周慧敏 楊剛 李佳文 周瑋 沈兆婷 溫州大學教育學院

●前言

《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確提出“在中小學階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”，并特別強調(diào)，“鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發(fā)和推廣”。[1]因此，編程成為信息科技課程的重要教學內(nèi)容，基于游戲的編程平臺開發(fā)也成為關(guān)注方向。

然而，游戲化編程教學在實施的同時，也在學生平臺、師資力量、課程開發(fā)、教學評價等方面存在著一些問題。因此，筆者在剖析現(xiàn)階段中小學游戲化編程教學問題的基礎(chǔ)上，著力分析游戲化編程的內(nèi)涵與價值，并針對存在的問題提出有效的應對策略，以期為中小學游戲化編程教學實踐以及未來發(fā)展提供有意義的指導與啟示。

●核心概念解析

1.游戲化

游戲化（Gamification）這一名詞是在2011年前后才被廣泛使用，游戲化學習的前身是基于游戲的學習（Game-Based Learning)、教育游戲（Education Game)。[2]美國賓夕法尼亞大學沃頓商學院的副教授凱文·韋爾巴赫和丹·亨特在《勝利》一文中將游戲化定義為“在非游戲環(huán)境中使用游戲元素”[3]，涉及使用如激勵系統(tǒng)等的游戲元素來激勵玩家從事他們原本不會吸引人的任務。[4]尚俊杰教授將游戲化定義為將游戲、游戲元素或游戲機制應用于非游戲情境中的一種方法，旨在提高用戶參與度、黏度和忠誠度。游戲化的方法與措施已經(jīng)被應用到很多領(lǐng)域，如教育行業(yè)、企業(yè)培訓、實習等。[5]研究表明，教育領(lǐng)域的游戲化教學可以有效提高學生的學業(yè)成就，激發(fā)學生的學習動機，增強學生的學習參與等。[6]

2.游戲化編程

游戲化編程就是采用游戲化的方式學習編程[7]，以明確的編程知識為目標，以愉悅的游戲化方式促進編程理解，是一種有目的的編程教學策略。從這個角度來看，游戲是一種使學生達到某一或某些學習與發(fā)展目標的手段、途徑和方法。[8]游戲化編程的本體是編程，游戲只是輔助工具，它依托學生對游戲的注意力，提升其學習編程的興趣，進而減少對傳統(tǒng)文本編程學習的排斥，以此逐步過渡到高階編程知識的學習。有研究者指出，計算機游戲編程被譽為一種有前途的策略，可以讓學生參與到各種思維活動中，使他們成為生產(chǎn)者，而不僅僅是技術(shù)用戶。[9]

3.游戲化編程教學

傳統(tǒng)課堂中的編程教學一般是以知識掌握為本位，對學生進行知識點的傳授，而游戲化編程教學的特點是基于娛樂性和教育性的方式將游戲浸入編程課堂，進而使得學生分配更多的注意力去學習編程知識，增強了編程學習的趣味性。例如，由美國麻省理工學院媒體實驗室開發(fā)的一款圖形化編程語言和游戲化編程平臺可以通過拖放編程塊的方式，使編程變得可視化和直觀。[10]學生可以使用它創(chuàng)建動畫、游戲和互動項目，并能在全球社區(qū)分享作品。在游戲化編程教學中，學生通過設(shè)計游戲達到解決問題的目標，其學習態(tài)度和編程能力得到了改善。

●現(xiàn)實挑戰(zhàn)：游戲化編程教學中的困境

1.編程平臺：沉浸性不深，體驗感欠佳

目前的游戲化編程平臺大都基于2D編程場景，對于中小學生來說這些場景帶來的具身體驗性不強，沉浸性不深。此外，中小學采用的可視化桌面編程平臺大多是在某圖形化編程平臺的基礎(chǔ)上進行的二次開發(fā)，同質(zhì)化嚴重。

2.師資力量：專業(yè)理念不足，教學技能欠缺

由于缺乏優(yōu)秀的編程教師，許多學校的編程課程往往難以實現(xiàn)高質(zhì)量的教學，甚至可能導致學生對編程知識的興趣和熱情降低。在現(xiàn)實生活中，許多編程教師是從計算機科學等相關(guān)領(lǐng)域借調(diào)過來的[11]，他們的教學專業(yè)性不強，很難達到新課程理念下基礎(chǔ)教育領(lǐng)域中編程教學的要求。此外，由于缺乏系統(tǒng)的、專業(yè)的編程技能培訓，教師的編程技能沒有得到及時提升與優(yōu)化，在課堂編程教學中很難對學生在項目化編程學習中遇到的困難進行指導，影響教學效果。

3.編程課程：二次開發(fā)程度低，教學內(nèi)容時效差

首先，一些教師忽視新課標提倡的課程內(nèi)容—跨科融合再加工理念，出現(xiàn)為了編程而編程的教學現(xiàn)象，造成編程課程的二次開發(fā)程度低、教學質(zhì)量不高的結(jié)果。其次，在編程教學中經(jīng)常會出現(xiàn)教師不更新課件的現(xiàn)象，這從側(cè)面反映了教師在教學中缺乏開發(fā)、創(chuàng)新教學內(nèi)容的意識和能力，導致許多編程課程的教學內(nèi)容仍然停留在過時的知識和方法上，無法及時反映當下社會的最新發(fā)展趨勢和現(xiàn)實技術(shù)與技能需求。

4.學業(yè)評價：模式單一化，效度性不高

首先，在學業(yè)評價標準上，存在重知輕能的問題。在游戲化編程教學中，教師將知識獲得作為考評學業(yè)的主要目標，而忽視了學生技能的習得，同時將考試或作業(yè)分數(shù)作為評價的重要指標，導致評價效果缺乏說服力。其次，在學業(yè)評價主體上，存在評價主體單一的問題。評價以教師評價為主，學生未能參與到評價過程中，違背了“以學生為中心”的教學原則。最后，評價方式存在以經(jīng)驗型評價為主的弊端。教師評價主要根據(jù)以往的教學經(jīng)驗對學生進行口頭敘說或者書面評語，不能很好地實現(xiàn)教學評價的科學性、客觀性、公平性，評價效度相對較低。

●未來策略：破解游戲化編程教學困境的有效應對

本文針對中小學游戲化編程教學中存在的現(xiàn)實挑戰(zhàn)，從技術(shù)平臺、師資隊伍、課程內(nèi)容與學業(yè)評價四個方面提出游戲化編程教學改革的策略（如下圖）。

1.平臺策略：VR助力平臺提升，增強體驗特性

虛擬現(xiàn)實技術(shù)與編程平臺的融合給學生創(chuàng)造了一個沉浸式的學習環(huán)境，使他們對編程概念、語法結(jié)構(gòu)等內(nèi)容能進行深入感知，同時容易萌發(fā)編程創(chuàng)作新意。

2.師資策略：培訓教師專業(yè)化，拓展能力深度

①在培訓中要加強教師終身學習理念的建設(shè)，鼓勵教師樹立終身學習信念。同時，要培訓教師與時俱進的思想，鼓勵教師及時關(guān)注學科發(fā)展新動向，并將其運用到教學中。②培訓教師使用技術(shù)的能力。由于科技的迅速發(fā)展，新技術(shù)和工具層出不窮，而智能技術(shù)的使用能在一定程度上減輕教師的工作壓力。例如，ChatGPT能輔助教師完善教學設(shè)計、生成教學活動、創(chuàng)建課堂評估、調(diào)節(jié)師生互動交流等，為教師提供創(chuàng)造性和創(chuàng)新性的教學思路和想法。③要強化教師轉(zhuǎn)變身份的意識，幫助教師轉(zhuǎn)換角色，從“教學者”走向“教學研究者”。教學研究者對專業(yè)更加精熟，有更強烈的意識將“研教”“研課”“研生”融合，對學科的理解力、內(nèi)容的創(chuàng)新力、學生的關(guān)注力有更專業(yè)的思考，能實現(xiàn)在教學中研究，在研究中反思，進而促進教學效果的循環(huán)向好，同時促進自身專業(yè)能力的提升。④培訓教師的知識板塊專業(yè)化程度。以人工智能教學模塊為例，通過在人工智能教育基地進行實地參觀與培訓，實現(xiàn)教師的知識重構(gòu)。

3.課程策略：二次課程開發(fā)，創(chuàng)新教學內(nèi)容

編程課程的開發(fā)是一項復雜的任務，需要綜合考慮課程內(nèi)容、學習目標、學習者背景和社會發(fā)展等多個方面。教師在進行編程課程的開發(fā)時，首先，應研讀新課標，精準把握新課標倡導的核心素養(yǎng)，在課程內(nèi)容開發(fā)中重點關(guān)注學生的核心素養(yǎng)和能力的全面發(fā)展。其次，要對課程進行二次開發(fā)。課程內(nèi)容設(shè)計應優(yōu)先考慮為學生提供意義創(chuàng)建的機會，并且在課程活動中應根據(jù)其創(chuàng)建的意義提供合理的方式，即讓學生能夠在“做活動”的過程中習得知識與技能，發(fā)展素養(yǎng)與能力。再次，要積極與其他教師、專家和企業(yè)工程師建立合作，實現(xiàn)由“獨建”到“共建”的轉(zhuǎn)變，并使用新的技術(shù)和方法開發(fā)、設(shè)計課程。最后，要注重課程內(nèi)容的彈性多元、跨科綜合，使課程內(nèi)容能全方位、全過程培養(yǎng)學生的素養(yǎng)、能力。同時，應將信息科技理念與大概念、項目化等教學理念融合，增強教學理念的創(chuàng)新發(fā)展。

4.評價策略：轉(zhuǎn)型評價理念，提高評價效度

①從終結(jié)性評價轉(zhuǎn)向過程性評價。這一轉(zhuǎn)變突出學習的過程性，重點關(guān)注學習過程中學生的編程能力與核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。②從單一評價轉(zhuǎn)向多元評價。首先，是主體的多元，引入自評及他評等多個主體，實現(xiàn)學生在教學過程中的主體地位。其次，是在評價材料上遵循多元化原則，如可以將學生的編程作品、學習投入程度，小組合作學習效果、學習態(tài)度等多種形式作為評價的參考，打破唯分數(shù)論的評價方式，發(fā)揮評價的診斷性、激勵性、發(fā)展性作用。③從經(jīng)驗驅(qū)動的評價轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動的評價。智能平臺能對課堂教學實況進行記錄，對教師的教學方式、學生的上課狀態(tài)等進行分析，這種依據(jù)數(shù)據(jù)驅(qū)動的評價在面向全體的同時又兼顧個體差異，是一種面向?qū)W生未來發(fā)展的評價，體現(xiàn)了評價的多元性、動態(tài)性、發(fā)展性、增值性。

●結(jié)語

事實上，寓教于樂的游戲化編程教學已經(jīng)受到很多學生的歡迎，成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的重要工具。游戲化編程教學對學生的素養(yǎng)、未來職業(yè)發(fā)展、教師的專業(yè)發(fā)展、學校的文化發(fā)展都有重要的影響。

1.學生層面：從問題解決到發(fā)展素養(yǎng)與能力

游戲化編程教學可以幫助學生增強學習興趣，提高問題解決能力，促進核心素養(yǎng)和未來職業(yè)技能的發(fā)展。教學中基于游戲場景的編程項目需要多人協(xié)作共同解決，同時需要學生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力將抽象的概念和思想轉(zhuǎn)化為具體的實踐操作，這些實踐活動可以幫助學生提高合作交流能力、問題解決能力、計算思維素養(yǎng)，為學生的未來發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。同時，游戲化編程教學對學生編程能力、創(chuàng)造性思維等的培養(yǎng)正好契合了未來對高層次人才的需求，為學生未來從事計算機相關(guān)職業(yè)提供有益的素養(yǎng)和能力支持。

2.教師層面：從教學設(shè)計到教師專業(yè)發(fā)展

首先，編程知識與游戲化場景的融合可以豐富教師的教學技能，創(chuàng)新教學內(nèi)容；其次，跨學科課程設(shè)計可以促使教師更好地理解和掌握計算機科學和編程的核心概念，把握新課標理念，拓展教學設(shè)計能力；最后，通過設(shè)計游戲規(guī)則和目標、角色扮演、設(shè)計游戲關(guān)卡和任務教學場景，能提升教師的設(shè)計思維和技術(shù)應用能力，為教師的專業(yè)成長和未來發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)。

3.學校層面：從編程社團到發(fā)展校園文化

學校通過增設(shè)社團課，將游戲化編程打造成特色校本課程。①教師可以把區(qū)域文化特色融入編程社團課程中，為學校注入新的教育理念，發(fā)展創(chuàng)新文化。②學生在游戲化編程社團課中通過具身參與，探索實踐中的問題，增強校園實踐文化。③游戲化編程內(nèi)容涉及計算機科技領(lǐng)域，能夠提高學生的科技素養(yǎng)和科技認知，創(chuàng)設(shè)校園科技文化。④游戲化編程社團能夠提高學生的興趣和參與度，激發(fā)學習熱情，促進學校文化的新穎性和活力性?？傊?，游戲化編程社團的有效開展能促進校園文化的發(fā)展和升華，為學生的成長和發(fā)展提供更加豐富和多樣化的教育資源。