基于Scratch的初中信息技术教育游戏开发研究

汤德智 张可欣 容博雅

摘  要 以七年级初中信息技术课程“企鹅跳一跳”为例，运用Scratch软件从企鹅运动、角色位置、判断结果、角色大小、精化细节、计算得分等六个方面着手开发相应的教育游戏。教学实践应用效果表明：该游戏能够切实调动和有效发挥学生参与课堂教学活动的积极性与主动性，让中学信息技术课堂教学展现崭新形式和焕发独特魅力。

关键词 初中信息技术;Scratch;教育游戏;信息素养

中图分类号：G633.67    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）09-0082-03

0  引言

人类社会进入21世纪以来，以计算机技术、多媒体技术和网络通信技术为代表的现代信息技术不断突破和迅猛发展，对世界政治、经济、文化、军事、教育发展产生深远影响，深刻改变了人们的学习和生活方式[1]。为了培养面向世界、面向未来、面向现代化的时代新人，更好地适应信息化社会的发展趋势和必然要求，教育部决定从2001年开始面向全国中小学开设信息技术课程，以此来全面培养和不断提升学生的信息素养，帮助学生掌握信息技术的基础知识与技能，增强信息意识，发展计算思维，提高数字化学习与创新能力，树立正确的信息社会价值观和责任感[2-3]。我国的中小学信息技术课程教学历经20余年的发展，中小学教师已经积累了丰富的教学经验和掌握了灵活的教学方法，其中教育游戏受到学生的高度认可和一致欢迎[4]。

基于Scratch开发初中信息技术教育游戏，既能够充分发挥Scratch软件的开放、共享优势，也能够通过游戏化编程来培养学生的抽象思维和创新能力[5]。教师以创意思想、创意编程和创新能力为出发点，进行初中信息技术课程教学实践，可以增强成就感，有助于给学生带来各种有趣的学习体验，同时引领学生轻松步入编程世界，进一步感受信息技术课程的强大魅力。本文以七年级信息技术课程“企鹅跳一跳”为例，基于Scratch开发相对应的教育游戏并应用于教学实践，改变传统的中学信息技术课程单一化教学模式，在讲授知识内容的同时有效培养学生的信息素养和编程能力，进而切实提高初中信息技术课程教学质量。

1  基于Scratch的“企鹅跳一跳”教育游戏开发

“企鹅跳一跳”内容采取分组方式进行课堂教学，以便学生在后续学习过程中能够更好地进行小组合作和作品交流分享。在展示要实现的教育游戏效果之后，首先让学生分析“企鹅跳一跳”教育游戏的设计思路和过程，但不能将问题一股脑地抛出。比如：如何设置岩石坐标？如何将准备起跳的企鹅缩小？如何判断企鹅准确落在岩石上？等等。其次，让学生在开发“企鹅跳一跳”教育游戏过程中加强对相关概念的学习，准确理解概念的内涵界定和本质特征，以便加深对基础知识的理解和基本能力的掌握。再次，教师给学生留够足够的时间，让学生能够独立自主思考和开展团队合作，用自然语言厘清教育游戏开发过程的整体思路与基本理念，为自然语言转换为Scratch脚本模块打下坚实基础。最后，在学生完成小组合作与探讨活动后，教师需要对“企鹅跳一跳”的动作要领和设计思想进行详细分析，以便学生能够顺利地完成教育游戏的开发。

教育游戏“企鹅跳一跳”的具体开发主要以Scratch 2.0软件为编程载体，基于“教育游戏开发+信息技术”的整合学习方式，通过利用软件固有的企鹅和岩石角色进行设计与开发。当按住空格键时，企鹅便会收到指令;松开空格键时，企鹅向前跳跃。而当企鹅跳跃成功时，程序会继续运行，失败时则将重新启动并且显示目前得分。

1.1  企鹅运动

开发教育游戏“企鹅跳一跳”时，并不需要加入过多的角色，旨在利用Scratch 2.0软件自带的简单游戏元素，培养学生的逻辑思维和运算能力，实现教育游戏教育性和娱乐性的平衡。需要通过恰到好处的难度设计和节奏控制来切实提高游戏的游戏性、科学性和教育性。对于岩石的脚本设置，需要综合考虑几个方面的因素：首先导入岩石角色，需要合理调整大小，设置“当绿旗被点击”时的岩石状态，再给岩石1角色一个固定的起点坐标;接着给岩石2角色设置坐标范围，并在此范围内随机出现;然后分别设置“当接收到”跳跃成功或失败指令后，两个岩石的位置状态。基于此，企鹅角色的脚本设置需要注意三个具体问题：一是“当绿旗被点击”时，企鹅每一次都出现在固定的起点坐标;二是当持续按下空格键不松时，企鹅外观能够逐渐缩小，抬起空格键则恢复原状，同时可以根据按住空格键时长向前跳跃一定距离且不出现翻转错误;三是将企鹅所在图层始终设置为处在最上层，跳跃成功或失败时改变其坐标位置、颜色并添加角色情境语言，同时让企鹅能够根据人為操作重复执行脚本语言，直到游戏失败返回初始状态，清除图形特效。

在选好舞台背景“slopes”和角色“岩石1”和复制“岩石2”一系列操作后，需要进一步设计和拓展模块：游戏中企鹅有一个向上跳跃再落地的过程，不仅需要移动步数指令的积木块，还要用到坐标系概念，进一步引出本节课第一个知识点“坐标系的含义以及如何利用鼠标控制坐标”。为了使学生更好、更容易理解舞台中角色的具体位置，一开始就讲授横、纵坐标轴的取值范围。让学生思考怎样实现企鹅的跳跃效果，使用简洁的角色和浅显的动作指令，有效激发学生的探索欲望。

具体的制作要点：企鹅的起跳效果可以简化为两步，一步是先让企鹅向斜上方运动到最高点，另一步是让企鹅向斜下方运动到最低点。学生通过鼠标输入企鹅移动的坐标值和在空中旋转的角度，在此步骤中理解执行程序的顺序、循环和判断三种方式，以及它们在程序中发挥的独特作用。这样就初步实现企鹅跳跃并且在空中翻转的过程，但此时的企鹅跳跃距离是固定的。进行上述操作，实际用到两种：顺序和循环。在此基础上，教师还需要讲解第三种方式“判断”的概念，为学生后续的程序编程学习打下良好的基础。

1.2  角色位置

在学生进行初步尝试并获得学习愉悦感后，教师应该趁热打铁，紧接着提出问题：“每一次程序运行完后，都需要手动把企鹅拖回到初始位置，这样不仅比较麻烦，同时也会出现坐标不准的问题，那么同学们接下来应该怎么做？”以问题驱动来引发学生的思考，同时为引出下一个知识点“图层”奠定基础，有效遵循游戏教学过程的循序渐进原则。学生在经过自动执行初始化程序操作，设置角色坐标后，又会发现新的问题，如岩石把企鹅挡在后面，教师由此展开“图层”概念的教学及应用，通过一步一步地进行单句测试，让学生仔细观察并将知识点渗透到学生的知识结构中。

具体的制作要点：运用“移到”积木块进行坐标值的设置，实现准确定位三个角色位置的效果;运用“移至最上层”积木块，实现企鹅始终在“图层”最上方的效果。

1.3  判断结果

教师在教学过程中提问：“如何判断企鹅是否准确跳到岩石上？”“若是企鹅成功跳跃在岩石上，你会给它增添什么效果呢？”“要是它跳跃失败呢？请同学们思考如何添加效果？”……通过这些问题，就可以自然地引出执行程序的第三种方式——判断。在组织学生进行分组讨论的同时，让学生尝试添加各种不同效果，这样有利于将问题趣味化，使技术具有生命力，同时可以活跃课堂氛围。

具体的制作要点：利用“当按下”控件控制事件的触发，让学生根据自己的需要来确定点击某个键来实现跳跃的效果，设置好后点击自己所选取的按键，此时事件被激活，企鹅就可以起跳了;再利用“如果……，那么……，否则……”嵌套“碰到？”侦测控件，判断企鹅是否跳在了“岩石2”上，这样学生可以依据自己的喜好输入企鹅跳跃成功与否的语言。本文基于Scratch开发的“企鹅跳一跳”游戏，确定企鹅起跳的按键是“空格”键，如果企鹅成功，显示“Yeah！！！”;反之，起跳失败则显示“Ooooops！！！”，显示字体时长均为两秒。

1.4  角色大小

经过前面的企鹅运动、角色位置、判断结果三个环节，此时的教育游戏设计过程已经进行多半，学生情绪高涨，注意力最为集中。教师提问：“如果想让企鹅按照我们按住空格的时间的长度来决定它的大小和跳跃距离，我们接下来该怎么办呢？”引出本节课学生需要学习的新概念“变量”。另外，还有一个新的知识点“条件判断”，判断学生刚刚写的程序成立或不成立。逻辑判断嵌入控制控件的操作，不仅考查了学生对先前知识的理解程度，还锻炼了逻辑思维能力。学生尽情发散思维，学习氛围更佳，教学效果更加显著。

具体的制作要点：利用“将角色的大小增加”和“将角色大小设定为”两个控件来改变企鹅的大小。“将角色的大小增加-1”，根据按住空格键的时长，企鹅逐渐缩小;

“将角色大小设定为60”，规定企鹅初始状态大小值是固定的;要想动态决定企鹅的跳跃距离，点击“数据—建立一个变量—输入空格时长”，将“空格时长增加1”，再调整空格时长的初始设定值为0，相当于企鹅每次起跳的时长都重新开始计算。通过语句命令，就可以轻松实现按住空格的时间越长，企鹅跳得越远的效果。当空格被抬起时，循环的程序就结束了。

1.5  精化细节

教师为学生展示积木块所处的位置不同，呈现出的效果也不同，这样可以让学生明白效果的呈现取决于控件的位置摆放。这种逐步测试程序命令的方式，有助于更好地调动全体学生学习编程的积极性。改变企鹅跳跃失败时的外观回到初始位置，并且要想让企鹅失败时岩石随机变换位置，企鹅成功时同样回归原位，引导学生进行讨论：为什么企鹅跳跃成功时，岩石滑行回来并没有与第一块岩石重合？如何隐藏第一块岩石？设置问题情境，为游戏增添创新性和有趣性。

具体的制作要点：岩石1在接收到企鹅跳跃成功发出的“Yeah！！！”消息时，迅速隐藏起来，再待一秒之后显示出来;利用“通知”和“随机数”的概念，使岩石2的位置在企鹅跳跃失败时改变，取值范围设置为“-100～200”

之间，使刷新后的岩石2的位置在“-100～200”之间随机出现，无论企鹅跳跃成功还是失败，岩石2都会在一秒内滑行到与岩石1重合的位置;利用鼠标点击“造型”选项，设置岩石2的造型中心，并定位在岩石2的正上方;为了区分企鹅在跳跃成功与失败时的外观，为角色设置改变角色颜色特效，但即便是使用同样的积木块，代码所处位置不同也会影响最终效果呈现，这样可以进一步强化对“顺序”结构的理解。

1.6  计算得分

企鹅成功跳跃在第二朵云上计1分，跳跃失败则分数清零。此时，教育游戏的主体部分和主要工作已经基本开发完成，学生在此基础上可以进一步自由发挥创意，比如给企鹅添加音效或改变它的动作，并与同伴分享自己的成果。教师还可以组织学生开展“跳一跳”小游戏比赛，看看哪位学生分数最高。这样既可以进一步活跃课堂气氛，让学生表现更加热情，也可以检测学生设计的游戏有无出错的语句而导致游戏无法运行。教师在这个过程中可以为学生解答疑惑，进行一对一指导。

具体的制作要点：为企鹅跳跃成功与失败设置相应分数，新建变量为“分数”并显示在屏幕左上角，若企鹅跳跃成功得一分，失败则游戏结束，分数归零。

2  结语

本文主要基于Scratch进行初中信息技术教育游戏的开发，不仅实现了教学的趣味化，也增强了对学生动手能力的培養，有效改变了传统的信息技术课堂教学模式。整堂课教学目标明确，内容相对丰富完整，教育游戏能够完整运行和操作，在充分保障教学目标实现的基础上，能够实现最优化效果。基于Scratch的初中信息技术教育游戏激发了学生的学习兴趣，教师根据学生学习情况因势利导，在教学过程中引导学生有条理地思考问题，尝试使用不同方法解决问题，并鼓励学生形成自己的想法，表达自己的思维过程，提高编程语言学习的迁移能力，从而解决新的学习问题，实现他们都应该拥有的良好学习体验。■

参考文献

[1]刘建国.游戏主题教学在小学信息技术课堂教学中的实践与思考：以小学Scratch游戏主题为例[J].中国教育技术装备，2020（13）：108-110.

[2]李会冬.小学信息技术教育中教育游戏的融入研究[J].中国农村教育，2018（20）：87-88.

[3]王梅，吴晓辉.教育游戏在小学信息技术教学中的应用[J].中国教育技术装备，2018（07）：95-96.

[4]戴亚萍.教育游戏在初中信息技术教学中的有效运用[J].开封教育学院学报，2017（03）：236-237.

[5]潘琪.Scratch游戏化课堂教学改革实践[J].计算机教育，2020（9）：52-55.