教育游戲融入軟件工程專業人才培養模式的探索

楊豐 金英

摘要：大學教育成為面向學生和社會的教育，將理論融入實踐、具有生動形象的教學模式，使學生不斷探求的學習模式成為教育的必然途徑。本文著重對教育游戲融入軟件工程專業教學模式進行研究，提出教育游戲在教學中采取探索和啟發結合的模式，分析這種模式的理論基礎、特點和實踐流程，并給出GameAI課程的教學應用案例，闡述該課程的實施過程，更好地促進大學生自主學習，為創新、創業教育提供一種全新的人才培養模式。

關鍵詞：軟件工程；GameAI課程；教育游戲；人才培養模式

中圖分類號：G640文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2012）07-0078-03

一、引言

隨著網絡的普及和計算機技術的不斷提升，游戲成為生活中不可缺少的一部分，如果我們能夠充分利用網絡和游戲的優勢，廣泛開展將游戲娛樂孕育在教育和教學當中，既達到教育培養人才的目的，又能夠使學生重新回到自主學習的氛圍中來，教育游戲對高等教育課程建設會起到一定的促進作用[1]。目前，中國正在經歷中西方文化教育的矛盾之中，中國的傳統教育既有有利的一面，也有明顯的不利一面。遵循傳統的教育策略、教學手段，能夠使學生從小很快地習慣于讀書、實踐、運用的軌道上來，聽從教師的教誨，不斷從教師身上獲取對書本知識的理解，使學生能夠循規蹈矩地打好基礎，但同時也使學生不能夠積極、主動思考，不能多向思維、不勇敢冒險、害怕失敗。特別是我們的高等教育面臨的巨大挑戰。中小學教學模式給予學生一定的基礎知識和固定的學習模式，鼓勵他們遵循模式可以獲得應得、考核良好的結果。但是到了高等教育階段，他們無法適應社會對他們的要求，要求他們具備各種能力，具備豐富的知識，具備靈活的頭腦，具備很強的動手能力，不再是自己學到的為高考準備的那些知識。那么，高等教育到底應該給學生提供什么樣的教育呢？到底是適應學生的中學學習習慣，還是按照社會的需求培養學生獨立自主的學習習慣，我們高等教育面臨著抉擇。按照社會需求培養學生，學生無法用從小養成的學習習慣去適應大學的自主學習，學生認為能力是教師培養出來的，學生無從適應是讀好書本就行，還是需要自己不斷要適應社會需求培養自身的能力。高等教育既要改造學生的學習習慣，又要讓學生面對社會的需求。因此，面對這樣的學生，高等教育采取很多措施，如創業教育、職業培訓、實習實訓、教學內容和手段變革、分級培養等多種模式。作為教師的責任是推動課本的理論內容與實踐需要相結合，積極配合創新、創業教育，為學生今后的人生之路打好基礎。所以，將游戲融入高等教育的課程中來，不再拘泥于理論教學，利用課程內容融合游戲開展創新教育的一種方式，在創業團隊中開展各種課程內容的競賽，有利于創業教育與課程的有機結合，增進學生自主學習的動力[2]。

大學的創業教育是一個橋梁，它搭建起知識學習和實踐、運用的平臺，實現中學教育、大學教育到社會需求的過渡，有助于學生在平臺之上尋找自己的實踐課程，演練自己、完善自身能力的培養。作為學校、教師要使平臺基礎更牢固、更豐富，更能夠讓學生發掘自己的潛在能力、演練自己的能力、施展自己的能力，這樣才不會使學生從大學之初的迷惘陷入到畢業之前的恐慌。高等教育搭建的授課平臺，讓學生興趣盎然地汲取知識、不斷探求更深層次的內涵、引申到更豐富的實際應用中。所以，在教學過程中引入教育游戲的理念，有助于打破大學教育的純理論化，激發學生的興趣和豐富的想象力，培養他們具有不斷探求、不斷創新的精神，這是大學教育的根本[3]。

二、產業結構變革與人才培養途徑的改革

我國正處于產業結構的變革時期，既要發展生產、提高人民的生活水平，又要保護環境，維護生態平衡，讓國家持續發展。過去我們是以農業為主的國家，自給自足的生產模式，現在以國際貿易為主，成為生產大國，以消耗資源為代價，擴大就業渠道，提高生活水平。面臨新的轉型，保護資源、擴大生產并舉，造成社會需要多方面人才，企業不再從事單一生產，既需要有專業知識的人才，也需要具備其他知識的員工。因此，對學生來說，專業界限模糊、就業廣泛，不再是對口專業、對口工作的模式，不論學習的專業知識是什么，都可以歸結到能力的培養。學生清楚地知道有能力，社會就需要你，就可以給自己一個安身立命之本。

社會產業的變革決定高等教育人才培養模式的變革，以前的學生可以不關心就業，社會給他們分配工作；但現在的學生必須完成從中學只為高考學習到大學的職業抉擇學習的過渡。社會需要能夠承擔工作、提高業績、獨當一面、能管理自己和他人的員工，但我們的學生只會學習書本。正是這兩個方向的驅動力，學生要能夠面向社會的教育，社會需要能夠為社會服務的人才，成就高等教育的變革。大學教師不能夠再捧著一本書、講著一門課、講給學生知識、學生學習領會的局面，大學的管理者也不能捧著一成不變的教育方針管理學校，學生也絕不會僅僅跟著教師、書本學習。那么高等教育走向何方呢？很多年以前，有人提出學生是上帝、面向學生的教學考核，還有人提出面向社會，社會需要什么樣的人才，我們就教育出相應的人才，大學成為生產企業，生產的是學生?，F在看來這些看法都有其片面性，學生是人，是一個有思維能力的人，不能是產品，也不是上帝，教師是學生成長的真正基石，打的不僅僅是知識的基石，而是人生成長的能力基石。按照馬斯洛的需求層次理論，大學教育要提供給學生每一層次需求的基石。因此，我們面臨著巨大的變革，教育策略、教學內容、手段、目標、方式方法等都需要變革，多元化、多種手段并存是今后教育改革的必經之路。

人才培養模式有多元化的途徑，從教育策略到教學方法、內容都可以尋求更好的模式適應學生、社會的需要。包括分級培養、實習實訓、創業團隊、課程內容、教學模式、考核模式等作多種形式的變革。其中在教學模式的探求中，將教育游戲融入課程，有效地開展游戲化教學[4]， 使教學內容和游戲過程有效的結合， 使學生在一

種更為積極的狀態下進行學習， 可以大大提高學習效率。

三、教育游戲與課程結合的教學模式

軟件工程專業是目前迫切需要改革的專業，因為它建立在更貼近社會需求的基礎之上，它的特點是計算機技術發展很快，知識不斷更新，應用領域非常廣泛，傳統的方法和企業所需要的技能總是與所學知識存在沖突，軟件開發所需要的技能是多種多樣的，突顯出人才的多樣能力匯聚在軟件開發中。因此，軟件工程專業的教育知識結構必須隨著計算機的發展而不斷更新，在專業體系結構、課程分布、課程內容、授課手段等方面必須適應技術和社會的發展。在人才培養模式上更加適合于創業教育，適合于教育游戲與教學課程的結合，組織學生組成團隊方式進行軟件項目的開發和管理，有效地使學生不斷從項目實施過程中主動學習和掌握軟件開發所需要的技能[5]。因此，課程教學中引入教育游戲就是要將課程教學和教育游戲整合，通過教師科學設計或選擇游戲方式融合在課程內容上，并將它與教學過程整合，使學生在活潑愉快、興趣盎然的情緒中開展學習[6]。在這種教學模式中，對課程的教學設計融合啟發式和探索式的教學模式，逐步引導學生自主探求更好的方法和更好的實現結果。

教育游戲和課程的結合使教學目標明確， 對于學生可以學到什么知識， 獲得哪些技能， 培養哪些能力等，課程游戲都有界定，重視學習動機的激發，內容的啟發，能夠誘發學生的內在動機， 讓其主動參與到學習中去[7]。因此，教育游戲應用于具體的學科教學中，要考慮到教學環境， 如教學目標、教學內容、教學對象、教學設備等因素。在實際教學中， 要根據具體情況采用不同的教學方式， 力求選擇集教育性和游戲性于一體的教育課程游戲。所以，可以將課堂教學的一些課程與創新教育的方式融合在一起，形成創新教育的游戲化教學。這種教學是一種以學生為中心的自主探索式學習。所以，教師根據課程特點，對課程內容設定，設計課程游戲開發和實施，激勵學生不斷完善課程游戲內容，探索更完善的解決方法。

四、游戲和課程結合的探索式教學模式案例分析

教師要充分了解各種應用模式的特點， 熟練運用各種教學手段， 使教育游戲更好地服務于教學。在軟件工程專業課程中，人工智能課程是本科教學中一門理論性很強的課程。人工智能是在計算機科學、控制論、信息論、神經生理學、心理學、哲學、語言學等多種學科相互滲透的基礎上發展起來的一門綜合性很強的交叉學科，是計算機科學的一個重要分支[8]。人工智能的本質是研究如何制造出智能機器或系統，模擬、延伸、拓展人類智能。人工智能課程以普通高校高年級計算機專業學生為講授對象，在教學上一般以理論講授為主， 并輔以一些應用實例加以分析。課程本身雖然理論性強，內容較為抽象，但是人工智能方法應用非常廣泛，因此，在教學過程中，如何解決課程本身枯燥難懂以及如何提高學生的學習興趣，讓學生更好地掌握這門課程，一直是授課教師研究的課題。

隨著動漫產業的發展，游戲開發成為一種學生學習的動力。為促進學生學習的熱情，開設游戲開發中的人工智能（GameAI）這門課程，目的在于將人工智能知識的學習融入到游戲開發中來，在開發游戲的過程中探求人工智能知識的學習。課程的設計由淺入深、由演示學習到比較、探求改進等循序漸進的階段，結合合作與競爭的教學策略， 以游戲中融合人工智能的基本算法的課程內容提供給學生，學生在執行游戲過程中尋求更好的解決途徑，在完善游戲和相互比賽的同時體會人工智能思想和算法的優勢，同時也促進學生尋求更好的智能優化算法，使自己的角色更加占有競爭優勢，獲得更好的成績，以提高學生學習的積極性和主動性[9]。這門課程主要將人工智能中的基本路經搜索、知識表示、A*優化算法、貝葉斯概率、模糊控制、神經網絡和遺傳算法等融入到游戲平臺上，學生能夠在統一的游戲平臺上相互競賽。在這種角逐的過程中，學生能夠自主探究算法本身的優劣，精益求精地琢磨算法的執行時間和所需空間，不斷尋求改進算法和其他的智能優化算法，開闊思路，也激發創造性思維。同時，組成開發小組，以創業團隊方式實施，可以向社會發布獲得的算法和軟件，初試與社會接觸的經驗，深入淺出，簡明易學，進一步引申到工業控制和信息化社會的智能處理中。

雖然課程內容有待進一步完善，但是通過GameAI游戲平臺內容的講解和引導，激發學生興趣，讓學生學會基本的人工智能算法，理解并能夠簡單運用人工智能的思想和方法，真正達到寓教于樂，并進一步結合實驗教學，使學生愛學習、愛動手、愛探究。

GameAI課程可以隨著社會對智能游戲的要求下，不斷擴展AI的內容，融合到基本游戲智能表現上，同時可以隨著不斷開設游戲開發的相關課程，擴大實驗平臺，更真實的表現智能實體，如智能機器人、智能控制、三維立體的空間表現等來激發學生的興趣，真正走向軟件開發的職業教育模式，推動游戲產業的發展。

通過GameAI課程與游戲開發結合方式的嘗試，深刻體會到如果將課本內容結合進游戲實驗平臺，學生通過學習和運用課本知識去闖關，或者讓學生將課本知識自己動手構造游戲平臺，或者學生運用自己的平臺不斷同其他學生競爭，使得學生不斷探索知識內容和運用知識內容，形成探索式、自主學習的良性循環模式，有力促進學生創新能力的培養。

將教育游戲引入到高等教育課程內容中的探索式教學模式，是為了促進高等教育教學模式的改革，使高等教育不再是重理論、輕實踐的教學模式。通過具體的教育游戲和課程結合的案例分析，提出能夠將軟件工程專業課程實現教育游戲化的方法。教師根據學生的身心發展水平、活動特點及興趣愛好，明確教學內容和目的，熟悉游戲理論和設計，開發適當的課程教育游戲，將教材內容和游戲完整融合。在課堂上科學他組織學生開展競賽活動，把學生在游戲中所獲得的愉快體驗與自主、探究學習方式結合起來，學生自覺地利用基本的科學方法，圍繞問題展開分析，并收集、加工、處理和分析信息。學生通過反復嘗試、調整獲得的解決方案，可以提高他們的分析問題和解決問題的能力，充分發揮他們的能動性、創造性。

因此，充分理解教育游戲的重要意義和作用，積極開展高校專業課程游戲化的教學模式，真正推動教育教學改革，促進教育發展的良性循環。

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