少儿编程思维培养好工具之微软kodu酷豆游戏实验室

从2012年开始,说到可视化编程工具,很多小学信息技术教师首先会想Scratch,其实在2012年,微软研究院也开发了一款可视化编程工具——Kodu游戏实验室(Kodu GameLab)(如图1),它与Scratch程序设计最大的不同点就是这是一款可视化3D游戏编程工具,在界面感受上,它与同年在全球火热的一款游戏《我的世界》有着很大的关联,所以,学生上手之快超过以往任何一款编程工具。

图1启动画面

谈游戏色变的时期已经过去,现在与其让学生玩游戏,不如带着学生一起编游戏。编写程序也是学生表达自己思想的一种方式,就像使用文字、图画、语言表达一样,也带有学生的个人DNA在里面。(如图2)

图2 学生为游戏角色编写的程序

Kodu游戏实验室的独特之处

1

专门用来创作游戏的编程工具

以往我们一说编程教学,那一定要按部就班地进行语句(模块)、算法、程序结构等等的教学,讲清格式、功能、注意事项、使用范围、经典应用等。但是在酷豆教学中,这些都不是必须的,或者说不是显性的,在酷豆中,我们看到的所有内容,都是为能创作有趣的游戏服务的,从提供的编程模块中也可以看出来,如吃模块、发射星光弹模块等。对于其他编程工具中重要的变量,在酷豆中只是以计分器、计时器的形式出现,经常运用的是并行计算、事件触发等模式,与我们以往所学的编程工具给出的效果也截然不同。

同时我们也可以看出,像跳、吃、碰撞等动作,都是已经固化好的,只要满足条件,就会自动产生动作,不需要我们再进行额外的设计。所提供的动作种类非常丰富,完全能满足一般游戏的设计需要。(如图3)

图3 多种动作模块

这种编程方式带来的好处就是:即使是一个一年级的小学生,他也可以在最短的时间内完成自己的设想,创造出他的世界,表达出他所要表达的思想。工具越简单,越便于掌握,在小学阶段,就越便于学生用程序设计的方式表达他的个人理念。

当然,这款看上去极简的编程工具,也可以开发出超级复杂的游戏,感兴趣的朋友可以进入它的官网论坛,看看世界各国的高手是如何做的,这款软件的所有程序都是开源免费的。

2

3D游戏环境开发

酷豆这款编程工具,可以带给学生全新的3D环境设计的体验,360度环绕视角,所有内容都是立体的(也许不久之后,还能升级到结合VR、AR效果的虚拟现实编程工具)。以编写走迷宫程序为例,以往程序设计中,迷宫是以一种平面图形的方式呈现的,而在酷豆中,完全可以通过设置第一视角的方法,模拟出走迷宫的效果,既通过上帝视角看到迷宫的全貌增加了游戏可玩性,同时也便于学生理解走迷宫的左手定律,为后续的走迷宫机器人编程教学,奠定了体验基础。(如图4、图5、图6)

图4 立体迷宫

图5控制角色走迷宫的程序

图6游戏效果截图

在3D环境设计中,另一个吸引人的地方,就是可以开创属于自己的立体世界,有山、有海、有峡谷、有城堡等,可以设置天气情况、光影效果,只要你能想得到,就能通过工具创建出来,带给学生的成就感是无与伦比的。(如图7、图8)

图7 水下世界

图8 赛车游戏场景

3

只有WHEN……DO……一种语句

相对于其他编程工具中的语句、模块,即便是Scratch,也包含很多种类,但是在酷豆中,不管多么复杂的游戏,只有一种语句就是WHEN……DO……,简单说就是在什么时间内(情况下)……去做什么,其他所有模块都是可以在里面进行添加,而能添加的项目,都会出现在环形菜单中的。(如图9)

图9 环形菜单

简单的工具,不简单的效果

下面我们来具体看看,酷豆中的工具都有哪些,怎么来实现程序编写的。

1

5种创建3D游戏环境的工具

这5种工具的操作非常简单(如图14、图15),通过不断地操作观察,很容易就能总结出它们的具体功能,同时在屏幕的左上角,还有详细的提示和说明,特别方便学生自学以及讨论工具使用方面的经验交流。

图10 五种创建环境的工具

2

很萌、很酷的角色(物件)

对于美术能力不是很突出的学生来说,酷豆绝对是个“大救星”,因为所有的角色(物件)都已经创建好了(数量不少),并且可以根据自己的实际需求进行一些颜色、大小、位置、角度等方面的调整,有些角色看上去萌萌哒,有些则很符合男生的感觉非常酷(如图11),唯一略有遗憾的就是不能自己添加新角色(也许以后会有一个角色编辑器)。

图11 多种可爱的角色(物件)

可以针对这些角色编写程序,并且角色所能使用的模块,都会出现在环形菜单中,每个角色都有自己的一套模块系列,并不是完全一样的。(如图12)

图12 不同角色的不同动作模块

3

一看就会的编程方式

酷豆的编程方式用一句话来说就是:点加号选模块,一层一层向下选。相关的选项模块会自动出现在环形菜单中,在教学中,学生完全可以通过不断地选择不同模块,运行后观察比较效果,从而找出模块的使用方法。(如图13)

图13 编写好的程序

4

独一无二的世界设定

由于是可视化3D编程工具,所以其中的很多设置都是针对编程环境的,比如可以设置3种摄影机角度,可以设置角色的运动速度、高度以及天空、光影效果等,针对游戏编写的需要,可以设置角色是否处于无敌状态、炮弹的威力等,这是以往编程工具没有出现过的,对于学生编写游戏非常的方便。(如图14)

图14 多种有关游戏的属性设置

酷豆除了制作游戏以外,还有什么?

1

计算思维

Kodu Game Lab(酷豆)可以帮助青少年把各种创意进行模拟和实现,通过分解复杂任务、反复迭代试错的过程,结合计算思维的方法,达成完成自己作品的最终目标。(如图15)

图15 游戏设计制作流程

简单来说Kodu Game Lab(酷豆)就是在计算思维的提出者周以真教授加入微软公司之后,为了能够让学生学习计算思维的概念,如建模、算法、迭代、分支结构、事件触发、并行计算等及其开展应用而开发出来的。

在教学编写程序的过程中,教师可以深入浅出地渗透这些概念,引导学生有意识地在日常学习和生活中加以运用。

2

游戏背景设定中的多领域知识

(1)英雄联盟、魔兽世界、纪念碑谷等优秀的游戏,都有其独特、庞大、丰富的世界设定,如种族、体系等。学生要想开发出有意思、能体现自我风格的游戏,就要包含一些对于游戏背景的设计,要讲故事,要有人文情怀,所以学生就要具备这方面的知识,同时也要能够通过程序设计、3D环境设计、角色设计等把这些自己的思想体现出来。

(2)基于STEAM教育理念,可以与多个学科进行关联,比如在教学路径工具时,可以与数学中的一笔画等相关知识相联系。

(3)学生要编写游戏说明书,开展投标、推广游戏等活动,需要提高语文的应用能力、与人沟通的能力等。

(4)鼓励学生以小组为单位开发游戏,在学习的过程中培养领导力、合作力等。

关于酷豆游戏实验室的下载和安装

下载网址:

https://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=10056

需要在64位的WINDOWS操作系统下运行,由于是可视化3D编程环境,所以对硬件的要求相对比较高,需要有4G以上的内存,最好有独立显存。有关酷豆的教材即将由微软公司出版,如果您有兴趣,您可以继续关注。

酷豆这款编程工具还在不断升级完善中,从严谨性等方面来说,无法和其他编程工具相比,但是只要看到学生每次欣喜若狂地进行程序设计和分享,就觉得这还是一款非常值得推荐的编程工具,能否发挥其优势,寓教于乐的开展编程教学,以及加深学生对计算思维的理解,还要重点看教师的引导和教学环节的设计。总之这是一款不可错过的编程工具,值得推广和普及。

  • 发表于:
  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20181130A0XUAG00?refer=cp_1026
  • 腾讯「腾讯云开发者社区」是腾讯内容开放平台帐号(企鹅号)传播渠道之一,根据《腾讯内容开放平台服务协议》转载发布内容。
  • 如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

扫码关注腾讯云开发者

领取腾讯云代金券