游戏化编程教学的现实挑战与未来应对

周慧敏 杨刚 李佳文 周玮 沈兆婷 温州大学教育学院

●前言

《新一代人工智能发展规划》明确提出“在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”，并特别强调，“鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广”。[1]因此，编程成为信息科技课程的重要教学内容，基于游戏的编程平台开发也成为关注方向。

然而，游戏化编程教学在实施的同时，也在学生平台、师资力量、课程开发、教学评价等方面存在着一些问题。因此，笔者在剖析现阶段中小学游戏化编程教学问题的基础上，着力分析游戏化编程的内涵与价值，并针对存在的问题提出有效的应对策略，以期为中小学游戏化编程教学实践以及未来发展提供有意义的指导与启示。

●核心概念解析

1.游戏化

游戏化（Gamification）这一名词是在2011年前后才被广泛使用，游戏化学习的前身是基于游戏的学习（Game-Based Learning)、教育游戏（Education Game)。[2]美国宾夕法尼亚大学沃顿商学院的副教授凯文·韦尔巴赫和丹·亨特在《胜利》一文中将游戏化定义为“在非游戏环境中使用游戏元素”[3]，涉及使用如激励系统等的游戏元素来激励玩家从事他们原本不会吸引人的任务。[4]尚俊杰教授将游戏化定义为将游戏、游戏元素或游戏机制应用于非游戏情境中的一种方法，旨在提高用户参与度、黏度和忠诚度。游戏化的方法与措施已经被应用到很多领域，如教育行业、企业培训、实习等。[5]研究表明，教育领域的游戏化教学可以有效提高学生的学业成就，激发学生的学习动机，增强学生的学习参与等。[6]

2.游戏化编程

游戏化编程就是采用游戏化的方式学习编程[7]，以明确的编程知识为目标，以愉悦的游戏化方式促进编程理解，是一种有目的的编程教学策略。从这个角度来看，游戏是一种使学生达到某一或某些学习与发展目标的手段、途径和方法。[8]游戏化编程的本体是编程，游戏只是辅助工具，它依托学生对游戏的注意力，提升其学习编程的兴趣，进而减少对传统文本编程学习的排斥，以此逐步过渡到高阶编程知识的学习。有研究者指出，计算机游戏编程被誉为一种有前途的策略，可以让学生参与到各种思维活动中，使他们成为生产者，而不仅仅是技术用户。[9]

3.游戏化编程教学

传统课堂中的编程教学一般是以知识掌握为本位，对学生进行知识点的传授，而游戏化编程教学的特点是基于娱乐性和教育性的方式将游戏浸入编程课堂，进而使得学生分配更多的注意力去学习编程知识，增强了编程学习的趣味性。例如，由美国麻省理工学院媒体实验室开发的一款图形化编程语言和游戏化编程平台可以通过拖放编程块的方式，使编程变得可视化和直观。[10]学生可以使用它创建动画、游戏和互动项目，并能在全球社区分享作品。在游戏化编程教学中，学生通过设计游戏达到解决问题的目标，其学习态度和编程能力得到了改善。

●现实挑战：游戏化编程教学中的困境

1.编程平台：沉浸性不深，体验感欠佳

目前的游戏化编程平台大都基于2D编程场景，对于中小学生来说这些场景带来的具身体验性不强，沉浸性不深。此外，中小学采用的可视化桌面编程平台大多是在某图形化编程平台的基础上进行的二次开发，同质化严重。

2.师资力量：专业理念不足，教学技能欠缺

由于缺乏优秀的编程教师，许多学校的编程课程往往难以实现高质量的教学，甚至可能导致学生对编程知识的兴趣和热情降低。在现实生活中，许多编程教师是从计算机科学等相关领域借调过来的[11]，他们的教学专业性不强，很难达到新课程理念下基础教育领域中编程教学的要求。此外，由于缺乏系统的、专业的编程技能培训，教师的编程技能没有得到及时提升与优化，在课堂编程教学中很难对学生在项目化编程学习中遇到的困难进行指导，影响教学效果。

3.编程课程：二次开发程度低，教学内容时效差

首先，一些教师忽视新课标提倡的课程内容—跨科融合再加工理念，出现为了编程而编程的教学现象，造成编程课程的二次开发程度低、教学质量不高的结果。其次，在编程教学中经常会出现教师不更新课件的现象，这从侧面反映了教师在教学中缺乏开发、创新教学内容的意识和能力，导致许多编程课程的教学内容仍然停留在过时的知识和方法上，无法及时反映当下社会的最新发展趋势和现实技术与技能需求。

4.学业评价：模式单一化，效度性不高

首先，在学业评价标准上，存在重知轻能的问题。在游戏化编程教学中，教师将知识获得作为考评学业的主要目标，而忽视了学生技能的习得，同时将考试或作业分数作为评价的重要指标，导致评价效果缺乏说服力。其次，在学业评价主体上，存在评价主体单一的问题。评价以教师评价为主，学生未能参与到评价过程中，违背了“以学生为中心”的教学原则。最后，评价方式存在以经验型评价为主的弊端。教师评价主要根据以往的教学经验对学生进行口头叙说或者书面评语，不能很好地实现教学评价的科学性、客观性、公平性，评价效度相对较低。

●未来策略：破解游戏化编程教学困境的有效应对

本文针对中小学游戏化编程教学中存在的现实挑战，从技术平台、师资队伍、课程内容与学业评价四个方面提出游戏化编程教学改革的策略（如下图）。

1.平台策略：VR助力平台提升，增强体验特性

虚拟现实技术与编程平台的融合给学生创造了一个沉浸式的学习环境，使他们对编程概念、语法结构等内容能进行深入感知，同时容易萌发编程创作新意。

2.师资策略：培训教师专业化，拓展能力深度

①在培训中要加强教师终身学习理念的建设，鼓励教师树立终身学习信念。同时，要培训教师与时俱进的思想，鼓励教师及时关注学科发展新动向，并将其运用到教学中。②培训教师使用技术的能力。由于科技的迅速发展，新技术和工具层出不穷，而智能技术的使用能在一定程度上减轻教师的工作压力。例如，ChatGPT能辅助教师完善教学设计、生成教学活动、创建课堂评估、调节师生互动交流等，为教师提供创造性和创新性的教学思路和想法。③要强化教师转变身份的意识，帮助教师转换角色，从“教学者”走向“教学研究者”。教学研究者对专业更加精熟，有更强烈的意识将“研教”“研课”“研生”融合，对学科的理解力、内容的创新力、学生的关注力有更专业的思考，能实现在教学中研究，在研究中反思，进而促进教学效果的循环向好，同时促进自身专业能力的提升。④培训教师的知识板块专业化程度。以人工智能教学模块为例，通过在人工智能教育基地进行实地参观与培训，实现教师的知识重构。

3.课程策略：二次课程开发，创新教学内容

编程课程的开发是一项复杂的任务，需要综合考虑课程内容、学习目标、学习者背景和社会发展等多个方面。教师在进行编程课程的开发时，首先，应研读新课标，精准把握新课标倡导的核心素养，在课程内容开发中重点关注学生的核心素养和能力的全面发展。其次，要对课程进行二次开发。课程内容设计应优先考虑为学生提供意义创建的机会，并且在课程活动中应根据其创建的意义提供合理的方式，即让学生能够在“做活动”的过程中习得知识与技能，发展素养与能力。再次，要积极与其他教师、专家和企业工程师建立合作，实现由“独建”到“共建”的转变，并使用新的技术和方法开发、设计课程。最后，要注重课程内容的弹性多元、跨科综合，使课程内容能全方位、全过程培养学生的素养、能力。同时，应将信息科技理念与大概念、项目化等教学理念融合，增强教学理念的创新发展。

4.评价策略：转型评价理念，提高评价效度

①从终结性评价转向过程性评价。这一转变突出学习的过程性，重点关注学习过程中学生的编程能力与核心素养的培养。②从单一评价转向多元评价。首先，是主体的多元，引入自评及他评等多个主体，实现学生在教学过程中的主体地位。其次，是在评价材料上遵循多元化原则，如可以将学生的编程作品、学习投入程度，小组合作学习效果、学习态度等多种形式作为评价的参考，打破唯分数论的评价方式，发挥评价的诊断性、激励性、发展性作用。③从经验驱动的评价转向数据驱动的评价。智能平台能对课堂教学实况进行记录，对教师的教学方式、学生的上课状态等进行分析，这种依据数据驱动的评价在面向全体的同时又兼顾个体差异，是一种面向学生未来发展的评价，体现了评价的多元性、动态性、发展性、增值性。

●结语

事实上，寓教于乐的游戏化编程教学已经受到很多学生的欢迎，成为培养学生创新精神的重要工具。游戏化编程教学对学生的素养、未来职业发展、教师的专业发展、学校的文化发展都有重要的影响。

1.学生层面：从问题解决到发展素养与能力

游戏化编程教学可以帮助学生增强学习兴趣，提高问题解决能力，促进核心素养和未来职业技能的发展。教学中基于游戏场景的编程项目需要多人协作共同解决，同时需要学生发挥想象力和创造力将抽象的概念和思想转化为具体的实践操作，这些实践活动可以帮助学生提高合作交流能力、问题解决能力、计算思维素养，为学生的未来发展打下良好的基础。同时，游戏化编程教学对学生编程能力、创造性思维等的培养正好契合了未来对高层次人才的需求，为学生未来从事计算机相关职业提供有益的素养和能力支持。

2.教师层面：从教学设计到教师专业发展

首先，编程知识与游戏化场景的融合可以丰富教师的教学技能，创新教学内容；其次，跨学科课程设计可以促使教师更好地理解和掌握计算机科学和编程的核心概念，把握新课标理念，拓展教学设计能力；最后，通过设计游戏规则和目标、角色扮演、设计游戏关卡和任务教学场景，能提升教师的设计思维和技术应用能力，为教师的专业成长和未来发展提供良好的基础。

3.学校层面：从编程社团到发展校园文化

学校通过增设社团课，将游戏化编程打造成特色校本课程。①教师可以把区域文化特色融入编程社团课程中，为学校注入新的教育理念，发展创新文化。②学生在游戏化编程社团课中通过具身参与，探索实践中的问题，增强校园实践文化。③游戏化编程内容涉及计算机科技领域，能够提高学生的科技素养和科技认知，创设校园科技文化。④游戏化编程社团能够提高学生的兴趣和参与度，激发学习热情，促进学校文化的新颖性和活力性。总之，游戏化编程社团的有效开展能促进校园文化的发展和升华，为学生的成长和发展提供更加丰富和多样化的教育资源。