教育游戏融入软件工程专业人才培养模式的探索

2012-04-29杨丰金英

黑龙江教育·高校研究与评估 2012年7期

杨丰金英

摘要：大学教育成为面向学生和社会的教育，将理论融入实践、具有生动形象的教学模式，使学生不断探求的学习模式成为教育的必然途径。本文着重对教育游戏融入软件工程专业教学模式进行研究，提出教育游戏在教学中采取探索和启发结合的模式，分析这种模式的理论基础、特点和实践流程，并给出GameAI课程的教学应用案例，阐述该课程的实施过程，更好地促进大学生自主学习，为创新、创业教育提供一种全新的人才培养模式。

关键词：软件工程；GameAI课程；教育游戏；人才培养模式

中图分类号：G640文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2012）07-0078-03

一、引言

随着网络的普及和计算机技术的不断提升，游戏成为生活中不可缺少的一部分，如果我们能够充分利用网络和游戏的优势，广泛开展将游戏娱乐孕育在教育和教学当中，既达到教育培养人才的目的，又能够使学生重新回到自主学习的氛围中来，教育游戏对高等教育课程建设会起到一定的促进作用[1]。目前，中国正在经历中西方文化教育的矛盾之中，中国的传统教育既有有利的一面，也有明显的不利一面。遵循传统的教育策略、教学手段，能够使学生从小很快地习惯于读书、实践、运用的轨道上来，听从教师的教诲，不断从教师身上获取对书本知识的理解，使学生能够循规蹈矩地打好基础，但同时也使学生不能够积极、主动思考，不能多向思维、不勇敢冒险、害怕失败。特别是我们的高等教育面临的巨大挑战。中小学教学模式给予学生一定的基础知识和固定的学习模式，鼓励他们遵循模式可以获得应得、考核良好的结果。但是到了高等教育阶段，他们无法适应社会对他们的要求，要求他们具备各种能力，具备丰富的知识，具备灵活的头脑，具备很强的动手能力，不再是自己学到的为高考准备的那些知识。那么，高等教育到底应该给学生提供什么样的教育呢？到底是适应学生的中学学习习惯，还是按照社会的需求培养学生独立自主的学习习惯，我们高等教育面临着抉择。按照社会需求培养学生，学生无法用从小养成的学习习惯去适应大学的自主学习，学生认为能力是教师培养出来的，学生无从适应是读好书本就行，还是需要自己不断要适应社会需求培养自身的能力。高等教育既要改造学生的学习习惯，又要让学生面对社会的需求。因此，面对这样的学生，高等教育采取很多措施，如创业教育、职业培训、实习实训、教学内容和手段变革、分级培养等多种模式。作为教师的责任是推动课本的理论内容与实践需要相结合，积极配合创新、创业教育，为学生今后的人生之路打好基础。所以，将游戏融入高等教育的课程中来，不再拘泥于理论教学，利用课程内容融合游戏开展创新教育的一种方式，在创业团队中开展各种课程内容的竞赛，有利于创业教育与课程的有机结合，增进学生自主学习的动力[2]。

大学的创业教育是一个桥梁，它搭建起知识学习和实践、运用的平台，实现中学教育、大学教育到社会需求的过渡，有助于学生在平台之上寻找自己的实践课程，演练自己、完善自身能力的培养。作为学校、教师要使平台基础更牢固、更丰富，更能够让学生发掘自己的潜在能力、演练自己的能力、施展自己的能力，这样才不会使学生从大学之初的迷惘陷入到毕业之前的恐慌。高等教育搭建的授课平台，让学生兴趣盎然地汲取知识、不断探求更深层次的内涵、引申到更丰富的实际应用中。所以，在教学过程中引入教育游戏的理念，有助于打破大学教育的纯理论化，激发学生的兴趣和丰富的想象力，培养他们具有不断探求、不断创新的精神，这是大学教育的根本[3]。

二、产业结构变革与人才培养途径的改革

我国正处于产业结构的变革时期，既要发展生产、提高人民的生活水平，又要保护环境，维护生态平衡，让国家持续发展。过去我们是以农业为主的国家，自给自足的生产模式，现在以国际贸易为主，成为生产大国，以消耗资源为代价，扩大就业渠道，提高生活水平。面临新的转型，保护资源、扩大生产并举，造成社会需要多方面人才，企业不再从事单一生产，既需要有专业知识的人才，也需要具备其他知识的员工。因此，对学生来说，专业界限模糊、就业广泛，不再是对口专业、对口工作的模式，不论学习的专业知识是什么，都可以归结到能力的培养。学生清楚地知道有能力，社会就需要你，就可以给自己一个安身立命之本。

社会产业的变革决定高等教育人才培养模式的变革，以前的学生可以不关心就业，社会给他们分配工作；但现在的学生必须完成从中学只为高考学习到大学的职业抉择学习的过渡。社会需要能够承担工作、提高业绩、独当一面、能管理自己和他人的员工，但我们的学生只会学习书本。正是这两个方向的驱动力，学生要能够面向社会的教育，社会需要能够为社会服务的人才，成就高等教育的变革。大学教师不能够再捧着一本书、讲着一门课、讲给学生知识、学生学习领会的局面，大学的管理者也不能捧着一成不变的教育方针管理学校，学生也绝不会仅仅跟着教师、书本学习。那么高等教育走向何方呢？很多年以前，有人提出学生是上帝、面向学生的教学考核，还有人提出面向社会，社会需要什么样的人才，我们就教育出相应的人才，大学成为生产企业，生产的是学生。现在看来这些看法都有其片面性，学生是人，是一个有思维能力的人，不能是产品，也不是上帝，教师是学生成长的真正基石，打的不仅仅是知识的基石，而是人生成长的能力基石。按照马斯洛的需求层次理论，大学教育要提供给学生每一层次需求的基石。因此，我们面临着巨大的变革，教育策略、教学内容、手段、目标、方式方法等都需要变革，多元化、多种手段并存是今后教育改革的必经之路。

人才培养模式有多元化的途径，从教育策略到教学方法、内容都可以寻求更好的模式适应学生、社会的需要。包括分级培养、实习实训、创业团队、课程内容、教学模式、考核模式等作多种形式的变革。其中在教学模式的探求中，将教育游戏融入课程，有效地开展游戏化教学[4]，使教学内容和游戏过程有效的结合，使学生在一

种更为积极的状态下进行学习，可以大大提高学习效率。

三、教育游戏与课程结合的教学模式

软件工程专业是目前迫切需要改革的专业，因为它建立在更贴近社会需求的基础之上，它的特点是计算机技术发展很快，知识不断更新，应用领域非常广泛，传统的方法和企业所需要的技能总是与所学知识存在冲突，软件开发所需要的技能是多种多样的，突显出人才的多样能力汇聚在软件开发中。因此，软件工程专业的教育知识结构必须随着计算机的发展而不断更新，在专业体系结构、课程分布、课程内容、授课手段等方面必须适应技术和社会的发展。在人才培养模式上更加适合于创业教育，适合于教育游戏与教学课程的结合，组织学生组成团队方式进行软件项目的开发和管理，有效地使学生不断从项目实施过程中主动学习和掌握软件开发所需要的技能[5]。因此，课程教学中引入教育游戏就是要将课程教学和教育游戏整合，通过教师科学设计或选择游戏方式融合在课程内容上，并将它与教学过程整合，使学生在活泼愉快、兴趣盎然的情绪中开展学习[6]。在这种教学模式中，对课程的教学设计融合启发式和探索式的教学模式，逐步引导学生自主探求更好的方法和更好的实现结果。

教育游戏和课程的结合使教学目标明确，对于学生可以学到什么知识，获得哪些技能，培养哪些能力等，课程游戏都有界定，重视学习动机的激发，内容的启发，能够诱发学生的内在动机，让其主动参与到学习中去[7]。因此，教育游戏应用于具体的学科教学中，要考虑到教学环境，如教学目标、教学内容、教学对象、教学设备等因素。在实际教学中，要根据具体情况采用不同的教学方式，力求选择集教育性和游戏性于一体的教育课程游戏。所以，可以将课堂教学的一些课程与创新教育的方式融合在一起，形成创新教育的游戏化教学。这种教学是一种以学生为中心的自主探索式学习。所以，教师根据课程特点，对课程内容设定，设计课程游戏开发和实施，激励学生不断完善课程游戏内容，探索更完善的解决方法。

四、游戏和课程结合的探索式教学模式案例分析

教师要充分了解各种应用模式的特点，熟练运用各种教学手段，使教育游戏更好地服务于教学。在软件工程专业课程中，人工智能课程是本科教学中一门理论性很强的课程。人工智能是在计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、哲学、语言学等多种学科相互渗透的基础上发展起来的一门综合性很强的交叉学科，是计算机科学的一个重要分支[8]。人工智能的本质是研究如何制造出智能机器或系统，模拟、延伸、拓展人类智能。人工智能课程以普通高校高年级计算机专业学生为讲授对象，在教学上一般以理论讲授为主，并辅以一些应用实例加以分析。课程本身虽然理论性强，内容较为抽象，但是人工智能方法应用非常广泛，因此，在教学过程中，如何解决课程本身枯燥难懂以及如何提高学生的学习兴趣，让学生更好地掌握这门课程，一直是授课教师研究的课题。

随着动漫产业的发展，游戏开发成为一种学生学习的动力。为促进学生学习的热情，开设游戏开发中的人工智能（GameAI）这门课程，目的在于将人工智能知识的学习融入到游戏开发中来，在开发游戏的过程中探求人工智能知识的学习。课程的设计由浅入深、由演示学习到比较、探求改进等循序渐进的阶段，结合合作与竞争的教学策略，以游戏中融合人工智能的基本算法的课程内容提供给学生，学生在执行游戏过程中寻求更好的解决途径，在完善游戏和相互比赛的同时体会人工智能思想和算法的优势，同时也促进学生寻求更好的智能优化算法，使自己的角色更加占有竞争优势，获得更好的成绩，以提高学生学习的积极性和主动性[9]。这门课程主要将人工智能中的基本路经搜索、知识表示、A*优化算法、贝叶斯概率、模糊控制、神经网络和遗传算法等融入到游戏平台上，学生能够在统一的游戏平台上相互竞赛。在这种角逐的过程中，学生能够自主探究算法本身的优劣，精益求精地琢磨算法的执行时间和所需空间，不断寻求改进算法和其他的智能优化算法，开阔思路，也激发创造性思维。同时，组成开发小组，以创业团队方式实施，可以向社会发布获得的算法和软件，初试与社会接触的经验，深入浅出，简明易学，进一步引申到工业控制和信息化社会的智能处理中。

虽然课程内容有待进一步完善，但是通过GameAI游戏平台内容的讲解和引导，激发学生兴趣，让学生学会基本的人工智能算法，理解并能够简单运用人工智能的思想和方法，真正达到寓教于乐，并进一步结合实验教学，使学生爱学习、爱动手、爱探究。

GameAI课程可以随着社会对智能游戏的要求下，不断扩展AI的内容，融合到基本游戏智能表现上，同时可以随着不断开设游戏开发的相关课程，扩大实验平台，更真实的表现智能实体，如智能机器人、智能控制、三维立体的空间表现等来激发学生的兴趣，真正走向软件开发的职业教育模式，推动游戏产业的发展。

通过GameAI课程与游戏开发结合方式的尝试，深刻体会到如果将课本内容结合进游戏实验平台，学生通过学习和运用课本知识去闯关，或者让学生将课本知识自己动手构造游戏平台，或者学生运用自己的平台不断同其他学生竞争，使得学生不断探索知识内容和运用知识内容，形成探索式、自主学习的良性循环模式，有力促进学生创新能力的培养。

将教育游戏引入到高等教育课程内容中的探索式教学模式，是为了促进高等教育教学模式的改革，使高等教育不再是重理论、轻实践的教学模式。通过具体的教育游戏和课程结合的案例分析，提出能够将软件工程专业课程实现教育游戏化的方法。教师根据学生的身心发展水平、活动特点及兴趣爱好，明确教学内容和目的，熟悉游戏理论和设计，开发适当的课程教育游戏，将教材内容和游戏完整融合。在课堂上科学他组织学生开展竞赛活动，把学生在游戏中所获得的愉快体验与自主、探究学习方式结合起来，学生自觉地利用基本的科学方法，围绕问题展开分析，并收集、加工、处理和分析信息。学生通过反复尝试、调整获得的解决方案，可以提高他们的分析问题和解决问题的能力，充分发挥他们的能动性、创造性。

因此，充分理解教育游戏的重要意义和作用，积极开展高校专业课程游戏化的教学模式，真正推动教育教学改革，促进教育发展的良性循环。

参考文献：

[1]冯桂芳.试论教育游戏的理论与开发及其在外语专业本

科教育改革的作用[J].广东外语外贸大学学报，2010，

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[2]余胜泉，吴娟.信息技术与课程整合——网络时代的教

学模式与方法[M].上海：上海教育出版社，2005：50.

[3]王玉龙.教育游戏软件的设计与开发流程研究[J].现代

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[4]朱琦，李兆君.基于Game Maker的教学游戏的设计与研

究[J].现代教育技术，2010，（2）.

[5]M.Meimaris.Computer games-based learning：rese-