基于核心素養的游戲化教學設計與應用研究

張曉燕

摘? 要 依據新時期對人才培養的新要求，以有效培養學生核心素養為出發點，關注信息技術學科領域新興的教學方法——游戲化教學，通過文獻分析，梳理游戲化教學的內涵及特征，以此為理論基礎，探究基于核心素養培養的游戲化教學設計與應用方法，期望為新時期培養具備核心素養的人才提供新思路和新方法。

關鍵詞 核心素養;信息技術;游戲化教學;計算思維;電子游

戲;活動游戲

中圖分類號：G633.67? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）09-0082-04

1 核心素養概述

隨著信息化和全球化時代的到來，人們生活和工作的環境變得越來越復雜，以基礎知識和技能為主的傳統教育已不能滿足人們生活和工作的需求，需要習得能適應社會發展和終身發展的必備品格和關鍵能力即核心素養[1]。培養學生的核心素養已經成為當前國際教育的熱門話題。核心素養需要與各學科教學融合，在學科教學中突出學科能力的培養，并在課堂教學中得到落實。

新修訂的《普通高中信息技術課程標準》（2017年版）經過專家多方面的考量，確定了四個學科核心素養，即信息意識、計算思維、數字化學習與創新和信息社會責任[2]。信息技術學科四個核心素養相互依存，相互滲透，共同發展，其中計算思維是核心及關鍵素養，影響其他三個素養發展的質量。信息技術學科核心素養結構如圖1所示。

2 游戲化教學的內涵與特征

自從游戲出現以來，就有諸多玩者沉浸于其中無法自拔，為何游戲會有如此強大的吸引力？人們對游戲的組成元素及其產生的心理機制進行了深入分析，認為游戲符合動機理論，即針對人的需求，如挑戰、好奇、幻想、控制、目標、競爭、合作等，在其心理上產生一種驅動力，使其樂此不疲地持續游戲。

美國著名游戲設計師和教育專家對游戲的價值進行了深入研究，在此基礎上論述了基于數字游戲學習的概念、效果和作用，并指出游戲與教育的結合將會達到“玩中學、學中樂”的理想狀態[3]。自我國新一輪課程與教學改革以來，人們對于寓教于樂的需求不斷高漲，游戲化教學研究成為當前我國教育界的一個重要研究領域。

游戲化教學意味著學科教師將游戲應用于課堂教學，為課堂營造一種輕松愉悅活潑的氛圍，以此激發學生學習的興趣，使學生在游戲過程中不知不覺地掌握知識和技能，形成課標設定的綜合素養，從而優化課堂教學的效果。

游戲化教學作為一種教學方式，具有一定的教育性和科學性，教育游戲內容的設計不像普通游戲那樣隨意，更不能為了吸引學生，設計一些缺乏正確的價值導向，充滿低級趣味甚至違背科學的游戲內容。同時，教育游戲內容的設計應具有主流游戲的基本特征，包括趣味性、情境性、參與性、競爭性和互動性等，使學生積極主動地參與教學游戲，提高學生的學習熱情和參與度。

3 游戲化教學設計與應用

基于核心素養的游戲化教學設計原則

1）關注生活與實際，注重教學內容的選擇與整合。游戲來源于生活又高于生活，游戲的元素從生活中來，但游戲的方式又具有一定的虛擬性，實現起來比現實生活更加容易、便捷[4]。創設逼真的游戲情境能讓學生更有親切感，設計貼近生活經驗的游戲任務，能夠保持學生的游戲熱情，使學生在游戲活動中習得能映射到生活中的必備技能和思維品質。因此，教師需要在新課標的指導下，充分利用現代網絡資源，對教學內容進行選擇與整合，并通過對教學目標、教學內容和資源的分析，找出其中適合以某種游戲形式進行教學的部分，設計緊密結合學生當前生活背景的游戲內容。

2）滲透學科核心素養，注重思維方法的訓練。核心素養是知識、能力、情感、態度、價值觀等多方面的綜合表現，各個學科都承擔著非常重要的不同的育人目標。教師應對本學科承載的育人目標即學科核心素養有全面深刻的了解，在教學設計的每個環節滲透學科核心素養的相關思維方法。由于學科核心素養多是內化的思維品質，具有一定的抽象性，因此要善于挖掘其顯化表現形式，在教學過程中注意訓練學生的思維方法，形成良好的思維品質。

如信息技術學科最核心的素養就是計算思維，包括仿真解決抽象任務，抽象和分解解決任務，約簡、嵌入、轉化任務，啟發式推理，關注點分離，遞歸思維，冗余、容錯、糾錯等相關思維方法。在進行游戲化教學設計的時候就需要把這些思維方法滲透到教學的某些環節，如在教學過程中，教師通過創設游戲情境，把學習任務放在假想的游戲情境中，讓學生以攻關的活動游戲形式一步步分析、探究和解決問題，并引導學生將復雜問題分解，體現了計算思維的抽象、轉化和分解解決任務及啟發式推理等相關方法，讓學生在自發的游戲行為中訓練思維，塑造品質。

3）關注學生個體差異，注重創新能力的培養。由于每個學生的信息技術水平和認知特點都存在一定的差異，在游戲化教學中要尊重這種差異性，要注意根據不同學生的特點和游戲任務的特點給予不同的指導和提示。另外，在課堂教學中，游戲任務的設置要具有適當的難度梯度，讓不同能力水平的學生通過學習都能有所收獲。

游戲化教學帶有“娛樂+教育”因子，倡導“玩中學”，與他人一起玩，玩出花樣，玩出樂趣。在課堂教學中，要鼓勵學生玩，引導學生玩，在玩的時候投入感情，加入思考與探索，在“玩”中提升學生的興趣，了解學生的興趣點，因材施教。

4）注重學生之間的分享與交流。學會學習和健康生活是核心素養的兩個重要方面。現代社會是一個注重團隊協作的社會，交流與溝通顯得尤為重要，良好的人際關系的建立需要人們經常溝通與交流。分享與交流也是個體學會學習和健康生活的重要保證。

游戲化教學的要素包括裁判（教師）、游戲者（學習者）、游戲活動（游戲內容、學習內容）、游戲任務（學習目標、學習任務）等要素[5]。在該過程中，教師是游戲的設計者、管理者和游戲活動的促進者和監督者，學生是游戲行為的主體。教師要引導學生積極參與游戲活動、自主學習探究，提倡同伴之間交流協作，互幫互助完成游戲活動/任務，從而獲得綜合素養的提升。

游戲化教學形式分類? 游戲化教學作為一種新型的教學模式和方法，其形式有多種。筆者以中國知網上的相關論文為數據源，根據三種不同的視角對游戲化教學形式進行歸類分析，如表1所示。這三種不同視角下的游戲化教學分類幾乎概括了游戲化教學的所有形式，而且不同視角下的游戲形式具有一定的包容性和交叉性。

游戲化教學設計方法? 經研究，筆者發現依據游戲的策劃者和游戲形式不同，把游戲化教學分為電子游戲、活動游戲以及電子游戲+活動游戲更符合人們的分類習慣。因此，本文重點研究第三種視角下的不同游戲形式的教學設計方法。

電子游戲主要依托現代計算機技術、多媒體技術和網絡通信技術，形式多以電子產品或軟件的形式在市場上出現。此種形式的游戲化教學開發設計難度比較大，主要是被游戲開發商研發出來，經學校或教師后續加工處理后在課堂上選擇性使用。學校或教師在選擇電子游戲的時候一定要慎重選擇與之契合的教學內容，如果教學內容/目標是訓練學生的某種技能，需要選擇技能訓練式的電子游戲，讓學生在玩游戲的過程中熟練掌握某種操作技能，如訓練小學生運算速度的小游戲——速算盒子;如果教學內容/目標是讓學生探究非良構型問題，則主要選取問題探究式、引導式電子游戲。

活動游戲，是指借助于一定的技術手段或工具，設計游戲形式的生生互動或師生互動，包括表演、操作、競賽類等，具體為：表演類游戲包括角色代入類與戲劇表演類游戲;操作類游戲包括實驗、手工、建模等游戲;競賽類游戲則指以比賽的形式進行的個體性或團體性游戲，如開火車、成語接龍、演講比賽、英語歌曲大賽等。從教學內容和目標的視角來看，活動類游戲更適合于問題探究式和技能訓練式的教學內容，如角色扮演，讓學生代入不同的角色，在活動中反復訓練，直到熟悉自己的角色定位和達到教學目標中所要求掌握的技能。這種形式的游戲化教學，讓學生在玩活動游戲的過程中，不知不覺地掌握知識和技能，同時培養學生的自主探究和交流協作能力。

電子游戲+活動游戲即二者結合使用。電子游戲固然能夠吸引學生的興趣，但并不是所有流行于市場上的電子游戲產品或軟件都適合在課堂教學中使用。筆者認為，像市場上流行的一些虛擬現實類游戲，如機器人闖關游戲、人機大戰游戲等，里面激烈的、虛擬的游戲活動不適合作為課堂教學活動設計的形式，但是逼真而又充滿玄幻色彩的游戲情景可以借助于現代信息技術進行模仿設計和實現，然后運用到課堂教學中，如模擬機器人闖關游戲情境，吸引學生的注意力，激發學生的好奇心和挑戰心理，然后設計活動游戲，讓學生以游戲攻關的形式一步步假設、探討、分析和解決問題。

游戲化教學設計應用案例? 根據前面的游戲化教學設計原則和方法，筆者以高中信息技術必修模塊第七節“python循環結構的程序設計”為例，設計一節綜合應用電子游戲和活動游戲的教學案例。本節課分為兩個課時，教學對象是高一年級的學生。通過前面幾節課的學習，學生已經掌握一些程序設計的基礎知識，具備程序設計的基本思想，能通過程序設計解決一般問題，為本節課的學習奠定基礎。本節課的教學過程分為四步。

1）創設情境，激發興趣，導入新課。

【教師活動】教師展示計算機自動繪制“圓形螺旋線”的游戲，如圖2所示。

【學生活動】面對陌生的東西，學生充滿好奇，部分學生發問：“老師，這游戲是怎么設計的啊？”

【教師活動】在學生的要求下給學生展示該游戲的程序代碼，同時告訴學生：“python循環結構的程序可以周而復始地重復做同一件事，比如像這個程序，計算機可以自動重復地畫圓圈。”

2）創設游戲情境，介紹游戲規則。

【教師活動】展示圖片“螺旋闖關圖”，如圖3所示。

【情境描述】一只會思考的、聰明的小海龜現在處于這個圓形螺旋線的起始位置，它需要沿著圓弧爬出來。但是圓弧上設置了很多機關，小海龜只有一步步通過關卡才能順利爬出來。小海龜每順利通過一個關卡，智慧值都會增加10;如果在規定時間內通過所有關卡爬出來，那么小海龜將獲得“神龜”的稱號。請大家一起來幫助小海龜用python編程闖關。

【設計思想】逼真的游戲情境，充分調動學生的想象力和求知欲。

【關卡介紹】

第一關：輸出1，2，3，4，5。

第二關：輸出1，2，3，...，100。

第三關：輸出100以內的偶數。

第四關：計算5！并輸出結果。（提示：雙分支循環嵌套語句。）

第五關：有1、2、3、4個數字，能組成多少個互不相同的三位數？分別是多少？（提示：多分支循環嵌套語句。）

第六關：猜密碼，密碼是一個兩位數，小海龜可以多次嘗試輸入密碼，如果猜對了，輸出提示“棒極了，您猜對了”;如果猜錯了，輸出提示“猜大（小）了，繼續加油哦”。

【學生】關卡的難度在遞增，看到第一關的時候，學生可能會想到用前面學過的輸出語句來設計;而到第二關的時候，學生不得不去尋求新的方法——循環程序設計，在任務驅動下主動探究學習。

【教師】鼓勵小組合作探究，尋找闖關方法。第四關需要用到循環的嵌套，第五關需要三個循環嵌套，關卡難度相對比較大，后面提示方法。

【實施游戲】教師開始計時并提示學生可充分利用提前設計好的學案（包括學習網站鏈接和相關知識點），鼓勵學生使用思維導圖分析路徑，引導學生將復雜問題分解成一個個易于求解的小問題，指導和幫助遇到困難的學生。學生按照游戲關卡要求開始闖關，借助學案、網絡和思維導圖工具，尋找闖關的方法，有疑難問題可以向教師或其他學生求助。

【設計思想】把傳統的教師“滿堂灌”的“講授式”教學轉變成學生主動探究的競爭式學習。關卡難度由最簡單開始，然后層層遞進，符合學生的認知特點。通過玩猜密碼游戲到自己模擬設計猜密碼游戲，體現了計算思維的抽象、分解解決問題，嵌入、仿真和轉化等思想。

【布置任務】小海龜在猜密碼游戲中獲得啟發，自己模擬設計了一個猜密碼的游戲程序。你知道他是怎么設計的嗎？

【學生】思考并設計猜密碼游戲程序。

【分享評價】讓在最短時間內完成闖關游戲的學生給大家分享游戲體驗和每一關成功的經驗。教師根據學生對循環程序設計的掌握情況進行查漏補缺，根據學生完成闖關的時間和闖關過程中學習新知的熱情和積極主動性進行評價。

【設計思想】參考他人成功的學習經驗，有利于調整自己的學習，教師的肯定評價也有利于激勵學生。

游戲化教學應用效果分析

1）游戲的設計。本教學案例是電子游戲和活動游戲的綜合應用。無論是導入新課時的python繪制同心圓游戲，還是后面的猜密碼游戲并自己設計猜密碼游戲程序，都是在信息技術的支持下，通過創設情境，將抽象難懂而又枯燥乏味的理論知識設計成學生感興趣的電子游戲的形式;再設計“海龜闖關”的游戲情境和闖關游戲的活動規則，調動學生的好奇心和求知欲。前一個任務的完成對后續任務起著關鍵性的引導作用，讓學生在游戲化的闖關活動中一步步自主探究新知;在教師的引導和幫助下，學生完成游戲闖關活動/任務，獲得成就感，提升學習程序設計的興趣，達到預期的教學效果。

2）學科核心素養的滲透。本節課一開始通過python繪制同心圓的電子游戲程序導入新課，吸引學生的注意力;然后在信息技術的支持下，創設虛擬的闖關游戲情境，激發學生的興趣和求知欲，再把抽象的理論講解放到生動逼真的闖關游戲情境中，體現了計算思維仿真解決抽象任務，約簡、嵌入、轉化任務等思想。在游戲實施過程中，教師引導學生將復雜問題進行分解，讓學生以游戲攻關的形式一步步分析，探究新知和解決問題，體現了計算思維抽象和分解解決任務及啟發式推理等相關方法。讓學生在富有挑戰性的攻關形式的游戲活動中通過自主學習與探究，同伴間競爭與合作，尋求解決問題的答案，使學生逐漸養成自主探究和創造性地解決問題的良好習慣，逐漸適應數字化學習環境。整個教學過程滲透了信息技術學科的四個核心素養。

4 結語

筆者按照新課標的要求，依據以上教學設計方法，設計了系列信息技術課程，進行了一學期的教學實踐研究，通過對比實驗、課堂觀察、課后訪談及問卷調查法，驗證了游戲化教學設計方法對培養信息技術核心素養的有效性。希望本文的方法也能應用到其他學科教學中，為其他學科落實培養核心素養提供理論和方法上的借鑒和參考。

研究學生發展核心素養是落實立德樹人根本任務的一項重要舉措，也是適應世界教育改革發展趨勢，提升我國教育國際競爭力的迫切需要[6]。作為一線教學工作者，應該不斷學習，推陳出新，探索運用各種新型技術和方法來提高教育的適切性，為培養具備核心素養、適應社會發展和終身發展的人才貢獻力量。

參考文獻

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[2]任友群，李鋒，王吉慶.面向核心素養的信息技術課程設計與開發[J].課程.教材.教法，2016（7）：56-61.

[3]程君青，朱曉菊.教育游戲的國內外研究綜述[J].現代教育技術，2007（7）：72-75.

[4]申煜.基于核心素養的游戲化教學評價體系初構[J].教育導刊，2017（3）：52-55.

[5]李鋒，熊璋.面向核心素養的信息技術課程：“數據與計算”模塊[J].中國電化教育.2017（1）：27-32.

[6]一帆.《中國學生發展核心素養》總體框架正式發布[J].中小學信息技術教育，2016（10）：5.