游戲化課堂應答系統在程序設計教學中的應用

張崇明 張玉 李傳江 汪春梅 朱燕飛

摘 要 隨著社會對理工科畢業生編程能力要求的日益提高，急需通過教學過程的改進來增強程序設計類課程的教學效果。介紹Kahoot！這一游戲化課堂應答系統，以及把它應用于“C語言程序設計”課程的教學實踐過程。實踐經驗表明，該系統的使用提高了學生的課堂參與度和學習積極性，改善了教師的授課效果，進而提高了總體教學質量。

關鍵詞 課堂應答系統；Kahoot！；游戲化教學；C語言程序設計

中圖分類號：G652 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）06-0014-03

Application of Game-based Classroom Response System in Tea-

ching Programming//ZHANG Chongming， ZHANG Yu， LI Chuan-

jiang， WANG Chunmei， ZHU Yanfei

Abstract With the ever-increasing social requirements for progra-mming ability of science and engineering graduates， it is imperative that instructional effect be promoted through the improvement of

instructional process. Kahoot！， as a game-based classroom response

system， and the teaching practice of its application in C Progra-mming course， are introduced in this paper. Practical application of this system showed that student engagement and motivation were increased， instructional effect was improved， and thus the overall quality of teaching was promoted.

Key words classroom response system； Kahoot！； game-based lear-ning； C programming

1 引言

隨著信息技術的飛速發展和“互聯網+”時代的到來，掌握編程技術的重要性日益顯現。“C語言程序設計”作為理工科專業的一門重要基礎課，一般會在大學一年級開設。長期以來，這門課程都存在教學效果差、學生評教分數低、不及格率高等諸多難以解決的問題。學生“學不好”和“學不會”的原因是多方面的，但傳統的講座式教學模式教學效果不佳，肯定是主要原因之一。

改善教學模式方面的問題，至少有兩個思路，即采用翻轉課堂之類新的教學模式，或者對現有講座式教學模式進行改進。針對上海師范大學“C語言程序設計”課程選修人數多（一個班50人以上）、選課學生自主學習習慣尚未養成的現實情況，對現有講座式教學過程進行改進是比較現實的選擇。只要能設法調動起學生在課堂上學習的積極性，提高課堂上教學活動的參與度，并且讓教師能及時了解學生對知識點的掌握情況，教學效果就能改善，而在課堂上采用課堂應答系統正是實現這一目標的技術手段。

傳統的課堂應答系統由無線應答器（投票器）、無線接收器、計算機、投影儀及相關軟件系統構成[1]。隨著網絡通信技術的發展和智能手機的日益普及，出現了基于Web的、可以把智能手機作為應答器的課堂應答系統，如Socra-

tive和iClicker等。而Kahoot！和“剝豆豆”（bodoudou.com）更是迎合了學生群體對游戲的熱愛，在課堂應答系統中增加了游戲化的元素。國內已有教師把Kahoot！應用于教學過程[2-3]，但文科應用較多，理工科方面的應用案例較少。從2016年秋季學期開始，嘗試使用Kahoot！作為“C語言程序設計”課程的課堂應答系統。學校幾乎所有的公共教室已經實現免費Wi-Fi網絡覆蓋，這也為此類系統的使用創造了條件。本文將介紹把Kahoot！應用于授課過程的實踐情況。

2 Kahoot！功能介紹

Kahoot！是一個基于Web的、輕量級的、免費的、游戲化的課堂應答系統。Kahoot！由挪威的一家在線教育企業開發，于2013年免費向公眾開放，目前月活躍用戶已超過5000萬人。教師需要先在Kahoot！的官網上創建一個賬號，然后就可以創建和編輯適用于自己課程的教學游戲。游戲在運行時會生成一個全球唯一的識別碼（PIN），如圖1所示。教師可以通過投影儀屏幕（或者其他方式）在教室環境中分享該識別碼。學生可以使用智能手機上的瀏覽器訪問kahoot.it，并在此網址對應的頁面中輸入該識別碼和自己的昵稱，之后就可以參與教學互動。

教師目前可以在Kahoot！系統上創建測驗（Quiz）、調查（Survey）、討論（Discussion）和排序（Jumble）四種類型的教學游戲。在Kahoot！官網上，各種類型的教學游戲被統稱為Kahoot（此處沒有感嘆號）。測驗是最常用的類型，用來創建有2～4個選項的選擇題。學生每完成一個題目，都會立刻看到對錯情況。與此同時，教師電腦和投影儀屏幕上會先呈現一個表示所有學生答題對錯分布情況的柱狀圖，然后呈現一個記分板，顯示當前得分前幾名的學生昵稱。調查也是要求學生完成有2～4個選項的選擇題，但與測驗不同的是，調查是用來幫助教師收集感興趣的信息的，各個選項沒有對錯之分，學生之間也不存在分數的競爭。討論與調查的功能類似，但只允許教師創建一個選擇題，目的是幫助教師在課堂上快速地創建討論議題并記錄結果。排序是新增加的類型，學生需要根據題目要求，對四個選項進行排序。和測驗類型相比，學生通過猜測答對排序類型題目的概率要低很多。

Kahoot！的人機交互界面十分易用。教師使用瀏覽器訪問create.kahoot.it，即可創建和編輯教學游戲。圖2所示是一個測驗題目的編輯界面。教師需要把一個選擇題的題干放到Question文本框中，把該題目的配圖放到Media媒體框中（可以沒有圖），把2～4個選項放到AnswerX文本框中，同時要標記出正確的選項并設置答題時間。

學生端的交互界面如圖3和圖4所示。圖3是測驗、調查和討論類型的題目對應的答題界面，四個不同顏色且包含不同形狀幾何圖形的按鈕與課堂投影儀屏幕上顯示的選項對應。圖4是排序類型題目的答題界面，學生需要根據題意確定四個按鈕的正確排序，并把它們依序拖拽到界面上半部分的四個虛框中。

在課堂環境中使用Kahoot！有以下幾個優點。

1）游戲化的學習場景。以測驗為例，測驗過程也是做游戲的過程，學生為獲得高分展開競爭。答題時播放的音樂能給人時間緊迫的感覺。為了獲得較高的分數，學生需要兼顧答題正確性和答題速度。

2）輕量化的解決方案。Kahoot！是一個基于Web的使用云服務的課堂應答系統。不要求教師在電腦上安裝特殊的軟件，只要能訪問Kahoot！官網即可，這就為廣大在公共教室中使用公共電腦開展教學的教師提供了很大便利。同時，不強制要求學生在手機上安裝Kahoot！客戶端應用程序，只使用手機瀏覽器參與互動也是可以的。

3）個性化的實時反饋。以測驗為例，學生做完每道題目能立刻在手機上看到自己的對錯和得分，而教師和學生可以立刻在投影儀大屏幕上看到每道題目的對錯分布情況。

除此之外，Kahoot！支持教學數據的導出功能。每次測驗完成后，可以把測驗結果導出為Excel文件。該文件中除了基本的統計數據，還包含詳細的教學數據，即每個學生每道題目的答題選項。教師可以在課后利用各種數據分析工具，對這些教學數據進行進一步挖掘。

3 Kahoot！在C語言教學中的應用

對于很多從未接觸過編程語言的大一新生而言，“C語言程序設計”差不多是大一期間最難的一門課程了。因為班級人數眾多，學生之間編程基礎差異大，教師很難在講課期間判斷各個學生對知識點的掌握情況。利用Kahoot教學游戲與學生互動，及時獲取來自于所有學生的教學數據并進行分析，對改善授課效果是很有幫助的。

在Kahoot！平臺提供的四種教學游戲中，測驗是最常用的類型。現有的各種選擇題和判斷題都可以轉化成測驗類型的題目，如圖2所示。教師可以在授課過程中，在一個知識點講完之后，通過測驗了解學生對該知識點的掌握情況，如果得分情況不理想，就要考慮調整后續講課內容；也可以在上課伊始就安排一個測驗，了解學生目前的基礎水平，以便決定后續知識點的講授速度和講授方式。

與選擇題和判斷題相比，程序填空題能更好地考查學生對程序所實現功能的理解程度。作為一個輕量化的課堂應答系統，Kahoot！目前并不支持填空題，但可以利用排序類型的教學游戲部分實現程序填空題的考核能力。圖5所示是一個排序類型的教學游戲，一個求π值的C語言程序被“挖空”了四個位置。這四個位置的內容被放到圖5下方的四個選項中，但次序已被打亂，學生需要先看懂程序，才能對這四個選項正確排序。

每完成一道測驗題或排序題，教師電腦屏幕和投影儀上就會顯示出對錯情況的統計圖表。此時是講解題目對應知識點的最佳時間。大多數答錯的學生此時都能保持注意力集中，期望從教師的講解中知道自己錯在哪里。

調查和討論類型的教學游戲可以幫助教師更好地了解授課對象。筆者一般在開學第一節課就安排一個調查，了解學生的編程基礎，如以前編寫過程序沒有，接觸過幾種編程語言等；也會在授課過程中發起一些討論，了解學生對相關問題的看法。

4 效果評估和問題討論

一年多的教學實踐表明，在課堂環境中使用Kahoot！輔助教學，帶來的教學效果的改善至少體現在以下幾個方面。

1）課堂參與度大幅提高。采用Kahoot！之前，教師講解題目時，一次只能邀請一名學生參與互動；采用Kahoot！之后，所有學生都能參與，對內向型性格的學生來說，他們得到更多鍛煉的機會[4]。

2）學習興趣和積極性大幅提高。游戲化的得分機制和排名機制對年輕的大學生很有吸引力，幾乎所有學生都喜歡這種競爭的氛圍，并能夠在答題期間保持精力集中。雖然隨著時間的推移，學生對這種教學游戲的新鮮感會下降[5]，

但能在相對冗長的授課過程中加入一個邊玩邊學的環節，他們還是很歡迎的。

3）教師的教學效率得到提高。Kahoot！作為一個課堂應答系統，能為教師提供實時的教學數據，教師可以利用這些數據及時調整教學內容和教學進度，及時解答學生的疑問，營造出以學生為中心的學習環境。

教學效果的改善最終反映到期末考試成績上。與往屆同一名教師負責的教學班相比，一個明顯的變化是低分段的學生明顯變少。此外，平時成績的給分也變得更加公平合理。對于實踐性很強的程序設計類課程來說，對學生的日常學習活動進行形成性評價是十分重要的。來自于Kahoot！的教學數據可以使所有學生獲得若干可比較的分數，這使得對平時成績的評定標準更為量化。

在使用Kahoot！過程中也發現下面一些問題。

1）作為一個輕量級的游戲化教學工具，Kahoot！的功能是有限的，缺少對開放性題目的支持，因此不太適合對學生計算思維能力和批判性思維能力的考查。

2）學生端無須登錄并只使用昵稱的機制，使得教師在記錄平時成績時要花時間把昵稱和學生對應起來。目前在課上要求學生把昵稱統一為“shnu+學號”的形式，但無法對身份進行進一步鑒別。

3）部分學生為了取得較好的成績，會采用作弊的手段，如偷看旁邊學生的選擇以縮小選擇范圍。

4）Kahoot！官網的訪問速度不穩定，導致一些學生選對了答案，卻因為網絡延時拿不到分數。在期待Kahoot！能更穩定的同時，也在考慮用國內的“剝豆豆”等類似平臺作為替代方案的可能性。

5 結語

隨著我國高等教育辦學水平的不斷提高和教育技術的不斷發展，課堂教學模式正在發生深刻變革。傳統的課堂教學需要順應這一趨勢，引入新的教學元素，以期提高教學質量。一年多的教學實踐表明，以Kahoot！為代表的游戲化課堂應答系統在調動學生學習積極性、提高課堂教學活動參與度和營造以學生為中心的學習環境方面都發揮了積極作用。期待在“人工智能+教育”的大背景下，能有更多更好用的數據驅動型教學工具出現在高校課堂中。

參考文獻

[1]武魯衛，葉子郁，徐南，等.課堂應答系統在大學課堂教學中的應用[J].中國現代教育裝備，2013（9）：21-24.

[2]蘇穎.Kahoot：增強外語課堂互動性和趣味性的網絡應用[J].中國教育技術裝備，2016（24）：43-44.

[3]王琳，楊波，陳貞翔，等.游戲化教學方法在網絡編程類課程教學中的應用[J].計算機教育，2016（9）：61-63.

[4]Plump C M， Larosa J. Using Kahoot！ In the Class-

room to Create Engagement and Active Learning： A Game-

Based Technology Solution for eLearning Novices[J].Management Teaching Review，2017（2）：151-158.

[5]Wang A I. The wear out effect of a game-based

student response system[J].Computers & Education，

2015，82：217-227.