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丹尼尔·格林关于使用Scratch、Alice、Greenfoot和Minecraft等沉浸式技术教授编码技能的观点

《VR Podcast的声音
我叫丹尼尔·格林,
我在甲骨文公司,
我是沉浸式教育集团K-12委员会的成员。
我们与许多K-12学生合作,
并使用不同的沉浸式教育技术来与学生合作,
让他们掌握创建自己的环境,编程,三维建模等技能。
非常好。那么,在教育领域中,您在沉浸式教育方面看到了哪些类型的经验呢?
在教育领域中,大部分是学生作为消费者使用其他技术,因此他们可能已经看过Oculus Rift或Kinect相机或Elite运动控制器,但不熟悉这些技术背后的技术,所以他们感觉自己可以创造自己的经验或者创建自己的环境。因此,我们的工作目标之一是从像麻省理工学院的Scratch或者卡内基梅隆大学的Alice这样的工具开始,还有一些类似的工具。Minecraft也是学生们非常感兴趣的一个项目,但很多人只是在玩Minecraft,而不是创作自己的版本或者对其进行修改。所以,我们努力通过工作坊、项目和作业等活动来鼓励学生自己创作,创作自己的游戏、动画等,并激发他们对自己的创作感到兴奋,而不仅仅是使用他人的作品。
所以,这是我们工作的主要内容。我发现,特别是在K-12阶段,每天在日程安排中没有太多的时间和课程体系可以让他们自由地去尝试和探索事物,没有机会去问“我做了这个会怎么样?”,而更多地是死记硬背和重复。如果是计算机科学方面的课程,只有分配的任务,让你记住这门语言的语法。对于他们来说,可能没有足够的时间去创作自己的作品、动画和故事等。所以我们的目标是弥补这些差距,因为在传统的K-12教育中,可能没有机会进行这些活动。所以听起来你们真的在尝试激发他们的创造潜力,让他们更加投入。我很好奇,你们如何衡量你们所做的不同项目的成功,无论是定性还是定量的反馈。噢,最好的指标是,根据我们的经验,我们并不是在一直在教室里工作,大部分活动是在周末、暑假等举行的。一个衡量标准是,他们是否会问“我能在家里做这个吗?”而不是“太好了,我终于上完这门课了,再也不想见到它了。”我们在code.org/stats网站上有一份很好的总结,这显示了我们的主要关注点。希望随着时间的推移,足够多的学生参加工作坊,对创作自己的游戏、环境和动画等感到兴奋,从而使我们在沉浸式教育峰会上展示的科学、技术、工程和数学等学科的学生比例增加。我们在很多环境中使用了Oculus Rift头盔,其中一些使用了Leap Motion控制器等设备。学生们可能熟悉这些设备在游戏中的应用,他们可能在家中使用Kinect摄像头玩游戏,但这更侧重于消费者,而不是“噢,看,如果你打开这个连接Kinect摄像头,我们可以编写代码驱动这个设备。”所以,就度量标准和我们是否成功的问题来说,主要是当他们在课程结束后是否对在家里继续做这些活动感到兴奋,并努力下载软件。我们希望学生们真正对下一步的计划感兴趣,想知道我应该怎么做?在哪里可以创作?在哪里可以得到这些资源?这就是我们的目标和努力的方向。
哦,code.org是您管理的组织的一部分吗?这个网站的使命是什么?
沉浸式教育与code.org并没有直接联系,但我们在K-12教育中一直在尝试,他们在不同学校传播的工作做得非常好,以至于我们举办了计算机科学教育周本特活动。我们作为参与者的教育工作者的目标是让全世界1000万学生尝试code.org的示例。就算他们以前没有编写过任何代码,我们也希望他们尝试一下编写一小时的代码,这就是所谓的“一小时代码活动”,即hour of code.org。我们不仅获得了全球1000万名学生的参与,我认为我们现在已经达到了约3600万名学生,并且可以直接从网站上追踪到这些数据。
尽管沉浸式教育与code.org没有直接关联,但我们对这个网站非常感兴趣,作为资源,我们非常自豪地向教育工作者推荐它。例如,在我们刚从会议回来的时候,我们运行了一个工作坊以及使用了code.org作为Code Camp工作坊的资源之一,效果非常不错。这是一个已经存在的素材,也是一个开放的平台。如果你在Scratch、Alice、Greenfoot、Minecraft等工具上有一个好的想法,你可以提交到code.org,其他人也可以使用你的作品。所以这是一个非常好的资源。它虽然与沉浸式教育没有直接关联,但我们作为网站的非常满意的用户。
您刚才提到的那些项目,也许可以描述一下这些项目是什么,以及它们与沉浸式教育的联系是什么?
当然。有些项目在今天的主题演讲和会议上也提到了。按照顺序,第一个入门的项目是麻省理工学院的Scratch。它可以在scratch.mit.edu免费使用,可以用来制作2D拖放游戏和动画。只要是2D的东西,你基本上都可以用Scratch创作。它是由麻省理工学院的终身幼儿园小组创建和提供的,并且在scratch.mit.edu上提供。你可以拖放图块来编程,制作2D的故事和动画等。它是完全2D的,并且有一个在线的分享社区。如果你做了一些想与他人分享的东西,你可以点击分享按钮,其他人都可以看到你的作品。你也可以找到其他人已经做过的游戏或关于某个主题的故事等作品,然后对其进行改编,改变它,然后它会说“你的项目已经被改编了多少次”。所以社区在其中扮演着重要的角色,因为一些学生擅长动画,有些擅长编程,有些擅长游戏设计和流程等。他们会合作完成项目,形成小组。所以,这是第一个和最重要的项目,Scratch是一个2D的拖放游戏环境。我已经看到4或5岁的学生开始使用这个工具,对于图块上是否有文字并不是很重要,他们可以拖放图块,了解他们的功能,比如拖放一个“永远”的块,而不需要阅读文字。
然后是卡内基梅隆大学的Alice,它是Scratch的3D版,你可以在alice.org找到它。你在那里填充3D场景,可以放入各种角色,比如龙或者可以飞的东西,就是3D场景的组装,然后进行编程。除了3D布局和操作相机的能力之外,你还可以编程,实际上可以将这些组装起来,制作一个3D游戏。所以这是从2D到3D的一个常见的进阶点,你可以使用拖放图块。另一个常见的接触点特别是如果很多学生有兴趣尝试Minecraft,Minecraft非常复杂,如果我们开始时说,让我们都来做Minecraft,这就像同时在飞行中制造飞机元件然后放进飞机里,那就太难了。所以很多学生希望尽快进入,比如制作一个Minecraft模组。这个模组是在一个Java版本的Scratch中进行制作的,你不是拖放图块,而是实际编码。他们的框架被称为肯特大学的Greenfoot,你可以在greenfoot.org上找到它。这些都是免费提供的工具。只要你拥有Linux、Windows或Mac系统,就可以下载和运行这些程序。Scratch是基于Web的。然后Greenfoot是一个非常简单的集成开发环境,与向Eclipse、NetBeans或IntelliJ这样的IDE相比,它不太复杂。我认为这些IDE有点像747-7的接口,你想学习飞行吗?没问题,这里是747的钥匙,让我们知道你是否真的让飞机离开了跑道。这可能不是最好的学习环境。所以我们通常会从类似Scratch的工具开始,有时会用到Alice。然后在Greenfoot中学习Java编程。Alice也有Java编程的组件。最后,我们会转向更传统的游戏开发。所以,如果你看一些独立游戏开发者的游戏马拉松,他们大部分都在使用Java IDE,进行图形设计、编码、像素处理和将其与代码连接起来。所以我不会让孩子们一开始就从这里开始,尤其是对于9岁的学生,但在他们熟悉了Scratch、了解了Alice、有了Java编码经验,并熟悉了如何将图形资源与之连接之后,我们会转向像Minecraft这样的项目。Minecraft是一个很好的起点,它是一个多人用户世界,很多成年人对它的像素化程度感到非常惊讶,但孩子们并不太在意,它仍然很酷,因为它是多用户的,有一个庞大的社区在后面支持。所以这是一个目标之一,而不是说Java编程很棒,没有问题。我们还希望学生能尽快开始制作Minecraft的修改,有些情况下,是制作能够分发给其他人的模组,然后说:“嘿,看,我制作了这个Minecraft不能做的修改,而且我用Java做到了,我从Greenfoot和Scratch学到了这些知识”。当然还有其他工具,但这些是一些比较常用的工具,用于进入多用户虚拟环境,而Minecraft是一个比较特殊的方块式虚拟环境,与Second Life之类的环境相比,它比较容易接触。我曾经看到过一些非常年轻的学生在Minecraft上表现得相当出色,因为它容易接触、容易建造、容易挖掘等等。所以,是的,这让我想起我小时候的乐高积木,你知道,感觉上Minecraft是21世纪的乐高积木。非常准确。在我们给出的一些讲座中,有时与甲骨文和Java合作,有时是独立的,这可能是我们听到的最好的解释之一,你知道,好吧,嗨,我在这里,我以前从来没听说过Minecraft,那是什么?经常会有人插嘴说,这是一个无限的乐高桶。至于Minecraft的修改,如果有一个你认为缺少的乐高积木,那就自己制作。所以,是的,乐高是对Minecraft的一个很好的解释。那么,在Minecraft中,你还看到了哪些其他教育活动呢?
是的,这是一个非常庞大的资源有一个完整的教育者社区,他们已经获得了《我的世界》的创作者的同意,制作了一个专门用于教育的版本。因为如果你想想的话,如果你是一名老师,你只需打开《我的世界》然后说,好了,孩子们,我们出发!然后3个学生就会开始在地底挖洞,再也见不到他们了。你不得不去追踪他们并说,嘿,在这里传送到天空。嘿,嘿,回来。所以你要花很多时间去管理学生。所以有一个名为《我的世界教育版》的社区,你可以在minecraftedu.com网站上访问。所以有一些针对教师的控制,像是,嘿,大家停下,如果你现在不能挖矿,过来这里我们要讨论课程了。但更重要的是,有很多教育者一起开始制作他们的教案,更重要的是,他们的世界是可以被访问的。所以我是说,在音频上很难表达,最好的方式是你去minecraftedu.com/worlds(我认为是这个网址)。那里有一个完整的世界地图和不同的教育世界的列表,比如常见核心数学,听起来相当无聊,除非你用数学做一些有趣的事情。所以就有一些特别针对常见核心数学的《我的世界教育版》世界。还有一整个人文学科的世界,称之为人文世界。有古代中国,古代罗马,以及所有建筑一一还原进入世界,他们可以在那里去一个平行的地方,并进行一些简单的任务,比如建造一个体积大于250个方块的建筑物。还有其他很多可以做的事情。所以作为一个个体,这里的发言者的想象力还不足以囊括使用这个技术能做的所有事情。幸运的是,这里有整个教育者社区,我们已经有超过800到1000名教师在学校使用《我的世界教育版》做一些事情,例如电路,你可以在《我的世界》中使用红石线来覆盖所有的布尔逻辑门。如果我拿着焊锡和电线来上课,说我们要建立一个8位运算逻辑单元,可能会有一些孩子参加。但如果我能说,嘿,我们要在《我的世界》中建立一个8位运算逻辑单元,哇,班里爆满了。所以有很多示例,我并没有很好地表达一些具体的做法,但这确实涵盖了人文学科、数学和物理学等所有领域的课程和教材,这些都可以从《我的世界教育版》中获取。还有Oculus Rift可以与完全3D环境集成。我想知道是否有与Alice插件相关的东西,或者你是否使用过与《我的世界》的mod相结合,以便在沉浸式教育场景中使用Oculus Rift和虚拟现实来实现这些特定的游戏用途?是的,那么和其他一些比如Minecraft, Scratch和Alice不同,到目前为止我们讨论的所有东西都是免费的、随时可用的。所以如果你有一台电脑,你可以下载并使用。当涉及到硬件设备时,我们使用的一些其他例子包括麻省理工学院的Pico板,用于输入传感器。Raspberry Pi和Arduino是流行的硬件设备,但这些都是硬件,你需要购买。对于Oculus Rift正在进入第二个测试版,我们有教育者询问这个设备。如果我们为学校购买其中一些设备,它们要花多少钱,它与哪些设备兼容等等。所以我们看到了对于这个设备的兴趣,许多当前的视频游戏引擎,比如Unity引擎,都已经可以与Oculus Rift配合使用,即使《我的世界》的创作者已经说了,哦,天哪,Facebook买了他们,什么都没了。这更多是个人陈述而不是技术问题。但对于这个设备的兴趣是真实存在的,只是在这个设备购买方面,它目前正处于第二个测试版,你不能在百思买之类的地方购买到它。我认为现在还为时过早。所以我们看到了许多包含这个设备的提案,并问了很多问题,比如“哇,这很棒,我们如何获得一台?”等等。另外一个例子是Leap Motion控制器。这个设备在测试版期间已经存在了一段时间,我和其他开发者也获得了这个设备,我们都觉得哇,这真的很好用,你能做很多有趣的事情,还有应用商店等等。但现在它在百思买售价70美元左右,你知道,更或多或少。这样一来,它的风险就比较低了,我们可以说,如果测试不好而公司倒闭或者停止支持这个设备,那会怎么样。这还是早期阶段,大家都很感兴趣,但在这个硬件的支持下,如果我们已经在用Minecraft教育版,那么把它作为附加装饰物可能会很有意思,比如给图书馆、学校或博物馆,让他们的人体验这些内容,他们通过2D屏幕和鼠标键盘实现的东西,在虚拟世界中更具沉浸感。所以有很多兴趣,但是考虑到这个硬件本身只是进入第二个测试版,而且你不能在百思买之类的地方购买到它,我认为现在还为时过早。所以我们看到了很多关于包括这个设备的建议,并且有很多关于“哇,太棒了,我们怎样才能得到一个设备”的问题。一个与此相关但不同的例子可以是Leap Motion控制器。它有一段时间处于测试版,我也获得了其中一个,并且其他开发者也获得了,然后我们发现,哇,这确实好用,你可以用它做很多事情,还有应用商店等等。但现在它在百思买已经有售,售价70美元左右,或多或少。这个设备相对来说风险更低,因为如果测试失败或者这家公司不再支持这个设备,我们也不会受到很大影响。所以现在是早期阶段,大家非常感兴趣,但主要是在我们已经做的事情的基础上增加了一些东西,而不是专为这个硬件而开发的独特功能。就是这些早期阶段的东西,但是大多数都是为我们已经在做的事情增加的内容。我们已经在创建游戏、讲故事、制作动画等,你知道,使用Leap Motion和小部分孩子互动的事情是什么?对于这个设备来说,现在尽管Leap Motion已经在百思买有售,但在我们的工作坊和其他项目中,我们带来了一个设备,让大家知道它是一个表示输入的硬件设备,它不是键盘和鼠标,它是一种与他们不同的交互方式,你知道,就像如果你看过《钢铁侠》电影,你会看到托尼·斯塔克在里面做了很多事情,他说不是键盘那种输入,是一种能做出一些酷炫操作的输入方式。所以我们正在探索如何将Leap Motion与Scratch等现有软件结合起来,因为我们已经熟悉这些软件,现在通过其他输入方式进行创作,你可以对游戏中的角色进行一些你以前不能做的操作。Kinect相机是另一个例子,它已经存在一段时间了,新的Kinect相机也即将推出,它和Leap Motion非常相似,有一个更好的、更令人惊叹的版本,可以做更多更好的事情。Leap Motion的特别之处在于他们开发了一些不同的软件,突然间它的运动跟踪变得更好了,这是很棒的。所以我们正在研究如何将这些东西与学生们已经在做的事情结合起来。所以像Scratch这样的东西,还有一些公共的扩展工具,你可以连接其他东西,比如乐高机器人,通过扩展来连接Leap Motion、Oculus Rift摄像头等等,只需将当前环境扩展到相对较新的东西上即可。因此,我们看到的大部分情况是将学生们已经在做的事情与额外的硬件连接起来,这样他们可以做一些以前无法做到的事情。所以对于这个问题,我们也还处于早期阶段,因为这涉及硬件,我们必须填写申请才能在教室里获得一套这样的设备,如果发生问题,比如我们尝试使用Oculus Rift而不小心把它弄坏了,现在怎么办?所以这个硬件方面,风险相对比较高,而且现在还不像免费软件下载那么方便,如果电脑没了,IT人员会重新加载电脑,然后你可以再次下载这些软件。所以现在还处于早期阶段,但大部分是对他们已经在做的事情的补充。他们已经在创造游戏、讲故事、制作动画,你知道,用Kinect相机、Leap Motion控制器或Oculus Rift,这些硬件在他们已经做的事情上能带来什么,使它变得更强大,而不是重新开始只用这件硬件,因为这样是没有意义的。是的,作为沉浸式教育倡议委员会的一员,你认为创造沉浸式教育课程的关键设计原则是什么,也许有些工作是有效的,有些不起作用?首先,最重要的是引起学生的兴趣。如果这不是他们在你不在场时也会做的事情,如果首先就没有兴趣去做,嘿,大家快来背诵数学公式然后做一次考试,对不起,不行。这是做评估所必需的,但其本身并没有吸引力。所以很多课程内容中,我们可以使用他们已经喜欢的工具,比如《我的世界》或者制作一款视频游戏。举个例子,通过Scratch和Greenfoot来完成一批游戏,先用Scratch做然后用Java代码在Greenfoot中完成,比如《小行星》。它本身并没有显得有什么课程,但我们必须要增加一个动量向量,并且通过正弦、余弦来保持一个向量和变量的状态。我很乐意重新写或提供替代的课程,使令人感兴趣的事情是,我的游戏现在可以正常工作,因为之前,当我的数学搞错了,船无法在屏幕上移动,也无法离开船只或者做其他操作,很难表达学生成功让他们的游戏正常工作是多么引人注目。相比之下,如果你记住了第三个公式然后了解了SOHCAHTOA并了解了一些三角学,这就不那么有吸引力了。但是如果你有一个可以玩的游戏,你可以发布它,那就很棒。我对现有的课程内容进行重新阐述,不是要重写它,而是要包含工作中的、引人注目的、沉浸式的例子。所以即使是一个2D游戏,你可能没有通过头戴设备在3D空间中移动,但就算是一个2D游戏,其中有令人着迷的元素,你必须通过数学问题、空间推理、逻辑等方式解决,并且你自己完成了一些问题,你知道现在你可以以一种能完成和评估的状态来完成类似数学、逻辑和推理等学科的一些里程碑。如果没有这些东西,你无法让游戏正常工作。所以我认为可以把很多这样的例子归纳为这里有一个要创作的游戏。为了能够完成这个游戏,你必须通过这些课程里程碑来完成这个游戏。最后,你认为虚拟现实等沉浸式技术的最终潜力是什么,以及它们对教育能提供什么?我要引用麻省理工学院的Seymour Papert的一句话,他是我远远比不上的一个聪明人。他不断鼓励人们创造数学魔法世界。这听起来有点奇怪,但他的意思是,你会听到人们说这个人数学没头脑,而他把它比作法语。你知道,听到有人说这个人数学没头脑,这不是一个常见的说法,因为你知道,如果一个人在法国长大,他会很好地说法语,就像你我会很好地说英语和其他语言一样,因为他们在那里长大。而不是因为有测试和其他一些东西,它只是在那个环境中生活的一部分。他通过这一点来拓展一下,好吧,如果你在数学方面遇到麻烦,我们需要弄清楚对于这个科目而言是什么成为了问题所在,就像在法国生活就能学会法语一样。所以理想情况下,如果我们能够利用一些,比如你们今天在沉浸式教育大会上展示的一些很棒的设备,比如Leap Motion控制器、Kinect相机、Oculus Rift头盔等等,我们可以创造一个数学世界、英语世界、物理世界,以一种让人能够创建游戏并让事情在世界中运作的方式,这样你甚至不会费多少心思去想刚刚解决了一些复杂的问题,因为其中有一些乐趣。就像在法国生活并学习法语一样可以接受。我希望最终的目标是为学生提供体验和机会,让他们有一种看起来、闻起来和感觉起来都像是数学乐园、历史乐园等的东西,至少和今天在学校课堂上所做的事情一样有趣、引人入胜。就像他们离开学校之后,自己去玩《使命召唤》或其他他们单独去做的,有趣而引人入胜的事情一样。让学校的学习变得有那种水准的乐趣,以至于学生会说“这很有趣,明天我们能做吗?”当然可以,只要老师没问题。因为你正在做的是有建设性、富有成效和创造性的事情,当这三者结合在学校里发生时,是非常棒的。因此,我希望我们能够朝着沉浸式教育的方向发展,使得这些工具和技术能够创造一个至少和他们在娱乐方面所做的事情一样有趣的环境。非常感谢你,非常感谢。

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