周迎春
摘要：本文分析了游戏化思维的研究现状，从图形化编程的课程内容游戏化、教学设计游戏化、教学评价游戏化、教学组织游戏化、大单元设计游戏化等多个维度阐述小学信息科技沉浸式课堂的诸多建构样态，并结合最新GPT技术展望了新AI技术背景下游戏化沉浸式课堂的建构模式，为信息科技核心素养的培育提供了新的思路。
关键词：游戏化思维；
图形化编程；
沉浸式课堂
中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2024）12-0033-03
游戏化思维是指将游戏的元素、原理和机制应用到非游戏的领域，以提高参与者参与的兴趣、动机和效果。游戏化思维在教育领域有着广泛的应用和研究，对课程内容、组织形式、教学评价等进行游戏化包装能有效激发学生的学习动机，玩中学的模式也更能使学生沉浸其中。游戏化迎合了人类固有的娱乐化倾向与需要，是建构沉浸式课堂的有效“工具”，但国内对基于游戏化思维的教学研究尚处于起步阶段。目前，小学信息科技课堂中普遍使用图形化编程工具开展编程教学，它采用积木块拖拽的方式进行程序设计，让晦涩难懂的语法不再成为小学生学习编程知识的拦路虎。而通过编程内容游戏化、教学设计游戏化、教学评价游戏化、教学组织游戏化，能给编程教学添加“游戏化思维”，有助于培养学生的编程思维。
编程目标与内容游戏化：让学生变身游戏设计者
图形化编程积木块式的搭建过程本身就具有游戏属性，如果在编程内容中添加游戏元素，则可以促使沉浸效应的快速生成，从而有效激发学生的学习动机及认知需求。例如，在讲授《江南诗词大会——游戏化编程》（如图1）一课的内容时，笔者将江苏卫视的诗词大会迁移到课堂，先让学生试玩初级版游戏，然后基于玩家立场讲述体验及修正意见（如何增加不确定性是问题的焦点），接着让学生小组协作研究添加随机函数模块，以实现诗句的随机出现及字词的随机填空，拓展环节有学生使用链表功能动态存储玩家答题过程、正确答案及赋分详细信息……其间，学生不断在玩家及游戏设计师之间来回转换，在游戏试玩时不时出现的BUG有利于培养学生的元认知，而升级到游戏设计师的编程经历让学生获取了更多的高阶思维体验。
教学设计与组织游戏化：多维度打造沉浸式课堂
基于游戏化思维的教学设计是对教学内容进行游戏化包装，嵌入游戏特有的机制、激励、反馈等元素，以增加学生的学习黏性及沉浸感，充分激发其内在认知需求及动机，从而使学生在游戏的过程中潜移默化地内化新知识、建构新技能、获取新体验、生成新智慧。基于游戏化思维的编程教学可以通过趣味性的教学设计与学生角色互动，让学生自发自愿地沉浸其中（引发学生的心流体验），同时，植入相关的学习，提升学生的元认知水平。
《心灵驿站》是与心理健康学科知识整合的一节课，课前教师布置了相关纸工制作，引入环节通过作者简介、师生评价随机选择了“负面情绪消灭垃圾箱”游戏。游戏比赛的第一关是绘制思路导图，实质上是进行算法模拟，教师运用动画将学生的思维算法直观呈现；
第二关是用图形化编程语言再现动画场景；
第三关是用链表存储相关负面情绪；
第四关是根据关键词进行适当的“安慰”及排解。学生闯关成功后才可领取进阶任务及打开学习锦囊的密码。在通往新目标的过程中，学生需要过五关斩六将，晋级中不断增加的徽章可以有效激发进取心和挑战精神，最终获得成功的感受。
《算法的效率》一课旨在通过生活中的实例，了解算法的特征和效率，能根据程序表征进行算法效率的逆向分解。教师从生活中的猜球游戏引入课题，随后让学生分A、B组通过顺序查找及二分法查找进行游戏竞技比赛。从多次的竞技结果可知，由于无法通过目测计算机运行速度区分两种算法的优劣，于是教师将此研究小课题作为竞技游戏的一部分，让学生加入等待模块以人为降低运行速率的办法进行观察（如图2），或者加入变量CS在不影响运行速率的基础上自动计算查找次数（如图3）。经过游戏化的实验，学生真切地体验到算法思维的神奇与巧妙。游戏的拓展部分则让学生比赛找二分法的BUG，回答链表中按序排列的所有数字的查找是否都是二分法最快，经过进一步的实验，答案显然是否定的。
教学评价及激励游戏化：学生改变站位深度参与
将学生分成若干个小组，让他们在游戏化的比赛中互相竞争，能促使学生更主动地学习。例如，在学习编程的过程中，可以设置编程比赛或挑战任务，让不同小组之间展开竞争，学生会因为争夺胜利而变得更加积极主动。为了让比赛的“运气”参数看起来更有决定意义，还可以利用Excel中的“方方格子”进行随机分组配对。
及时的反馈系统让学生在更短的周期内从试错走向成功，而叠加了游戏思维设计的教学评价则让学生在积分、徽章的不断争夺中实现自我成长。例如，在评价方式上可以采用游戏化色彩更浓的做法，在“鸡兔同笼”编程的评价环节可以让学生参与“找茬”游戏，看谁能输入让程序“崩溃”的参数（一般采用递归方式通过枚举法找寻目标答案，而当没有整数解时程序将陷入无限循环……），即通过游戏化的评价找到程序的BUG，最终进入添加无解算法模块的拓展环节。这种表面上的“找茬”，实质上也是一种质疑、一种评价，同时也是培养学生元认知及批判性思维的良好契机。
大单元设计游戏化：思维培养在故事的演绎中潜移默化
新课标、新教材背景下的“新时代教学变革”中的很重要的一点就是素养本位的大单元教学。苏教版六年级的智能驾驶单元为了渗透教学的游戏化设计理念，让学生体验自我操控学习，提升了学习过程的沉浸感。因此，笔者在学生学习了传感器的原理之后，设计了多个基于超声波传感器的智能驾驶的微项目，并将项目进行排序，重构成为智能驾驶大单元，其中有Z字、回字型迷宫，九曲桥，景点智能导游等六个智能驾驶场景。以回字形智能驾驶微场景为例，学生需要连续右转三次后左转出迷宫，用变量识别路口，当以超声波传感器决定是否转弯的共识达成后，尝试利用图像化编程搭建自己的智能驾驶“思维积木小屋”，其间要经过搭建设计、运行验证、质疑演进的循环，并进行算法速度的PK游戏，让学生用秒表测试驶出回字型迷宫的时间，让机载LED灯实时展示当前影响左右转的变量值……在这个过程中，学生不但是机器人智能驾驶方案的掌控者，也是课堂实施项目的设计者，潜移默化中培养了高阶思维。
AI赋能游戏化：GPT助力编程实践创新展望
首先，GPT技术的突破式进阶可以为基于游戏化思维的图形化编程沉浸式课堂添加更多色彩。例如，当上述“找茬”游戏进入死胡同时，教师可以适时引入大语言模型这个“虚拟教师”，让它发表观点，打破尴尬局面。
其次，可以利用AI软件对学生的图形化编程作品进行分析评价，通过分析作品中的源代码来评估学生对计算思维能力的掌握程度；
根据计算思维能力的“流量控制、数据表示、抽象化、用户交互性、同步、排比、逻辑”7个维度进行评价，最终给出基础、中等或熟练的认定。这种来自AI的第三方评价应该也是多元化评价的组成部分。
最后，还可以利用AI技术生成VR、AR等虚拟游戏化教学情境，让学生置身于虚拟情境进行算法设计、编写程序及解决问题。
以上AI技术赋能背景下的游戏化教学创新都必须注重一条重要原则——“人在回路”，即教师必须自始至终“处于回路中”，及时监督及早干预。
参考文献：
[1]尚俊杰.游戏化学习的价值及未来发展趋势[J].上海教育，2016（35）：45-47.
[2]吴小菊，李海香，廖丽苏，等.基于CiteSpace的国内游戏化教学研究现状分析[J].西部素质教育，2022（05）：30-33.
