初中Python課程游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)與案例研究

【摘要】在教學(xué)中，教師需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境融入知識(shí)，讓學(xué)生在情境中理解并掌握知識(shí)。好的教學(xué)情境，能夠更高效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。文章從一節(jié)公開(kāi)課出發(fā)，研究課例中的情境創(chuàng)設(shè)，分析如何以真情境為主導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)選擇結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生掌握選擇結(jié)構(gòu)算法。

【關(guān)鍵詞】選擇結(jié)構(gòu)；算法；真情境；Python

作者簡(jiǎn)介：李珍珍（1985—），女，江蘇省南通市海安市海陵中學(xué)。

通過(guò)游戲化教學(xué)，學(xué)生可以發(fā)揮主體作用，激發(fā)潛能，提高對(duì)Python課程的興趣。在游戲化教學(xué)中，教師不僅要關(guān)注學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)，還要關(guān)注學(xué)生的思維能力、探究學(xué)習(xí)能力、合作學(xué)習(xí)能力等。這些能力能夠讓學(xué)生在輕松愉快的環(huán)境中掌握知識(shí)，也能讓學(xué)生更主動(dòng)地參與教學(xué)活動(dòng)，進(jìn)而更好地吸收和運(yùn)用知識(shí)。

一、課例背景

筆者根據(jù)蘇教版初中信息科技Python課程的內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合學(xué)校實(shí)際，運(yùn)用不同教學(xué)方法開(kāi)展實(shí)踐。經(jīng)歷多種實(shí)踐后，筆者發(fā)現(xiàn)初中Python課程游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，筆者還結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)進(jìn)行趣味化教學(xué)設(shè)計(jì)，并創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境。

二、學(xué)情分析

在小學(xué)階段，學(xué)生已經(jīng)開(kāi)始接觸算法，并掌握編程軟件Scratch的用法。Scratch屬于積木化編程軟件，學(xué)生只需要拖動(dòng)相應(yīng)的積木塊，就可以在理解算法的基礎(chǔ)上編輯程序。在初中階段，學(xué)生將學(xué)習(xí)一種新的編程軟件—Python。Python編程軟件使用純代碼編程，需要學(xué)生對(duì)于編程規(guī)則和程序結(jié)構(gòu)有一定的了解。

在日常生活中，運(yùn)動(dòng)類(lèi)比賽有很多，不同的比賽有不同的規(guī)則。世界杯作為全球性賽事，比賽規(guī)則已經(jīng)沿用多年。此外，作為八年級(jí)的學(xué)生，對(duì)于足球運(yùn)動(dòng)雖有一定的了解，但對(duì)于足球比賽的具體規(guī)則還未有詳細(xì)的了解。

本課例的教學(xué)是在學(xué)生已經(jīng)具有一定的Python編程基礎(chǔ)上實(shí)施的。筆者創(chuàng)設(shè)“繽紛世界杯”的教學(xué)情境，從日常生活出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生解讀世界杯小組賽的積分規(guī)則，從中提煉有效信息，進(jìn)行算法模擬，并使用程序編碼的方式，展示算法結(jié)果，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的教學(xué)目標(biāo)。

三、學(xué)科核心素養(yǎng)體現(xiàn)

信息科技的核心素養(yǎng)包括信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任。在四維核心素養(yǎng)的指導(dǎo)下，本課例的學(xué)科核心素養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

第一，以“繽紛世界杯”為情境，從現(xiàn)實(shí)生活的熱點(diǎn)事件切入，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注世界杯比賽，讓學(xué)生從比賽中發(fā)現(xiàn)比賽規(guī)則，提煉并篩選小組賽比賽積分規(guī)則的有效信息，運(yùn)用關(guān)鍵字準(zhǔn)確表達(dá)自己的思想和情感。

第二，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐任務(wù)中增強(qiáng)“收集—規(guī)劃—設(shè)計(jì)—實(shí)踐—優(yōu)化”的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的計(jì)算思維及工程思維，讓學(xué)生善于將實(shí)踐任務(wù)中的復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行有效分解，并在有效合作中解決問(wèn)題。

第三，以“繽紛世界杯”為情境，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作的意識(shí)和勇于嘗試的精神，并以世界杯比賽的全球性為出發(fā)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注時(shí)事，學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)員的比賽精神。

四、教學(xué)目標(biāo)設(shè)定

筆者以學(xué)科核心素養(yǎng)為指導(dǎo)，結(jié)合學(xué)情分析，將教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為以下三個(gè)方面。

第一，掌握世界杯小組積分規(guī)則。

第二，能夠使用選擇結(jié)構(gòu)對(duì)積分規(guī)則進(jìn)行算法描述。

第三，能夠使用流程圖進(jìn)行算法表達(dá)并嘗試使用Python程序進(jìn)行成果展示。

第一個(gè)教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定以課題為指導(dǎo)，要求學(xué)生能描述算法過(guò)程，需要學(xué)生掌握世界杯的小組積分規(guī)則。第二個(gè)教學(xué)目標(biāo)適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生理解算法的選擇結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生體驗(yàn)用語(yǔ)言描述算法、用流程圖描述算法。第三個(gè)教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生使用Python程序進(jìn)行算法成果展示，從而讓學(xué)生體會(huì)算法的準(zhǔn)確性［1］。

課程的重難點(diǎn)主要為以下兩個(gè)方面。

教學(xué)重點(diǎn)：積分規(guī)則的算法描述。

教學(xué)難點(diǎn)：積分規(guī)則算法的流程圖表達(dá)和程序?qū)崿F(xiàn)。

綜上，在教學(xué)過(guò)程中，筆者有所側(cè)重，分配更多的教學(xué)時(shí)間給教學(xué)重難點(diǎn)部分。

五、教學(xué)過(guò)程

（一）引入

筆者：“同學(xué)們，這段時(shí)間最火熱的運(yùn)動(dòng)是什么？（世界杯）同學(xué)們看世界杯了嗎？你們最喜歡的球星是誰(shuí)？讓我們一起來(lái)看一下本次世界杯目前為止的精彩進(jìn)球集錦?。úシ乓曨l）看來(lái)同學(xué)們對(duì)足球運(yùn)動(dòng)都有所了解，那么同學(xué)們知道世界杯中的16強(qiáng)隊(duì)伍是如何產(chǎn)生的嗎？（小組積分賽）今天就讓我們一起模擬世界杯的小組積分賽，看看哪些球隊(duì)能夠代表小組進(jìn)行16強(qiáng)比賽?。ǔ鍪菊n題）”

設(shè)計(jì)意圖：課題以時(shí)事熱點(diǎn)—卡塔爾世界杯為背景，能夠引起學(xué)生的興趣，同時(shí)也能夠讓學(xué)生學(xué)會(huì)關(guān)注時(shí)事。

（二）第一環(huán)節(jié)—分組

筆者：“我們知道，卡塔爾世界杯小組賽總共有32支隊(duì)伍參加，要進(jìn)行16強(qiáng)比賽，就需要淘汰16支隊(duì)伍。世界杯小組賽的32支隊(duì)伍分為8個(gè)小組，每組4隊(duì)進(jìn)行比賽（如表1所示）。那么每組需要有幾支隊(duì)伍出線？我們也需要將班級(jí)分成8個(gè)小組，最終從每個(gè)小組中選出2支隊(duì)伍出線進(jìn)入16強(qiáng)。請(qǐng)同學(xué)們用‘如果……那么……”的格式進(jìn)行描述，并選定自己小組的組號(hào)。（如果第一小組選定A，那么第二小組只能從B～H中進(jìn)行選擇）”

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)分小組活動(dòng)，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)選擇結(jié)構(gòu)的基本格式，并能夠使用“如果……那么……”的描述方式來(lái)進(jìn)行語(yǔ)言表達(dá)。此外，分組的方式還能夠讓學(xué)生增強(qiáng)合作意識(shí)，從而更好地融入世界杯的課題情境。

（三）第二環(huán)節(jié)—認(rèn)識(shí)積分規(guī)則

筆者：“我們小組內(nèi)部要進(jìn)行積分比賽，而小組內(nèi)的4支隊(duì)伍只能出線2支，同學(xué)們知道如何計(jì)算積分嗎，積分的規(guī)則又是怎樣的？（學(xué)生回答）看來(lái)有的同學(xué)對(duì)于積分賽有一定的了解，接下來(lái)，讓我們具體看看積分賽的規(guī)則是怎樣的。（出示積分規(guī)則）有同學(xué)能夠用簡(jiǎn)短的語(yǔ)言描述一下嗎？（學(xué)生描述）”

設(shè)計(jì)意圖：積分規(guī)則以文本的方式呈現(xiàn)，能夠讓學(xué)生學(xué)習(xí)提煉關(guān)鍵詞，并用簡(jiǎn)短的語(yǔ)言進(jìn)行描述。

（四）第三環(huán)節(jié)—設(shè)計(jì)積分算法

筆者：“我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)積分規(guī)則，請(qǐng)同學(xué)們嘗試用自己的語(yǔ)言描述小組內(nèi)比賽的算法是什么？（如果第一場(chǎng)A1和A2進(jìn)行比賽，那么比較A1和A2的進(jìn)球數(shù)，如果A1的進(jìn)球數(shù)>A2的進(jìn)球數(shù)，那么A1的積分+3；如果A1的進(jìn)球數(shù)=A2的進(jìn)球數(shù)，那么A1的積分+1，A2的積分+1；如果A1的進(jìn)球數(shù)<A2的進(jìn)球數(shù)，那么A2的積分+3）”

學(xué)生同時(shí)思考以下三個(gè)問(wèn)題。

第一，一個(gè)球隊(duì)需要進(jìn)行幾場(chǎng)比賽？即要設(shè)置幾次循環(huán)？

第二，同時(shí)進(jìn)行幾場(chǎng)比賽，如何分布？即要如何避免重復(fù)？

第三，比賽結(jié)果有幾種？積分如何記錄？

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在理解積分規(guī)則的基礎(chǔ)上，能夠思考積分規(guī)則背后的算法，并使用選擇結(jié)構(gòu)進(jìn)行算法描述；在進(jìn)行算法描述的過(guò)程中，能夠思考現(xiàn)實(shí)比賽中出現(xiàn)的問(wèn)題。

（五）第四環(huán)節(jié)—繪制流程圖

筆者：“請(qǐng)同學(xué)們使用‘畫(huà)程’軟件，將你們小組的算法以流程圖的形式表示出來(lái)，并向大家介紹你們小組繪制的流程圖?！?/p>

設(shè)計(jì)意圖：“畫(huà)程”軟件是一款專(zhuān)業(yè)的流程圖繪制軟件，學(xué)生通過(guò)拖拽的方式可以直觀地表達(dá)算法結(jié)構(gòu)，特別是可以表達(dá)選擇結(jié)構(gòu)。由此，學(xué)生能夠深入理解算法過(guò)程，檢驗(yàn)算法是否存在問(wèn)題。

（六）第五環(huán)節(jié)—體驗(yàn)Python程序?qū)崿F(xiàn)

筆者：“同學(xué)們已經(jīng)能夠用流程圖實(shí)現(xiàn)算法描述，那么，同學(xué)們想不想嘗試用程序來(lái)展示我們的算法結(jié)果？請(qǐng)同學(xué)們打開(kāi)桌面的小組積分程序，根據(jù)自己小組的情況，補(bǔ)充完善程序，將比賽積分規(guī)則記錄在各自小組對(duì)應(yīng)的表格中，并說(shuō)說(shuō)你們小組出線的隊(duì)伍是哪兩支？”

設(shè)計(jì)意圖：以算法流程圖為基礎(chǔ)，能夠讓學(xué)生嘗試使用Python進(jìn)行編程，編出符合算法的程序。此外，Python程序?qū)τ诔绦蚪Y(jié)構(gòu)是有嚴(yán)格規(guī)定的，學(xué)生在出現(xiàn)問(wèn)題的情況下，可以著重檢查算法的正確性，如果算法沒(méi)有問(wèn)題，則需要查找程序結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，直到能正常運(yùn)行程序，實(shí)現(xiàn)算法過(guò)程的展示。由此，學(xué)生可以深入理解選擇結(jié)構(gòu)［2］。

六、小結(jié)

筆者：“同學(xué)們，我們今天一起學(xué)習(xí)了世界杯的積分規(guī)則。首先，我們根據(jù)規(guī)則設(shè)計(jì)積分算法；其次，我們將算法用流程圖的形式表示出來(lái)；再次，在用流程圖實(shí)現(xiàn)算法描述之后，我們通過(guò)程序展示算法結(jié)果；最后，我們將獲得的比賽積分記錄在各自小組對(duì)應(yīng)的表格中，成功地選出每組出線的隊(duì)伍。下一節(jié)課，我們將繼續(xù)為世界杯喝彩，進(jìn)行淘汰賽。這節(jié)課就上到這里，同學(xué)們?cè)僖?jiàn)?！?/p>

七、教學(xué)評(píng)價(jià)

筆者選擇世界杯賽事作為切入點(diǎn)，可以在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注時(shí)事的同時(shí)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)選擇結(jié)構(gòu)算法。在日常的教學(xué)中，教師將生活實(shí)例與課程內(nèi)容進(jìn)行結(jié)合可以更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣，更容易達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。因此，在日常的教學(xué)中，教師應(yīng)該積極嘗試創(chuàng)設(shè)真情境開(kāi)展教學(xué)。

筆者將Python的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行游戲化設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生了解世界杯的選拔晉級(jí)規(guī)則，并適時(shí)導(dǎo)入選擇結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。由此，學(xué)生可以提升相關(guān)的操作技能。此外，在游戲化教學(xué)中，學(xué)生還可以鍛煉反應(yīng)能力、探究學(xué)習(xí)能力、合作學(xué)習(xí)能力及信息處理能力。

結(jié)語(yǔ)

游戲化教學(xué)可以讓課程更豐富、有趣味、有意義。教師可以積極探索初中Python課程游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)的方法與步驟，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)Python編程的興趣，從而切實(shí)提高學(xué)生運(yùn)用Python程序解決實(shí)際問(wèn)題的能力［3］。

【參考文獻(xiàn)】

［1］周曉燕.基于學(xué)習(xí)風(fēng)格策略的初中Python程序設(shè)計(jì)課程游戲化教學(xué)模式研究［J］.現(xiàn)代中小學(xué)教育，2022，38（12）：15-18.

［2］姚玉蓮.初中Python拓展課程微專(zhuān)題的設(shè)計(jì)［J］.中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2023（3）：54-58.

［3］況旭.初中Python編程課程教學(xué)中的創(chuàng)客教育實(shí)踐［J］.教育信息技術(shù)，2022（11）：31-34.