LOGO游戏化学习软件简介及思考——以Crystal Rain Forest为例

■张忠 赵凯

LOGO游戏化学习软件简介及思考
——以Crystal Rain Forest为例

■张忠1赵凯2

LOGO语言是目前我国小学信息技术教育阶段所学习的程序设计语言，是一种图形化的语言，借助“海龟”在界面上的运动，使学生直观地看到程序的运行过程和运行结果。新课程改革强调学生学习方式的转变，强调信息技术在教学中的运用，越来越多的信息技术教师也开始关注如何更好地将信息技术应用于信息技术课程自身的课堂教学中。

笔者使用的Crystal Rain Forest 2000是一款面向儿童的LOGO程序设计的游戏化学习软件，该游戏有着精美的画面、动画、声音，通过学生在雨林中的历险按照逻辑和顺序把LOGO介绍给学生，使学生通过历险和挑战在不知不觉中一步一步地学习LOGO的相关知识。

Crystal Rain Forest游戏简介

游戏背景

Oglo星球正在经受一场灾难，Azon王国的许多树木遭到砍伐，国王决定设法阻止这种乱砍滥伐的行为，保护王国的森林。国王的行动引起不满和抱怨，伐木场的一些无赖用有毒的飞镖射中国王，国王生命垂危。游戏中只有玩家才能拯救星球上的森林，还要找到魔法水晶（通过LOGO的学习画出指定的图形）来拯救垂危的国王。

使用模式及功能

Crystal Rain Forest共有4种模式，即Adventure Mode、Teacher Mode、Activity Mode和Crystal LOGO。Crystal Rain Forest设计得非常巧妙，教师可以通过设置来控制学生的学习模式并进行反馈。

1）Adventure Mode，即历险模式。学生在森林中感受雨林所带来的新奇、神秘以及重重的危机，在历险模式下，他们的积极性和好奇心被充分调动起来，在雨林中经过一关一关的历险，不知不觉进行LOGO的学习。在历险的过程中，游戏还培养学生的问题解决能力以及良好的道德情感。

2）Teacher Mode，即教师模式。教师模式能够快速地进行各种水平的学习活动，这一功能主要是为了教师希望能够利用它作为教学的工具使用而设计的。教师模式界面中，在左侧列出所有学习活动的选项，教学时根据需要进行选择。当选择某一项时，右侧的窗口里会显示出该活动的一些信息，如学习目标、学习的一些LOGO命令，以及水平1和水平2练习之间的区别等。

进行学习时，屏幕上会出现一个教师控制面板，上面有Info、Restart、Exit和Talking LOGO4个按钮。活动中单击Info按钮，在弹出的窗口中会出现当前学习活动的学习目标以及一些有益的帮助、学习时需要思考的问题。单击Restart按钮，可以在学习过程中任意时刻从头开始。Exit用于退出当前的学习活动，返回到上一级菜单。

3）Activity Mode，即活动模式。该模式把知识成分从历险模式中分离出来，去掉游戏成分。此模式中共有12个练习活动。

①Robot Temple，学习使用LOGO的基本命令，游戏中学生要指挥机器人行走，打开门让机器人走出去。

②Garden Bridge，培养学生的旋转、定位能力，学生选择不同形状的木块把它填到损坏的木桥上。学生必须选择正确的形状，并且确定程序中的顺序。运行程序后，学生还要对木块进行旋转，这样才能把坏了的桥修好。在这里学生也初步体会了程序设计的概念和流程，以及解决问题的方法。

③Packing Leaves，培养学生的视觉判断能力，游戏中要求学生根据运送车子车身的大小来设定需要装载的打包的落叶，学生参照给定的落叶包的长宽大小对要打包的树叶的长宽来设定。

④Museum Shop，一个自动售后商店，学生利用Left、right命令控制指针进行旋转，指到某一物品时，就可以按下B键进行购买，培养学生对旋转角度的估计技能。

⑤Wire Connections，把设备进行连接，巩固使用LOGO的基本命令。

⑥Engine Immobilize，练习使用Pen Up、Pen Down、颜色的设置等命令。

⑦Navigating the River，学生综合运用LOGO命令控制小船在河中避开圆木行驶，主要培养学生对角度、距离的判断能力。

⑧Rope Bridge，一座缆桥的绳索坏了，学生要把吊挂桥面的绳索挂起来。这一环节介绍循环命令的概念，使学生初步了解循环命令。

⑨Avoiding the Rocks，学生操作小船通过礁石密布的河流，通过使用LOGO命令来控制小船行驶的方向和距离。小船前进的速度可通过Fast和Slow进行调节。

⑩Safety Nets，这一环节介绍LOGO语言中的“过程”这一非常重要的概念，同时巩固Repeat命令的运用。

11Building Magic Crystal，进一步巩固Repeat命令建立过程，学生编写程序画出“水晶”，这就是游戏中所说的拯救国王所需的“魔法水晶”。

12The Symbol of the Forest，巩固所学的LOGO命令及技能。

4）Crystal LOGO。Crystal LOGO是该游戏中自带的LOGO开发环境，供学生在娱乐之余用于LOGO编程，界面如图1所示。

图1

Crystal LOGO的界面看起来略显臃肿，但其好处是不言而喻的。首先，所有的命令和数值都被做成按钮，可以用鼠标完成输入，数值按钮包括0～9十个数字，还包括10～360中间整十的数值按钮。除此之外，还有一个“45”的数值按钮。这些按钮在命令、数值的输入上极大地方便了学生的使用，使学生进行程序设计时不需要利用键盘进行繁杂的输入工作，只要点击鼠标即可。Fast按钮可以加快程序运行的速度，在程序较长时按下该按钮，可以加快程序运行的速度；关闭该按钮则可以观察程序的运行步骤。Crystal LOGO窗口的右下角的小窗口中，可以方便地建立过程，在程序中调用。

学生使用软件中的I n s e r t、Delete等命令可以非常方便地在程序命令行中进行命令的添加和删除。按下Talking LOGO按钮可以通过语音提示学生输入的是什么命令，避免输入错误，而运行程序时，语音也会一步一步提示所运行的命令，便于学生了解程序运行的流程。相比传统的LOGO程序软件，Crystal LOGO在理念和细节上的设计极大地方便了程序设计初学者的使用。

教师设置

Crystal Rain Forest具有较好的控制能力，教师通过一些常规设置并进行密码保护，可以有效地根据教学的需要对游戏进行设置。

在主菜单的Teacher Options选项中，单击进入，可以分为General Options和Records两项进行设置。

General Options中可以对屏幕模式、学生可供使用的操作等进行设置。例如，教师通过设置，将历险模式、活动模式以及教师模式禁掉，并通过密码保护，学生在进入主界面后，以上3种模式变成灰色，只有Crystal LOGO能使用。同时，教师可以根据教学内容以及教学的需要合理进行设置。如教师只想让学生使用活动模式下的Garden Bridge环节，就可以只选择其下的Garden Bridge游戏，其余的全部禁掉。设置界面如图2所示。

图2

在Records标签中，教师可以看到所有登陆该游戏进行学习的学生的使用情况。在表格中列出的是活动模式中的12个知识关卡，无论是在历险模式中玩还是在活动模式玩，登录学生的学习情况都会显示出来。如图3所示，有的关卡中有水平1和水平2两个练习，所以表格中会出现1、2两个数字。学生完成这些关卡中的某个水平的练习并过关后，这些数字就会用红色显示出来，教师可以方便地了解学生的学习情况，进行反馈。

图3

几点思考

游戏的情境

布鲁纳认为：“学习最好的刺激是对学习材料发生兴趣。”因此，问题情境的创设要符合学生的年龄特点和认知规律，以他们的兴趣为出发点，将问题融于情境之中，以此激起学生探求新知的积极性，促使他们全身心地投入新知学习中。Crystal Rain Forest从整体看有其大的游戏情境，通过大的情境创设使学生树立爱护环境、保护森林的环保意识，同时树立正义感。

而具体到一些环节，其情境的创设也是非常的巧妙。游戏中每个环节也有其特定的情境，情境可以更好地激发学生的学习兴趣，使学生沉浸其中。图4是Garden Bridge环节的画面，在这里学习Repeat命令。

在信息技术课堂中讲述同样的内容时，即使创设同样的情境，学生在编写程序中画出同样的线条，但由于程序界面中不可能出现和教师所创设情境相符的背景图片，学生可能只是在一片空白的背景上进行，即使教师用再形象的语言去描述，学生再去发挥想象，也是绝对达不到图4所示效果的。在游戏中，学生在背景图上可以自己尝试距离和角度，自己去探究，把桥面和缆绳之间的孔穿起来，固定桥面。

图4

而国外一些版本的LOGO也开始支持背景图片的调入，如教师调入迷宫的背景图片，让学生控制海龟走出迷宫；或调用一幅海边风景的图片，让海龟爬到海里。这样的情境更能激发学生的兴趣。正是因为背景的介入，国外LOGO教学比较注重学生对角度、距离的估计与判断，鼓励学生自己去判断、去尝试。而国内由于当前所使用LOGO软件的限制，教学中通常对角度、距离的数值给出定值或不作要求。

Crystal LOGO与传统LOGO的比较

传统LOGO语言环境界面单一，是基于文本的程序设计环境，因此，程序设计者必须要通过键盘输入字符、字母或数字。而小学生普遍存在指法较差、输入速度慢的现象，在LOGO语言教学中编写一个程序往往要耗费大量的输入时间。Crystal LOGO把命令和数值全部做成按钮，使学生可以摆脱键盘进行输入，也避免语法错误，提高学生的学习效率，似乎更适合小学低年级段学习。或许有人会说Crystal LOGO完全放弃键盘的输入，似乎走了另一个极端。这样说确实有一定的道理。使用传统的LOGO也有其优势，就是可以输入需要的数值，而Crystal LOGO只能输入界面中提供的数值。

基于文本命令的程序设计环境对于这些非专业的程序设计学习者来说，输入太多的命令不是一件好事，学生都不喜欢把时间花在输入命令上，可能为了看到一个程序的运行结果，他们要把大量的时间花在输入命令上。他们的指法不是很好，输入的速度比较慢，一旦输入错误，又会造成语法错误而导致程序无法运行或出现与他们预期效果不一致的结果，这样会极大地打击学习的兴趣和自信心。让学生从繁杂的键盘输入中解放出来，也正是国外面向儿童的程序设计软件发展的一个新方向，其理念值得学习。

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按钮，运行程序时，每执行程序中的一行命令，都会有与命令对应的语音提示，学生可以观察屏幕上程序的运行，同时听到所运行的命令，在视觉和听觉上实现多感官的刺激。

能力与情感的培养

LOGO作为一种计算机语言，更多的是给学生传递数学的思想和方法，大多数的活动都强调图形与空间的能力，活动中让学生探索图形的性质，进行基本的推理。Crystal Rainforest游戏中的知识点始终和游戏中的生活情境相结合，极大地培养了学生的问题解决能力。此外，培养了学生的计算机操作能力、数学能力（如图形、角度、方向的判断等）、程序设计能力（初步学会运用LOGO命令进行程序设计）。游戏还培养了学生良好的道德情感。游戏从保护雨林出发，教育学生要爱护环境，热爱大自然。而对游戏中那些砍伐森林的坏家伙，也是持治病救人的态度，在游戏尾声当他们遇难时，Roberts教授也用“魔法水晶”救了2个坏家伙的命，使他们认识到自己以前的错误以及森林的重要性，发誓以后再也不会砍伐森林了。

使用模式的便利

Crystal Rain Forest共有4种模式，非常合理。例如，教师不想让学生把过多的时间沉浸在历险模式中，就可以将历险模式禁用，这样学生在主界面中就无法进入历险模式。如教师只想让学生使用Crystal LOGO，只要把其他的模式全部禁用就可以，这样学生就不能使用寓教于乐的方式进行学习，而只能去进行程序设计。笔者使用的单机版的Crystal Rain Forest虽然不能在课堂中实时控制，但其前期的控制仍能较好地为教学服务。在家庭中使用时，家长也可以根据需要较好地进行学习模式、学习内容的控制。

国内的一些教育游戏在设计上缺乏这样的理念，往往“眉毛胡子一把抓”，游戏成分和知识成分结合后难以分开。游戏一旦进入课堂教学，教师在课堂上难以控制，使得学生在游戏的状态下花很长时间才能到达知识点，往往浪费大量的时间。对国内的教育游戏的设计和研究者来说，Crystal Rain Forest值得学习和借鉴。

信息技术学习方式的转变与教育游戏的开发

随着信息技术的发展与新课程改革的深入实施，信息技术与学科课程的整合使得教师的教学方式与学生的学习方式发生巨大的变化，教育工作者和学生也深深地感受到信息技术在教育教学中的应用。同时，信息技术教师也在思考这样的问题：在信息技术教育中该如何使用技术呢？相信许多信息技术教师在日常的信息技术教学中曾经尝试将游戏引入课堂教学中，只是国内好的游戏产品相对较少。

结语

游戏化学习的理论在西方国家发展得较为成熟，游戏化学习的软件产品在数量和质量上，我国与国外相比差距较大。目前国内的教育游戏市场还不成熟，好的产品较少。教育游戏作为一种学习资源，已经被越来越多的人所关注。Crystal Rain Forest作为一款LOGO语言的游戏化学习软件无疑是十分成功的，其设计的理念与细节以及Crystal LOGO都令人眼前为之一亮，使人领略到游戏应用于信息技术教育的一道亮丽的风景。这同时激励国内致力于教育游戏的研究者、开发者不断地开阔视野，提升理念，从而研究开发出更多更好的产品。

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

1 南京市江宁区电化教育中心；2 南京市东山小学）