基于游戏化学习理念的自动控制原理教学

陈阳++邹凌++焦竹青

摘要：自动控制原理是机械、电气等工科专业的基础和重点课程，在教学中占有非常重要的地位，但是其内容理论性强、抽象、逻辑性强、不易理解，是大学课程中比较难的部分，而且很多老师的教授方式比较枯燥，因此很多学生都望而却步。游戏化学习理念是一种先进而有效的教学方式，它能够提高学生学习的兴趣，因此本文在游戏化学习理念的基础上探究了自动控制原理的学习。本文主要分为两部分，首先描述了游戏化学习的概念和自动控制原理的特点，其次分析了自动化控制原理教学在游戏化学习理念下的探究原则和要求。

关键字：游戏化学习理念 自动控制原理 教学创新

近些年我国的教育体制发生了很大变化，素质教育也逐渐的代替了应试教育，教育的方式和方法都得到了更新和改進。目前小组学习、数字化学习、游戏化学习都非常盛行，学习的模式也越来越多，这些新的学习模式应用在理论性强课程中之后给学生带来了新的学习方法，增强了学习的效果。

1游戏化学习的概念和自动控制原理的特点

“好之者不如乐之者”这是孔子提出的教育理念，这充分体现了学习过程中“乐”的重要性，在这种教育理念下学者提出来了游戏化学习理念，到目前为止还没有明确的定义。参照数字化学习的定义我们总结出游戏化学习就是将游戏的观念沿用到教学过程中，要根据受教者的年龄借鉴游戏的方式方法进行教学理念和方法的设计[1]。游戏化学习理论目前主要集中在两个方向，一是将教学内容以游戏软件和电子课程的方式展现给学生，避免了原来的粉笔加黑板的枯燥模式；二是认为游戏本身就具有学习性，无论在哪种游戏中都有能力者和弱势者，这之间的差别就是学习的过程，把游戏特性的研究应用在学习中，使学习本身成为一种游戏并不是将学习游戏化。

游戏是大家都愿意参加的，因为它充满了娱乐性，可是学习则不然，很多学科都比较枯燥，尤其是像自动控制原理这样的学科。该学科是电气和机械等专业的基础课程，在教学中占有很重要的地位，但是其学习难度也非常大。因为自动控制原理的理论性很强，而且各个环节紧紧相扣对学生的数学功底要求很高，因此该学科在大学中是学生们的一大难题，同时怎么将这门课程讲述好也是老师应该思考的问题。游戏化学习理念的提出丰富了该学科的教学方法，使得老师们的教学有了创新，并取得了一定的成果。

2自动控制原理教学的需求和对应的游戏设计要求

自动化控制原理的学习难度大，课程前后的关联度强，学生对该学科学习的积极性不高，从而导致了老师教课时会出现各种问题，学生的接受和吸收量少。要想改变这种教学状况就必须要改变单一的教学模式[2]。传统的自动控制原理教学中基本上都是黑板加粉笔，几乎没有涉及到新的教学方式，这就导致了教学的枯燥和呆板，学生的接受能力受到限制。在游戏化学习思想中强调了可视性和现实性，老师应该采用视频音频等方式给学生直观的感受，让学生明白其中的运转方式和原理，不仅仅是在书本上看到相应的概念和运转机理。目前确实有老师已用了多媒体的游戏化方式进行教学，但是只是简单的将板书从黑板上转移到了多媒体上，教学内容和进度都增加了，但是学生对知识的接受能力并没有增加，因此要以学生为主体考虑到学生的接受能力。

在游戏化学习的理念下，学校和教育机构要根据自动控制原理的特点设计出相应的软件来模拟课程的学习，在设计过程要注意自动控制原理和游戏的对应关系，并且要遵循一定的设计原则，其具体的设计要求总结如下。

（1）层次明确

在游戏设计过程中要根据自动控制原理的难易程度分不同的层次，例如初级、中级和高级，不同的层次针对基础不同的学生[3]。因为学生的学习基础不同，因此设计过程中应该考虑他们之间的差异，不可同日而语。如果游戏设计只有高级层次，这样会打击基础差的学生的积极性，学生可以根据自己的游戏得分进行升级，步入到较高的层次，使他们能够在游戏中掌握自动控制原理的知识和概念。

（2）注意设置游戏关卡

参考平时的游戏设置，在不同的层次的游戏中分别设置关卡。自动化控制原理的知识点不能直接体现在游戏中，学生要完成一个小小的任务突破一个关卡才能看到具体的知识，其中每一个任务都承载着知识点，要根据其中的情景来构建知识体系。其中还要注意知识点的设置顺序，因为自动控制原理的逻辑性很强，因此不能简单的设置知识点而是要有次序的进行。学生在游戏取得任务，发现问题，解决问题，通过关卡的循环方式来巩固和完善知识体系。

（3）奖励和惩罚

自动控制原理这一学科本身具有一定的难度且学习起来比较枯燥，学习行为的发生就是动机驱动的，动机的构成有很多种，其中外部的激励是很重要的部分，因此在游戏的设计过程中要注意不断的激励学生。在通常的游戏中奖励的形式也是非常多例如装备、服饰、等等，在学习中的游戏完全可以参照这种方法。同时还有要惩罚机制，若是学生在游戏中的某一任务中的表现不够完美，就证明在该任务下掩藏的知识点并没有完全掌握，这时就要给予一定的城府，例如让该同学在过一遍此关卡，这样的惩罚还能巩固知识。

（4）交流和合作

很多联机的大型游戏都有语音功能，即在游戏过程中成员之间可以相互的交流，帮助对方，给彼此指导。学习中相互交流和合作是非常重要的，一个人的思路和想法总是有限的，因此学生之间的交流是必须的。在游戏的开发过程总就要使其具有游戏中交流的功能，这样在遇到问题的时候就可以直接解决而不用等到游戏课程结束之后才交流，保证了解决问题的及时性。在高级的游戏层面一些难度大的知识要设计合作机制，保证学生能够有合作解决问题。

目前比较著名的学习游戏就是农场狂想曲、RiverCity等，这些软件都是很好的游戏和教育结合的学习方法。对于自动控制原理这样枯燥的课程，更应该和游戏结合增加趣味性，将学生置于具体的游戏环境中，这样才能增加学生的实际认知能力和理解能力激发他们学习自动控制原理的兴趣，并且能够自主的去发现问题、解决问题。这种学习方法不但增加了学生的知识文化水平还提高了学生的求知欲望，慢慢的使学生养成热爱学习的习惯。在教学过程中各种相似的课程都应该加入游戏的元素，增加课程的生动性，以便使教学取得更好的效果。

参考文献

[1] 陈韬. 游戏化探究式学习研究[D]. [出版地不详]： 华东师范大学， 2007.

[2] 李振龙，乔俊飞，孙亮，等. 自动控制原理课程体系结构和教学方法探讨[J]. 教学研究， 2009， 卷缺失（2）： 66-68， 72.

[3] 蒋宇，尚俊杰，庄绍勇. 游戏化探究学习模式的设计与应用研究[J]. 中国电化教育， 2011， 卷缺失（5）： 84-91.endprint