游戲化思維在高校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

顧漢杰

摘 要：本研究分析了游戲化思維的核心以及與計(jì)算機(jī)課程教學(xué)結(jié)合的理論可行性，采用游戲化思維進(jìn)行教學(xué)模式的構(gòu)建，從傳統(tǒng)游戲活動維度與數(shù)字化游戲維度論述游戲化思維與計(jì)算機(jī)課程教學(xué)融合的幾種方法，并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)對游戲化思維的應(yīng)用進(jìn)行輔助優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：游戲化思維；計(jì)算機(jī)課程；應(yīng)用模式；融合方法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）15-0013-04

一、引言

游戲化已經(jīng)滲入到日常生活，比如公司的考勤簽到積分、奧運(yùn)會獎牌榜PK（Player Killing，玩家互相斗爭）等事物對象均帶有明顯的游戲元素，游戲化在社會中扮演越來越重要的角色。CNNIC發(fā)布的《第36次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》顯示，截至2015年6月，網(wǎng)民中網(wǎng)絡(luò)游戲用戶規(guī)模達(dá)到3.8億，占整體網(wǎng)民的56.9%，其中19-26歲年齡層的用戶約占網(wǎng)絡(luò)游戲用戶的60%[1]。如今高校學(xué)生基本屬于這個年齡層的“網(wǎng)絡(luò)一代”，對于游戲媒體擁有非常高的熱情，游戲已逐漸成為他們行為習(xí)慣、思考方式的一部分，如將考試視為游戲關(guān)卡挑戰(zhàn)。高校計(jì)算機(jī)課程的知識相對較為抽象，造成學(xué)生往往參與動機(jī)不足。鑒于游戲?qū)W(xué)生的強(qiáng)大吸引力，若能合理應(yīng)用游戲化思維于課程教學(xué)，將有助于激發(fā)學(xué)生的參與動機(jī)、提升學(xué)習(xí)成效。

二、游戲化思維的核心

游戲化思維（Gamification）一詞在2002年由英國Nick Pelling提出。在2011年的全球游戲者開發(fā)大會上，“游戲化”作為一個熱門新詞被廣泛討論。賓夕法尼亞大學(xué)教授凱文·韋巴赫認(rèn)為，游戲化是指在非游戲情境中使用游戲元素和游戲設(shè)計(jì)技術(shù)，它能在互聯(lián)網(wǎng)、教育、培訓(xùn)等領(lǐng)域影響到用戶的心理傾向，引導(dǎo)用戶參與、互動與分享[2]。布隆伯格大學(xué)教授卡爾·卡普認(rèn)為，游戲化的目的是向課堂教學(xué)或電子化學(xué)習(xí)的內(nèi)容加入游戲元素，營造一個游戲化的學(xué)習(xí)機(jī)會[3]。著名未來學(xué)家、未來研究所游戲研發(fā)總監(jiān)簡·麥格尼格爾[4]認(rèn)為，“游戲滿足了日常無法滿足的真實(shí)人類需求，以現(xiàn)實(shí)做不到的方式教育我們、鼓勵我們、打動我們；游戲代表了21世紀(jì)的一種思維方式，它正在改變我們的現(xiàn)實(shí)生活。”結(jié)合現(xiàn)有研究，筆者認(rèn)為，游戲化思維是將游戲特征、游戲元素應(yīng)用于非游戲領(lǐng)域的思維方法，在項(xiàng)目中借鑒游戲設(shè)計(jì)方法，激發(fā)用戶的參與動機(jī)以及沉浸。

游戲化思維的核心指的是拋開游戲類型的差異和復(fù)雜的技術(shù)，在塑造游戲體驗(yàn)上的獨(dú)有特征。依據(jù)簡·麥格尼格爾的游戲化理論，所有的游戲化活動都具備下列核心特征：目標(biāo)、規(guī)則、反饋系統(tǒng)和自愿參與，如圖1所示。目標(biāo)，指的是玩家努力達(dá)成的具體結(jié)果，它為玩家設(shè)定了一個自我實(shí)現(xiàn)的追求方向。規(guī)則，為玩家如何實(shí)現(xiàn)目標(biāo)作出限制，它可以在限定范圍內(nèi)激發(fā)玩家的創(chuàng)造力。反饋系統(tǒng)，告訴玩家距離實(shí)現(xiàn)目標(biāo)還有多遠(yuǎn)，并作為衡量自身能力的參照。自愿參與，要求所有玩游戲的人都了解并愿意接受目標(biāo)、規(guī)則和反饋，保證游戲是一個較為安全且愉快的活動。其它諸如交互、圖形、敘事、獎勵、競爭等在談到游戲時最常想到的對象則屬游戲的副特征，均為上述四個核心特征所服務(wù)[5]。目標(biāo)、規(guī)則、反饋等核心特征，在教學(xué)領(lǐng)域同樣具備，表現(xiàn)為教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)規(guī)則、教學(xué)反饋，只不過在自愿參與方面有時存在問題，但通過有效的教學(xué)設(shè)計(jì)可以改善此問題。游戲化思維與教學(xué)設(shè)計(jì)思想在本質(zhì)特征上存在重合度，為游戲化思維應(yīng)用于教學(xué)研究提供了理論可行性。

三、游戲化思維在計(jì)算機(jī)課程中的應(yīng)用模式

教育培訓(xùn)行業(yè)歷來是游戲化思維存在的興趣領(lǐng)域，這方面美國一直屬于游戲化學(xué)習(xí)開展較為前沿的代表，包括美國政府、紐約教育局、微軟公司、麻省理工學(xué)院等多個部門領(lǐng)域均積極推行游戲化思維在實(shí)踐工作中的應(yīng)用。我國對此長期保持跟進(jìn)研究的以北京大學(xué)、南京師范大學(xué)、香港中文大學(xué)、陜西師范大學(xué)等院校為代表，在基礎(chǔ)理論與教育實(shí)踐結(jié)合方面也取得了一定進(jìn)步，較為著名的有“輕游戲”等研究成果，提倡將游戲元素、游戲動機(jī)等游戲化思維理念融入教學(xué)，獲得了許多教育工作者的認(rèn)同。但隨著信息技術(shù)的發(fā)展也出現(xiàn)了一種認(rèn)知傾向，即過分追求數(shù)字化媒體，甚至將游戲化學(xué)習(xí)等同于數(shù)字化游戲[6]。這種思維，將游戲化學(xué)習(xí)限定在規(guī)劃好的游戲空間中，易導(dǎo)致教學(xué)模式僵化，以及造成人力物力的浪費(fèi)。

卡爾·卡普認(rèn)為，游戲化思維不應(yīng)是單一的數(shù)字化游戲；游戲化是一個元概念，它包含數(shù)字化游戲、游戲活動等具體子集[7]。對于游戲化思維的教學(xué)應(yīng)用，應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)游戲化思維的共性，即游戲元素、游戲機(jī)制等，遵循“教學(xué)效果最優(yōu)化”施行原則，不單一追求數(shù)字化游戲的表面效應(yīng)，而是關(guān)注整個教學(xué)活動的成本與績效。依據(jù)Marc LeBlanc與Ian Schreiber對游戲設(shè)計(jì)中有趣體驗(yàn)的研究，認(rèn)為競爭、挑戰(zhàn)、合作/社交體驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)、故事、放松、表達(dá)、幻想、解決謎題、收集等游戲元素能有效激發(fā)用戶游戲動機(jī)[8]。這些游戲元素對于游戲化學(xué)習(xí)中的學(xué)生參與動機(jī)的激發(fā)與保持同樣具備重要作用。如表1所示，將上述游戲元素應(yīng)用到傳統(tǒng)游戲活動與數(shù)字化游戲，可以發(fā)現(xiàn)兩種游戲化學(xué)習(xí)形式在可匹配游戲元素方面存在較多的相同之處，為教師自由選擇不同的游戲化學(xué)習(xí)形式提供了便利以及應(yīng)用可行性。因此，游戲化思維的教學(xué)應(yīng)用，可從兩個維度展開，一是傳統(tǒng)游戲活動，二是數(shù)字化游戲。兩者同屬游戲化學(xué)習(xí)范疇，雖然在載體形式上不太一樣，但在游戲化思維上存在共通之處，對于游戲動機(jī)的激發(fā)以及教學(xué)目標(biāo)的推動都屬一致。

游戲化思維應(yīng)用于計(jì)算機(jī)課程教學(xué)，需借助主流游戲元素，提升游戲設(shè)計(jì)對于用戶的吸引力。同時，依據(jù)現(xiàn)實(shí)教學(xué)條件，教師靈活選擇傳統(tǒng)游戲活動或數(shù)字化游戲的形式任一維度進(jìn)行課堂教學(xué)。游戲化思維的引入，并非意味著濫用“游戲”，在所有環(huán)節(jié)一味采用游戲?qū)⒁l(fā)學(xué)習(xí)者動機(jī)的下降。計(jì)算機(jī)課程知識目標(biāo)明確、邏輯性強(qiáng)、反饋清晰，與游戲核心特征存在重合，加之計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生信息素養(yǎng)相對較高，對游戲接受度高，相對易于開展游戲化思維對教學(xué)的應(yīng)用創(chuàng)新。計(jì)算機(jī)課程的原理、算法等關(guān)鍵信息均抽象難懂，因此游戲化思維宜應(yīng)用于計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)，力圖將游戲優(yōu)勢發(fā)揮到最大，其教學(xué)應(yīng)用模式如圖2所示。

在該教學(xué)應(yīng)用模式中，借鑒史密斯·雷根教學(xué)設(shè)計(jì)思想，首先通過分析重點(diǎn)難點(diǎn)的知識結(jié)構(gòu)、特性，對比教學(xué)活動中是否有適合的游戲元素與其匹配，評估該知識點(diǎn)采用游戲化學(xué)習(xí)的可能性，一般從游戲運(yùn)行機(jī)制與課堂教學(xué)運(yùn)行機(jī)制的相似性、類型知識的可移植性等方面考量，比如計(jì)算機(jī)課程中隨機(jī)數(shù)的知識點(diǎn)與游戲?qū)ο蟮乃⑿曼c(diǎn)存在共通之處，就可以嘗試游戲化學(xué)習(xí)。當(dāng)存在游戲元素與教學(xué)活動匹配，再考慮游戲積件的實(shí)現(xiàn)以決定采用何種游戲化學(xué)習(xí)形式，反之則沿用原有非游戲化學(xué)習(xí)形式。以當(dāng)前課程組的人力物力等實(shí)際成本條件，若資源庫具備相應(yīng)知識點(diǎn)的游戲積件或短期內(nèi)可實(shí)現(xiàn)游戲積件的開發(fā)，則采用數(shù)字化游戲進(jìn)行教學(xué)，反之則選擇傳統(tǒng)游戲活動。而無論采取何種形式的游戲活動，都需要對教學(xué)效果進(jìn)行評價，以幫助學(xué)生鞏固知識，以及了解學(xué)習(xí)活動的可能存在問題。若教學(xué)效果有所改進(jìn)則記錄歸納該游戲活動以便對下次教學(xué)有所指導(dǎo)，若改進(jìn)有限則對教學(xué)活動、游戲積件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，改善存在的問題現(xiàn)象。經(jīng)過多次游戲化思維的教學(xué)應(yīng)用，逐漸將成熟可行的游戲化教學(xué)方案編寫成文檔，為推廣到其它學(xué)科做好儲備。

四、游戲化思維與計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的融合方法

游戲化思維在計(jì)算機(jī)課程的應(yīng)用，主要以兩種維度的游戲化學(xué)習(xí)形式進(jìn)行；代表性的方法有表演、體驗(yàn)、競爭、比喻、開發(fā)等，以此作為游戲化思維與計(jì)算機(jī)課程教學(xué)融合的手段，為用戶創(chuàng)造學(xué)習(xí)樂趣，其關(guān)系如圖3所示[9]。在傳統(tǒng)游戲活動維度，需要教師事先依據(jù)教學(xué)知識匹配好游戲元素并安排一個游戲活動，視游戲的性質(zhì)在課堂邀請學(xué)生參與，具體有表演、競爭、比喻等方法。在數(shù)字化游戲維度，需要教師在課程進(jìn)度到來前設(shè)計(jì)好一個數(shù)字化游戲案例，安排全班同學(xué)使用該游戲積件或劃分小組開發(fā)實(shí)現(xiàn)游戲案例，具體有體驗(yàn)、開發(fā)、競爭等方法。當(dāng)然，上述方法在特定條件下，也可以在兩個維度內(nèi)相互轉(zhuǎn)換，前提是教師對于游戲化思維理解到位。

1.表演

“表演”方法一般適用于較為復(fù)雜、晦澀的算法原理等知識點(diǎn)，其形式為教師依據(jù)知識特征設(shè)計(jì)一個傳統(tǒng)游戲活動，邀請若干學(xué)生參與，將知識點(diǎn)分解到游戲步驟中演示給全班學(xué)生。例如，“冒泡排序法”在計(jì)算機(jī)課程中是一個教學(xué)難點(diǎn)，依據(jù)其對象交換的特征設(shè)計(jì)一個交換卡牌的傳統(tǒng)游戲活動。教師事先準(zhǔn)備5張寫有不同數(shù)字的卡牌，將其分發(fā)給5名受邀學(xué)生，要求學(xué)生在講臺隨意站成一橫排，并將手中卡牌數(shù)字展示給同學(xué)。教師發(fā)出指令要求相鄰的兩人比較卡牌數(shù)字的大小，按左側(cè)較小原則交換位置，比較4次后所持卡牌數(shù)字最小的人即會站立到最左側(cè)，依此方法繼續(xù)兩兩交換，直至5位學(xué)生按照從小到大的順序站立，即為冒泡排序結(jié)束。該方法特點(diǎn)是需要師生的配合，由教師對學(xué)生的表演進(jìn)行點(diǎn)評，總結(jié)各項(xiàng)動作步驟的含義。該方法融入了放松、表達(dá)、合作等游戲元素，對于現(xiàn)場氣氛的活躍有積極作用，由于學(xué)生親身參與了原理的解析過程，有助于知識的主動建構(gòu)，但需要考慮參與學(xué)生的性格特征。

2.比喻

“比喻”方法一般適用于未知、抽象的概念知識點(diǎn)，其形式為教師以某類容易理解的（游戲）現(xiàn)象作為比喻去解釋類同的知識點(diǎn)，有時還可展示道具作為比喻教學(xué)的輔助手段。例如，對于計(jì)算機(jī)課程中“對象的作用域”知識點(diǎn)，學(xué)生很難理解其作用范圍，教師以較受學(xué)生歡迎的多人在線游戲中的商人NPC（Non Player Character，非玩家角色）與倉庫NPC進(jìn)行比喻。商人NPC的作用域面向當(dāng)前服務(wù)器中的所有在線用戶，每人都可以與其進(jìn)行交互，屬于公共性質(zhì)（Public）。倉庫NPC的作用域僅僅限于單個用戶，無法進(jìn)行共享，屬于私人性質(zhì)（Private）。該方法融入了故事、表達(dá)等游戲元素，可為某些方面存在共同點(diǎn)的兩類對象建立聯(lián)系，經(jīng)常是以學(xué)生較為熟悉的趣味性事物引申到知識點(diǎn)。其特點(diǎn)是淺顯易懂，將概念變得具體、清晰，在教學(xué)中使用率較高，但需要教師對知識點(diǎn)的理解非常透徹，能夠做到信手拈來的程度。

3.競爭

“競爭”方法一般適用于具備唯一或量化特征的知識點(diǎn)，其形式為教師以某知識點(diǎn)的特征設(shè)立練習(xí)要求，構(gòu)建一個小型競爭環(huán)境，并提供優(yōu)勝者若干激勵，可通用于任一維度教學(xué)。有研究表明，競爭對于19-25歲年齡段的玩家用戶吸引力最為顯著，因此在高校計(jì)算機(jī)課程使用”競爭”方法，符合該階段學(xué)生的心理特征。例如，針對計(jì)算機(jī)課程中的數(shù)據(jù)輸出類組件的常用事件、方法、屬性等基礎(chǔ)知識，教師就知識點(diǎn)組織現(xiàn)場競答的傳統(tǒng)游戲活動，學(xué)生舉手搶答，按照答對者加分、答錯者扣分的游戲機(jī)制，通過判定單位時間內(nèi)正確率最高、耗時最短的成績，角逐出三名優(yōu)勝者。此外，教師也可以將這些基礎(chǔ)知識制成一個小型題庫，發(fā)布于Web教學(xué)系統(tǒng)內(nèi)，設(shè)定好答題時間，安排學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場競答，答題規(guī)則與傳統(tǒng)游戲活動相似，區(qū)別在于答題競爭以及優(yōu)勝者成績發(fā)布都于Web教學(xué)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。該方法融入了競爭、挑戰(zhàn)、社交、解決謎題等游戲元素，通過教師構(gòu)建的游戲情境，直接滿足了學(xué)生的社交、尊重以及自我實(shí)現(xiàn)的需求，能較好的激發(fā)其參與動機(jī)并創(chuàng)造沉浸。其特點(diǎn)是學(xué)生參與度高，活動的構(gòu)建元素并不復(fù)雜，適合于絕大多數(shù)教師借鑒。

4.體驗(yàn)

“體驗(yàn)”方法一般適用于內(nèi)容、特征較為繁雜的知識點(diǎn)，其形式為教師以事先設(shè)計(jì)好的游戲積件提供給學(xué)生體驗(yàn)，通過直接認(rèn)知加深知識的印象。例如，計(jì)算機(jī)課程中的“隨機(jī)數(shù)”知識點(diǎn)，存在不確定性的天然特征，使用語言表述對于知識構(gòu)建存在局限。教師于課前開發(fā)“萬花筒”游戲積件，設(shè)計(jì)生成上百個隨機(jī)顏色和隨機(jī)半徑的同心圓功能。教師在課堂內(nèi)將游戲積件分發(fā)給學(xué)生，學(xué)生通過單擊按鈕刷新顏色與半徑的隨機(jī)值，并觀察同心圓的外觀，結(jié)合教師的講解可以較好的理解隨機(jī)數(shù)的含義與作用。該方法融入了發(fā)現(xiàn)、幻想、收集等游戲元素，體現(xiàn)出對學(xué)生主動探究的支持以及主體地位的尊重，可以提升其自覺性、能動性，有助于教師與學(xué)生的溝通。所用的游戲積件不需要面面俱到，強(qiáng)調(diào)對知識特征的闡釋與表現(xiàn)，以交互性強(qiáng)、反饋及時的游戲機(jī)制為優(yōu)先，需要教師對游戲機(jī)制有一定了解。

5.開發(fā)

“開發(fā)”方法一般適用于實(shí)踐轉(zhuǎn)化難度適中、偏向綜合的知識點(diǎn)，其形式為教師發(fā)布一項(xiàng)包含所涉知識點(diǎn)的游戲開發(fā)任務(wù)，由學(xué)生獨(dú)立或協(xié)作完成，在問題解決過程中習(xí)得知識、技能。例如，計(jì)算機(jī)課程中的“控件數(shù)組”，在程序開發(fā)中是一個使用率非常高的知識點(diǎn)，可與其它知識綜合設(shè)計(jì)出豐富的應(yīng)用，并且其知識難度適合于班級的平均水準(zhǔn)。依據(jù)此特征，教師布置開發(fā)打地鼠游戲的學(xué)習(xí)任務(wù)。教師首先講解數(shù)組加載不同狀態(tài)下地鼠圖片的知識點(diǎn)，再解析隨機(jī)函數(shù)每隔一個時間單位觸發(fā)的特征，要求學(xué)生將數(shù)組與隨機(jī)函數(shù)綜合設(shè)計(jì)，自主編寫地鼠每隔一秒隨機(jī)出現(xiàn)在某個數(shù)組元素位置的游戲功能。該方法以開發(fā)任務(wù)驅(qū)動，融入了挑戰(zhàn)、合作、發(fā)現(xiàn)等游戲元素，將教學(xué)的理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合在一起，對于學(xué)生保持專注、主動探究具備積極作用。同時，采用游戲作為開發(fā)題材能為實(shí)踐活動與學(xué)生感興趣的應(yīng)用創(chuàng)設(shè)直接關(guān)系，為學(xué)生檢驗(yàn)自己的成果激發(fā)更為強(qiáng)烈的自我成就感。對于教師而言，則需要對游戲程序的設(shè)計(jì)流程較為熟悉。

五、“互聯(lián)網(wǎng)+”輔助措施

正確的游戲化思維并非固步自封，而是開放包容，與“互聯(lián)網(wǎng)+”理念較為契合，因此在與計(jì)算機(jī)課程的具體融合過程中，可借助互聯(lián)網(wǎng)+手段，對游戲化教學(xué)過程進(jìn)行輔助，更好的維持學(xué)習(xí)動機(jī)以及課程完整性[10]。

具體的互聯(lián)網(wǎng)+輔助措施可分三個方面展開。首先，借助微信等自媒體通訊軟件構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂氛圍，通過公眾號、訂閱號分別提供預(yù)習(xí)任務(wù)、自學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生形成自我學(xué)習(xí)的習(xí)慣，為課堂內(nèi)的游戲化教學(xué)提供知識儲備。其次，課堂內(nèi)借助具備資源共享、接口開放的云平臺，與微信等平臺構(gòu)成自媒體學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生的異步交流、協(xié)作學(xué)習(xí)、成果展示等提供便捷，加快學(xué)習(xí)信息的傳播與重構(gòu)。最后，教師在自媒體學(xué)習(xí)環(huán)境中發(fā)布教學(xué)反思，對于游戲化學(xué)習(xí)中的良好行為以及不足之處進(jìn)行總結(jié)，鼓勵學(xué)生將實(shí)踐成果進(jìn)行創(chuàng)新再深化，并對接到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育環(huán)節(jié)。

六、結(jié)論

基于游戲化思維的教學(xué)應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)將游戲的趣味性等作為內(nèi)在驅(qū)動力去吸引學(xué)生注意力，改善教學(xué)效果，所研究的“游戲”是廣義上的概念，囊括數(shù)字化游戲、傳統(tǒng)游戲活動等各種蘊(yùn)含游戲化思維的組織或載體形式。有別于普通的游戲化教學(xué)模式，它弱化了不同游戲組織形式的界限，直指多種游戲教學(xué)模式的內(nèi)在共性——游戲化思維，較之傳統(tǒng)教學(xué)更能激發(fā)學(xué)生參與動機(jī)，在知識點(diǎn)自我建構(gòu)以及問題解決中效果更為良好的教學(xué)形式；較之單維度游戲化教學(xué)，它能夠保證在較短時間、較低成本實(shí)現(xiàn)游戲活動的施行，提高整個教學(xué)應(yīng)用的可行性。

值得一提的是，雖然游戲提供了沉浸感、趣味性，可為學(xué)生創(chuàng)設(shè)自發(fā)學(xué)習(xí)的情境，但是教師的作用仍不可替代，尤其是在過程引導(dǎo)、總結(jié)評價等環(huán)節(jié)，教師身為教學(xué)過程管理者，可以將游戲化思維更好的進(jìn)行銜接、引申與發(fā)散，有助于整個學(xué)習(xí)過程知識構(gòu)建效率的提升。隨著互聯(lián)網(wǎng)+新技術(shù)的引入，游戲化思維的教學(xué)應(yīng)用將變得更為完善，對于高?；ヂ?lián)網(wǎng)+教育研究方向也是一種創(chuàng)新性的借鑒。

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（編輯：王曉明）