游戏化思维在高校计算机课程教学中的应用研究*

顾汉杰

（浙江树人大学 信息科技学院，浙江 杭州310015）

游戏化思维在高校计算机课程教学中的应用研究*

顾汉杰

（浙江树人大学 信息科技学院，浙江 杭州310015）

本研究分析了游戏化思维的核心以及与计算机课程教学结合的理论可行性，采用游戏化思维进行教学模式的构建，从传统游戏活动维度与数字化游戏维度论述游戏化思维与计算机课程教学融合的几种方法，并结合互联网+技术对游戏化思维的应用进行辅助优化。

游戏化思维；计算机课程；应用模式；融合方法

一、引言

游戏化已经渗入到日常生活，比如公司的考勤签到积分、奥运会奖牌榜PK（Player Killing，玩家互相斗争）等事物对象均带有明显的游戏元素，游戏化在社会中扮演越来越重要的角色。CNNIC发布的《第36次中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2015年6月，网民中网络游戏用户规模达到3.8亿，占整体网民的56.9%，其中19-26岁年龄层的用户约占网络游戏用户的60%[1]。如今高校学生基本属于这个年龄层的“网络一代”，对于游戏媒体拥有非常高的热情，游戏已逐渐成为他们行为习惯、思考方式的一部分，如将考试视为游戏关卡挑战。高校计算机课程的知识相对较为抽象，造成学生往往参与动机不足。鉴于游戏对学生的强大吸引力，若能合理应用游戏化思维于课程教学，将有助于激发学生的参与动机、提升学习成效。

二、游戏化思维的核心

游戏化思维（Gamification）一词在2002年由英国Nick Pelling提出。在2011年的全球游戏者开发大会上，“游戏化”作为一个热门新词被广泛讨论。宾夕法尼亚大学教授凯文·韦巴赫认为，游戏化是指在非游戏情境中使用游戏元素和游戏设计技术，它能在互联网、教育、培训等领域影响到用户的心理倾向，引导用户参与、互动与分享[2]。布隆伯格大学教授卡尔·卡普认为，游戏化的目的是向课堂教学或电子化学习的内容加入游戏元素，营造一个游戏化的学习机会[3]。著名未来学家、未来研究所游戏研发总监简·麦格尼格尔[4]认为，“游戏满足了日常无法满足的真实人类需求，以现实做不到的方式教育我们、鼓励我们、打动我们；游戏代表了21世纪的一种思维方式，它正在改变我们的现实生活。”结合现有研究，笔者认为，游戏化思维是将游戏特征、游戏元素应用于非游戏领域的思维方法，在项目中借鉴游戏设计方法，激发用户的参与动机以及沉浸。

游戏化思维的核心指的是抛开游戏类型的差异和复杂的技术，在塑造游戏体验上的独有特征。依据简·麦格尼格尔的游戏化理论，所有的游戏化活动都具备下列核心特征：目标、规则、反馈系统和自愿参与，如图1所示。目标，指的是玩家努力达成的具体结果，它为玩家设定了一个自我实现的追求方向。规则，为玩家如何实现目标作出限制，它可以在限定范围内激发玩家的创造力。反馈系统，告诉玩家距离实现目标还有多远，并作为衡量自身能力的参照。自愿参与，要求所有玩游戏的人都了解并愿意接受目标、规则和反馈，保证游戏是一个较为安全且愉快的活动。其它诸如交互、图形、叙事、奖励、竞争等在谈到游戏时最常想到的对象则属游戏的副特征，均为上述四个核心特征所服务[5]。目标、规则、反馈等核心特征，在教学领域同样具备，表现为教学目标、教学规则、教学反馈，只不过在自愿参与方面有时存在问题，但通过有效的教学设计可以改善此问题。游戏化思维与教学设计思想在本质特征上存在重合度，为游戏化思维应用于教学研究提供了理论可行性。

图1 游戏化思维的核心特征

三、游戏化思维在计算机课程中的应用模式

教育培训行业历来是游戏化思维存在的兴趣领域，这方面美国一直属于游戏化学习开展较为前沿的代表，包括美国政府、纽约教育局、微软公司、麻省理工学院等多个部门领域均积极推行游戏化思维在实践工作中的应用。我国对此长期保持跟进研究的以北京大学、南京师范大学、香港中文大学、陕西师范大学等院校为代表，在基础理论与教育实践结合方面也取得了一定进步，较为著名的有“轻游戏”等研究成果，提倡将游戏元素、游戏动机等游戏化思维理念融入教学，获得了许多教育工作者的认同。但随着信息技术的发展也出现了一种认知倾向，即过分追求数字化媒体，甚至将游戏化学习等同于数字化游戏[6]。这种思维，将游戏化学习限定在规划好的游戏空间中，易导致教学模式僵化，以及造成人力物力的浪费。

卡尔·卡普认为，游戏化思维不应是单一的数字化游戏；游戏化是一个元概念，它包含数字化游戏、游戏活动等具体子集[7]。对于游戏化思维的教学应用，应着重强调游戏化思维的共性，即游戏元素、游戏机制等，遵循“教学效果最优化”施行原则，不单一追求数字化游戏的表面效应，而是关注整个教学活动的成本与绩效。依据Marc LeBlanc与Ian Schreiber对游戏设计中有趣体验的研究，认为竞争、挑战、合作/社交体验、发现、故事、放松、表达、幻想、解决谜题、收集等游戏元素能有效激发用户游戏动机[8]。这些游戏元素对于游戏化学习中的学生参与动机的激发与保持同样具备重要作用。如表1所示，将上述游戏元素应用到传统游戏活动与数字化游戏，可以发现两种游戏化学习形式在可匹配游戏元素方面存在较多的相同之处，为教师自由选择不同的游戏化学习形式提供了便利以及应用可行性。因此，游戏化思维的教学应用，可从两个维度展开，一是传统游戏活动，二是数字化游戏。两者同属游戏化学习范畴，虽然在载体形式上不太一样，但在游戏化思维上存在共通之处，对于游戏动机的激发以及教学目标的推动都属一致。

游戏化思维应用于计算机课程教学，需借助主流游戏元素，提升游戏设计对于用户的吸引力。同时，依据现实教学条件，教师灵活选择传统游戏活动或数字化游戏的形式任一维度进行课堂教学。游戏化思维的引入，并非意味着滥用“游戏”，在所有环节一味采用游戏将引发学习者动机的下降。计算机课程知识目标明确、逻辑性强、反馈清晰，与游戏核心特征存在重合，加之计算机专业学生信息素养相对较高，对游戏接受度高，相对易于开展游戏化思维对教学的应用创新。计算机课程的原理、算法等关键信息均抽象难懂，因此游戏化思维宜应用于计算机课程的教学重点难点，力图将游戏优势发挥到最大，其教学应用模式如图2所示。

表1 两种维度的常用匹配游戏元素

图2 游戏化思维的教学应用模式

在该教学应用模式中，借鉴史密斯·雷根教学设计思想，首先通过分析重点难点的知识结构、特性，对比教学活动中是否有适合的游戏元素与其匹配，评估该知识点采用游戏化学习的可能性，一般从游戏运行机制与课堂教学运行机制的相似性、类型知识的可移植性等方面考量，比如计算机课程中随机数的知识点与游戏对象的刷新点存在共通之处，就可以尝试游戏化学习。当存在游戏元素与教学活动匹配，再考虑游戏积件的实现以决定采用何种游戏化学习形式，反之则沿用原有非游戏化学习形式。以当前课程组的人力物力等实际成本条件，若资源库具备相应知识点的游戏积件或短期内可实现游戏积件的开发，则采用数字化游戏进行教学，反之则选择传统游戏活动。而无论采取何种形式的游戏活动，都需要对教学效果进行评价，以帮助学生巩固知识，以及了解学习活动的可能存在问题。若教学效果有所改进则记录归纳该游戏活动以便对下次教学有所指导，若改进有限则对教学活动、游戏积件进行重新设计，改善存在的问题现象。经过多次游戏化思维的教学应用，逐渐将成熟可行的游戏化教学方案编写成文档，为推广到其它学科做好储备。

四、游戏化思维与计算机课程教学的融合方法

游戏化思维在计算机课程的应用，主要以两种维度的游戏化学习形式进行；代表性的方法有表演、体验、竞争、比喻、开发等，以此作为游戏化思维与计算机课程教学融合的手段，为用户创造学习乐趣，其关系如图3所示[9]。在传统游戏活动维度，需要教师事先依据教学知识匹配好游戏元素并安排一个游戏活动，视游戏的性质在课堂邀请学生参与，具体有表演、竞争、比喻等方法。在数字化游戏维度，需要教师在课程进度到来前设计好一个数字化游戏案例，安排全班同学使用该游戏积件或划分小组开发实现游戏案例，具体有体验、开发、竞争等方法。当然，上述方法在特定条件下，也可以在两个维度内相互转换，前提是教师对于游戏化思维理解到位。

1.表演

“表演”方法一般适用于较为复杂、晦涩的算法原理等知识点，其形式为教师依据知识特征设计一个传统游戏活动，邀请若干学生参与，将知识点分解到游戏步骤中演示给全班学生。例如，“冒泡排序法”在计算机课程中是一个教学难点，依据其对象交换的特征设计一个交换卡牌的传统游戏活动。教师事先准备5张写有不同数字的卡牌，将其分发给5名受邀学生，要求学生在讲台随意站成一横排，并将手中卡牌数字展示给同学。教师发出指令要求相邻的两人比较卡牌数字的大小，按左侧较小原则交换位置，比较4次后所持卡牌数字最小的人即会站立到最左侧，依此方法继续两两交换，直至5位学生按照从小到大的顺序站立，即为冒泡排序结束。该方法特点是需要师生的配合，由教师对学生的表演进行点评，总结各项动作步骤的含义。该方法融入了放松、表达、合作等游戏元素，对于现场气氛的活跃有积极作用，由于学生亲身参与了原理的解析过程，有助于知识的主动建构，但需要考虑参与学生的性格特征。

图3 游戏化思维与计算机课程教学的融合方法

2.比喻

“比喻”方法一般适用于未知、抽象的概念知识点，其形式为教师以某类容易理解的（游戏）现象作为比喻去解释类同的知识点，有时还可展示道具作为比喻教学的辅助手段。例如，对于计算机课程中“对象的作用域”知识点，学生很难理解其作用范围，教师以较受学生欢迎的多人在线游戏中的商人NPC（Non Player Character，非玩家角色）与仓库NPC进行比喻。商人NPC的作用域面向当前服务器中的所有在线用户，每人都可以与其进行交互，属于公共性质（Public）。仓库NPC的作用域仅仅限于单个用户，无法进行共享，属于私人性质（Private）。该方法融入了故事、表达等游戏元素，可为某些方面存在共同点的两类对象建立联系，经常是以学生较为熟悉的趣味性事物引申到知识点。其特点是浅显易懂，将概念变得具体、清晰，在教学中使用率较高，但需要教师对知识点的理解非常透彻，能够做到信手拈来的程度。

3.竞争

“竞争”方法一般适用于具备唯一或量化特征的知识点，其形式为教师以某知识点的特征设立练习要求，构建一个小型竞争环境，并提供优胜者若干激励，可通用于任一维度教学。有研究表明，竞争对于19-25岁年龄段的玩家用户吸引力最为显著，因此在高校计算机课程使用”竞争”方法，符合该阶段学生的心理特征。例如，针对计算机课程中的数据输出类组件的常用事件、方法、属性等基础知识，教师就知识点组织现场竞答的传统游戏活动，学生举手抢答，按照答对者加分、答错者扣分的游戏机制，通过判定单位时间内正确率最高、耗时最短的成绩，角逐出三名优胜者。此外，教师也可以将这些基础知识制成一个小型题库，发布于Web教学系统内，设定好答题时间，安排学生进行现场竞答，答题规则与传统游戏活动相似，区别在于答题竞争以及优胜者成绩发布都于Web教学系统内进行。该方法融入了竞争、挑战、社交、解决谜题等游戏元素，通过教师构建的游戏情境，直接满足了学生的社交、尊重以及自我实现的需求，能较好的激发其参与动机并创造沉浸。其特点是学生参与度高，活动的构建元素并不复杂，适合于绝大多数教师借鉴。

4.体验

“体验”方法一般适用于内容、特征较为繁杂的知识点，其形式为教师以事先设计好的游戏积件提供给学生体验，通过直接认知加深知识的印象。例如，计算机课程中的“随机数”知识点，存在不确定性的天然特征，使用语言表述对于知识构建存在局限。教师于课前开发“万花筒”游戏积件，设计生成上百个随机颜色和随机半径的同心圆功能。教师在课堂内将游戏积件分发给学生，学生通过单击按钮刷新颜色与半径的随机值，并观察同心圆的外观，结合教师的讲解可以较好的理解随机数的含义与作用。该方法融入了发现、幻想、收集等游戏元素，体现出对学生主动探究的支持以及主体地位的尊重，可以提升其自觉性、能动性，有助于教师与学生的沟通。所用的游戏积件不需要面面俱到，强调对知识特征的阐释与表现，以交互性强、反馈及时的游戏机制为优先，需要教师对游戏机制有一定了解。

5.开发

“开发”方法一般适用于实践转化难度适中、偏向综合的知识点，其形式为教师发布一项包含所涉知识点的游戏开发任务，由学生独立或协作完成，在问题解决过程中习得知识、技能。例如，计算机课程中的“控件数组”，在程序开发中是一个使用率非常高的知识点，可与其它知识综合设计出丰富的应用，并且其知识难度适合于班级的平均水准。依据此特征，教师布置开发打地鼠游戏的学习任务。教师首先讲解数组加载不同状态下地鼠图片的知识点，再解析随机函数每隔一个时间单位触发的特征，要求学生将数组与随机函数综合设计，自主编写地鼠每隔一秒随机出现在某个数组元素位置的游戏功能。该方法以开发任务驱动，融入了挑战、合作、发现等游戏元素，将教学的理论与实践有机结合在一起，对于学生保持专注、主动探究具备积极作用。同时，采用游戏作为开发题材能为实践活动与学生感兴趣的应用创设直接关系，为学生检验自己的成果激发更为强烈的自我成就感。对于教师而言，则需要对游戏程序的设计流程较为熟悉。

五、“互联网+”辅助措施

正确的游戏化思维并非固步自封，而是开放包容，与“互联网+”理念较为契合，因此在与计算机课程的具体融合过程中，可借助互联网+手段，对游戏化教学过程进行辅助，更好的维持学习动机以及课程完整性[10]。

具体的互联网+辅助措施可分三个方面展开。首先，借助微信等自媒体通讯软件构建翻转课堂氛围，通过公众号、订阅号分别提供预习任务、自学资源，引导学生形成自我学习的习惯，为课堂内的游戏化教学提供知识储备。其次，课堂内借助具备资源共享、接口开放的云平台，与微信等平台构成自媒体学习环境，为学生的异步交流、协作学习、成果展示等提供便捷，加快学习信息的传播与重构。最后，教师在自媒体学习环境中发布教学反思，对于游戏化学习中的良好行为以及不足之处进行总结，鼓励学生将实践成果进行创新再深化，并对接到创新创业教育环节。

六、结论

基于游戏化思维的教学应用，强调将游戏的趣味性等作为内在驱动力去吸引学生注意力，改善教学效果，所研究的“游戏”是广义上的概念，囊括数字化游戏、传统游戏活动等各种蕴含游戏化思维的组织或载体形式。有别于普通的游戏化教学模式，它弱化了不同游戏组织形式的界限，直指多种游戏教学模式的内在共性——游戏化思维，较之传统教学更能激发学生参与动机，在知识点自我建构以及问题解决中效果更为良好的教学形式；较之单维度游戏化教学，它能够保证在较短时间、较低成本实现游戏活动的施行，提高整个教学应用的可行性。

值得一提的是，虽然游戏提供了沉浸感、趣味性，可为学生创设自发学习的情境，但是教师的作用仍不可替代，尤其是在过程引导、总结评价等环节，教师身为教学过程管理者，可以将游戏化思维更好的进行衔接、引申与发散，有助于整个学习过程知识构建效率的提升。随着互联网+新技术的引入，游戏化思维的教学应用将变得更为完善，对于高校互联网+教育研究方向也是一种创新性的借鉴。

[1]CNNIC.第36次中国互联网络发展状况统计报告[EB/OL].http://www.cnnic.net.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/hlwtjbg/201507/t20150722_52624.htm,2016-7-1.

[2][9]凯文·韦巴赫,丹·亨特.游戏化思维：改变未来商业的新力量[M].杭州:浙江人民出版社,2014:23-25,72-76.

[3][7]卡尔·卡普.游戏,让学习成瘾[M].北京:机械工业出版社,2015:6-10,30-33.

[4][5]简·麦格尼格尔.游戏改变世界[M].杭州:浙江人民出版社,2012:13,21-28.

[6]尚俊杰，庄绍勇，蒋宇.教育游戏面临的三层困难和障碍——再论发展轻游戏的必要性[J].电化教育研究,2011(5):65-71.

[8]Lewis Pulsipher.Why We Play[EB/OL].http://www.gamecareerguide.com/features/625/why_we_.php?page=1,2016-7-1.

[10]王晨,刘男.互联网+教育:移动互联网时代的教育大变革[M].北京:中国经济出版社,2015:46-58.

（编辑：王晓明）

G642.0

A

1673-8454（2017）15-0013-04

本文系2017年浙江省社会科学界联合会研究课题 “基于游戏化思维的高校计算机课程创新教学研究”（编号2017N29）研究成果。