基于CodeCombat平臺的Python語言游戲化學習探索

董金釗 董新飛

摘要：編程語言的學習枯燥乏味，語法、邏輯、算法等讓初學者望而卻步。本文作者嘗試將游戲化學習理念運用到編程學習中，采用網絡游戲的方式，對學習Python語言編程進行了實驗，并對實驗過程、實驗結果進行了總結，認為游戲化學習可以激發學習者的學習興趣，提高學習效率。

關鍵詞：CodeCombat；游戲化學習；Python語言；編程

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2018）18-0042-03

● 研究背景

升入高中后，因為參加了學校組織的Python編程特長學習小組，繁重的學習任務擠占了不多的課余時間，面對學習壓力，筆者不禁要問，怎么才能既學習特長，又愉快玩耍呢？在圖書館查找資料時，筆者發現了《游戲化學習》和《游戲改變世界》兩本書，經過細致研讀，知道了游戲對學習者的幾個作用：①可以提高游戲者的學習興趣；②循序漸進的游戲進程有利于促進知識的掌握；③能夠鍛煉和協調手眼互動等基本能力；④有助于培養游戲者解決問題的能力；⑤培養合作能力；⑥為游戲者體驗學習提供可能。既然游戲具有一定的教育意義，而學習也并非天然姓“苦”，那么若能夠將玩網絡游戲和學習結合起來，將游戲以一種特定的形式設計成有效的學習方式，讓學習者在快樂中學習，會不會有意想不到的效果呢？

● 理論準備

2014年度的《地平線報告》中就強調了“游戲與游戲化”，報告指出，“未來兩到三年，3D打印技術、游戲與游戲化、沉浸式學習環境和可穿戴技術將得到廣泛應用”。游戲化學習（Learn through play），又稱為學習游戲化，指的是采用游戲化的方式進行學習，它是流行的教育發展方向，已成為“互聯網+”浪潮中學習的風向標。

筆者在網上搜索相關資料時，發現目前國內與國外都有學習網站做得非常人性化，學習者可以在游戲中“寓教于樂”。編程學習游戲化的網站有Codecademy、Codeschool、Treehouse、CodinGame、CodeCombat等，涉及的編程語言有HTML/CSS、Python、PHP、Ruby、APIs、Javascript、jQuery等多種。

● 探索過程

1.平臺選擇

筆者所在的特長小組學習的編程語言主要為Python，比較各網站的特點后選擇在CodeCombat上學習編程（針對級別為初學者到中級水平的開發者），其特點是使用游戲化編程模式，通過目標引導，做到實時反饋。

2.實驗分組

為驗證游戲化學習的可行性和實驗效果，筆者所在的特長小組共30名同學每15人一組分成了教師輔導組和游戲實驗組。兩個小組采用同樣的學習進度，教師輔導組實行教師講課、組員自主編程練習的方式，游戲實驗組采用組員自己游戲、教師指導的方式。兩個小組在實驗一段時間后進行編程競賽，以比較兩種學習方法的優缺點。

作為游戲化學習的倡議者，筆者擔任了游戲實驗組的組長，負責統籌學習過程和匯總實驗數據，并在實驗出現不良前兆時向教師匯報并中止游戲實驗。經過小組討論并結合游戲學習的基本步驟，筆者制訂了學習（游戲）計劃，將15人分成3個小組，要求組內成員全力合作，相互監督，同時在小組間引入了競爭機制。

3.實驗過程

首先，游戲實驗組的同學都在CodeCombat上注冊了賬號，并對網站進行了初步的了解。CodeCombat支持JavaScript、CoffeeScript、Lua、Python和Clojure5種編程語言，每個級別包含不同的任務，如搜集寶石、打敗怪獸以及找出通往下一關的道路。一部分關卡免費，訂閱會員可以玩所有關卡。對于入門級的學生來說，免費的關卡已經足夠了。

（1）旗開得勝

游戲實驗組的同學在了解了游戲機制、熟悉了頁面中各功能的作用后，打開第一個關卡，選擇道具、英雄、編程語言后就可以在向導的指引下完成初步的游戲操作。

游戲窗口左邊是動畫區，右邊是代碼區。CodeCombat要求玩家使用代碼來操控游戲人物，在代碼區輸入代碼后，單擊“運行”按鈕，游戲人物即可按代碼運行結果來運動。如果有代碼錯誤，會實時以紅色字體提示，同時運行中有問題也實時提示。如果代碼和邏輯沒問題，則可點擊“完成”按鈕進入下一關，學習新的內容。在游戲中，每一位學習者都可以從“實戰”中不斷學習編程語言的語法、邏輯等知識……在實驗進行三周，學習了基礎知識，對函數結構有初步的認識后，在基本語法的競賽中，游戲實驗組的成績明顯高于教師輔導組的成績（如表1）。

（2）潰不成軍

在學習判斷、循環語句時，由于需要有更多的創造性，通過語法、接口編寫出復雜的函數才能過關，又由于游戲實驗組的同學缺乏教師的指導，缺乏完善編程的思維，游戲實驗組同學的成績不如教師輔導組（如表2）。

總結成績低的原因，主要是對理論知識掌握不足，在解決實際問題過程中缺乏教師的及時指導，算法選擇不當，語法錯誤百出。由此得出結論，光靠激情，沒有教師的及時點撥，沒有最優的算法做基礎，學習編程語言會走很大的彎路。

（3）重整旗鼓

為了提高游戲效率，筆者與游戲實驗組的同學們又重新學習了游戲學習的相關知識，決定在線上編程學習的同時，引入線下游戲的模式，做到線上、線下同步進行，同步反饋、同步跟進。

線上就是遵循CodeCombat平臺的游戲規則，在游戲過程中學習和強化編程知識，精進編程能力。在游戲學習的同時，加大了“復盤”力度，即在每個游戲結束后，休息15分鐘，其間進行小組經驗分享，對游戲過程中采用的策略進行復盤，分析最高分團隊和最低分團隊各自所采用的策略，在討論中找出最優算法，并就典型問題向教師請教，加入網上各種討論組，充分利用百度帖吧、論壇、QQ群等向高手學習。

線下游戲是指參加游戲學習的同學每3人一個互助小組，在公開、公正、自愿，可執行性高的前提下，建立了引入競爭機制的游戲學習制度：①籌集游戲基金。經過充分討論，游戲成員從自己的零用錢中取出相同的數目（每人100元），匯集成游戲基金，供游戲中進行獎勵激勵。②把學習大目標分解為小關卡。把一個周期的學習目標（一個知識系列）分割為多個兩天可以完成的小目標（小關卡），關卡完成后有實時積分獎勵。③周期測試大BOSS。一個學習周期進行一次終極大比拼（相當于學科學習中的單元測試），請專業教師當裁判，對完成情況進行評價。④獎勵機制。小關卡積分和大BOSS獎勵積分按40%和60%的比例進行綜合，評選出優勝團隊進行現金獎勵，獎勵基金可以自主支配。

經過不斷的學習和總結，游戲學習組同學的編程能力突飛猛進，從第三次競賽的結果可以看出（如表3），已將教師輔導組的同學遠遠地甩在身后。

（4）捷報頻傳

兩個月后，在教師的幫助下，筆者與游戲實驗組的同學總結了游戲化學習的經驗，現在，已在全校相關學科進行了實驗推廣，并取得了小范圍的成功。

● 學習心得

通過對基于CodeCombat平臺的游戲化學習編程實驗的探索，筆者總結出了游戲化學習的基本公式：游戲化學習=學習項目（游戲）+故事背景（規則設定）+反饋機制（積分系統和升級機制）+成就感（獎勵設定）。在這個游戲化學習公式中，激勵人的因素有以下幾個。

1.及時反饋

每完成一個任務（編程任務），游戲者都能得到及時的反饋，能快速和清晰地了解自己的游戲行為所產生的收益，并在領取到收益時獲得了極大的心理滿足感。

2.成就感

對于游戲中的每一個任務或挑戰，游戲者都可以無數次試錯，通過不斷修正、查閱攻略，或者交流，總能最終成功。游戲過程中只記錄成功，不記錄失敗，這樣游戲者展示給別人的總是自己成功的一面，從而能體會出自己的價值。

3.豐厚獎勵

游戲中每完成一個關卡，游戲者都能解鎖新的技能或者功能；完成一個任務，能獲得罕見材料或者武器、英雄，讓游戲者屬性大增，最不濟還能完成任務，獲取經驗和金幣。獲取這些金幣、積分后，英雄游戲者可以按自已的意愿進行處置。

4.多系統、多目標和多任務

游戲中富含各種系統，每個系統又包含不同的任務和成就，這些設定讓游戲者在游戲中擁有大量的大目標和小目標，每當完成一個目標后游戲者就會獲得豐厚的獎勵。

● 結語

將網絡游戲融入學習，可以較好地激發學習者的學習興趣，使原本動機水平較低的學習者能夠自主學習程序設計技能，獲取任務激勵，獲得成就感，從而培養良好的職業素養。游戲化學習在未來必將不斷擴大應用范圍，VR虛擬現實游戲的誕生也會為游戲化學習帶來新的體驗。

參考文獻：

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