课堂游戏在小班教学中的实施

　　摘 要：在大学计算机基础课程小班教学中引入了课堂游戏来讲授抽象知识。文章介绍了课堂游戏的实践及对该方法的思考，在帮助学生理解抽象知识、掌握计算机科学基本原理、培养创新思维和自主学习习惯等方面取得了较好的效果。
　　关键词：小班教学；课堂游戏；大学计算机基础
　　
　　“大学计算机基础”课程是我校为新生开设的一门公共课，授课对象以非计算机专业学生为主。通常，新生的计算机水平参差不齐，并且，即便是那些已能熟练使用Windows操作系统、浏览器和Office应用软件的学生，也不具备计算机系统的工作原理知识，如程序如何执行、操作系统如何管理计算机资源、互联网如何工作等。虽然计算机专业的学生在后续课程中会深入学习，但是，对非计算机专业学生，这将是为后续程序设计等计算机公共课程打实基础的一门课。在多年大学计算机基础课程的教学过程中，我们发现上述原理性的知识非常抽象，很多是看不见摸不着的。有些知识点虽然能通过动画、实物让学生有感性认识，但是不会有切身体会。最后的结果是通过死记硬背记住了知识点，但是不会灵活应用，并且很容易遗忘。2010年秋，我们从新生中选拔出来一些学生组成实验班，开展了小班教学，尝试引入课堂游戏来讲授计算机基础中较为抽象的知识点。
　　下面就在小班教学中引入课堂游戏的思考、实施和效果、体会和改进措施进行介绍。
　　1 课堂游戏的现状和思考
　　目前，课堂游戏在中小学的教学中应用非常广泛。而在大学教育中，强调的是自主学习和抽象思维能力，大学新生需要一个学习习惯的转变过程。对大学计算机基础这门课来说，虽然在某些中学，专门有信息技术的课，但是基本上是应用技术的讲授，对信息技术的基础性和原理性的技术涉猎很少。因
　　
　　此，国内中学和大学在信息技术的教育方面，存在一个断层。对大学新生来说，刚入学就碰到很多没有实际体会和认识的抽象计算机专业知识，往往很难适应。
　　近年来，国外在填补这种断层方面开展了很多教学研究，宗旨是在中学阶段，通过各种形象生动、学生参与性强的教学活动，结合学生的生活经验，向学生传授信息技术的基础性知识，如二进制、程序设计、计算机工作原理等。例如，Computer Science Unplugged[1]开发了一系列课堂活动，强调脱离计算机介绍计算机科学知识，这些活动已被几十个国家中学信息技术教学采用。英国玛丽皇后大学的CS4FUN活动[2]，组织了各种能反映计算机科学知识的生活现象、谜题、魔术等有趣的活动，通过这些活动将其隐含的计算机知识表达出来。格拉斯哥大学的“Computing Science Inside”[3]，通过各种中学生能理解的活动来理解计算机科学内部的知识。美国的CS4HS计划[4]，由各大学主导实施，探讨研究如何为中学生讲授抽象的计算机专业知识，目前也开发了各种非常规程序设计工具、课堂游戏和活动，取得了不错的效果。目前国内在这方面的研究和探索还非常少。
　　课堂游戏的指导思想是寓教于乐，利用类比和亲身体验进行抽象专业知识的讲授。在老师的引导和训练下，课堂游戏能培养学生自主学习的能力，帮助其转变学习习惯，逐渐适应大学学习。实施课堂游戏使学生深入思考各种日常现象，并将已知知识与新学知识关联类比，进而更好地理解抽象知识，对培养学生创新思维有很大帮助。实施课堂游戏，还可优
　　
　　作者简介：李暾，男，副教授，研究方向为软件理论、SoC设计验证、大规模集成电路可靠性分析等。
　　
　　化师生关系，使课堂成为一个真诚友好的学习环境。
　　2 课堂游戏的引入
　　基于上述认识，我们首先在小班(30人)教学中引入了课堂游戏，具体做法如下。
　　1) 了解学生，把握学生的现状和需求。
　　在开课之前，对学生进行了问卷调查，了解到学生的现状，即都在一定程度上接触过计算机，使用过某些软件，但是对计算机的工作原理基本不清楚，都希望通过大学计算机基础课程学习了解和掌握计算机工作原理和一些基础性的信息技术知识。
　　在第一节课，我们组织了一个很简单的课堂游戏——编解码。游戏中，通过某种特殊编码，将26个英文字母对应到不同的码字。利用这种编码每个学生给同桌写了一段话，并由同桌进行解码。通过该活动，让学生理解了信息转换技术。
　　经过调查统计，学生一致认为这种活动很有趣，并对所涉及的技术原理、作用有切身体会，希望在后续授课时能多开展。这个调查结果坚定了我们实施课堂游戏的决心，并结合大纲开始制定游戏方案。
　　2) 结合大纲设计方案。
　　我们对大纲中学生难于理解的知识点进行了分析和筛选，找出课程的重点、难点，为其设计了相应的课堂游戏。在课堂游戏的设计上，我们参考了Computer Science Unplugged、CS4FUN和Computer Science Inside等设计的课堂活动，并结合学生实际情况对活动进行了改造。对一些特别简单的活动，提高了难度和所涵盖的知识广度。对一些欧美文化背景的游戏，以相似的中国文化背景游戏进行替代。我们一共设计了二进制、编解码、计算机硬件工作原理、圆牌传递、文章压缩、折纸游戏、Internet路由及工作原理、算法设计、扑克牌魔术等十几个课堂游戏，涵盖了计算机系统、网络、多媒体、数字化信息、计算思维等基础性知识点。
　　3) 精心实施，引导思考。
　　我们根据游戏的特点，结合需讲授的计算机理论知识，采用多种方式实施课堂游戏。
　　有些游戏在讲授理论知识后开展，使学生对所学理论原理有实际体会。例如，在讲授完计算机硬件系统的组成和工作原理后，安排了一个角色扮演游戏，让学生分别扮演CPU、主存、总线、外设等计算机部件，然后执行给定的机器码程序。在游戏过程中，要求学生忠实地表现各部件的工作原理，体会工作过程中涉及的各种协议、接口和内部机制。
　　有些游戏在讲授理论知识之前进行，通过游戏引导学生思考其工作原理、涉及的操作，归纳出理论上的结果；再与所讲授的理论知识比较。这样既加深了学生对这些知识点的理解，又锻炼了学生归纳总结、发现创新的能力。例如，在介绍多媒体技术的信息数字化之前，我们安排了一个游戏，在游戏中，每个学生有一张长纸条，在纸条上任意位置打上一个点，再将纸条对折，如果所打的点在折痕左边，则记为0，否则记为1。重复这个过程，不断记0或1，直到折痕与所打的点重合，最后得到一个二进制串，该二进制数就是点到纸条左边的距离。此后，将该二进制数与同桌交换，按照上述过程的逆过程，还原出同桌所打的点在纸条上的位置。完成游戏后，引导学生思考模拟信息如何变成了数字信息，转换的精确性如何保证。学生得出结论后，再介绍信息数字化的原理和相应的公式和理论。
　　此外，我们也不断引导学生联系日常生活例子，设计新的课堂游戏来表达抽象知识。在这些引导活动中，首先要求学生对原理有一定的理解，才能联系日常生活中的例子来进行表达。据课后调查，这些活动对学生深入理解计算机基础知识很有帮助。
　　3 课堂游戏的体会和改进措施
　　在小班教学中引入课堂游戏，这种方式使得学生对所学知识有很深入的认识和体会，将很多看不见摸不着的知识变成了能切身体会的行为。在课程结束后的调查中，大部分学生认为这种教学方式生动有趣，每堂课都有惊喜，对课程学习充满了期待；不仅扩展了视野，换了一个角度看待学习，对培养自学能力和创新性思维很有帮助；而且在计算机基础理论知识和应用能力方面，构建了较为坚实的基础，为后续课程学习打下了良好基础。
　　
　　我们也体会到课堂游戏这种教学活动的优点：
　　1) 有利地发挥学生的主体地位，调动学生的学习积极性。
　　2) 真正做到了“教学相长”。在课堂游戏过程中，学生突发的奇想也经常给授课老师带来新思路。
　　3) 突出了个性化教育。在游戏过程中由学生挑选角色，能在游戏中发挥自己的专长。
　　
　　4) 对学生学习习惯的转变有很大帮助。从老师灌输慢慢养成自主学习的习惯。
　　当然，由于是第一次尝试在大学教育中引入课堂游戏，在实施过程中存在一些不足，应注重改进。首先，游戏的设计目前以借鉴国外活动为主，某些游戏难度偏低，游戏之间的关联性、科学性和系统性不够，还不是很适合于大学生开展活动；其次，课堂游戏与其他小班教学手段的结合不够；第三，课堂游戏的效果评价还缺少客观性的指标和手段。这些都是需要不断完善的地方。
　　
　　4 结语
　　在大学小班教学中引入课堂游戏，能够充分发挥学生的主体作用，对培养学生良好的学习习惯、创新性思维都有积极作用。在今后的教学实践中，我们将不断完善这种教学方式，并探索如何将这种方式扩大到其他班、其他课程上，这必将在全面提高“大学计算机基础”课程教学质量、加快学生信息素质教育中发挥重要作用。
　　
　　参考文献：
　　[1] Computer Science Unplugged[EB/OL]. [2011-03-17]. http://csunplugged.org/activities.
　　[2] Computer Science for Fun[EB/OL]. [2011-03-17]. http://www.cs4fn.org/magazine/magazine.html.
　　[3] Computer Science Inside[EB/OL]. [2011-03-17]. http://csi.dcs.gla.ac.uk/students.php.
　　[4] Computer Science for High School[EB/OL]. [2011-03-17]. http://www.cs4hs.com/participating-schools.html.
　　Implementation of Classroom Games in Small Classes Teaching
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