周文輝，鄧春健，黎 萍

(電子科技大學(xué)中山學(xué)院，廣東中山528402)

課堂教學(xué)是教師思維與學(xué)生思維相互溝通的過(guò)程。要提高課堂教學(xué)效果，學(xué)生的積極參與是基本條件。課堂游戲是提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)興趣的一種行之有效的教學(xué)方法。本文結(jié)合大學(xué)電氣信息類課程教學(xué)的現(xiàn)狀和課堂游戲的特點(diǎn)，探討了大學(xué)電氣信息類課程教學(xué)中課堂游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)踐。

1 課堂游戲的特點(diǎn)

課堂游戲是以課堂教學(xué)為主線，將教學(xué)內(nèi)容合理編排和應(yīng)用的一種課堂教學(xué)活動(dòng)形式，其目的是讓學(xué)生通過(guò)游戲?qū)W習(xí)知識(shí)，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)任務(wù)。課堂游戲包括了肢體游戲、智力游戲等幾個(gè)方面。設(shè)計(jì)較好的課堂游戲可以使學(xué)生深入地認(rèn)識(shí)和體會(huì)所學(xué)知識(shí)，將很多看不見(jiàn)的知識(shí)變成了能切身體會(huì)的行為，對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的思考和注意力，發(fā)揮學(xué)生個(gè)體的積極性和主動(dòng)性具有較好的促進(jìn)作用。美國(guó)著名的課堂游戲設(shè)計(jì)人Clark Abt曾經(jīng)這樣說(shuō)過(guò):“課堂游戲最明顯的優(yōu)勢(shì)就在于能提高學(xué)生的積極性。學(xué)生在課堂教學(xué)過(guò)程中往往會(huì)因?yàn)榻虒W(xué)內(nèi)容與自己的生活經(jīng)歷毫不相干而表現(xiàn)出無(wú)精打采或坐立不安，這時(shí)課堂游戲會(huì)讓學(xué)生感到原本枯燥的東西其實(shí)也很有趣。”[1]

2 課堂游戲的應(yīng)用現(xiàn)狀

大學(xué)理工科課程具有較強(qiáng)的專業(yè)性，若按部就班地將教材內(nèi)容搬入課堂，會(huì)導(dǎo)致上課內(nèi)容生硬難懂，很容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理。就教學(xué)方法而言，國(guó)內(nèi)多數(shù)大學(xué)理工科教師采用的是講授與提問(wèn)的傳統(tǒng)方法，很少采用課堂游戲教學(xué)方法[2]。另外課堂游戲也被傳統(tǒng)習(xí)慣地認(rèn)為是面向固定課程(如外語(yǔ)專業(yè)以及與游戲相關(guān)的專業(yè))，固定學(xué)生群體(中小學(xué)生和外語(yǔ)專業(yè)學(xué)生)的專利[3];理工科課程知識(shí)點(diǎn)多祥，課程內(nèi)容設(shè)計(jì)成課堂游戲確實(shí)存在許多困難[4，5]。上述的種種原因是課堂游戲鮮少出現(xiàn)在大學(xué)理工科教學(xué)中的主要原因。

如何將課程中的知識(shí)點(diǎn)通過(guò)課堂游戲來(lái)表述，需要教師具有豐富想象能力和知識(shí)的類比能力。本文利用已有的基礎(chǔ)和成熟課程，對(duì)案例進(jìn)行歸納和整理。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)來(lái)確定游戲形式，如智力問(wèn)答游戲和電腦游戲等。

3 課堂游戲設(shè)計(jì)案例

3.1 智力問(wèn)答游戲

在采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法講授“數(shù)字邏輯電路”課程中卡諾圖化簡(jiǎn)的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)效果并不佳。我們?yōu)榱宋龑W(xué)生的注意力，增加課堂的趣味性，將卡諾圖的化簡(jiǎn)過(guò)程分解成兩種游戲。其中一種是圈兔子游戲如圖1所示，將卡諾圖化簡(jiǎn)中的圈“1”變成圈兔子，圖中的兔子即卡諾圖中的“1”。我們要求把所有相鄰的2n個(gè)兔子用盡量大的圈圈起來(lái)，直到所有兔子被圈完。所謂相鄰，不僅指在圖上水平和垂直方向上相鄰，如圖2(a)和(b)所示，也包括第一列(行)和最后一列(行)對(duì)應(yīng)的方格相鄰，如圖2(c)所示。即將外側(cè)的小兔子連起來(lái)，如果是直線、或矩形則為相鄰。

圖1 圈兔子游戲

我們可通過(guò)變換兔子的數(shù)量和位置來(lái)改變游戲的難度。當(dāng)通過(guò)多場(chǎng)圈兔子游戲后，學(xué)生一般可掌握游戲規(guī)則，接下來(lái)再玩另一種游戲:如圖3所示的合并游戲。

圖2 相鄰的各種情況

圖3 合并游戲

圖3中的行變量AB的取值:00，01，11，10分別表示;列變量 CD的取值:00，01，11，10 分別表示。將課本中關(guān)于卡諾圖化簡(jiǎn)的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成游戲規(guī)則，分成三個(gè)步驟:

(1)step 1:將圈中行方向上取值相同的變量取出來(lái)，如圖3所示，圈中的兩行分別為AB和，則行方向上取出變量為

(2)step 2:將圈中列方向取值都相同的變量取出來(lái)，如果step1和step2中找不出這樣的變量則用1代替，如圖3中的step2;

(3)step 3:將step1和step 2取出來(lái)的變量用乘積項(xiàng)來(lái)表示，完成合并即得A。

這個(gè)游戲案例通過(guò)變換一種與課本不同的說(shuō)法來(lái)完成對(duì)卡諾圖的化簡(jiǎn)，雖然只是將圈“1”換成了圈“兔子”，將知識(shí)點(diǎn)劃分了幾個(gè)步驟，但是卻大大減輕了學(xué)生對(duì)新的知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)焦慮和心理負(fù)擔(dān)，讓他們?cè)谳p松愉快的游戲中掌握了這一知識(shí)。

3.2 電腦游戲的設(shè)計(jì)

在講授“數(shù)字邏輯電路”課程中的狀態(tài)表和狀態(tài)圖一節(jié)時(shí)，由于學(xué)生還沒(méi)有學(xué)習(xí)到時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的例子，教師用語(yǔ)言來(lái)敘述并不容易敘述得清楚。如何讓學(xué)生看懂狀態(tài)表，選擇一種合適的課堂游戲方式比較有效。

狀態(tài)表是在一定的輸入條件下實(shí)現(xiàn)當(dāng)前狀態(tài)到下一狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，同時(shí)產(chǎn)生輸出。這一過(guò)程就像玩電腦游戲，只要輸入正確了就能夠一步步地過(guò)關(guān)并到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)。我們受此啟發(fā)設(shè)計(jì)了一個(gè)通關(guān)游戲如圖4所示。通關(guān)游戲的“地圖”即狀態(tài)表，根據(jù)課本中的實(shí)例設(shè)置，具體如表1所示。

表1 通關(guān)游戲狀態(tài)表

圖4 狀態(tài)表通關(guān)游戲

表1的上方x為所有可能的輸入，左列Sn為所有可能的狀態(tài)，另兩列為現(xiàn)態(tài)和輸入產(chǎn)生的結(jié)果:次態(tài)和輸出。當(dāng)在n時(shí)刻處于現(xiàn)態(tài)Sn，當(dāng)輸入Xn時(shí)，狀態(tài)變?yōu)閚+1時(shí)刻的次態(tài)Sn+1，系統(tǒng)輸出Zn。通關(guān)游戲的“地圖上”卡通人物所處的位置即狀態(tài)，最初狀態(tài)在S0如圖4(a)。根據(jù)“地圖”所示，當(dāng)X輸入1的時(shí)候，卡通人物狀態(tài)就變成了S1，如圖4(b)所示。如果學(xué)生能夠看懂地圖且輸入X正確，卡通人物就能夠到達(dá)最頂端，系統(tǒng)處輸出“1”。對(duì)于這樣輕松活潑又有點(diǎn)小挑戰(zhàn)的游戲，學(xué)生當(dāng)然會(huì)表現(xiàn)出濃厚的興趣，狀態(tài)表的概念也就輕松掌握。

4 課堂游戲的實(shí)踐效果

目前課堂游戲的效果評(píng)價(jià)缺少客觀性的指標(biāo)和手段。但通過(guò)多方面的對(duì)比，例如實(shí)施班級(jí)和未實(shí)施班級(jí)的效果對(duì)比;相同班級(jí)實(shí)施前后的對(duì)比;不同年級(jí)的實(shí)施跟蹤與對(duì)比。課堂游戲的引入對(duì)實(shí)現(xiàn)師生的共同發(fā)展方面表現(xiàn)出良好的效果。

教師在電氣信息類課程中可以引入課堂游戲擴(kuò)展教學(xué)思路，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，充分發(fā)揮自身主導(dǎo)性作用。具體體現(xiàn)如下實(shí)踐效果。

4.1 教師開(kāi)拓教學(xué)思路

(1)課堂游戲可以將課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變成教師引導(dǎo)學(xué)生自主探索學(xué)習(xí)，教師從傳統(tǒng)的知識(shí)偉授者演變?yōu)閷?dǎo)演者、參與者和監(jiān)控者的綜合身份。

(2)課堂游戲是一種處理抽象難懂且教師難于直接概括表達(dá)內(nèi)容的行之有效的教學(xué)手段，它既能幫助學(xué)生理解課堂內(nèi)容，又能減輕教師的課堂教學(xué)思想壓力。

4.2 學(xué)生提高理解和運(yùn)用知識(shí)的能力

學(xué)生通過(guò)輕松的課堂游戲，在學(xué)中樂(lè)，在樂(lè)中學(xué)，可獲得如下主要實(shí)踐效果。

(1)通過(guò)游戲活動(dòng)把學(xué)生吸引到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。他們藉此可以擴(kuò)展視野，轉(zhuǎn)換角度看待學(xué)習(xí)。

(2)開(kāi)展生動(dòng)有趣、知識(shí)性強(qiáng)的游戲，能讓學(xué)生在情緒上輕松愉快，提高學(xué)習(xí)興趣，提高課堂效率。

(3)課堂游戲是調(diào)動(dòng)群體思考積極性和吸引學(xué)生注意力的一種有效方式，易于激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與，積極思考，促進(jìn)學(xué)生整體素質(zhì)全面提高。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合課堂游戲特點(diǎn)和電氣信息類課程的教學(xué)現(xiàn)狀，探討了電氣信息類課程教學(xué)中的課堂游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，將已有的成熟案例歸納成幾類基本的課堂游戲形式，并通過(guò)游戲設(shè)計(jì)案例對(duì)這些類別進(jìn)行了說(shuō)明。由于理工科知識(shí)點(diǎn)多樣化，課堂游戲沒(méi)有固定的設(shè)計(jì)模式。如何將課堂知識(shí)科學(xué)地融入課堂游戲中具有較強(qiáng)的技巧性，考驗(yàn)著教師的想象力和知識(shí)應(yīng)用能力，教師需要長(zhǎng)期的自我提升和實(shí)踐。此外，建立課堂游戲效果的評(píng)價(jià)機(jī)制，提供游戲設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性意見(jiàn)對(duì)設(shè)計(jì)游戲具有重要的意義。

[1]陳國(guó)華.讓游戲走進(jìn)計(jì)算機(jī)教學(xué)課堂[J].云南:大觀周刊，2010(037):167-167.

[2]陳青，劉強(qiáng)，沈智慧.“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”理論課程教學(xué)改革的探討與實(shí)踐[J].北京:計(jì)算機(jī)教育，2009(12):98-99.

[3]李暾，周海芳，王挺.“錢(qián)學(xué)森創(chuàng)新拓展班”《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》教學(xué)改革與實(shí)踐[J].長(zhǎng)沙:高等教育研究學(xué)報(bào)，2011，34(3):81-82.

[4]尚俊杰，李芳樂(lè)，李浩文.輕游戲:教育游戲的希望和未來(lái)[J].蘭州:電化教育研究，2005，1:24-26.

[5]曹霞.讓信息技術(shù)課堂“活”起來(lái)[J].北京:中國(guó)教育發(fā)展研究雜志，2009，6(1):98-99.

[6]鄧春健，李文生.ARM嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中課堂游戲的設(shè)計(jì)[J].北京:計(jì)算機(jī)教育，2011(004):98-101.

[7]鄧春健，石建國(guó)，呂燚等.第七屆廣東省高等教育成果獎(jiǎng)申報(bào)--數(shù)字邏輯電路教學(xué)改革與試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)[R/OL].http://www2.zsc.edu.cn/jxcgj/dcj.2014.5.29.