會顯示出來。如圖3所示，有的關(guān)卡中有水平1和水平2兩個練習(xí)，所以表格中會出現(xiàn)1、2兩個數(shù)字。學(xué)生完成這些關(guān)卡中的某個水平的練習(xí)并過關(guān)后，這些數(shù)字就會用紅色顯示出來，教師可以方便地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行反饋。

圖3

幾點(diǎn)思考

游戲的情境

布魯納認(rèn)為：“學(xué)習(xí)最好的刺激是對學(xué)習(xí)材料發(fā)生興趣。”因此，問題情境的創(chuàng)設(shè)要符合學(xué)生的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律，以他們的興趣為出發(fā)點(diǎn)，將問題融于情境之中，以此激起學(xué)生探求新知的積極性，促使他們?nèi)硇牡赝度胄轮獙W(xué)習(xí)中。Crystal Rain Forest從整體看有其大的游戲情境，通過大的情境創(chuàng)設(shè)使學(xué)生樹立愛護(hù)環(huán)境、保護(hù)森林的環(huán)保意識，同時樹立正義感。

而具體到一些環(huán)節(jié)，其情境的創(chuàng)設(shè)也是非常的巧妙。游戲中每個環(huán)節(jié)也有其特定的情境，情境可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生沉浸其中。圖4是Garden Bridge環(huán)節(jié)的畫面，在這里學(xué)習(xí)Repeat命令。

在信息技術(shù)課堂中講述同樣的內(nèi)容時，即使創(chuàng)設(shè)同樣的情境，學(xué)生在編寫程序中畫出同樣的線條，但由于程序界面中不可能出現(xiàn)和教師所創(chuàng)設(shè)情境相符的背景圖片，學(xué)生可能只是在一片空白的背景上進(jìn)行，即使教師用再形象的語言去描述，學(xué)生再去發(fā)揮想象，也是絕對達(dá)不到圖4所示效果的。在游戲中，學(xué)生在背景圖上可以自己嘗試距離和角度，自己去探究，把橋面和纜繩之間的孔穿起來，固定橋面。

圖4

而國外一些版本的LOGO也開始支持背景圖片的調(diào)入，如教師調(diào)入迷宮的背景圖片，讓學(xué)生控制海龜走出迷宮；或調(diào)用一幅海邊風(fēng)景的圖片，讓海龜爬到海里。這樣的情境更能激發(fā)學(xué)生的興趣。正是因?yàn)楸尘暗慕槿?，國外LOGO教學(xué)比較注重學(xué)生對角度、距離的估計(jì)與判斷，鼓勵學(xué)生自己去判斷、去嘗試。而國內(nèi)由于當(dāng)前所使用LOGO軟件的限制，教學(xué)中通常對角度、距離的數(shù)值給出定值或不作要求。

Crystal LOGO與傳統(tǒng)LOGO的比較

傳統(tǒng)LOGO語言環(huán)境界面單一，是基于文本的程序設(shè)計(jì)環(huán)境，因此，程序設(shè)計(jì)者必須要通過鍵盤輸入字符、字母或數(shù)字。而小學(xué)生普遍存在指法較差、輸入速度慢的現(xiàn)象，在LOGO語言教學(xué)中編寫一個程序往往要耗費(fèi)大量的輸入時間。Crystal LOGO把命令和數(shù)值全部做成按鈕，使學(xué)生可以擺脫鍵盤進(jìn)行輸入，也避免語法錯誤，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，似乎更適合小學(xué)低年級段學(xué)習(xí)?；蛟S有人會說Crystal LOGO完全放棄鍵盤的輸入，似乎走了另一個極端。這樣說確實(shí)有一定的道理。使用傳統(tǒng)的LOGO也有其優(yōu)勢，就是可以輸入需要的數(shù)值，而Crystal LOGO只能輸入界面中提供的數(shù)值。

基于文本命令的程序設(shè)計(jì)環(huán)境對于這些非專業(yè)的程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)者來說，輸入太多的命令不是一件好事，學(xué)生都不喜歡把時間花在輸入命令上，可能為了看到一個程序的運(yùn)行結(jié)果，他們要把大量的時間花在輸入命令上。他們的指法不是很好，輸入的速度比較慢，一旦輸入錯誤，又會造成語法錯誤而導(dǎo)致程序無法運(yùn)行或出現(xiàn)與他們預(yù)期效果不一致的結(jié)果，這樣會極大地打擊學(xué)習(xí)的興趣和自信心。讓學(xué)生從繁雜的鍵盤輸入中解放出來，也正是國外面向兒童的程序設(shè)計(jì)軟件發(fā)展的一個新方向，其理念值得學(xué)習(xí)。

此外，T a l k i n g L O G O也是Crystal LOGO的一大特色，按下Crystal LOGO中的Talking LOGO按鈕，運(yùn)行程序時，每執(zhí)行程序中的一行命令，都會有與命令對應(yīng)的語音提示，學(xué)生可以觀察屏幕上程序的運(yùn)行，同時聽到所運(yùn)行的命令，在視覺和聽覺上實(shí)現(xiàn)多感官的刺激。

能力與情感的培養(yǎng)

LOGO作為一種計(jì)算機(jī)語言，更多的是給學(xué)生傳遞數(shù)學(xué)的思想和方法，大多數(shù)的活動都強(qiáng)調(diào)圖形與空間的能力，活動中讓學(xué)生探索圖形的性質(zhì)，進(jìn)行基本的推理。Crystal Rainforest游戲中的知識點(diǎn)始終和游戲中的生活情境相結(jié)合，極大地培養(yǎng)了學(xué)生的問題解決能力。此外，培養(yǎng)了學(xué)生的計(jì)算機(jī)操作能力、數(shù)學(xué)能力（如圖形、角度、方向的判斷等）、程序設(shè)計(jì)能力（初步學(xué)會運(yùn)用LOGO命令進(jìn)行程序設(shè)計(jì)）。游戲還培養(yǎng)了學(xué)生良好的道德情感。游戲從保護(hù)雨林出發(fā)，教育學(xué)生要愛護(hù)環(huán)境，熱愛大自然。而對游戲中那些砍伐森林的壞家伙，也是持治病救人的態(tài)度，在游戲尾聲當(dāng)他們遇難時，Roberts教授也用“魔法水晶”救了2個壞家伙的命，使他們認(rèn)識到自己以前的錯誤以及森林的重要性，發(fā)誓以后再也不會砍伐森林了。

使用模式的便利

Crystal Rain Forest共有4種模式，非常合理。例如，教師不想讓學(xué)生把過多的時間沉浸在歷險(xiǎn)模式中，就可以將歷險(xiǎn)模式禁用，這樣學(xué)生在主界面中就無法進(jìn)入歷險(xiǎn)模式。如教師只想讓學(xué)生使用Crystal LOGO，只要把其他的模式全部禁用就可以，這樣學(xué)生就不能使用寓教于樂的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，而只能去進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。筆者使用的單機(jī)版的Crystal Rain Forest雖然不能在課堂中實(shí)時控制，但其前期的控制仍能較好地為教學(xué)服務(wù)。在家庭中使用時，家長也可以根據(jù)需要較好地進(jìn)行學(xué)習(xí)模式、學(xué)習(xí)內(nèi)容的控制。

國內(nèi)的一些教育游戲在設(shè)計(jì)上缺乏這樣的理念，往往“眉毛胡子一把抓”，游戲成分和知識成分結(jié)合后難以分開。游戲一旦進(jìn)入課堂教學(xué)，教師在課堂上難以控制，使得學(xué)生在游戲的狀態(tài)下花很長時間才能到達(dá)知識點(diǎn)，往往浪費(fèi)大量的時間。對國內(nèi)的教育游戲的設(shè)計(jì)和研究者來說，Crystal Rain Forest值得學(xué)習(xí)和借鑒。

信息技術(shù)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變與教育游戲的開發(fā)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展與新課程改革的深入實(shí)施，信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合使得教師的教學(xué)方式與學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生巨大的變化，教育工作者和學(xué)生也深深地感受到信息技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用。同時，信息技術(shù)教師也在思考這樣的問題：在信息技術(shù)教育中該如何使用技術(shù)呢？相信許多信息技術(shù)教師在日常的信息技術(shù)教學(xué)中曾經(jīng)嘗試將游戲引入課堂教學(xué)中，只是國內(nèi)好的游戲產(chǎn)品相對較少。

結(jié)語

游戲化學(xué)習(xí)的理論在西方國家發(fā)展得較為成熟，游戲化學(xué)習(xí)的軟件產(chǎn)品在數(shù)量和質(zhì)量上，我國與國外相比差距較大。目前國內(nèi)的教育游戲市場還不成熟，好的產(chǎn)品較少。教育游戲作為一種學(xué)習(xí)資源，已經(jīng)被越來越多的人所關(guān)注。Crystal Rain Forest作為一款LOGO語言的游戲化學(xué)習(xí)軟件無疑是十分成功的，其設(shè)計(jì)的理念與細(xì)節(jié)以及Crystal LOGO都令人眼前為之一亮，使人領(lǐng)略到游戲應(yīng)用于信息技術(shù)教育的一道亮麗的風(fēng)景。這同時激勵國內(nèi)致力于教育游戲的研究者、開發(fā)者不斷地開闊視野，提升理念，從而研究開發(fā)出更多更好的產(chǎn)品。

10.3969/j.issn.1671-489X.2010.35.052

1 南京市江寧區(qū)電化教育中心；2 南京市東山小學(xué)）