基于ARCS 模型的游戏教学法在实验课程中的实践1)

陈庆军 姚妙金季 静 ,† 左志亮,†

*(华南理工大学土木与交通学院，广州 510641)

†(亚热带建筑与城市科学全国重点实验室，广州 510641)

学生在信息时代获取知识的途径发生了巨大变化，课外诱惑如电子游戏等也越发多样化，这为教师授课带来了许多难题。如何在课程中充分调动学生的主动性，解决学生不爱听课的难题，是摆在一线教师面前的重要研究课题。

解决此问题的关键之一是要提升学生的学习动力。Keller[1]提出的ARCS（注意力，attention；切身性，relevance；自信心，confidence；满意感，satisfaction）学习动机模型，关注如何以此四要素为驱动，通过教学设计激发学生的学习动机。目前该模型在不少学科中得到应用[2-5]，但在工科课程中的应用尚少，且该模型的研究注重研究策略，对策略的实用性和有效性的研究还有待加强。

当代学生喜欢电子游戏、桌面游戏等，许多家长和老师将此当作洪水猛兽。但游戏是否就与学习完全背道而驰呢？其实游戏式教学法是一种历史悠久的教学方法，古人就曾对教育给出“寓教于乐”的建议。近年来，将教育与游戏或竞赛结合的研究也成为了教育领域新的热点问题[6-11]。但目前在大学传统工科教育中应用仍较少。本文介绍团队在探究式实验课程中，基于ARCS 模型的若干游戏教学方案的设计、实施及成效。研究旨在促进工科教育的创新，提高学生的学习动力和主动性。

1 设计

ARCS 模型中包含四个策略要素[1]：其中注意力策略用于唤起好奇心和兴趣；切身性策略连接学习者的切身需要、兴趣和动机；自信心策略帮助学习者建立对成功实现目标的积极期望；满意感策略提供外在的和内在的强化。该模型还包括若干过程问题（见表1）、策略细化、调查问卷等相关内容，需针对不同的课程特点进行设计。

表1 基于ARCS 模型的游戏式教学设计范例

本文的“结构模型概念与实验”是一门将大学生结构设计竞赛[12-15]引入课堂的竞教结合课程，是省一流线下课程。一方面通过理论教学讲授力学、结构概念[16]；另一方面要求学生制作结构模型进行实验，综合理论及实践来感知力学及结构。近年来团队在教学中基于ARCS 模型，设计了多款教学游戏，激发学生对力学和结构的学习乐趣，取得了不错效果。

团队先通过访谈及问卷的方式，了解学生学习动力来源、感兴趣的动机激励策略和方式、对不同类型游戏的喜爱程度。而后基于ARCS 学习动机模型，依据过程问题，设计教学游戏，将四个要素有机融入到教学过程中。表1 以动手类游戏为例展示教学游戏的设计思路，在此基础上可完善形成完整的教案。

2 实施

教学游戏类型主要分实景类游戏和仿真类游戏两种，通过游戏为载体向学生传递特定的知识。不同的课程类别、课程阶段、教学目标、教学学时，可设计出不同的游戏模式。本课程规划出若干游戏式教学模式，其中实景类游戏包括动手实践类游戏、知识竞赛游戏、角色扮演游戏等；仿真类游戏则采用解谜通关的电子类严肃游戏模式。表2 展示了教学游戏在课程不同阶段的实施。

图1 米粉–棉花糖结构游戏

图2 桥梁仿真竞赛

表2 游戏教学实施案例

与传统教育有所不同，游戏教学中，失败是“游戏”不可或缺的一部分，它激励学生不断尝试去获得成功，并创造了学习动机。游戏教学过程中，老师主要作用是给学生及时反馈，引导他们完成游戏任务、更好地去达成目标。

图3 “结构知识 一站到底”游戏

图4 模型竞赛游戏

3 成效

团队通过问卷、访谈、达成度分析等方式对教学效果进行评价，了解学生对各类游戏的设置、内容及方法的建议和意见，并逐步改进。图5 是近年某次调查问卷结果，共计78 份问卷。最受学生欢迎的课程环节中，结合了游戏教学法的“模型竞赛”，“棉花糖–米粉大赛”和“结构知识、一站到底”分列前三位，高于传统授课及方案讨论环节，表明游戏教学环节较为成功。认可在课程中培养了实践能力、创新创造精神、团队协作精神的同学分别达到了83%，71%和83%。对教学方法所有同学都持肯定态度，大家认为添加了游戏环节的课程形式新颖，可吸引学生主动参与，提高学习积极性及主动性。

图5 课程问卷调查

传统授课法条理清晰、授课内容丰富，但也易造成学生被动学习的情况。此时可将游戏教学法作为辅助手段，激发学生学习动力。但由于课时有限，游戏环节的设置需合理安排并经多次调整方可实现最佳效果。

4 结语

本文介绍了基于ARCS 学习动机模型，在“结构模型概念与实验”课中引入游戏教学法进行的改革实践。以动手实践类游戏为例介绍了如何基于ARCS 学习动机模型对教学游戏进行设计的思路。介绍了课程中所采用的 “米粉–棉花糖结构赛”、“仿真平台严肃游戏”、“结构知识一站到底”游戏、“静动载模型实验竞赛”等案例的实施情况，并通过调查问卷等对教学效果进行了反馈。结果表明，若教师可以根据课程的特点，从ARCS 模型四要素出发，精心设计游戏竞赛类环节并将教学目标有机融入到课程中去，可提高课堂活力，激励学生主动学习，达到良好的教学效果。文章对其他相似的实验课程具有参考借鉴意义。未来，课程组将进一步探索如何更好地将游戏教学法应用到不同课程中，并在教学设计上不断创新，以促进优质教育的发展。