小游戲開發(fā)項(xiàng)目化教學(xué)在高職編程類課程中的探索與實(shí)施

摘要：編程類課程普遍具有理論抽象、實(shí)踐性強(qiáng)等特性，是計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)的一大難點(diǎn)；三年制高職編程類課程更面臨著課時(shí)緊、前導(dǎo)理論不足、學(xué)生動(dòng)手能力差以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏等諸多現(xiàn)實(shí)問題。本文提出了一種在項(xiàng)目化教學(xué)基礎(chǔ)上，以學(xué)生“喜聞樂見”的小游戲作為案例項(xiàng)目，精心設(shè)置知識(shí)結(jié)構(gòu)和一例串聯(lián)編程類課程的核心基礎(chǔ)知識(shí)，并采用“全程手把手式的游戲?qū)嵕伴_發(fā)方式展開教學(xué)”的思路，以激發(fā)學(xué)生興趣，提高其編程素養(yǎng)和實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。筆者經(jīng)過三輪課堂實(shí)踐后，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：高職編程類課程實(shí)施；項(xiàng)目化教學(xué)；小游戲開發(fā)；沉浸式編碼

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2016）12-0094-04

● 引言

程序設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)知識(shí)來分析和解決實(shí)際問題的強(qiáng)有力工具，極大地體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)科學(xué)的魅力，它是計(jì)算機(jī)科班學(xué)生必須掌握的一項(xiàng)專業(yè)技能。由于程序設(shè)計(jì)涉及軟硬件知識(shí)的融合，加之對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)和動(dòng)手能力都要求較高，所以它也是計(jì)算機(jī)教學(xué)中的難點(diǎn)。高職生源主要來自普通高校統(tǒng)招中的“專科一批”“專科二批”以及“三校生”的單考、單招，這在很大程度上決定了學(xué)生的基本學(xué)情；而三年學(xué)制直接決定了如“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”“操作系統(tǒng)”“編譯原理”等諸多核心性、基礎(chǔ)性、前導(dǎo)性的理論課程被移出教學(xué)計(jì)劃，學(xué)生對(duì)程序和編程的理解往往只停留在語法這個(gè)層面，很難有一個(gè)微觀和本質(zhì)的認(rèn)知。另外，由于高職人才著重技能的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力又有新的要求，考慮到高職教育的特殊性，高職的編程類課程的實(shí)施可以說是“難上加難”。

面對(duì)高職計(jì)算機(jī)專業(yè)編程類課程的開展中存在的諸多現(xiàn)實(shí)問題，筆者從理論門檻的降低與動(dòng)手能力的提升、教法改進(jìn)、編程興趣的培養(yǎng)和編程素養(yǎng)的提升三個(gè)方面入手，摸索出了一套較為科學(xué)的模式，希望對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)水平的提升有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

● 高職編程類課程的現(xiàn)狀和存在的問題

1.高職編程類課程現(xiàn)狀

從技術(shù)路線來看，高職編程類課程多數(shù)以主流的JAVA和.NET這兩條線路為主。從課程設(shè)置和銜接看，亦遵循從面向過程的C語言過渡到面向?qū)ο蟮腏AVA或C#語言。在項(xiàng)目架構(gòu)上也附帶將BS和CS兩大結(jié)構(gòu)穿插其中。但由于學(xué)制和學(xué)情等諸多因素的限制，以“軟件生存周期”為主線的“企業(yè)級(jí)”開發(fā)往往接觸得不夠深入或者基本不涉及，這直接導(dǎo)致了學(xué)生對(duì)編程類課程的誤解：不能學(xué)以致用，不能跨過“飯碗”這個(gè)門檻。IT企業(yè)需要的往往是上崗類人才，而我們培養(yǎng)的畢業(yè)生距離企業(yè)的要求還有一定的差距，這也是近年來我省畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量跟蹤調(diào)查中計(jì)算機(jī)專業(yè)專科生就業(yè)忠誠度不高（學(xué)生畢業(yè)后往往不愿或者不能從事過多與本專業(yè)相關(guān)的職業(yè)）的一大原因，勢(shì)必也對(duì)下屆學(xué)生造成一定的心理壓力。

從課程設(shè)置角度來看，由于專科和本科人才培養(yǎng)的模式和要求有很大的不同，加之三年學(xué)制，勢(shì)必要砍掉一些理論高、難度大的課程，才能保證學(xué)生完成定量的理論課程。眾所周知，編程類課程的實(shí)施需要依賴許多“現(xiàn)代性”的理論課程。例如，學(xué)生如果沒有學(xué)過操作系統(tǒng)，那么多線程和線程的同步、互斥等話題基本是不能過多、過深地涉及；學(xué)生若沒學(xué)過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，那么類似JAVA和C#中的集合編程，學(xué)生的理解也不會(huì)太透徹；更不用說對(duì)程序執(zhí)行過程的原理理解和程序跨平臺(tái)本質(zhì)的領(lǐng)悟。整體看來，拋開系統(tǒng)分析和架構(gòu)，單從開發(fā)類知識(shí)來看，學(xué)生所學(xué)的也不會(huì)太“專”。

從課時(shí)安排角度來看，由于課程設(shè)置還要兼顧硬件、網(wǎng)絡(luò)、公選、思修等課程，所以編程類的課程無論是學(xué)期間的跨度還是學(xué)期內(nèi)的跨度都不能一直貫穿學(xué)生的學(xué)習(xí)生涯。最明顯的就是教師感覺時(shí)間太緊，學(xué)生感覺只學(xué)了點(diǎn)皮毛。

2.高職編程類課程存在的問題

通過對(duì)已畢業(yè)和在讀的多屆高職學(xué)生的走訪、調(diào)查，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)“編程類”課程的反饋主要集中在如下幾點(diǎn)：①理論過于抽象，知其然而不知其所以然。教材上的知識(shí)點(diǎn)往往沒有落實(shí)到生活中的具體實(shí)例，不接地氣。②內(nèi)容枯燥，基本沒有興趣。單一的語法和外文單詞使學(xué)生普遍覺得門檻過高、無味。③實(shí)訓(xùn)案例過于復(fù)雜，學(xué)生望而卻步。許多教材上的案例不能考慮到學(xué)生的具體學(xué)情，功能繁復(fù)，架構(gòu)冗余，諸如幾十個(gè)窗體或者幾十張Web頁面的例子比比皆是。④教學(xué)形式單一。許多編程課往往是教師準(zhǔn)備好PPT或者代碼截圖，學(xué)生敲、教師講這種模式，沒有過多的師生互動(dòng)和教師輔導(dǎo)，學(xué)生往往機(jī)械地敲了代碼后卻不知如何下手。學(xué)生的存在感和教師的陪同度不夠。⑤課時(shí)過緊，教材內(nèi)容不剪裁，基本重難點(diǎn)都是泛泛而過，不能深究。以上種種問題，造成了教師難教、學(xué)生難學(xué)的局面。

● 教學(xué)方案設(shè)計(jì)概述

如何解決以上問題，讓編程類課程門檻更低、趣味性更強(qiáng)、學(xué)生參與度更高，是每一位編程類課程授課教師都必須面對(duì)和思考的問題。近年來，筆者所在學(xué)院試點(diǎn)了項(xiàng)目化教學(xué)，并取得了一定成效，學(xué)生對(duì)這種“學(xué)以致用”的授課方式認(rèn)同度較高。教師若能在項(xiàng)目化教學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步“雕琢”教學(xué)案例，或許會(huì)有新的突破。筆者出于此考慮，采用有廣泛“群眾”基礎(chǔ)、學(xué)生“喜聞樂見”的小游戲作為項(xiàng)目化教學(xué)的課堂案例，在筆者所在學(xué)院成教專升本、高職編程類課程中做了有意義的嘗試和應(yīng)用。

1.小游戲案例的選取

小游戲玩法簡(jiǎn)單、趣味性足、用戶黏度高，幾乎占領(lǐng)了用戶PC端和智能手機(jī)端用戶的大部分碎片時(shí)間。就業(yè)務(wù)而言，游戲初級(jí)玩家就基本掌握了90%的業(yè)務(wù)；從興趣上來說，游戲基本上能激發(fā)90%以上學(xué)生的興趣。小游戲種類繁多，因此，在項(xiàng)目選材上筆者主要考慮了游戲面廣、以棋牌類游戲?yàn)橹鳎ú挥眠^多的動(dòng)畫技術(shù)）兩點(diǎn)，這樣學(xué)生才能將主要精力放在語法實(shí)現(xiàn)和開發(fā)流程上。

2.授課方法的語言、平臺(tái)無關(guān)性

縱觀整個(gè)在校期間的課程安排，不管是入門級(jí)的C語言，還是進(jìn)階階段的C#、Java等語言，在整個(gè)授課內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上都有共通性。例如，程序的三種結(jié)構(gòu)是所有語言所共有的，細(xì)化到面向?qū)ο蟮腃#和JAVA，窗體和事件交互也是共有的。如果上升到小游戲項(xiàng)目開發(fā)層面，那么游戲的GUI（界面交互）、排行榜與游戲狀態(tài)存取（數(shù)據(jù)儲(chǔ)存）、棋盤表示（數(shù)組結(jié)構(gòu)）、鼠標(biāo)鍵盤操作（事件交互）、地圖棋子繪制（貼圖繪制或圖片控件）使用等都是和具體的語言、游戲無關(guān)的。所以這種教學(xué)設(shè)計(jì)模式教師可以選取學(xué)生感興趣的小游戲作為項(xiàng)目案例，而且?guī)缀跛械木幊填愓Z言都可以使用，有較為廣泛的實(shí)用性。

以筆者曾經(jīng)教授過的VB.NET、C#、JAVA三門語言為例。三門語言分別選取了掃雷、風(fēng)靡一時(shí)的2048、傳統(tǒng)的五子棋三個(gè)小游戲案例。拋開具體開發(fā)語言，教師應(yīng)提煉出編程類課程共有的核心基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合小游戲開發(fā)技術(shù)共性，合理編排知識(shí)點(diǎn)，剪裁出科學(xué)實(shí)效的有機(jī)課程體系（如下頁圖1）。

3.編程類課程設(shè)計(jì)框架

教師在選定好一款小游戲和一門編程語言后，即可根據(jù)圖1所示的“自下而上”再到“自上而下”兩個(gè)步驟，完成教學(xué)任務(wù)和教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。

先自下而上根據(jù)游戲的規(guī)則和玩法對(duì)“業(yè)務(wù)”做適當(dāng)?shù)募舨谩＠纾瑨呃子螒颍鳛榻虒W(xué)演示的案例，學(xué)生大可不必考慮鼠標(biāo)左右鍵同時(shí)按下的操作，點(diǎn)開的空白區(qū)域的雷的個(gè)數(shù)也可以用數(shù)字代替圖片，甚至可以根據(jù)學(xué)時(shí)和學(xué)情決定雷的繪制是采用貼圖繪制還是按鈕對(duì)象。

自下而上剪裁好業(yè)務(wù)后，根據(jù)所教授的語言來決定要串講的知識(shí)點(diǎn)。筆者在課程開發(fā)中采用的是VB.NET，這里為了凸顯語言的無關(guān)性，假定教授的是C#語言。那么自上而下分析，窗體和菜單是必不可少的，所以可以在課程早期讓學(xué)生做一個(gè)雛形。雷區(qū)的難度設(shè)置可以用Combo Box控件來實(shí)現(xiàn)，如果考慮到記事本的讀寫比較有用，則可以將難度的設(shè)定穿插在記事本的存儲(chǔ)中（不用記事本，可考慮靜態(tài)變量）。數(shù)據(jù)庫的讀取是開發(fā)必不可少的一大技術(shù)，考慮到掃雷的排行榜、時(shí)間、難度和等級(jí)等，教師可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)一張表以體現(xiàn)不同等級(jí)的難度，分別記錄前10名。那么教師在講述ADO.NET這一章時(shí)，學(xué)生就可以提前完成這個(gè)排行榜的任務(wù)。至于游戲的核心邏輯——掃雷的實(shí)現(xiàn)，完全可以在數(shù)組一章“大做文章”。筆者考慮到學(xué)生的理解力，在命令行模式下完成掃雷的過程一般為首選，而且即時(shí)打印出數(shù)組的狀態(tài)，讓學(xué)生理解其實(shí)雷區(qū)的繪制無非就是將數(shù)組對(duì)應(yīng)的數(shù)字轉(zhuǎn)換成圖片而已。為了照顧到大多數(shù)學(xué)生，教師還可以將繪制雷區(qū)的代碼先寫好，學(xué)生操作數(shù)組，教師代碼幫忙繪制即可（如圖2、圖3）。經(jīng)過理論學(xué)習(xí)和項(xiàng)目教學(xué)的穿插學(xué)習(xí)，課程結(jié)束時(shí)，學(xué)生除了圖片的繪制，C#語言基本常用的開發(fā)技巧大多都能掌握。在實(shí)際教學(xué)中，基礎(chǔ)好的學(xué)生、肯于動(dòng)腦的學(xué)生往往都能很輕松地掌握貼圖繪制。

● 教學(xué)方案的可行性論證

首先，編程類課程的“實(shí)踐天然性”決定了項(xiàng)目化教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)和必要性。近幾個(gè)學(xué)期，筆者所在學(xué)院部分班級(jí)展開了“項(xiàng)目化教學(xué)”的試點(diǎn)工作，即在實(shí)踐教師的帶領(lǐng)下，集中一個(gè)時(shí)間段、在一個(gè)固定教室完成一個(gè)完整的項(xiàng)目開發(fā)。通過調(diào)查反饋，筆者發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目化教學(xué)對(duì)學(xué)生專業(yè)信心的樹立、動(dòng)手能力的提升、知識(shí)體系的構(gòu)建以及綜合應(yīng)用能力的提升都有顯著的效果。這也是筆者選擇“項(xiàng)目化教學(xué)”作為基本教法的主要原因。

其次，興趣是最好的老師。拋開成教學(xué)生的基本學(xué)情，絕大多數(shù)學(xué)生之所以感覺編程比較枯燥，最直接的原因是沒有從中獲得樂趣，而不是“門檻”的問題。學(xué)生的學(xué)習(xí)一直是考試、畢業(yè)等魔棒逼著學(xué)、壓著學(xué)，而不是我想學(xué)、我要學(xué)、我樂學(xué)。學(xué)習(xí)外語較為成功的方式便是“沉浸式”學(xué)習(xí)，即讓學(xué)生在一個(gè)相對(duì)封閉幾乎全英文的環(huán)境中學(xué)習(xí)。本文教學(xué)方法的“沉浸式”不是生搬硬套外語的“沉浸式”，而是讓學(xué)生感受到游戲的樂趣，感受到自己開發(fā)游戲的樂趣。很多學(xué)生在機(jī)房或教室上課時(shí)，掉隊(duì)了，乏味了，便索性玩起了手機(jī)和計(jì)算機(jī)自帶的小游戲。為什么教師不能將這些小游戲的開發(fā)引入課堂，作為實(shí)際案例來剖析給學(xué)生看呢？可以說，了解了游戲的制作原理和知識(shí)后，學(xué)生會(huì)更多“下意識(shí)”地去探索游戲背后的“計(jì)算機(jī)”編程知識(shí)。

“麻雀雖小，五臟俱全”，小游戲的開發(fā)不管是項(xiàng)目的需求分析、業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)、美工設(shè)計(jì)，還是開發(fā)中的算法設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試等，都涵蓋了主流的編程技術(shù)和核心基礎(chǔ)知識(shí)。一個(gè)小游戲項(xiàng)目就能將核心編程知識(shí)剪裁、串聯(lián)形成有機(jī)體，步步推進(jìn)。所以筆者考慮到成教課時(shí)的緊湊和集中，較之其他大型開發(fā)項(xiàng)目，這點(diǎn)更適合教學(xué)。再者，小游戲的趣味性在很大程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和信心，也讓編程這類枯燥的課程更接地氣。

最后，以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，在實(shí)踐編程中學(xué)習(xí)和消化理論，都離不開教師的點(diǎn)撥和輔導(dǎo)。學(xué)生對(duì)編程的恐懼，導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生邁不開步伐。本項(xiàng)目重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了教師全程手把手編碼輔導(dǎo)的重要性，只有教師全程手把手編碼輔導(dǎo)，學(xué)生在編程的路上才能突破心理防線，得到“安全感”，而且教師的現(xiàn)場(chǎng)手工演示和輔導(dǎo)答疑，無疑就是一臺(tái)可以無限重復(fù)回放和點(diǎn)播的教學(xué)視頻機(jī)器，這對(duì)學(xué)生來說，也是一個(gè)知識(shí)不斷咀嚼和再消化的過程。

● 總結(jié)

筆者通過實(shí)踐，摸索出的針對(duì)編程類課程的教學(xué)模式是：抓住編程類課程的“實(shí)踐天然性”，采用項(xiàng)目化教學(xué)為基本教學(xué)法；以小游戲作為教學(xué)案例，降低業(yè)務(wù)門檻，提高學(xué)生興趣；精心設(shè)置知識(shí)結(jié)構(gòu)，一例串聯(lián)編程類課程的核心基礎(chǔ)知識(shí)，剪裁不必要的課堂內(nèi)容；針對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力低的問題，采用全程手把手式的游戲?qū)嵕伴_發(fā)方式展開教學(xué)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其編程素養(yǎng)和實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)能力。在不限編程語言的前提下，形成一套可行的課程方法能快速將日常小游戲與教學(xué)大綱結(jié)合，通過適當(dāng)?shù)闹R(shí)提煉、剪裁后作為項(xiàng)目化教學(xué)的案例，并成功運(yùn)用到高職編程類課程中去，這對(duì)四年制高職的編程類課程改革也提供了思考和參照。

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作者簡(jiǎn)介：鄒會(huì)來（1986.8—），講師，工學(xué)碩士，研究方向?yàn)橹悄芑浖_發(fā)、人機(jī)博弈、游戲AI。