高職計算機教育培養(yǎng)目標視域下的游戲編程教學(xué)模式探索與實踐

彭崧 尹積棟 謝茶花

摘 要：通過分析高職計算機教育培養(yǎng)目標，文章提出了一種游戲編程教學(xué)模式，通過將該模式運用到JAVA程序設(shè)計課堂教學(xué)中，具體說明如何進行課程內(nèi)容重構(gòu)來實現(xiàn)程序思維和工程能力的培養(yǎng)；結(jié)合實際教學(xué)情況，選取兩個教學(xué)班開展不同教學(xué)模式的授課，通過調(diào)查統(tǒng)計教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)效果，分析新實踐教學(xué)模式的實施效果。

關(guān)鍵詞：計算機教育；游戲編程教育；教學(xué)模式

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2019）03-0082-03

高職教育人才培養(yǎng)模式的目標是：培養(yǎng)理論夠用、以實踐為主的高級應(yīng)用型技術(shù)人才。這類級別的學(xué)生需具備較強的實踐操作能力，能較快適應(yīng)今后工作崗位的需求。目前高職計算機專業(yè)學(xué)生的理論知識學(xué)習(xí)和實踐編程操作能力的矛盾日益突出，針對這樣的問題，如何提高學(xué)生的實踐操作能力，如何實現(xiàn)高職教育人才的培養(yǎng)目標，一直都是高職計算機專業(yè)教師研究的重點。本文主要結(jié)合高職計算機教育培養(yǎng)目標的相關(guān)要求，提出結(jié)合游戲項目開發(fā)的教學(xué)模式，解決學(xué)生缺乏理論聯(lián)系實際、開發(fā)能力差的問題。

一、高職計算機教育培養(yǎng)目標分析

隨著計算機科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展，高職計算機教育已不再是以往簡單的計算機普及教育，需要轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新思維能力為主的綜合教育，具體包括以下兩個方面。

一是程序創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。計算機科學(xué)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能時代了，高職計算機教育的目標不再是傳播簡單的計算機知識，而是要傳播計算機程序創(chuàng)新思維，即“通過現(xiàn)代化計算機教育模式，學(xué)生學(xué)會如何像計算機程序那樣有條理有創(chuàng)意地執(zhí)行”。計算機程序設(shè)計課程不再局限于對代碼的簡單實現(xiàn)和測試訓(xùn)練，還要關(guān)注程序如何來解決現(xiàn)實生活中的問題，引導(dǎo)學(xué)生用計算機程序思維解決專業(yè)問題，提高學(xué)生思維創(chuàng)新和復(fù)雜問題處理的能力。

二是工程項目能力的培養(yǎng)。2016年教育部《中國工程教育質(zhì)量報告》要求“高等教育‘回歸工程，要把學(xué)生能力培養(yǎng)當作工程教育質(zhì)量之本”。高職教育作為培養(yǎng)實用新型工程人才的重要平臺，其教育模式正在轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ添椖拷逃Ｊ?，在“能力結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)、合作精神與創(chuàng)新思維”四個方面的素質(zhì)要求上都得到了加強。

二、游戲編程項目教學(xué)模式探索

為了實現(xiàn)計算機教育培養(yǎng)目標，結(jié)合計算機專業(yè)人才培養(yǎng)計劃，本文對計算機編程教育課程開展了全面教學(xué)改革，主要探索了一種面向游戲項目工程開發(fā)、凸顯程序思維和工程建設(shè)能力一體化培養(yǎng)的新教學(xué)模式。新教學(xué)模式的基本思路是選取比較受學(xué)生歡迎的游戲開發(fā)項目為對象，教師先進行示范，并將游戲開發(fā)項目分解成小項目，每個小項目對應(yīng)到了課程的某一知識模塊，學(xué)生對模塊項目進行討論、協(xié)作實踐，教師對學(xué)生做的項目進行綜合評價，選取完成該項目的教學(xué)方法。

本文教學(xué)改革選取的課程是《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（JAVA方向）》，JAVA程序設(shè)計是一門實踐性很強、注重學(xué)生理論聯(lián)系實際編程的技術(shù)課程，講授側(cè)重以下知識模塊——函數(shù)、程序結(jié)構(gòu)、多維數(shù)組、文件操作、類及其繼承、多線程、界面開發(fā)、通信等。在選取游戲項目的時候要充分考慮兩點：一是選取的游戲項目足夠受學(xué)生歡迎；二是游戲項目規(guī)模大小要適中，既要包括JAVA語言的基本語法，又要體現(xiàn)圖形界面開發(fā)等實踐性強的知識。國內(nèi)有一款基于JAVA、C++等語言開發(fā)的“飛機大戰(zhàn)”游戲項目，該項目具有適合初學(xué)者的游戲編程內(nèi)容。下面結(jié)合“飛機大戰(zhàn)”游戲項目，對課程內(nèi)容進行模塊劃分，如表1所示。

三、游戲編程項目教學(xué)模式實踐

下面以多線程技術(shù)模塊為例，具體介紹一下在該門課程教學(xué)過程中如何運用游戲編程教學(xué)模式。

1.教學(xué)目標的確定

在進行游戲編程教學(xué)前，首先要求教師明確本次教學(xué)目標，以及學(xué)生需要掌握的技能和素質(zhì)目標，這是進行游戲編程教學(xué)的前提條件。通過目標分析來確定本次課是否需要采用游戲編程教學(xué)，以及如何選擇游戲小項目來呈現(xiàn)本次課的知識模塊。本文主要介紹多線程技術(shù)知識模塊的教學(xué)過程，所以選取了“飛機大戰(zhàn)”游戲項目中“多架飛機配合作戰(zhàn)行動”小項目，該小項目能較好體現(xiàn)本次課多線程技術(shù)知識。

2.游戲小項目示范與引導(dǎo)

首先，利用多媒體技術(shù)演示“飛機大戰(zhàn)”游戲戰(zhàn)斗情境，讓學(xué)生初步認識“多架飛機配合作戰(zhàn)行動”這個模塊活動，可以培養(yǎng)學(xué)生對開發(fā)這個小游戲的興趣，為后續(xù)分析講解打下基礎(chǔ)。接著，具體分析“多架飛機配合作戰(zhàn)行動”模塊，解釋分析多線程技術(shù)在該模塊中的使用原理，學(xué)生根據(jù)情境，理解多線程技術(shù)知識。然后，教師舉例子引導(dǎo)學(xué)生進行多線程編程，體驗多線程技術(shù)運行效果，進一步夯實知識點。

3.學(xué)生分組與實訓(xùn)

游戲編程項目開發(fā)更注重項目的整體性和知識的綜合性，為了有效完成項目，教師應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生團隊合作精神出發(fā)，根據(jù)學(xué)生實際情況進行分組，每個組選出一個組長，當作項目BOSS，對整個項目負責(zé)，每個組的成員為5人，組長給每個組員分派任務(wù)，這樣能充分鍛煉學(xué)生的團隊合作精神。各個小組在進行小項目編輯設(shè)計過程中，應(yīng)充分運用多線程技術(shù)實現(xiàn)多架飛機相互活動以及相互通信交流，這樣才能完全體現(xiàn)小組對知識模塊的掌握程度。

4.工程化項目管理

各小組在實施小項目開發(fā)設(shè)計過程中，教師應(yīng)指引各小組遵循軟件項目開發(fā)工程化思想，關(guān)注和控制軟件開發(fā)工程進度、質(zhì)量，在開發(fā)過程設(shè)置階段，引導(dǎo)各小組在開發(fā)過程中采用軟件開發(fā)瀑布模型。從設(shè)計實體，包括飛機實體、裝備實體、選擇與創(chuàng)建場景、地圖路線、效果控制，一直到程序代碼創(chuàng)建、編輯測試開發(fā)，形成一個個分階段的軟件工程。

5.考核評價

考核評價主要強調(diào)工程項目驗收與創(chuàng)新意識，即各小組需提交項目文檔、“多架飛機配合作戰(zhàn)行動”演示視頻、答辯PPT等過程資料，每個小組派代表進行項目答辯，答辯過程中包含小組成員的學(xué)習(xí)情況和評價，教師綜合過程資料和小組答辯，給出小組綜合得分，包括團隊合作分、組員完成任務(wù)分、創(chuàng)新意識分等。

四、教學(xué)模式實施效果

JAVA程序設(shè)計課程在采用游戲編程教學(xué)模式后，學(xué)生通過參與游戲項目開發(fā)活動，可以感受真實的項目工程環(huán)境和工作過程，掌握完成項目任務(wù)所需要的技術(shù)知識，提高自身的職業(yè)素質(zhì)和實踐能力。本文提出的游戲編程教學(xué)模式以開發(fā)和編輯“飛機大戰(zhàn)”游戲項目為出發(fā)點，按照真實項目軟件開發(fā)業(yè)務(wù)流程，結(jié)合課程知識模塊分布，指導(dǎo)學(xué)生進行游戲項目開發(fā)實踐。

為了分析本文教學(xué)模式的有效性，本文對某職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)2016級二年級學(xué)段和2017級二年級學(xué)段做了調(diào)查，主要涉及JAVA程序設(shè)計課程自主學(xué)習(xí)能力、團隊合作精神、工作責(zé)任意識等方面。2016級二年級學(xué)段采取項目化教學(xué)模式開展教學(xué)，2017級二年級學(xué)段采用游戲編程教學(xué)模式開展教學(xué)，并在教學(xué)結(jié)束后分別對2016級和2017級學(xué)生進行問卷采集，對采集數(shù)據(jù)開展研究與分析，具體分析情況如表2所示。

從表2中可以得出結(jié)論，采取項目化教學(xué)模式，2016級二年級學(xué)段學(xué)生在自主學(xué)習(xí)能力、團隊合作精神、工作責(zé)任意識、溝通能力和分析解決問題的能力提升方面投票不夠理想，而2017級二年級學(xué)段學(xué)生在這些方面的投票數(shù)大增，這就說明了學(xué)生接受了本文提出的游戲編程教學(xué)模式。通過該模式的教學(xué)，學(xué)生在項目學(xué)習(xí)中，明確了項目工作目標和流程，培養(yǎng)自主研究的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣和協(xié)作團結(jié)的精神，提升了分析和解決問題的能力。

參考文獻：

[1]Ekwue E U. Instructional Strategies for Online Introductory College Physics Based on Learning Styles[J].Proquest Llc，2013：225.

[2]Shi-Wei Y U，Song L.The Instructional Strategies for Calculus Teachers Based on Constructivism Learning Theory[J].College Mathematics，2017.

[3]劉凱，張蕾.“游戲化課堂”教學(xué)模式探索與實踐——以《嵌入式創(chuàng)新設(shè)計》課程為例[J].長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013（4）：63-65.

[4]楊海鷹.融游戲于高職“Java程序設(shè)計”課程教學(xué)探索與實踐[J].中國電力教育， 2011（27）：186-187.

[5]黃黎，黃金晶，許小媛.互聯(lián)網(wǎng)+與高職教育深度融合下的精品資源共享課程建設(shè)研究——以Java程序設(shè)計課程為例[J].中國教育技術(shù)裝備，2017（16）：61-64.

[6]謝宇飛，周慶.基于即時模擬游戲化系統(tǒng)的高職院校計算機編程語言教學(xué)改革研究[J].環(huán)球市場，2017（29）：107，110.

[7]李樂，劉玉倩.游戲化教學(xué)模式在“C程序設(shè)計”中運用研究與實踐[J].電子制作， 2013（7）：126-127.

[8]孟慶偉.項目化教學(xué)模式在《C程序設(shè)計》課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].軟件導(dǎo)刊， 2015（5）：197-198.

[9]羅恩韜.基于游戲開發(fā)的Java程序設(shè)計課程教學(xué)改革研究[J].計算機教育， 2014（2）：48-51.

[10]李慧.淺談基于企業(yè)項目JAVA程序設(shè)計課程教學(xué)改革[J].中國科技投資，2016（22）：355.

[11]李海生.基于項目驅(qū)動的實踐教學(xué)改革——以Java程序設(shè)計課為例[J].廣西民族師范學(xué)院學(xué)報，2017（3）：110-113.

[12]靳新，倪有強，周強強.基于項目驅(qū)動教學(xué)模式的“Java Web程序設(shè)計”課程的探索與實踐[J].民營科技，2014（7）：287.

[13]黃璐，章蘇靜.基于整合情境的游戲化虛擬實驗的設(shè)計研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2013（11）：109-114.

[14]李欣杰，楊筱雯，馬之力.游戲的力量：視頻游戲教學(xué)法用于面向?qū)ο缶幊探虒W(xué)[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2013（22）：182，184.

[15]王婧.游戲案例在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2016（2）：124-126.

（編輯：王天鵬）