游戲化課堂應(yīng)答系統(tǒng)在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

張崇明 張玉 李傳江 汪春梅 朱燕飛

摘 要 隨著社會(huì)對(duì)理工科畢業(yè)生編程能力要求的日益提高，急需通過(guò)教學(xué)過(guò)程的改進(jìn)來(lái)增強(qiáng)程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程的教學(xué)效果。介紹Kahoot！這一游戲化課堂應(yīng)答系統(tǒng)，以及把它應(yīng)用于“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)的使用提高了學(xué)生的課堂參與度和學(xué)習(xí)積極性，改善了教師的授課效果，進(jìn)而提高了總體教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 課堂應(yīng)答系統(tǒng)；Kahoot！；游戲化教學(xué)；C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G652 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）06-0014-03

Application of Game-based Classroom Response System in Tea-

ching Programming//ZHANG Chongming， ZHANG Yu， LI Chuan-

jiang， WANG Chunmei， ZHU Yanfei

Abstract With the ever-increasing social requirements for progra-mming ability of science and engineering graduates， it is imperative that instructional effect be promoted through the improvement of

instructional process. Kahoot！， as a game-based classroom response

system， and the teaching practice of its application in C Progra-mming course， are introduced in this paper. Practical application of this system showed that student engagement and motivation were increased， instructional effect was improved， and thus the overall quality of teaching was promoted.

Key words classroom response system； Kahoot??； game-based lear-ning； C programming

1 引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來(lái)，掌握編程技術(shù)的重要性日益顯現(xiàn)?！癈語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”作為理工科專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要基礎(chǔ)課，一般會(huì)在大學(xué)一年級(jí)開(kāi)設(shè)。長(zhǎng)期以來(lái)，這門(mén)課程都存在教學(xué)效果差、學(xué)生評(píng)教分?jǐn)?shù)低、不及格率高等諸多難以解決的問(wèn)題。學(xué)生“學(xué)不好”和“學(xué)不會(huì)”的原因是多方面的，但傳統(tǒng)的講座式教學(xué)模式教學(xué)效果不佳，肯定是主要原因之一。

改善教學(xué)模式方面的問(wèn)題，至少有兩個(gè)思路，即采用翻轉(zhuǎn)課堂之類(lèi)新的教學(xué)模式，或者對(duì)現(xiàn)有講座式教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)。針對(duì)上海師范大學(xué)“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”課程選修人數(shù)多（一個(gè)班50人以上）、選課學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣尚未養(yǎng)成的現(xiàn)實(shí)情況，對(duì)現(xiàn)有講座式教學(xué)過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)是比較現(xiàn)實(shí)的選擇。只要能設(shè)法調(diào)動(dòng)起學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的積極性，提高課堂上教學(xué)活動(dòng)的參與度，并且讓教師能及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，教學(xué)效果就能改善，而在課堂上采用課堂應(yīng)答系統(tǒng)正是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的技術(shù)手段。

傳統(tǒng)的課堂應(yīng)答系統(tǒng)由無(wú)線應(yīng)答器（投票器）、無(wú)線接收器、計(jì)算機(jī)、投影儀及相關(guān)軟件系統(tǒng)構(gòu)成[1]。隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展和智能手機(jī)的日益普及，出現(xiàn)了基于Web的、可以把智能手機(jī)作為應(yīng)答器的課堂應(yīng)答系統(tǒng)，如Socra-

tive和iClicker等。而Kahoot！和“剝豆豆”（bodoudou.com）更是迎合了學(xué)生群體對(duì)游戲的熱愛(ài)，在課堂應(yīng)答系統(tǒng)中增加了游戲化的元素。國(guó)內(nèi)已有教師把Kahoot！應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程[2-3]，但文科應(yīng)用較多，理工科方面的應(yīng)用案例較少。從2016年秋季學(xué)期開(kāi)始，嘗試使用Kahoot！作為“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”課程的課堂應(yīng)答系統(tǒng)。學(xué)校幾乎所有的公共教室已經(jīng)實(shí)現(xiàn)免費(fèi)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)覆蓋，這也為此類(lèi)系統(tǒng)的使用創(chuàng)造了條件。本文將介紹把Kahoot！應(yīng)用于授課過(guò)程的實(shí)踐情況。

2 Kahoot！功能介紹

Kahoot！是一個(gè)基于Web的、輕量級(jí)的、免費(fèi)的、游戲化的課堂應(yīng)答系統(tǒng)。Kahoot！由挪威的一家在線教育企業(yè)開(kāi)發(fā)，于2013年免費(fèi)向公眾開(kāi)放，目前月活躍用戶已超過(guò)5000萬(wàn)人。教師需要先在Kahoot！的官網(wǎng)上創(chuàng)建一個(gè)賬號(hào)，然后就可以創(chuàng)建和編輯適用于自己課程的教學(xué)游戲。游戲在運(yùn)行時(shí)會(huì)生成一個(gè)全球唯一的識(shí)別碼（PIN），如圖1所示。教師可以通過(guò)投影儀屏幕（或者其他方式）在教室環(huán)境中分享該識(shí)別碼。學(xué)生可以使用智能手機(jī)上的瀏覽器訪問(wèn)kahoot.it，并在此網(wǎng)址對(duì)應(yīng)的頁(yè)面中輸入該識(shí)別碼和自己的昵稱(chēng)，之后就可以參與教學(xué)互動(dòng)。

教師目前可以在Kahoot！系統(tǒng)上創(chuàng)建測(cè)驗(yàn)（Quiz）、調(diào)查（Survey）、討論（Discussion）和排序（Jumble）四種類(lèi)型的教學(xué)游戲。在Kahoot！官網(wǎng)上，各種類(lèi)型的教學(xué)游戲被統(tǒng)稱(chēng)為Kahoot（此處沒(méi)有感嘆號(hào)）。測(cè)驗(yàn)是最常用的類(lèi)型，用來(lái)創(chuàng)建有2～4個(gè)選項(xiàng)的選擇題。學(xué)生每完成一個(gè)題目，都會(huì)立刻看到對(duì)錯(cuò)情況。與此同時(shí)，教師電腦和投影儀屏幕上會(huì)先呈現(xiàn)一個(gè)表示所有學(xué)生答題對(duì)錯(cuò)分布情況的柱狀圖，然后呈現(xiàn)一個(gè)記分板，顯示當(dāng)前得分前幾名的學(xué)生昵稱(chēng)。調(diào)查也是要求學(xué)生完成有2～4個(gè)選項(xiàng)的選擇題，但與測(cè)驗(yàn)不同的是，調(diào)查是用來(lái)幫助教師收集感興趣的信息的，各個(gè)選項(xiàng)沒(méi)有對(duì)錯(cuò)之分，學(xué)生之間也不存在分?jǐn)?shù)的競(jìng)爭(zhēng)。討論與調(diào)查的功能類(lèi)似，但只允許教師創(chuàng)建一個(gè)選擇題，目的是幫助教師在課堂上快速地創(chuàng)建討論議題并記錄結(jié)果。排序是新增加的類(lèi)型，學(xué)生需要根據(jù)題目要求，對(duì)四個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行排序。和測(cè)驗(yàn)類(lèi)型相比，學(xué)生通過(guò)猜測(cè)答對(duì)排序類(lèi)型題目的概率要低很多。

Kahoot！的人機(jī)交互界面十分易用。教師使用瀏覽器訪問(wèn)create.kahoot.it，即可創(chuàng)建和編輯教學(xué)游戲。圖2所示是一個(gè)測(cè)驗(yàn)題目的編輯界面。教師需要把一個(gè)選擇題的題干放到Question文本框中，把該題目的配圖放到Media媒體框中（可以沒(méi)有圖），把2～4個(gè)選項(xiàng)放到AnswerX文本框中，同時(shí)要標(biāo)記出正確的選項(xiàng)并設(shè)置答題時(shí)間。

學(xué)生端的交互界面如圖3和圖4所示。圖3是測(cè)驗(yàn)、調(diào)查和討論類(lèi)型的題目對(duì)應(yīng)的答題界面，四個(gè)不同顏色且包含不同形狀幾何圖形的按鈕與課堂投影儀屏幕上顯示的選項(xiàng)對(duì)應(yīng)。圖4是排序類(lèi)型題目的答題界面，學(xué)生需要根據(jù)題意確定四個(gè)按鈕的正確排序，并把它們依序拖拽到界面上半部分的四個(gè)虛框中。

在課堂環(huán)境中使用Kahoot！有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

1）游戲化的學(xué)習(xí)場(chǎng)景。以測(cè)驗(yàn)為例，測(cè)驗(yàn)過(guò)程也是做游戲的過(guò)程，學(xué)生為獲得高分展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。答題時(shí)播放的音樂(lè)能給人時(shí)間緊迫的感覺(jué)。為了獲得較高的分?jǐn)?shù)，學(xué)生需要兼顧答題正確性和答題速度。

2）輕量化的解決方案。Kahoot！是一個(gè)基于Web的使用云服務(wù)的課堂應(yīng)答系統(tǒng)。不要求教師在電腦上安裝特殊的軟件，只要能訪問(wèn)Kahoot！官網(wǎng)即可，這就為廣大在公共教室中使用公共電腦開(kāi)展教學(xué)的教師提供了很大便利。同時(shí)，不強(qiáng)制要求學(xué)生在手機(jī)上安裝Kahoot！客戶端應(yīng)用程序，只使用手機(jī)瀏覽器參與互動(dòng)也是可以的。

3）個(gè)性化的實(shí)時(shí)反饋。以測(cè)驗(yàn)為例，學(xué)生做完每道題目能立刻在手機(jī)上看到自己的對(duì)錯(cuò)和得分，而教師和學(xué)生可以立刻在投影儀大屏幕上看到每道題目的對(duì)錯(cuò)分布情況。

除此之外，Kahoot！支持教學(xué)數(shù)據(jù)的導(dǎo)出功能。每次測(cè)驗(yàn)完成后，可以把測(cè)驗(yàn)結(jié)果導(dǎo)出為Excel文件。該文件中除了基本的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，還包含詳細(xì)的教學(xué)數(shù)據(jù)，即每個(gè)學(xué)生每道題目的答題選項(xiàng)。教師可以在課后利用各種數(shù)據(jù)分析工具，對(duì)這些教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步挖掘。

3 Kahoot！在C語(yǔ)言教學(xué)中的應(yīng)用

對(duì)于很多從未接觸過(guò)編程語(yǔ)言的大一新生而言，“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”差不多是大一期間最難的一門(mén)課程了。因?yàn)榘嗉?jí)人數(shù)眾多，學(xué)生之間編程基礎(chǔ)差異大，教師很難在講課期間判斷各個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。利用Kahoot教學(xué)游戲與學(xué)生互動(dòng)，及時(shí)獲取來(lái)自于所有學(xué)生的教學(xué)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，對(duì)改善授課效果是很有幫助的。

在Kahoot！平臺(tái)提供的四種教學(xué)游戲中，測(cè)驗(yàn)是最常用的類(lèi)型?，F(xiàn)有的各種選擇題和判斷題都可以轉(zhuǎn)化成測(cè)驗(yàn)類(lèi)型的題目，如圖2所示。教師可以在授課過(guò)程中，在一個(gè)知識(shí)點(diǎn)講完之后，通過(guò)測(cè)驗(yàn)了解學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，如果得分情況不理想，就要考慮調(diào)整后續(xù)講課內(nèi)容；也可以在上課伊始就安排一個(gè)測(cè)驗(yàn)，了解學(xué)生目前的基礎(chǔ)水平，以便決定后續(xù)知識(shí)點(diǎn)的講授速度和講授方式。

與選擇題和判斷題相比，程序填空題能更好地考查學(xué)生對(duì)程序所實(shí)現(xiàn)功能的理解程度。作為一個(gè)輕量化的課堂應(yīng)答系統(tǒng)，Kahoot！目前并不支持填空題，但可以利用排序類(lèi)型的教學(xué)游戲部分實(shí)現(xiàn)程序填空題的考核能力。圖5所示是一個(gè)排序類(lèi)型的教學(xué)游戲，一個(gè)求π值的C語(yǔ)言程序被“挖空”了四個(gè)位置。這四個(gè)位置的內(nèi)容被放到圖5下方的四個(gè)選項(xiàng)中，但次序已被打亂，學(xué)生需要先看懂程序，才能對(duì)這四個(gè)選項(xiàng)正確排序。

每完成一道測(cè)驗(yàn)題或排序題，教師電腦屏幕和投影儀上就會(huì)顯示出對(duì)錯(cuò)情況的統(tǒng)計(jì)圖表。此時(shí)是講解題目對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的最佳時(shí)間。大多數(shù)答錯(cuò)的學(xué)生此時(shí)都能保持注意力集中，期望從教師的講解中知道自己錯(cuò)在哪里。

調(diào)查和討論類(lèi)型的教學(xué)游戲可以幫助教師更好地了解授課對(duì)象。筆者一般在開(kāi)學(xué)第一節(jié)課就安排一個(gè)調(diào)查，了解學(xué)生的編程基礎(chǔ)，如以前編寫(xiě)過(guò)程序沒(méi)有，接觸過(guò)幾種編程語(yǔ)言等；也會(huì)在授課過(guò)程中發(fā)起一些討論，了解學(xué)生對(duì)相關(guān)問(wèn)題的看法。

4 效果評(píng)估和問(wèn)題討論

一年多的教學(xué)實(shí)踐表明，在課堂環(huán)境中使用Kahoot！輔助教學(xué)，帶來(lái)的教學(xué)效果的改善至少體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）課堂參與度大幅提高。采用Kahoot！之前，教師講解題目時(shí)，一次只能邀請(qǐng)一名學(xué)生參與互動(dòng)；采用Kahoot！之后，所有學(xué)生都能參與，對(duì)內(nèi)向型性格的學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們得到更多鍛煉的機(jī)會(huì)[4]。

2）學(xué)習(xí)興趣和積極性大幅提高。游戲化的得分機(jī)制和排名機(jī)制對(duì)年輕的大學(xué)生很有吸引力，幾乎所有學(xué)生都喜歡這種競(jìng)爭(zhēng)的氛圍，并能夠在答題期間保持精力集中。雖然隨著時(shí)間的推移，學(xué)生對(duì)這種教學(xué)游戲的新鮮感會(huì)下降[5]，

但能在相對(duì)冗長(zhǎng)的授課過(guò)程中加入一個(gè)邊玩邊學(xué)的環(huán)節(jié)，他們還是很歡迎的。

3）教師的教學(xué)效率得到提高。Kahoot！作為一個(gè)課堂應(yīng)答系統(tǒng)，能為教師提供實(shí)時(shí)的教學(xué)數(shù)據(jù)，教師可以利用這些數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度，及時(shí)解答學(xué)生的疑問(wèn)，營(yíng)造出以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境。

教學(xué)效果的改善最終反映到期末考試成績(jī)上。與往屆同一名教師負(fù)責(zé)的教學(xué)班相比，一個(gè)明顯的變化是低分段的學(xué)生明顯變少。此外，平時(shí)成績(jī)的給分也變得更加公平合理。對(duì)于實(shí)踐性很強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程來(lái)說(shuō)，對(duì)學(xué)生的日常學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行形成性評(píng)價(jià)是十分重要的。來(lái)自于Kahoot！的教學(xué)數(shù)據(jù)可以使所有學(xué)生獲得若干可比較的分?jǐn)?shù)，這使得對(duì)平時(shí)成績(jī)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)更為量化。

在使用Kahoot！過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)下面一些問(wèn)題。

1）作為一個(gè)輕量級(jí)的游戲化教學(xué)工具，Kahoot！的功能是有限的，缺少對(duì)開(kāi)放性題目的支持，因此不太適合對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力和批判性思維能力的考查。

2）學(xué)生端無(wú)須登錄并只使用昵稱(chēng)的機(jī)制，使得教師在記錄平時(shí)成績(jī)時(shí)要花時(shí)間把昵稱(chēng)和學(xué)生對(duì)應(yīng)起來(lái)。目前在課上要求學(xué)生把昵稱(chēng)統(tǒng)一為“shnu+學(xué)號(hào)”的形式，但無(wú)法對(duì)身份進(jìn)行進(jìn)一步鑒別。

3）部分學(xué)生為了取得較好的成績(jī)，會(huì)采用作弊的手段，如偷看旁邊學(xué)生的選擇以縮小選擇范圍。

4）Kahoot！官網(wǎng)的訪問(wèn)速度不穩(wěn)定，導(dǎo)致一些學(xué)生選對(duì)了答案，卻因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)延時(shí)拿不到分?jǐn)?shù)。在期待Kahoot！能更穩(wěn)定的同時(shí)，也在考慮用國(guó)內(nèi)的“剝豆豆”等類(lèi)似平臺(tái)作為替代方案的可能性。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)高等教育辦學(xué)水平的不斷提高和教育技術(shù)的不斷發(fā)展，課堂教學(xué)模式正在發(fā)生深刻變革。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)需要順應(yīng)這一趨勢(shì)，引入新的教學(xué)元素，以期提高教學(xué)質(zhì)量。一年多的教學(xué)實(shí)踐表明，以Kahoot！為代表的游戲化課堂應(yīng)答系統(tǒng)在調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高課堂教學(xué)活動(dòng)參與度和營(yíng)造以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境方面都發(fā)揮了積極作用。期待在“人工智能+教育”的大背景下，能有更多更好用的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)工具出現(xiàn)在高校課堂中。

參考文獻(xiàn)

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