任健

● 教學(xué)內(nèi)容分析

計(jì)算思維是指?jìng)€(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)。要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，設(shè)計(jì)真實(shí)的問題情境是必不可少的，而游戲開發(fā)就是一個(gè)非常好的載體，它符合問題解決的一般流程，而且游戲本身是學(xué)生比較感興趣的項(xiàng)目，具有較強(qiáng)的實(shí)踐體驗(yàn)。本課以App Inventor（以下簡(jiǎn)稱AI）可視化編程軟件制作打地鼠游戲?yàn)槔?，介紹如何使用程序語(yǔ)言解決游戲開發(fā)中面臨的各類問題，體驗(yàn)用程序解決問題的過程，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生問題解決的意識(shí)與技能，提升學(xué)生的計(jì)算思維。

● 學(xué)情分析

本課是手機(jī)編程選修課中的一節(jié)內(nèi)容，學(xué)生是來自高一各班對(duì)程序設(shè)計(jì)感興趣的學(xué)生，有部分學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過C++、Pascal等程序語(yǔ)言。現(xiàn)代高中生是被稱為“數(shù)字土著”的零零后，信息技術(shù)對(duì)他們的認(rèn)知、態(tài)度及行為習(xí)慣的塑造是空前的，他們習(xí)慣在互聯(lián)網(wǎng)上與同學(xué)、朋友交流分享信息，喜歡攜帶自己的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)和游戲。學(xué)生學(xué)習(xí)本課，無需動(dòng)員便有很大的學(xué)習(xí)興趣，有的學(xué)生還為游戲設(shè)計(jì)了一些新點(diǎn)子，如增加難度、增加互動(dòng)等，教學(xué)中可以預(yù)留問題空間，留些時(shí)間讓學(xué)生去發(fā)揮，有時(shí)會(huì)有出乎意料的效果。

● 教學(xué)策略

本課需要兩節(jié)課的時(shí)間完成。在此之前，學(xué)生已經(jīng)熟悉了AI的基本操作，學(xué)習(xí)了畫布組件的相關(guān)操作，通過手指拖動(dòng)在畫布上畫線，調(diào)整線條顏色和粗細(xì)等。在本課的教學(xué)設(shè)計(jì)中，按照軟件開發(fā)的一般過程，通過問題需求分析、問題梳理、編程解決問題、分享展示等步驟展開教學(xué)。大部分學(xué)生玩過類似的游戲，他們很容易想到需要解決的一些問題，如如何隨機(jī)產(chǎn)生“地鼠”等，接著師生一起用AI程序塊去解決這些問題，通過運(yùn)行、調(diào)試、運(yùn)行不斷改進(jìn)程序，如果冒出新想法則啟發(fā)他們進(jìn)一步深入下去，對(duì)程序進(jìn)行補(bǔ)充、修改，最后進(jìn)行展示分享。在調(diào)試環(huán)節(jié)，為每位學(xué)生配備了一臺(tái)安卓智能手機(jī)作為模擬器，程序可以在手機(jī)上立刻呈現(xiàn)效果。如果沒有手機(jī)，電腦上也可以通過安裝“AI伴侶”程序進(jìn)行測(cè)試。

● 學(xué)科核心素養(yǎng)

①能夠根據(jù)問題的需要，主動(dòng)、合理地尋求恰當(dāng)?shù)姆绞将@取與處理信息。（信息意識(shí)）②能夠采用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法界定問題，抽象問題特征，建立結(jié)構(gòu)模型，合理組織數(shù)據(jù)。（計(jì)算思維）③對(duì)信息技術(shù)創(chuàng)新所產(chǎn)生的新觀念和新事物，具有積極學(xué)習(xí)的態(tài)度。（信息社會(huì)責(zé)任）

● 課程標(biāo)準(zhǔn)要求

①了解常用移動(dòng)終端的類型和功能，描述移動(dòng)終端的特征與組成。②在具體的移動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)踐中，了解移動(dòng)應(yīng)用的基本架構(gòu)，理解基于圖形化開發(fā)工具進(jìn)行移動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)與開發(fā)的基本方法，能利用模擬器測(cè)試移動(dòng)應(yīng)用程序（APP）。③掌握移動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)與開發(fā)的思想方法，根據(jù)需要設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)囊苿?dòng)應(yīng)用，創(chuàng)造性地解決日常學(xué)習(xí)和生活中的實(shí)際問題。

● 學(xué)業(yè)要求

①知道移動(dòng)應(yīng)用的特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)到信息社會(huì)中移動(dòng)應(yīng)用的價(jià)值。②能夠基于移動(dòng)終端的特點(diǎn)，利用圖形化的設(shè)計(jì)開發(fā)工具，設(shè)計(jì)開發(fā)基于單臺(tái)設(shè)備的移動(dòng)應(yīng)用。③開發(fā)基于真實(shí)任務(wù)的簡(jiǎn)單移動(dòng)應(yīng)用，設(shè)計(jì)基于移動(dòng)應(yīng)用的問題解決方案。

● 教學(xué)目標(biāo)

①了解畫布、精靈組件的特點(diǎn)和基本使用方法。②在實(shí)際運(yùn)用中了解隨機(jī)數(shù)的特點(diǎn)，并體會(huì)隨機(jī)數(shù)在游戲中的作用。③根據(jù)游戲設(shè)計(jì)中的問題，抽象問題特征，合理設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)，掌握AI編程技巧。④繼續(xù)理解面向?qū)ο?、事件?qū)動(dòng)的編程原則，體會(huì)AI編程的一般流程。

● 教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：了解畫布、精靈組件的特點(diǎn)和基本使用方法;根據(jù)游戲設(shè)計(jì)中的問題，抽象問題特征，合理設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)，掌握AI編程的技巧。

教學(xué)難點(diǎn)：繼續(xù)理解面向?qū)ο蟆⑹录?qū)動(dòng)的編程原則，體會(huì)AI編程的一般流程。

● 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1.情境引課

師：前面學(xué)習(xí)了在畫布組件上通過手指繪制線條，與圖片組件只能用來顯示不同，它還可以接受輸入，允許手指、鼠標(biāo)觸摸、拖動(dòng)等外部輸入動(dòng)作，是一種交互性很強(qiáng)的組件。今天，我們要利用這個(gè)組件制作一個(gè)“打地鼠”的游戲程序，同時(shí)還會(huì)用到一個(gè)新的交互式組件——精靈組件。

2.“打地鼠”游戲的制作

環(huán)節(jié)一：?jiǎn)栴}的提出（5分鐘）

師：“打地鼠”游戲想必同學(xué)們看到過，玩過，有的同學(xué)可能還玩過實(shí)物游戲機(jī)，需要拿著小榔頭敲擊不斷冒出來的“地鼠”。

學(xué)生們紛紛點(diǎn)頭表示玩過。有的學(xué)生說敲到“地鼠”的時(shí)候，游戲機(jī)還會(huì)發(fā)出聲音呢。有的學(xué)生說地鼠出來的位置都是固定的，不過從哪個(gè)洞里出來是隨機(jī)不確定的。有的學(xué)生還說，獲勝的關(guān)鍵要靠敏捷的反應(yīng)力，“地鼠”出來又下去的速度很快啊……

設(shè)計(jì)意圖：引入學(xué)習(xí)課題，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生思考“打地鼠”游戲該如何設(shè)計(jì)。

環(huán)節(jié)二：?jiǎn)栴}的梳理（5分鐘）

師：剛才同學(xué)們回答得很好，看來大家都是游戲玩家??！今天，我們就要來設(shè)計(jì)一款手機(jī)上運(yùn)行的“打地鼠”游戲。你們提到的幾個(gè)問題，老師來梳理一下：①“地鼠”是怎么隨機(jī)出現(xiàn)的？②用什么可以調(diào)節(jié)“地鼠”出現(xiàn)的速度？③打“地鼠”的動(dòng)作怎么模擬？④次數(shù)要不要統(tǒng)計(jì)？怎么統(tǒng)計(jì)？

根據(jù)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備，有的問題還不知道如何解決，但會(huì)有一些生活中的感性認(rèn)識(shí)。第一問，有的學(xué)生知道要用隨機(jī)函數(shù);第二問，有學(xué)生反應(yīng)出來可以用一個(gè)計(jì)時(shí)器組件;第三問中由于沒有學(xué)過精靈組件，暫時(shí)答不上來;而第四問，學(xué)生知道計(jì)分一般用標(biāo)簽組件就可以了。

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)游戲創(chuàng)設(shè)問題情境，通過梳理問題，建立與程序間的聯(lián)系，幫助學(xué)生從具體問題轉(zhuǎn)換到抽象程序。

環(huán)節(jié)三：編寫程序解決問題（30分鐘）

師：下面我們一起來使用AI軟件開發(fā)這個(gè)游戲程序。大家在制作過程中如果有好點(diǎn)子、新想法可以提出來哦！AI程序開發(fā)主要分為界面設(shè)計(jì)和程序編寫兩大部分。在界面的設(shè)計(jì)中，剛才提到的畫布、計(jì)時(shí)器、標(biāo)簽等組件都是需要用到的，同時(shí)還需要增加一個(gè)精靈組件，它代表了“地鼠”，我們只要用一張地鼠的圖片作為它的顯示圖片就可以了。有學(xué)生提到，打到“地鼠”的時(shí)候最好有聲音或者讓手機(jī)振動(dòng)一下，那就可以增加一個(gè)音效播放器組件。