基于首届启航杯高数电竞大赛的游戏式教学平台建设探析

叶慧 谢达豪 张文静

[摘要]教育部《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》中特别提出高等院校要整合优质教学资源，积极利用先进网络和信息技术，推进开放大学建设，探索开放的教学平台，为学生提供更为“方便、灵活、个性的信息化学习环境”。首届启航杯高等数学电子竞技大赛走“互联网+趣味教育”的路线，通过游戏式教学平台开展高等数学竞赛，目的在于激发学生对高数学习的兴趣，将学生从“苦学”的泥潭带入“乐学”的港湾，同时也让人们重新认识游戏对于教学的积极意义。该文对首届启航杯高等数学电子竞技大赛进行研究，分析游戏式教学平台在大学数学教学中的作用和创新应用。

[关键词]游戏式教学平台;大学数学;高数竞技;教学创新

[中图分类号]G64

[文献标识码]A

[文章编号]2095-3437（2020）03-0133-04

高等数学一向是大学众多学科中的难点科目，其复杂程度高，学习高等数学需要较强的理解力、观察力、抽象转换力、变通力和运算能力。从目前的情况看，以书面内容为主的灌输式传统教学的效果并不理想。而游戏式教学平台作為现代信息技术与教育教学深度融合的产物，可以运用信息技术突破传统教学的时空桎梏，根据学生和教师的需求，在全国乃至全世界范围内搜集并选择最优质的教育资源。此外，在创新性游戏系统的引导下，学生能够达到百分百沉浸式学习的状态，能够专注于高数探索而不受其他事情的干扰。

2016年，台湾大学下战帖，与现今最火线上趣味教育平台PaGamO联手出击，邀请来自世界高校包括哈佛大学、剑桥大学、东京大学等500所院校的5万多名选手在世界级的微积分电子竞技大赛中同台竞技。该比赛全球线上观看人数突破55万，在国际上引起了强烈反响，同时也让数学电竞的模式首次进入了大众的视野。深受该比赛模式的启发，江苏科技大学于2018年6月17日至6月21日与PaGamO平台合作，举办了首届启航杯高等数学电子竞技大赛。本次大赛选题打破以往常规考题的局限，将高数文化题、高数思政题、高数思想题、高数诗歌题、高数生活题、视频音频题等趣味题和常规概念题相结合，打造出全新的题库分类模式，效果斐然。同时也为提高高数教育教学质量，促进信息技术与教学的深度融合，搭建属于自己的教学平台提供了宝贵的经验。

一、游戏式教学平台概述

《2007年中国游戏产业报告》数据显示，2007年，4017万中国网络游戏用户主要是青少年，其中80%的学生有过游戏体验，更有将近15%的学生痴迷于游戏。一些学生因为玩电脑游戏成瘾而荒废学业，虚度光阴，使得家长与教师们对游戏产生种种负面的判断，甚至谈游戏色变，纷纷围追堵截游戏。但就目前的情况来看，已有的种种举措效果都不尽如人意，一味盲目地强制学生不玩游戏，不但不能从根本上解决问题，反而会激起学生的逆反心理，引发众多矛盾。换个角度思考，若能将游戏“弊端”中的某些看来是可取的特征应用到积极的方面去就能扬长避短。充分借助游戏的趣味性，将其与传统的课程资源相结合，就能有效地提高教学效果，游戏式教学平台正是基于此理念而诞生的。

下面是一些国内外已有的相关的趣味性网络平台的信息搜集及简要分析。

（一）Kahoot！

Kahoot！由挪威Kahoot！软件开发公司基于挪威科技大学教授Alf Inge Wang及其同事的研究成果开发出来的一个基于游戏的评估平台。Kahoot的发音接近ca-hoot，意思是合作共赢，这从一定意义上反映出这个在线互动平台的核心精神。教师可以利用这个平台开展在线游戏化测评，增强课堂教学的趣味性和互动性。

（二）CodinGame

CodinGame（编程游戏）是一家法国创业公司上线的创新型游戏化编程教学平台，它和游戏有关，但不是游戏开发，也不是游戏化，只是简单的游戏。平台每一个练习背后的逻辑都与一个实际的游戏相连，目的是让用户能够获得实时视觉反馈，并在完成练习之后获得实际的奖励。

（三）PaGamO

PaGamO是由台湾大学电机系教授叶丙成通过MOOC学习平台与学生共同开发的在线游戏平台。它是全球第一的线上游戏学习平台，提供多元优质的题库，涵盖英文学习、证照考试、企业内训等，逾50万玩家一同学习竞争。游戏通过回答题目来攻占领地，丰富学生的学习体验。

二、首届启航杯高数电子竞技大赛比赛历程

本次比赛由江苏科技大学与PaGamO平台联合举办，从2018年5月份开始准备、宣传，正式比赛分为两个阶段：6月17日至6月20日的预赛和6月21日晚上的决赛。

（一）前期准备

为筹办本次比赛，江苏科技大学深蓝学院17级理科一班全体师生齐心协力，合作拍摄了大赛的独创MV《高数世界》，配曲为《高数的故事——高数版（成都）》。这个MV主要讲述了学生在高数世界中探索的经历和心得体会，在教学名师叶慧老师充满激情的教导下，他人畏之如虎的高数学习在理科一班学生的眼中不再可怕。正是出于对高数学习的热爱，学生发掘出了高数深层次的浪漫，无论是“泊松的智慧”“泰勒的守候”还是“黎曼的筹谋”，都是源于学生对高数学习的独特体会。或许它对于提高学生学习成绩别无大用，但能够更深层次地引发学生的学习兴趣，光是这一点便难能可贵。此外，理科一班的学生还别出心裁地设计了高数文化题、高数思政题、高数思想题、高数诗歌题、高数生活题、视频音频题等趣味题，向人们展示了一条高数学习的新路。以下是这个MV配曲歌词节选和趣味题节选。

让我掉下眼泪的，不止培训的间断;

让我依依不舍的，不止老师的循环。

勤苦度过多少夜，你紧攥我的手;

让我感到迷茫的，是风云的突变。

驰越泊松的智慧，翘首神往的美丽;

锁定微商的确界，探寻最优正解。

根据数学情歌的节选，即柯西中值的微茫曙光里，你可知我魂牵梦绕酌情思，正在冲破洛必达的束缚，自发地奔赴（ ）的领地，并联系书本知识体系给括号选择最恰当的选项。

A.泰勒

B.拉格朗日

C.高斯

D.格林

（二）预赛

预赛为单人赛制，采用自由答题模式，时间自2018年的6月17日12：00至6月21日0：00，参赛者在固定时间段内自由答题，所有人题库一样，题目数为658道，以《高等数学（下册）》为重点，每章100题，并加上若干节选自上册的题目。到比赛截止时间6月21日0：00，仅有1人答完所有题目，答题率超过50%的仅有3人。

（三）决赛

决赛日期为6月21日19：00至19：30，比赛模式为城堡争夺战，团队赛制。以7人为1组，参赛者在地图上的指定位置出发，向中央的炮台、碉堡、城堡三类据点进攻，越往中心据点占领积分越高。通过答题攻占普通地形、炮台、碉堡、城堡获得相应分值，累计占地积分值最高的战队获胜。

（四）比赛结果

经过30分钟的激烈厮杀，女生组“7个葫芦娃”以3460分夺冠，亚军“五神带两猪”积分2769，季军“Pimba”以积分2580紧随其后。而在个人得分榜上，前5名中冠亚军组各有2位，分别是第一、第三以及第二、第五，第四名则是季军组的成员。

三、比赛总结

本次比赛的问题和不足主要有以下几点。

（一）宣传不到位

在前期宣传上，我方原来打算通过QQ、微信公众号以及微博大V等途径进行多方面、递进式宣传，配合快闪视频、MV和宣传海报等，将决赛全程进行直播并配以解说，宣传主体受众为江苏科技大学的全体师生，预计将最大宣传范围覆盖到江苏全部高校。而实际情况是只有QQ公众号进行了全程宣传，微信及微博宣传方面联络不够到位，从而导致这次的宣传范围仅仅局限于江苏科技大学内，无法进一步覆盖江苏其他高校。另外，直播解说方面也没有达到预期的效果，两位解说人员的旁观者账号权限不够，无法观察选手的答题情况，因而其解说内容过于空泛，观众反响不佳。

（二）部分参赛人员不够重视比赛

决赛当天，散人组7名成员中仅有2人参赛，其余5人无故缺席，事后也未给出任何解释。

（三）参赛者的比赛策略不佳，未掌握游戏技巧

决赛跟预赛不同，决赛是一项团队性的竞赛，需要各小组成员的密切配合。决赛采用的是积分制，积分来源于所占领地的数量而非所答对题目的数量，这意味着题目并不是答得越多越好的。譬如李凯同学，根据比赛资料显示，他在决赛中所答对的题目即有效答题数最多，然而个人积分排名仅仅第四，正是因为他与一位竞争对手互相兑子、零和竞争，围绕着一块10分的普通地区争夺不下10次。尽管他们俩都很努力了，但是对于积分来说他们俩都做了无用功。

另外，城堡争夺战中不同的地形积分不同，最少的普通地形10分，而最多的城堡有85分，每小组初始状态下都有7块城堡地区掌握在一个小组成员的手中，这位同学发挥得好坏影响着整组总积分的多少。比如本次比赛冠军组的城堡守护者顾珊珊同学，先发制人打下了城堡区周围的12块普通地形，以此作为缓冲区并最终守住了全部的城堡，而且她本人也高居个人积分榜榜首。而获得比赛第四名的小组“我要去学皮划艇”则是一个典型的反面例子。比赛初期他们小组位于总分第二名，小幅领先于第三名，然而城堡守护者发挥不利，比赛结束时几乎丢了全部的城堡区，致使小组直落第四名。

（四）题库仍有缺陷

此次题库的数量很充足，但是题目质量不佳。由于高数含有大量复杂的数学运算符号，直接输入难度较大，所以此次比赛的绝大部分题目都是判断题，少量为选择题，题型配置存在局限性，竞赛体验较差。此外，由于平台字符库与我方字符库不一致，部分题目出现乱码现象，乱码题目只能通过截图以图片的形式进行上传，观感较差且答案核对效率低下，对部分在手机移动端进行比赛的参赛者很不友好。

四、本次比赛的启示

（一）高数数学符号输入程序有待优化

高等数学有着许许多多的符号和特殊的格式，但是许多常规输入法无法做到输入顺畅，这就严重影响到答题体验。因此，在平台搭建中，数学复杂运算符号输入模块应是其不可或缺的一部分。

（二）旁观者/教师端有待优化

现有平台的学生端可以说是已经做到了尽善尽美，然而旁观者/教师端却不够直观。其具体体现在无法直接观察到学生的答题情况，只能通过后台数据大致地了解学生的答题量和正确率，这就影响到对学生的针对性指导质量。因此，在设计旁观者/教师端时，应能够自由切换到任意一个学生的页面，即学生的页面可以被教师直接观察到，同时其错题记录也应详细到个人层面，可以被自己和相应的任课教师查阅到。这个错题记录应包含题目、错误次数、曾经写过的错误答案以及错题来源等。

（三）师生互动有待加强

现有平台中，教师与学生之间可以互相攻打，体现出一定的互动创新性，抛开旧有的文字交流模式，使教师可以更好地融入学生之中。平台设计中，可以适当引入师生竞争机制，以提高教师的参与程度和增强学生的参与感。

五、游戏式教学平台在高数教学中的作用

（一）游戏式教学平台在课前的作用

在开学前的假期里，任课教师可以以小游戏或是长周期任务的形式组织学生进行课前准备。高等数学有一定的抽象性，但是更有很强的实用性，游戏或任务可以结合它的实用性，通过与人们息息相关的实际问题，可以是学生感兴趣的问题或是新生事物，以使学生更容易地切入要点。在此期间，教师可以与学生在平台上一起参与学习活动，共同讨论学习过程中所遇到的问题，并负责为学生答疑解惑。这能够极大地锻炼学生的自主学习能力，提高学生对高等数学课程学习的兴趣。

（二）游戏式教学平台在课堂上的作用

在高数课堂上，教师可以通过平台实时发布素材，譬如重要公式概念、题目内容、图片、示范动画以及小测验，以方便学生记笔记及理解，同时也能够避免大型教室中后排学生想听课却有心无力的情况（看不到板书、PPT，听不清老师的声音，错过重点）。此外，平台还能够给教师提供定位签到、点名、抢答等功能。尤其是抢答机制，在学生争相回答教师的问题时，可以卓有成效地活跃课堂气氛，激发学生上课听讲的积极性，增强学生在高数教学过程中的参与感。

（三）游戲式教学平台在课后的作用

课堂教学结束后，教学平台的测评功能可以很好地取代课后作业的功能，因为它不仅能够保证批阅的质量，同时还能非常直观地反映学生对于各种知识点的掌握情况。教师可以马上根据学生的答题情况做出针对性的讲解，学生也可以第一时间解决自己的问题，这样高效的学习模式使学生对问题的理解更加深刻，而且不会因为对前面知识点的错误理解而影响后面的学习。

平常教学中，教师往往不会亲自做学生的作业，然而在游戏式教学平台上，教师也能够在一定程度上参与学生的“游戏体验”，甚至可以进行别开生面的师生比赛活动，这会极大地激发学生的学习热情，促进师生互动。此外，教师还可以举办阶段性的电子竞技比赛，通过竞技所提供给学生的参与感、成就感和荣誉感，调动学生学习的积极性和主动性，甚至让学生对后续学习产生期待，这是很多传统教学方式所提供不了的。

对于处于备考阶段的学生来说，游戏式教学平台可以提供系统、完整的复习思路与复习内容。在沉浸式的游戏体验中，学生可以轻松愉悦地完成以往较为枯燥的复习过程，大幅度减少学习时所产生的疲劳感与烦躁感，这也是很多已有的教学平台所无法做到的。

[责任编辑：庞丹丹]