游戏化思维及其在典型机械零部件结构认知实验教学中的应用

（重庆大学 机械工程学院，重慶 400044）

摘 要：在新时代下，要想让学生更积极、更主动地去学习，教学方式必须从传授转变为引导，而游戏化是实现这一转变的重要工具。文章探讨了游戏化思维的本质及其在机械典型零部件结构认知实验中的应用。

关键词：游戏化；思维；实验教学

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）15-0081-03

Abstract： In modern times， gamification is an important tool to change traditional teaching method into guidance so as to inspire students' motivation and initiative. This paper discusses the essence of gamification thinking and its application to cognition experiment of mechanical typical parts.

Keywords： gamification； thinking； experimental course

机械设计课程是机械类等工科各专业必修的技术基础课，在教学计划中起着承先启后的桥梁作用，为学生学习后续的其它专业课打下必要的基础。这门课程不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实用性，在培养工程技术人才的全局中，具有增强学生的机械设计理论基础，培养其开发创新设计能力和提高综合素质的作用。然而，学生们在学习这一门课程时，大多感觉课程内容较多，课程内容体系较散，在后续设计工作中很难较好应用本课程中所学知识。为此，在相应的实验课程设置中，为加强学生对典型机械零部件结构的认知，培养学生的整体设计能力和创造性思维能力，我校共开设了《机械设计结构综合展示与分析》、《机械拆装及结构分析》和《轴系结构设计》三个结构实验项目。

然而，由于传统实验教学形式的局限性，学生在实验进行时，自主参与性不够，积极性不高，乃至有些实验内容在教学过程中，学生走马观花地看一下，匆匆做完了事，课后，参考实验指导书或者教科书，做完实验报告提交。这样的方式，学生对这三个实验做完后，未必就能真正体会到零部件的结构设计特点，把握典型零部件的结构设计总体规律。更为关键的问题是，学生在此过程中，学习兴趣不高，更多的是被动式学习。

本文针对传统的机械零部件结构认知实验教学中存在的问题，在实验教学过程中引入游戏化思维，让学生更加积极主动地去探索、学习相关内容，从而更好地掌握和运用知识。

一、游戏化思维及其本质

如果说80后是看着动画片，玩着红白机长大的一代人，那么90后、00后，则是伴随着网络，伴随着移动互联网，伴随着手机长大的一代人。游戏对于80后一代人的意义多在于休闲，娱乐。可是对于不久后大量走上社会的90后、00后而言，游戏的意义则更为广泛，是社交，是生活，甚至是生命。

无论我们对游戏抱有怎样的偏见，或者对于游戏有怎样的不屑，但我们无法否认游戏变得与生活越来越不可分割，越来越多的人通过游戏来平衡生活与工作带来的压力。

玩游戏，以前是说一个人玩物丧志的代名词，是不务正业的同义词，是没有出息的标志词。可是现在却有越来越多的人把玩游戏变成了职业，变成了工作，变成源源不断的收入来源，不但乐在其中，还靠游戏成为了年收入过百万的高收入人群。游戏主播，竞技游戏解说，竞技游戏教练，游戏试玩家，游戏设计师，游戏评论家等一系列游戏相关职业的出现，用他们的高收入告诉这个社会，游戏不再是玩物丧志的代名词，不再是不务正业的同义词，不再是没有出息的标志词。

如果你的工作中有这样一项任务需要你完成：想办法把一个球放入远处的一个洞或者一个网兜，你会选择？

直接用手拿起球放进洞/网兜

用铁杆或木杆把球打进洞/网兜

站在远处用手投进远处洞/网兜

用杆打另一球，把原始的球撞进去

相信正常的人肯定会选择A的，这是多么容易的一件事啊。可是奇怪的却是，原本最应该选择和最简单的事，人们却反而不愿意这么做。有人选择B，还设置了各种障碍，一次次失败人们却乐在其中；有人选择C，必须边拍边走，投篮一次次的无果，人们却为之疯狂；有人选择D，还区分了7种颜色，设置了复杂规则，一次次受挫，可人们却为之着迷。

这到底是为什么？是怎样的心理动机让人们有了不同的选择？与此同时，人们似乎总在抱怨：

为什么学习、工作如此乏味，感到无聊？

为什么学习、工作如此枯燥，感到厌烦？

为什么学习、工作如此困难，感到难以胜任？

游戏中我们不断寻求的是重复，学习、工作中我们却不断地寻求新意。

游戏中我们不断寻求的是难度，学习、工作中我们不断寻求的是简单。

游戏中的失败让我们为之兴奋，期待的是下一次尝试。学习、工作中的失败让我们为之气馁，期待的是不要再有下一次。

这到底是为什么？游戏到底有什么样的魔力，让我们一次次失败却一次次挑战困难？

能让学习、工作像游戏般有趣吗？

能让学习、工作像游戏般上瘾吗？

总之，游戏背后有哪些值得深思的思维？

德国诗人席勒认为，“人类在生活中要受到精神与物质的双重束缚，在这些束缚中就失去了理想和自由。于是人们利用剩余的精神创造一个自由的世界，它就是游戏。这种创造活动，产生于人类的本能”。

什么是游戏化（Gamification）？游戏化可不是鼓励人去游戏。化：什么意思？变化、转化、融化、消化。无形了，样子已经变了，已经不是原来那个样了，但是在脑海中还有。游戏化是将游戏设计的手段应用于非游戏的场景。更简单一点来说，就是用游戏的框架，来解决工作生活中一切非游戏的问题。游戏化本质上是一种方法，一种思维方式，它可以应用到任何领域。这就叫游戏化思想。游戏化不是要做一个游戏，是用游戏的原理去做一个让别人上瘾的事，将游戏的思考方式以及游戏的功能使用在非游戏的场合中。通过游戏化的思维方式和设计方式把原本枯燥的、困难的或麻烦事变成有趣而吸引人，从而改变人们的原有行为。

比如：“弹幕”是如今在网络上风行的一種特殊视频播放形式，很多年轻观众在观看网络视频时边看边评，发表的评论在画面上实时滚动，从屏幕飘过时的效果看上去像是飞行射击游戏里的“弹幕”，此种效果因为可以让大家一起实时“吐槽”而大受欢迎。

弹幕是这么操作的：在某影片播放开始前，片方给每个观众发了一张卡片，上面有个统一的短信接收号码。如果你在观影过程中想表达什么，都可以用手机编写短信发送到这个号码。现场，片方安装了一部短信接收器，一部笔记本电脑负责筛选短信——“我们不善吐槽，主要是筛除那些违反国家相关法令规定的内容”。相关人士表示，筛选后的内容并非打在银幕画面上，而是通过两部投影仪打在银幕两侧的墙面上。

弹幕电影和一般的电影最大的区别就是评论的实时反馈。观众可以在看电影的同时对电影进行评论和吐槽。观众通过短信等方式发送的评论可以实时地在左右两边的屏幕显示出来，你能看到自己的评论，别人也能看到，但是别人却并不知道你是谁，有效保护个人隐私的同时让参与其中的个人有一种成就感。其他人对你的评论的认同，能够带给发评论的人本身莫大的成就感，甚至别人的不同意见，也能引发评论人的竞争意识，从而让参与者更深地参与到电影中去。

弹幕电影游戏是个形式，但是我们要找到它背后的机制。弹幕电影涉及到了游戏化思维的3个核心机制：

互动与参与性

实时反馈

竞争与成就

1. 互动与参与性。要提供游戏的形式，让人们参与其中。人们每打开一个游戏的时候，第一步通常不是看说明书，通常会有一个动作，至于这个动作是干嘛的，会有什么样的结果，人们事先通常是不知道的。那怎么才能知道？试一下不就知道了。所以，游戏化的第一件事就是要让人们不由自主地去试一下。

2. 实时反馈。学习的核心一定要有反馈，要把参与人行动的结果以多种形式反馈给他。没有反馈，就没有继续行动下去的兴趣。这种主动的参与实时的反馈，正是游戏本身为何能让人们上瘾的真正原因。其实，最简单的反馈就是给参与者进行积分，或者换算成点数，从而让其感觉正在取得进步，激发参与者积极的情绪，促进多巴胺的分泌。及时、频繁的反馈是一个成功的游戏化系统必要不充分条件。

3. 竞争与成就。人类天生就有竞争的天性，喜欢与他人比较，在比较中显示自己的成就，以获取来自于心理的、对自己现状的满足。进而人们就会进行自我展示，在微信中与他人分享，以展示他的成就，分享他的排行榜。基于此，我们在活动中，要根据其获得的积分，要给他排行榜，要给他奖牌或者徽章。这个奖牌是虚拟的，可以是名称、称号。

二、游戏化思维在机械零部件结构认知实验中的应用

基于以上对游戏化思维的本质理解，我们将这种思维方式应用到机械典型零部件结构认知的实验教学中。

例如我们在实验的过程中，在若干实验对象上贴上了二维码，学生通过扫描零部件的二维码，在手机中就会出现该零部件的较为详细的小视频或图片形式展示的知识介绍。比如，当学生自己看到同步带传动装置，扫描其上的二维码，就会出现关于同步带传动在汽车发动机、机器人等实际场景中的应用介绍，这样，学生对同步带传动就有了一个立体化的认知，印象深刻。而且还可以把这种二维码保存到手机上，什么时候想看了，想了解一下的时候，就可以进行观看和学习，就如同下载的电视剧和电影一样，可以重复的观看和学习。

当几大类典型零部件自己参观、学习完之后，通过扫描二维码进行答题，比如：

选择题：1.在齿轮传动中，齿面点蚀通常发生在_______。

A.靠近齿顶处 B.靠近齿根处

C.靠近节线的齿顶部分 D.靠近节线的齿根部分

2. 减速器中窥视孔的主要功能是______。

A.检查传动啮合情况及注入润滑油 B. 观察油面高度

C. 放出润滑油 D. 散热

让学生所回答的问题，最好是选择题，这样互动性会更强，学生的参与度会更高。若干问题回答完毕并提交之后，学生会得到一个结果反馈。反馈中，除了该生所获得的分数及其积分排名情况，对于那些积分较高的同学，他还会获得一个称号，比如：“结构排长”、“结构营长”、“结构达人”等。学生得到这个称号之后，就会与他人分享、比较。当然，他如果对自己所获称号不满意，还可以进一步挑战自己，重新答题，进行积分进阶，重新获得称号。这样学生就进入一个自主型、积极进取型的学习过程。

三、结束语

通过游戏化的思维方式和设计方式把原本枯燥的机械典型零部件结构认知实验变成让学生感觉有趣，并愿意投入其中，达到了我们的教学目的。实验教学实践证明，游戏化思维的引入对提高《机械基础系列实验》课程的教学效果有很好的促进作用。更为重要的是，掌握了游戏化的本质，运用好游戏化元素，游戏化手段可以应用于其他任何教学活动中。真正做到寓教于乐，激活学生的内在学习动机，提高教学效果。

参考文献：

[1]宋立权.主编机械基础实验[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]李俊.应用认知规律，提升机械设计教学质量[A].中国机械工程学会机械设计分会.机械设计教学研究[C].北京：机械工业出版社，2010：303-304.

[3][美]简.麦戈尼格尔.游戏改变世界[M].闾佳，译.北京：北京联合出版公司，2016.

[4]尚俊杰，裴蕾丝.重塑学习方式：游戏的核心教育价值及应用前景[J].中国电化教育，2015，05：41-49.

[5]李丛，周少松.MOOC、游戏化思维结合的大学物理教学改革探究——以普通高校非物理专业为例[J].教育现代化，2016，11：57-59.

[6]黄晋.游戏化思维在高职数据库课程中的实践与研究[J].福建电脑，2016，10：162-163.

[7]王敏.游戏化思维在平面设计中的应用研究[J]设计，2016，15：74-75.

[8]纪晓 .游戏化思维入门课[J].商学院，2014，07：74-79.

[9]郭月兰.中等职业教育机械类专业课程体系设计研究[D].华东师范大学，2015.

[10]陈辽军.《机械设计基础》课程的项目化教学设计[J].教育教学论坛，2012，03：241-244.

[11]高良凤.机械零部件性能试验实验课程的实践与探索[J].中国现代教育装备，2012，23：50-52.

[12]田静云，张国海，贾吉林，等.机械设计课程的教学改革与建设[J].中国科技信息，2009，09：252-253.