Python程序設計課程游戲化教學模式設計

曹錢宇

摘要：數字時代的發展讓學生接觸到更多的學習資源與信息，間接沖擊了傳統課堂。傳統授課模式造成的學生興趣缺失使得課堂氛圍沉重，形成“課堂冷漠”現象，使得部分高校課程改革勢在必行。游戲化教學作為一種全新的教學形式，通過在課堂內容中加入游戲化元素、設計游戲情境，達到激發學生學習動力的效果。文章對高職Python程序設計課程進行游戲化教學模式設計，引入線上輔助平臺，與線下課程設計結合，完成該課程的游戲化改革。

關鍵詞：課堂冷漠;游戲化教學;Python程序設計

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）08-0126-02

1 背景

大學課堂是大學教育的主要陣地，是學生進行校園活動、與老師進行互動的基本場所。大學課堂在承擔文化傳播的同時，還肩負著傳承人文道德、政治思想的責任，即，課堂中的教學效果直接影響到高等教育的成敗。然而，如今部分高校課堂，教學氛圍冷淡，教師與學生缺乏實質性的交流，形成“課堂冷漠”現象[1]。

“課堂冷漠”現象起因可以簡單分為兩部分——“興趣缺失”與“興趣轉移”。

“興趣缺失”與學生自我的學習興趣、課堂的教學內容、老師的教學方法與教學手段等有著極大的關系。有研究對近800位大學生進行調查[2]，在407位本科生與350位專科生中，38.86%專科生與45.45%本科生表明對所學課程缺乏興趣。除此之外，高校課程與高中課程相比，更加具有專業性，部分學生在填報高考志愿時并沒有對所選專業做過多了解，因此對自身所在專業缺乏足夠認知，或者被調劑至其他不感興趣的專業，缺乏對該專業課程的學習興趣與熱情。

“興趣轉移”主要是因為智能設備對傳統課堂的影響。同一研究顯示有近80%的學生認為“老師講課不夠精彩，不吸引人”。當今的學生生長在信息時代，能夠較為頻繁地通過智能設備從互聯網上獲取大量的信息，且學生興趣愛好寬泛且多變，傳統的教學方法難以吸引學生注意力。學生認為教師授課方式單一，內容枯燥，課堂氣氛沉悶，因此形成“課堂低頭族”現象。另一方面，“課堂低頭族”同樣影響教師授課熱情，從而形成惡性循環，形成“課堂冷漠”。

其次，如今大學生所能接觸到的學習資源已經超過在傳統課堂教學與借閱式圖書館中所接觸到的資源。隨著數字信息時代的發展，利用互聯網與各種智能設備進行移動式學習與交互式學習的方式廣受關注，傳統學習中的時間限制與空間限制被打破，同時教育者與受教育者間的界限也在逐漸模糊。高校教育應緊跟互聯網教育發展大潮，引入多元化的學習資源與技術工具，逐步進行教學改革，營造良好的課堂學習氛圍，打造全新的教學生態。

2 游戲化教學

2.1 游戲化教學概念與意義

游戲化，即將游戲或者游戲中的各類元素、游戲設計形式或游戲理念應用至非游戲的情境中，通過游戲化任務增加任務的趣味性。基于這一理念，游戲化教學將游戲與教學結合，通過游戲化的教學模式提高學習者的學習積極性。

游戲化教學將游戲化元素應用于教學情境。在課程中使用包括游戲視覺呈現、游戲獎勵機制、游戲排行榜等游戲化元素，激發學生的內在驅動力，提高完成任務的效果與收益。除此之外，游戲化所構建的安全試錯環境使得學習者能夠在不斷的嘗試中提升認知技能。

2.2 游戲化教學研究現狀

游戲化教學目前主要有兩種應用形式[3]：一是選擇符合課程設計與課程內容的游戲應用于教學活動，即將游戲加入課堂中，利用游戲吸引學生，激發學生學習興趣與動力，對教學起到輔助作用;二是將教學活動設計成游戲，即依照游戲的理念，對課堂內容及課堂活動進行游戲化設計，將課堂以游戲的形式呈現。

近年來，游戲化教學受到國內外教育人士的廣泛關注，并且對游戲化教學效果進行大量的試驗與研究。游戲化學習已經應用于包括電腦科學、信息技術、數學、生物學、心理學、化學等多個學科課程，并且教學層次覆蓋學前教育[4]、中小學以及高校教育。相比較其他年齡層次的教育，高校教育面向心智快速成熟的大學生，對游戲化教學的要求更高。在已有的研究中，有部分教育者已經嘗試過利用游戲輔助教學活動[5]，或對課程進行游戲化的整體設計[6]，融入游戲化元素，進行教學改革。

游戲化教學本身較為復雜，受較多因素影響，學界對其開展的理論研究較為薄弱，而小樣本數據難以得到普適性結論[3]。國內外對游戲化開展了眾多實證研究，通過組合不同環境與不同游戲化元素，探究游戲化教學的實際效果。Li等[7]使用AutoCAD推出的游戲化系統作為教學軟件，其研究表明使用游戲化系統的用戶主觀參與度更高，完成測試的效率更高。另一部分研究人員在課程中加入徽章與排行榜兩個游戲化元素[8]，探究徽章與排行榜對學習者學習動機、任務參與度、主觀滿意度、知識能力和學習成績的影響。此研究顯示與Li等相反的結果，游戲化教學帶來了負面影響，參與游戲化課程學習者的動機、滿足感與非游戲化課程學習者相比較都較低。

游戲化教學對中小學以及學前教育階段有著較為明顯的優勢[3]，大學游戲化教學因涉及專業與課程本身復雜性，教學效果尚不確定。因此，本文基于游戲化教學理念，對Python程序設計編程課程進行游戲化元素的添加，綜合線上與線下等不同層次進行教改創新，探索Python程序設計課程游戲化教學模式設計方案。

3 Python程序設計課程游戲化教學模式方案設計

3.1 游戲化元素應用思路

Python程序設計課程為計算機專業的基礎課程，面向大一新生開設，理論與實踐性較強，主要以講授法與任務驅動法為主要授課方法，通過“多看、多問、多練”提高學生的編程水平。高職院校學生大多基礎薄弱，學生的學習方式更多偏向于“視覺型”與“實操型”，編程課程作為基礎課程，內容較為枯燥，課堂中學生得到的反饋較弱，易造成學生的興趣缺失。本次教改對該基礎課程進行游戲化教學模式設計，在課程中引入線上游戲平臺作為學生鞏固、練習以及考核的學習平臺。對線下教學環節，即課中任務進行整體設計，將本門最終期末考核作業按照知識點分解，根據分解知識點設計游戲化任務，同時添加多種游戲化元素，如“團隊”“競爭”及“排行榜”等，且在課后利用學習平臺，上傳Python編程相關的趣味程序，用于學生自主學習。

3.2 線上游戲化教學方案設計

網絡上編程相關的游戲數量較多，本次教改選擇了一款線上平臺“扣噠世界”作為學習輔助平臺。此平臺團隊成員來自全世界頂級名校，是創建于首都中關村的科創教育項目。“扣噠世界”是一款真實代碼編程和個性化學習的場景化功能教學產品，該產品在游戲中加入編程語言控制系統，用戶需要通過代碼編寫進行游戲人物控制。與此同時，該產品含有金幣、闖關、排行榜、徽章等游戲元素，內容較為豐富，趣味性較高，視覺效果佳。

“扣噠世界”平臺中根據Python編程的難易度分成“計算機科學1”至“計算機科學6”六個模塊，對應知識內容與實際教學內容相符。平臺在每個模塊中，設置多個關卡，幫助學生進行練習鞏固。學生完成對應知識點任務后，可通過“游戲開發”模塊進行進階練習。本次教改將“計算機科學”模塊融入線上方案設計，教師在講解對應知識點后進行任務發布，學生通過“闖關”完成相應關卡，鞏固知識點。“游戲開發”模塊作為課后任務發布，學生可通過完成課后練習掌握進階知識（表1）。

每個計算機科學模塊在最后一關設置有“競技場”開放關卡。用戶可以通過“競技場”關卡與同一班級用戶進行代碼競賽，比較代碼優劣，獲取分數排行。利用此機制，設計“以賽代考”考核模式，將競技場的分數與排名作為終結性考核，促進學生良性競爭。

3.3 線下游戲化教學方案設計

本次教改對應Python程序設計課程每個教學單元，設定游戲化的教學內容（表2）。根據本門課程最終大作業要求，將知識點分布到相對應的教學單元中，每個大的教學單元對應一個明確目標，運用多種游戲化元素提高學生的學習積極性，使得教學過程更生動。

4 結束語

本次教改對Python程序設計課程進行游戲化教學模式設計，在課程中添加游戲化元素，對該課程進行游戲化教學改革。 基于游戲化理念，本次教改利用游戲平臺作為輔助教學工具，并將整體線下課程進行游戲化設計，取得了較為顯著的成果。首先，該課程在課堂教學過程中學生提問次數有了極大的提升，對于含有“闖關”“競爭”與“排行榜”等游戲元素的輔助平臺有著明顯的興趣。其次，在進行團隊任務與程序設計時，小組間的交流與討論更為頻繁，合作解決問題的意識更強。在個人任務中，提問的次數也得到了提升。最后，在“大作業考核”與“以賽代考”的考核模式中，學生顯得更積極主動，競爭氛圍濃厚。本次教改在較大程度上解決了“學生不提問”“教師受冷漠”的“課堂冷漠”現象，并充分發揮了游戲化教學的優勢，激發學生學習內在驅動力，形成良好的學習氛圍。

游戲化教學仍然處于探索與試驗階段，暫無普適性方案適用于所有課程。因此需要針對某一具體課程進行整體設計，針對課程特點以及學生特點有選擇性地添加游戲化元素，并在此基礎上不斷提升、改進。

參考文獻：

[1] 趙金波.高校“課堂冷漠”困境透視及對策分析[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2021（4）：10-11.

[2] 孫英杰，朱倩，張巖，等.大學課堂“低頭族”現象調查及對策研究[J].職業技術，2020，19（9）：78-83.

[3] 胡曉玲，趙凌霞，李丹，等.游戲化教學有效性的系統評價與元分析[J].開放教育研究，2021，27（2）：69-79.

[4] 張芳.在幼兒園科學活動中開展游戲化教學的策略研究[J].天天愛科學（教育前沿），2021（10）：23-24.

[5] 李倩舒.高職課程游戲化教學方案設計與運用——以《國際市場營銷》為例[J].山東廣播電視大學學報，2021（2）：35-38.

[6] 楊爽.游戲化教學在高校市場營銷類課程中的創新應用[J].科教文匯（上旬刊），2021（10）：107-109.

[7] Li W，Grossman T，Fitzmaurice G.GamiCAD：A gamifiedtutorial system for first time AutoCAD users[C]//Proceedings of the 25th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology.Massachusetts：ACM，2012：103-112.

[8] 黃健.游戲化教學設計在高校課程中的實踐研究[J].計算機時代，2021（11）：91-93，96.

【通聯編輯：謝媛媛】