（蘇州工業(yè)園區(qū)星海實(shí)驗(yàn)中學(xué)，江蘇蘇州215021）

引言

APP Inventor是目前比較流行的，快速開發(fā)安卓APP的軟件，該軟件易操作，上手快，零基礎(chǔ)也可以開發(fā)APP，受到學(xué)生的廣泛喜愛。

目前，高中課堂APP Inventor教學(xué)現(xiàn)狀如下：由于學(xué)生上課沒有手機(jī)或者pad等電子設(shè)備，測試工具只能依賴AI伴侶或者模擬器；教學(xué)內(nèi)容受限，像涉及到“傳感器”“重力感應(yīng)器”“手機(jī)鍵盤”操作之類的案例沒法查看設(shè)計(jì)效果；缺少專門的教材，沒有系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)資料。筆者以“打地鼠”游戲?yàn)槔?，探究高中課堂APP Inventor軟件教學(xué)實(shí)踐過程。

一、“打地鼠”游戲的教學(xué)實(shí)踐簡介

圖1 開發(fā)實(shí)踐過程示意圖

整個(gè)開發(fā)和實(shí)踐過程如圖1所示，首先以學(xué)生體驗(yàn)“打地鼠”游戲開始，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的興趣，再由師生一起探討，提出問題，“打地鼠”游戲中，需要設(shè)計(jì)哪些功能；在教師的引導(dǎo)下，將問題抽象化、模型化；學(xué)生自主探究，慢慢嘗試使用App Inventor的控件，模擬問題場景。學(xué)生在嘗試的過程中，會(huì)遇到一些問題，通過交流討論，多次嘗試，完善思維方法，從而解決先前提出的問題。由于學(xué)生的能力層次不同，所以，“打地鼠”游戲設(shè)置了分層任務(wù)，玩法和設(shè)計(jì)難度都是從易到難。

“打地鼠”游戲一共分為三關(guān)，每一關(guān)的設(shè)計(jì)難度螺旋上升，比前一關(guān)更復(fù)雜，層層深入，如表1所示。

表1 每一關(guān)的說明

這三關(guān)的設(shè)計(jì)界面越來越豐富，從最初的空白界面，到第二關(guān)的地洞界面，到第三關(guān)地鼠出現(xiàn)在有背景的地洞界面，地鼠出現(xiàn)位置的不同，導(dǎo)致程序發(fā)生變化。

分層任務(wù)的設(shè)計(jì)，使得無論哪個(gè)層次的學(xué)生，均可以設(shè)計(jì)出自己的作品。每當(dāng)學(xué)生完成一個(gè)任務(wù)，就會(huì)獲得成就感，不斷提升學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生興趣濃厚作為內(nèi)驅(qū)力，有利于今后對(duì)APP Inventor進(jìn)行深層次學(xué)習(xí)，從而觸類旁通，舉一反三。學(xué)生通過參與整個(gè)游戲的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程，提高了抽象思維、系統(tǒng)化思維、算法思維、創(chuàng)新思維等計(jì)算思維能力。

整個(gè)開發(fā)實(shí)踐過程以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)。教師給學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境，適時(shí)引導(dǎo)，分層任務(wù)設(shè)計(jì)，適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用激勵(lì)機(jī)制。

二、“打地鼠”游戲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

（一）APPInventor軟件安裝

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用的是32位win7操作系統(tǒng)，開發(fā)工具是APP Inventor離線版本的客戶端（漢化版）。經(jīng)過筆者的多次親身體驗(yàn)，離線版本的APP Inventor軟件比較穩(wěn)定，可以供多數(shù)學(xué)生同時(shí)使用，確保課堂順利進(jìn)行。

（二）界面設(shè)計(jì)

APP Inventor中界面設(shè)計(jì)比較簡單，充分體現(xiàn)了學(xué)生的藝術(shù)素養(yǎng)。界面設(shè)計(jì)的作用是美化APP界面，為后期的編程提供對(duì)象，沒有絕對(duì)的對(duì)與錯(cuò)，只有好看與不好看。由于“打地鼠”游戲一共有三關(guān)，加上主界面（如圖2），一共有四個(gè)屏幕（多屏幕）需要設(shè)計(jì)。

圖2 “打地鼠”界面

為了測試的便利，四個(gè)屏幕均鎖定為豎屏。整個(gè)界面設(shè)計(jì)的組件如表2所示。在界面設(shè)計(jì)模塊，教師介入較少，學(xué)生只要根據(jù)自己的喜好，設(shè)計(jì)四個(gè)屏幕的界面，設(shè)置好相關(guān)屬性，如背景、顏色、大小等，可自由發(fā)揮。整個(gè)界面設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)高中生的藝術(shù)設(shè)計(jì)能力。

表2 界面設(shè)計(jì)的組件列表

（三）編程實(shí)現(xiàn)

在整個(gè)APP Inventor開發(fā)過程中，編程設(shè)計(jì)是核心部分。在該軟件的編程設(shè)計(jì)界面中兩個(gè)工具，一個(gè)是背包工具，它可以存放多次重復(fù)使用的代碼，一個(gè)是垃圾桶工具，可以刪除多余的，不必要的代碼。學(xué)生可以根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。

APP Inventor采用積木式堆疊法來完成編程，學(xué)生只需要從左側(cè)的“代碼塊”中拖動(dòng)自己所需要的代碼，每一個(gè)獨(dú)立模塊代碼都是獨(dú)立的，前后順序不會(huì)影響程序結(jié)果。代碼塊主要分為內(nèi)置塊（控制、邏輯、數(shù)學(xué)、文本、列表、顏色、變量、過程）和任意組件等模塊。編程的思路大致是選擇對(duì)象、觸發(fā)事件、方法。其中，三關(guān)中的通用模塊如表3所示。

表3 通用模塊代碼

核心模塊主要包括多屏幕模塊，地鼠移動(dòng)模塊，碰撞檢測模塊，具體如下。

1.屏幕模塊

在主界面模塊，涉及到多屏幕之間的切換，所以用到“打開屏幕”模塊，確保能夠正確進(jìn)入第幾關(guān)界面，如圖3。

圖3 多屏幕模塊

2.地鼠移動(dòng)模塊

在接下來的三關(guān)中，地鼠不停地移動(dòng)位置，為了減少代碼量，可以考慮將地鼠移動(dòng)定義為一個(gè)過程，由于三關(guān)中的地鼠移動(dòng)的位置不一樣，這就導(dǎo)致每一關(guān)的地鼠移動(dòng)代碼不同（如表4）。

表4 地鼠移動(dòng)模塊代碼

3.碰撞檢測模塊

在地鼠的隨機(jī)移動(dòng)過程中，如何判斷是否打中地鼠？可以通過效果、聲音、反應(yīng)來處理碰撞（如表5）。

表5 碰撞檢測代碼

在整個(gè)編程設(shè)計(jì)的過程中，教師的引導(dǎo)作用不容小覷，在對(duì)問題進(jìn)行抽象時(shí)，教師適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥，啟發(fā)學(xué)生，能讓學(xué)生少走彎路；在解決問題的方法上，教師要及時(shí)地幫助學(xué)生，指引學(xué)生合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，并適當(dāng)?shù)墓膭?lì)。整個(gè)編程設(shè)計(jì)過程，訓(xùn)練和提升了學(xué)生的計(jì)算思維能力，從提出問題的抽象思維，到設(shè)計(jì)算法的算法化思維，再到解決問題的最優(yōu)化思維，以及設(shè)計(jì)整個(gè)游戲的系統(tǒng)化思想都是如此。

（四）模擬測試

界面設(shè)計(jì)和邏輯編程完成之后，就進(jìn)入了最后的測試階段。APP Inventor的測試方法有三種：AI伴侶、模擬器和USB端口。由于高中學(xué)生上課沒有手機(jī)或pad，我們的測試工具選擇的是AI模擬器和AI伴侶（如圖4）。經(jīng)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)AI伴侶相比于AI模擬器測試速度快，更穩(wěn)定。本游戲的測試方法為AI伴侶測試，AI伴侶的測試方法比較簡單，打開AI伴侶，掃描二維碼或者在彈出的對(duì)話框中輸入六位字符編碼，連接成功后即可測試。學(xué)生對(duì)自己設(shè)計(jì)的APP反復(fù)測試，發(fā)現(xiàn)存在的問題，不斷地去修改完善作品，減少bug，讓APP作品越來越接近成熟穩(wěn)定。

圖4 AI伴侶測試界面

三、“打地鼠”游戲系統(tǒng)的實(shí)踐效果評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)包括過程性評(píng)價(jià)和成果評(píng)價(jià)兩部分，其中，過程性評(píng)價(jià)主要包括在APP的開發(fā)過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。成果評(píng)價(jià)比較簡單，只需要按照表6的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確保評(píng)價(jià)的客觀公平公正即可。過程性評(píng)價(jià)和成果評(píng)價(jià)結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)，強(qiáng)化了以學(xué)生為本的評(píng)價(jià)理念。

表6 “打地鼠”游戲APP的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

APP Inventor開發(fā)的“打地鼠”游戲APP，學(xué)生完成作品之后，可以通過各種評(píng)價(jià)機(jī)制評(píng)價(jià)?？梢酝ㄟ^學(xué)生作品展示介紹，互評(píng)，自評(píng)，增強(qiáng)學(xué)生的自信。教師根據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果，結(jié)合自己的教學(xué)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生全面、獨(dú)到地發(fā)表自己的觀點(diǎn)。此外，教師還要鼓勵(lì)學(xué)生利用自己已有的知識(shí)，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，其他學(xué)科知識(shí)，開發(fā)出更貼合實(shí)際的應(yīng)用。在整個(gè)開發(fā)和實(shí)踐的過程中，教師應(yīng)該作為一個(gè)組織者、引導(dǎo)者，積極地對(duì)教學(xué)開展指導(dǎo)，學(xué)生處于主體地位，學(xué)生的計(jì)算思維能力、邏輯思考能力將會(huì)得到很大的鍛煉。

四、結(jié)語

此次游戲APP開發(fā)，學(xué)生的參與度和積極性空前高漲。通過這次“打地鼠”游戲的設(shè)計(jì)和開發(fā)，學(xué)生對(duì)整個(gè)游戲APP的開發(fā)過程有了一個(gè)系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)。學(xué)生根據(jù)自己的游戲經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)一些新的功能，部分學(xué)生通過增加地鼠個(gè)數(shù)，地洞個(gè)數(shù)，來豐富游戲功能，加大游戲難度，激起用戶的好勝心。對(duì)于初學(xué)者而言，此次實(shí)踐能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)編程的信心，減少對(duì)編程的畏難情緒，提高對(duì)編程的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的計(jì)算思維能力。