基于CodeCombat平臺的Python語言游戲化學(xué)習(xí)探索

董金釗 董新飛

摘要：編程語言的學(xué)習(xí)枯燥乏味，語法、邏輯、算法等讓初學(xué)者望而卻步。本文作者嘗試將游戲化學(xué)習(xí)理念運用到編程學(xué)習(xí)中，采用網(wǎng)絡(luò)游戲的方式，對學(xué)習(xí)Python語言編程進行了實驗，并對實驗過程、實驗結(jié)果進行了總結(jié)，認為游戲化學(xué)習(xí)可以激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：CodeCombat；游戲化學(xué)習(xí)；Python語言；編程

中圖分類號：G434 文獻標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2018）18-0042-03

● 研究背景

升入高中后，因為參加了學(xué)校組織的Python編程特長學(xué)習(xí)小組，繁重的學(xué)習(xí)任務(wù)擠占了不多的課余時間，面對學(xué)習(xí)壓力，筆者不禁要問，怎么才能既學(xué)習(xí)特長，又愉快玩耍呢？在圖書館查找資料時，筆者發(fā)現(xiàn)了《游戲化學(xué)習(xí)》和《游戲改變世界》兩本書，經(jīng)過細致研讀，知道了游戲?qū)W(xué)習(xí)者的幾個作用：①可以提高游戲者的學(xué)習(xí)興趣；②循序漸進的游戲進程有利于促進知識的掌握；③能夠鍛煉和協(xié)調(diào)手眼互動等基本能力；④有助于培養(yǎng)游戲者解決問題的能力；⑤培養(yǎng)合作能力；⑥為游戲者體驗學(xué)習(xí)提供可能。既然游戲具有一定的教育意義，而學(xué)習(xí)也并非天然姓“苦”，那么若能夠?qū)⑼婢W(wǎng)絡(luò)游戲和學(xué)習(xí)結(jié)合起來，將游戲以一種特定的形式設(shè)計成有效的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)習(xí)者在快樂中學(xué)習(xí)，會不會有意想不到的效果呢？

● 理論準(zhǔn)備

2014年度的《地平線報告》中就強調(diào)了“游戲與游戲化”，報告指出，“未來兩到三年，3D打印技術(shù)、游戲與游戲化、沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境和可穿戴技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用”。游戲化學(xué)習(xí)（Learn through play），又稱為學(xué)習(xí)游戲化，指的是采用游戲化的方式進行學(xué)習(xí)，它是流行的教育發(fā)展方向，已成為“互聯(lián)網(wǎng)+”浪潮中學(xué)習(xí)的風(fēng)向標(biāo)。

筆者在網(wǎng)上搜索相關(guān)資料時，發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)與國外都有學(xué)習(xí)網(wǎng)站做得非常人性化，學(xué)習(xí)者可以在游戲中“寓教于樂”。編程學(xué)習(xí)游戲化的網(wǎng)站有Codecademy、Codeschool、Treehouse、CodinGame、CodeCombat等，涉及的編程語言有HTML/CSS、Python、PHP、Ruby、APIs、Javascript、jQuery等多種。

● 探索過程

1.平臺選擇

筆者所在的特長小組學(xué)習(xí)的編程語言主要為Python，比較各網(wǎng)站的特點后選擇在CodeCombat上學(xué)習(xí)編程（針對級別為初學(xué)者到中級水平的開發(fā)者），其特點是使用游戲化編程模式，通過目標(biāo)引導(dǎo)，做到實時反饋。

2.實驗分組

為驗證游戲化學(xué)習(xí)的可行性和實驗效果，筆者所在的特長小組共30名同學(xué)每15人一組分成了教師輔導(dǎo)組和游戲?qū)嶒灲M。兩個小組采用同樣的學(xué)習(xí)進度，教師輔導(dǎo)組實行教師講課、組員自主編程練習(xí)的方式，游戲?qū)嶒灲M采用組員自己游戲、教師指導(dǎo)的方式。兩個小組在實驗一段時間后進行編程競賽，以比較兩種學(xué)習(xí)方法的優(yōu)缺點。

作為游戲化學(xué)習(xí)的倡議者，筆者擔(dān)任了游戲?qū)嶒灲M的組長，負責(zé)統(tǒng)籌學(xué)習(xí)過程和匯總實驗數(shù)據(jù)，并在實驗出現(xiàn)不良前兆時向教師匯報并中止游戲?qū)嶒灐＝?jīng)過小組討論并結(jié)合游戲?qū)W習(xí)的基本步驟，筆者制訂了學(xué)習(xí)（游戲）計劃，將15人分成3個小組，要求組內(nèi)成員全力合作，相互監(jiān)督，同時在小組間引入了競爭機制。

3.實驗過程

首先，游戲?qū)嶒灲M的同學(xué)都在CodeCombat上注冊了賬號，并對網(wǎng)站進行了初步的了解。CodeCombat支持JavaScript、CoffeeScript、Lua、Python和Clojure5種編程語言，每個級別包含不同的任務(wù)，如搜集寶石、打敗怪獸以及找出通往下一關(guān)的道路。一部分關(guān)卡免費，訂閱會員可以玩所有關(guān)卡。對于入門級的學(xué)生來說，免費的關(guān)卡已經(jīng)足夠了。

（1）旗開得勝

游戲?qū)嶒灲M的同學(xué)在了解了游戲機制、熟悉了頁面中各功能的作用后，打開第一個關(guān)卡，選擇道具、英雄、編程語言后就可以在向?qū)У闹敢峦瓿沙醪降挠螒虿僮鳌?/p>

游戲窗口左邊是動畫區(qū)，右邊是代碼區(qū)。CodeCombat要求玩家使用代碼來操控游戲人物，在代碼區(qū)輸入代碼后，單擊“運行”按鈕，游戲人物即可按代碼運行結(jié)果來運動。如果有代碼錯誤，會實時以紅色字體提示，同時運行中有問題也實時提示。如果代碼和邏輯沒問題，則可點擊“完成”按鈕進入下一關(guān)，學(xué)習(xí)新的內(nèi)容。在游戲中，每一位學(xué)習(xí)者都可以從“實戰(zhàn)”中不斷學(xué)習(xí)編程語言的語法、邏輯等知識……在實驗進行三周，學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)知識，對函數(shù)結(jié)構(gòu)有初步的認識后，在基本語法的競賽中，游戲?qū)嶒灲M的成績明顯高于教師輔導(dǎo)組的成績（如表1）。

（2）潰不成軍

在學(xué)習(xí)判斷、循環(huán)語句時，由于需要有更多的創(chuàng)造性，通過語法、接口編寫出復(fù)雜的函數(shù)才能過關(guān)，又由于游戲?qū)嶒灲M的同學(xué)缺乏教師的指導(dǎo)，缺乏完善編程的思維，游戲?qū)嶒灲M同學(xué)的成績不如教師輔導(dǎo)組（如表2）。

總結(jié)成績低的原因，主要是對理論知識掌握不足，在解決實際問題過程中缺乏教師的及時指導(dǎo)，算法選擇不當(dāng)，語法錯誤百出。由此得出結(jié)論，光靠激情，沒有教師的及時點撥，沒有最優(yōu)的算法做基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)編程語言會走很大的彎路。

（3）重整旗鼓

為了提高游戲效率，筆者與游戲?qū)嶒灲M的同學(xué)們又重新學(xué)習(xí)了游戲?qū)W習(xí)的相關(guān)知識，決定在線上編程學(xué)習(xí)的同時，引入線下游戲的模式，做到線上、線下同步進行，同步反饋、同步跟進。

線上就是遵循CodeCombat平臺的游戲規(guī)則，在游戲過程中學(xué)習(xí)和強化編程知識，精進編程能力。在游戲?qū)W習(xí)的同時，加大了“復(fù)盤”力度，即在每個游戲結(jié)束后，休息15分鐘，其間進行小組經(jīng)驗分享，對游戲過程中采用的策略進行復(fù)盤，分析最高分團隊和最低分團隊各自所采用的策略，在討論中找出最優(yōu)算法，并就典型問題向教師請教，加入網(wǎng)上各種討論組，充分利用百度帖吧、論壇、QQ群等向高手學(xué)習(xí)。

線下游戲是指參加游戲?qū)W習(xí)的同學(xué)每3人一個互助小組，在公開、公正、自愿，可執(zhí)行性高的前提下，建立了引入競爭機制的游戲?qū)W習(xí)制度：①籌集游戲基金。經(jīng)過充分討論，游戲成員從自己的零用錢中取出相同的數(shù)目（每人100元），匯集成游戲基金，供游戲中進行獎勵激勵。②把學(xué)習(xí)大目標(biāo)分解為小關(guān)卡。把一個周期的學(xué)習(xí)目標(biāo)（一個知識系列）分割為多個兩天可以完成的小目標(biāo)（小關(guān)卡），關(guān)卡完成后有實時積分獎勵。③周期測試大BOSS。一個學(xué)習(xí)周期進行一次終極大比拼（相當(dāng)于學(xué)科學(xué)習(xí)中的單元測試），請專業(yè)教師當(dāng)裁判，對完成情況進行評價。④獎勵機制。小關(guān)卡積分和大BOSS獎勵積分按40%和60%的比例進行綜合，評選出優(yōu)勝團隊進行現(xiàn)金獎勵，獎勵基金可以自主支配。

經(jīng)過不斷的學(xué)習(xí)和總結(jié)，游戲?qū)W習(xí)組同學(xué)的編程能力突飛猛進，從第三次競賽的結(jié)果可以看出（如表3），已將教師輔導(dǎo)組的同學(xué)遠遠地甩在身后。

（4）捷報頻傳

兩個月后，在教師的幫助下，筆者與游戲?qū)嶒灲M的同學(xué)總結(jié)了游戲化學(xué)習(xí)的經(jīng)驗，現(xiàn)在，已在全校相關(guān)學(xué)科進行了實驗推廣，并取得了小范圍的成功。

● 學(xué)習(xí)心得

通過對基于CodeCombat平臺的游戲化學(xué)習(xí)編程實驗的探索，筆者總結(jié)出了游戲化學(xué)習(xí)的基本公式：游戲化學(xué)習(xí)=學(xué)習(xí)項目（游戲）+故事背景（規(guī)則設(shè)定）+反饋機制（積分系統(tǒng)和升級機制）+成就感（獎勵設(shè)定）。在這個游戲化學(xué)習(xí)公式中，激勵人的因素有以下幾個。

1.及時反饋

每完成一個任務(wù)（編程任務(wù)），游戲者都能得到及時的反饋，能快速和清晰地了解自己的游戲行為所產(chǎn)生的收益，并在領(lǐng)取到收益時獲得了極大的心理滿足感。

2.成就感

對于游戲中的每一個任務(wù)或挑戰(zhàn)，游戲者都可以無數(shù)次試錯，通過不斷修正、查閱攻略，或者交流，總能最終成功。游戲過程中只記錄成功，不記錄失敗，這樣游戲者展示給別人的總是自己成功的一面，從而能體會出自己的價值。

3.豐厚獎勵

游戲中每完成一個關(guān)卡，游戲者都能解鎖新的技能或者功能；完成一個任務(wù)，能獲得罕見材料或者武器、英雄，讓游戲者屬性大增，最不濟還能完成任務(wù)，獲取經(jīng)驗和金幣。獲取這些金幣、積分后，英雄游戲者可以按自已的意愿進行處置。

4.多系統(tǒng)、多目標(biāo)和多任務(wù)

游戲中富含各種系統(tǒng)，每個系統(tǒng)又包含不同的任務(wù)和成就，這些設(shè)定讓游戲者在游戲中擁有大量的大目標(biāo)和小目標(biāo)，每當(dāng)完成一個目標(biāo)后游戲者就會獲得豐厚的獎勵。

● 結(jié)語

將網(wǎng)絡(luò)游戲融入學(xué)習(xí)，可以較好地激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，使原本動機水平較低的學(xué)習(xí)者能夠自主學(xué)習(xí)程序設(shè)計技能，獲取任務(wù)激勵，獲得成就感，從而培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)。游戲化學(xué)習(xí)在未來必將不斷擴大應(yīng)用范圍，VR虛擬現(xiàn)實游戲的誕生也會為游戲化學(xué)習(xí)帶來新的體驗。

參考文獻：

[1]百度百科[EB/OL].https：//baike.baidu.com/.

[2]極客戰(zhàn)紀[EB/OL].https：//e.codecombat.163.com/premium.htm#/premium.

[3]簡·麥戈尼格爾.游戲改變世界[M].閭佳，譯.杭州：浙江人民出版社，2012，9.

[4]莊紹勇.游戲化學(xué)習(xí)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2015，10.

[5]王世穎.人本游戲——游戲讓世界更美好[M].北京：電子工業(yè)出版社，2014，2.