基于首屆啟航杯高數電競大賽的游戲式教學平臺建設探析

葉慧 謝達豪 張文靜

[摘要]教育部《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》中特別提出高等院校要整合優質教學資源，積極利用先進網絡和信息技術，推進開放大學建設，探索開放的教學平臺，為學生提供更為“方便、靈活、個性的信息化學習環境”。首屆啟航杯高等數學電子競技大賽走“互聯網+趣味教育”的路線，通過游戲式教學平臺開展高等數學競賽，目的在于激發學生對高數學習的興趣，將學生從“苦學”的泥潭帶入“樂學”的港灣，同時也讓人們重新認識游戲對于教學的積極意義。該文對首屆啟航杯高等數學電子競技大賽進行研究，分析游戲式教學平臺在大學數學教學中的作用和創新應用。

[關鍵詞]游戲式教學平臺;大學數學;高數競技;教學創新

[中圖分類號]G64

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-3437（2020）03-0133-04

高等數學一向是大學眾多學科中的難點科目，其復雜程度高，學習高等數學需要較強的理解力、觀察力、抽象轉換力、變通力和運算能力。從目前的情況看，以書面內容為主的灌輸式傳統教學的效果并不理想。而游戲式教學平臺作為現代信息技術與教育教學深度融合的產物，可以運用信息技術突破傳統教學的時空桎梏，根據學生和教師的需求，在全國乃至全世界范圍內搜集并選擇最優質的教育資源。此外，在創新性游戲系統的引導下，學生能夠達到百分百沉浸式學習的狀態，能夠專注于高數探索而不受其他事情的干擾。

2016年，臺灣大學下戰帖，與現今最火線上趣味教育平臺PaGamO聯手出擊，邀請來自世界高校包括哈佛大學、劍橋大學、東京大學等500所院校的5萬多名選手在世界級的微積分電子競技大賽中同臺競技。該比賽全球線上觀看人數突破55萬，在國際上引起了強烈反響，同時也讓數學電競的模式首次進入了大眾的視野。深受該比賽模式的啟發，江蘇科技大學于2018年6月17日至6月21日與PaGamO平臺合作，舉辦了首屆啟航杯高等數學電子競技大賽。本次大賽選題打破以往常規考題的局限，將高數文化題、高數思政題、高數思想題、高數詩歌題、高數生活題、視頻音頻題等趣味題和常規概念題相結合，打造出全新的題庫分類模式，效果斐然。同時也為提高高數教育教學質量，促進信息技術與教學的深度融合，搭建屬于自己的教學平臺提供了寶貴的經驗。

一、游戲式教學平臺概述

《2007年中國游戲產業報告》數據顯示，2007年，4017萬中國網絡游戲用戶主要是青少年，其中80%的學生有過游戲體驗，更有將近15%的學生癡迷于游戲。一些學生因為玩電腦游戲成癮而荒廢學業，虛度光陰，使得家長與教師們對游戲產生種種負面的判斷，甚至談游戲色變，紛紛圍追堵截游戲。但就目前的情況來看，已有的種種舉措效果都不盡如人意，一味盲目地強制學生不玩游戲，不但不能從根本上解決問題，反而會激起學生的逆反心理，引發眾多矛盾。換個角度思考，若能將游戲“弊端”中的某些看來是可取的特征應用到積極的方面去就能揚長避短。充分借助游戲的趣味性，將其與傳統的課程資源相結合，就能有效地提高教學效果，游戲式教學平臺正是基于此理念而誕生的。

下面是一些國內外已有的相關的趣味性網絡平臺的信息搜集及簡要分析。

（一）Kahoot！

Kahoot！由挪威Kahoot！軟件開發公司基于挪威科技大學教授Alf Inge Wang及其同事的研究成果開發出來的一個基于游戲的評估平臺。Kahoot的發音接近ca-hoot，意思是合作共贏，這從一定意義上反映出這個在線互動平臺的核心精神。教師可以利用這個平臺開展在線游戲化測評，增強課堂教學的趣味性和互動性。

（二）CodinGame

CodinGame（編程游戲）是一家法國創業公司上線的創新型游戲化編程教學平臺，它和游戲有關，但不是游戲開發，也不是游戲化，只是簡單的游戲。平臺每一個練習背后的邏輯都與一個實際的游戲相連，目的是讓用戶能夠獲得實時視覺反饋，并在完成練習之后獲得實際的獎勵。

（三）PaGamO

PaGamO是由臺灣大學電機系教授葉丙成通過MOOC學習平臺與學生共同開發的在線游戲平臺。它是全球第一的線上游戲學習平臺，提供多元優質的題庫，涵蓋英文學習、證照考試、企業內訓等，逾50萬玩家一同學習競爭。游戲通過回答題目來攻占領地，豐富學生的學習體驗。

二、首屆啟航杯高數電子競技大賽比賽歷程

本次比賽由江蘇科技大學與PaGamO平臺聯合舉辦，從2018年5月份開始準備、宣傳，正式比賽分為兩個階段：6月17日至6月20日的預賽和6月21日晚上的決賽。

（一）前期準備

為籌辦本次比賽，江蘇科技大學深藍學院17級理科一班全體師生齊心協力，合作拍攝了大賽的獨創MV《高數世界》，配曲為《高數的故事——高數版（成都）》。這個MV主要講述了學生在高數世界中探索的經歷和心得體會，在教學名師葉慧老師充滿激情的教導下，他人畏之如虎的高數學習在理科一班學生的眼中不再可怕。正是出于對高數學習的熱愛，學生發掘出了高數深層次的浪漫，無論是“泊松的智慧”“泰勒的守候”還是“黎曼的籌謀”，都是源于學生對高數學習的獨特體會?；蛟S它對于提高學生學習成績別無大用，但能夠更深層次地引發學生的學習興趣，光是這一點便難能可貴。此外，理科一班的學生還別出心裁地設計了高數文化題、高數思政題、高數思想題、高數詩歌題、高數生活題、視頻音頻題等趣味題，向人們展示了一條高數學習的新路。以下是這個MV配曲歌詞節選和趣味題節選。

讓我掉下眼淚的，不止培訓的間斷;

讓我依依不舍的，不止老師的循環。

勤苦度過多少夜，你緊攥我的手;

讓我感到迷茫的，是風云的突變。

馳越泊松的智慧，翹首神往的美麗;

鎖定微商的確界，探尋最優正解。

根據數學情歌的節選，即柯西中值的微茫曙光里，你可知我魂牽夢繞酌情思，正在沖破洛必達的束縛，自發地奔赴（ ）的領地，并聯系書本知識體系給括號選擇最恰當的選項。

A.泰勒

B.拉格朗日

C.高斯

D.格林

（二）預賽

預賽為單人賽制，采用自由答題模式，時間自2018年的6月17日12：00至6月21日0：00，參賽者在固定時間段內自由答題，所有人題庫一樣，題目數為658道，以《高等數學（下冊）》為重點，每章100題，并加上若干節選自上冊的題目。到比賽截止時間6月21日0：00，僅有1人答完所有題目，答題率超過50%的僅有3人。

（三）決賽

決賽日期為6月21日19：00至19：30，比賽模式為城堡爭奪戰，團隊賽制。以7人為1組，參賽者在地圖上的指定位置出發，向中央的炮臺、碉堡、城堡三類據點進攻，越往中心據點占領積分越高。通過答題攻占普通地形、炮臺、碉堡、城堡獲得相應分值，累計占地積分值最高的戰隊獲勝。

（四）比賽結果

經過30分鐘的激烈廝殺，女生組“7個葫蘆娃”以3460分奪冠，亞軍“五神帶兩豬”積分2769，季軍“Pimba”以積分2580緊隨其后。而在個人得分榜上，前5名中冠亞軍組各有2位，分別是第一、第三以及第二、第五，第四名則是季軍組的成員。

三、比賽總結

本次比賽的問題和不足主要有以下幾點。

（一）宣傳不到位

在前期宣傳上，我方原來打算通過QQ、微信公眾號以及微博大V等途徑進行多方面、遞進式宣傳，配合快閃視頻、MV和宣傳海報等，將決賽全程進行直播并配以解說，宣傳主體受眾為江蘇科技大學的全體師生，預計將最大宣傳范圍覆蓋到江蘇全部高校。而實際情況是只有QQ公眾號進行了全程宣傳，微信及微博宣傳方面聯絡不夠到位，從而導致這次的宣傳范圍僅僅局限于江蘇科技大學內，無法進一步覆蓋江蘇其他高校。另外，直播解說方面也沒有達到預期的效果，兩位解說人員的旁觀者賬號權限不夠，無法觀察選手的答題情況，因而其解說內容過于空泛，觀眾反響不佳。

（二）部分參賽人員不夠重視比賽

決賽當天，散人組7名成員中僅有2人參賽，其余5人無故缺席，事后也未給出任何解釋。

（三）參賽者的比賽策略不佳，未掌握游戲技巧

決賽跟預賽不同，決賽是一項團隊性的競賽，需要各小組成員的密切配合。決賽采用的是積分制，積分來源于所占領地的數量而非所答對題目的數量，這意味著題目并不是答得越多越好的。譬如李凱同學，根據比賽資料顯示，他在決賽中所答對的題目即有效答題數最多，然而個人積分排名僅僅第四，正是因為他與一位競爭對手互相兌子、零和競爭，圍繞著一塊10分的普通地區爭奪不下10次。盡管他們倆都很努力了，但是對于積分來說他們倆都做了無用功。

另外，城堡爭奪戰中不同的地形積分不同，最少的普通地形10分，而最多的城堡有85分，每小組初始狀態下都有7塊城堡地區掌握在一個小組成員的手中，這位同學發揮得好壞影響著整組總積分的多少。比如本次比賽冠軍組的城堡守護者顧珊珊同學，先發制人打下了城堡區周圍的12塊普通地形，以此作為緩沖區并最終守住了全部的城堡，而且她本人也高居個人積分榜榜首。而獲得比賽第四名的小組“我要去學皮劃艇”則是一個典型的反面例子。比賽初期他們小組位于總分第二名，小幅領先于第三名，然而城堡守護者發揮不利，比賽結束時幾乎丟了全部的城堡區，致使小組直落第四名。

（四）題庫仍有缺陷

此次題庫的數量很充足，但是題目質量不佳。由于高數含有大量復雜的數學運算符號，直接輸入難度較大，所以此次比賽的絕大部分題目都是判斷題，少量為選擇題，題型配置存在局限性，競賽體驗較差。此外，由于平臺字符庫與我方字符庫不一致，部分題目出現亂碼現象，亂碼題目只能通過截圖以圖片的形式進行上傳，觀感較差且答案核對效率低下，對部分在手機移動端進行比賽的參賽者很不友好。

四、本次比賽的啟示

（一）高數數學符號輸入程序有待優化

高等數學有著許許多多的符號和特殊的格式，但是許多常規輸入法無法做到輸入順暢，這就嚴重影響到答題體驗。因此，在平臺搭建中，數學復雜運算符號輸入模塊應是其不可或缺的一部分。

（二）旁觀者/教師端有待優化

現有平臺的學生端可以說是已經做到了盡善盡美，然而旁觀者/教師端卻不夠直觀。其具體體現在無法直接觀察到學生的答題情況，只能通過后臺數據大致地了解學生的答題量和正確率，這就影響到對學生的針對性指導質量。因此，在設計旁觀者/教師端時，應能夠自由切換到任意一個學生的頁面，即學生的頁面可以被教師直接觀察到，同時其錯題記錄也應詳細到個人層面，可以被自己和相應的任課教師查閱到。這個錯題記錄應包含題目、錯誤次數、曾經寫過的錯誤答案以及錯題來源等。

（三）師生互動有待加強

現有平臺中，教師與學生之間可以互相攻打，體現出一定的互動創新性，拋開舊有的文字交流模式，使教師可以更好地融入學生之中。平臺設計中，可以適當引入師生競爭機制，以提高教師的參與程度和增強學生的參與感。

五、游戲式教學平臺在高數教學中的作用

（一）游戲式教學平臺在課前的作用

在開學前的假期里，任課教師可以以小游戲或是長周期任務的形式組織學生進行課前準備。高等數學有一定的抽象性，但是更有很強的實用性，游戲或任務可以結合它的實用性，通過與人們息息相關的實際問題，可以是學生感興趣的問題或是新生事物，以使學生更容易地切入要點。在此期間，教師可以與學生在平臺上一起參與學習活動，共同討論學習過程中所遇到的問題，并負責為學生答疑解惑。這能夠極大地鍛煉學生的自主學習能力，提高學生對高等數學課程學習的興趣。

（二）游戲式教學平臺在課堂上的作用

在高數課堂上，教師可以通過平臺實時發布素材，譬如重要公式概念、題目內容、圖片、示范動畫以及小測驗，以方便學生記筆記及理解，同時也能夠避免大型教室中后排學生想聽課卻有心無力的情況（看不到板書、PPT，聽不清老師的聲音，錯過重點）。此外，平臺還能夠給教師提供定位簽到、點名、搶答等功能。尤其是搶答機制，在學生爭相回答教師的問題時，可以卓有成效地活躍課堂氣氛，激發學生上課聽講的積極性，增強學生在高數教學過程中的參與感。

（三）游戲式教學平臺在課后的作用

課堂教學結束后，教學平臺的測評功能可以很好地取代課后作業的功能，因為它不僅能夠保證批閱的質量，同時還能非常直觀地反映學生對于各種知識點的掌握情況。教師可以馬上根據學生的答題情況做出針對性的講解，學生也可以第一時間解決自己的問題，這樣高效的學習模式使學生對問題的理解更加深刻，而且不會因為對前面知識點的錯誤理解而影響后面的學習。

平常教學中，教師往往不會親自做學生的作業，然而在游戲式教學平臺上，教師也能夠在一定程度上參與學生的“游戲體驗”，甚至可以進行別開生面的師生比賽活動，這會極大地激發學生的學習熱情，促進師生互動。此外，教師還可以舉辦階段性的電子競技比賽，通過競技所提供給學生的參與感、成就感和榮譽感，調動學生學習的積極性和主動性，甚至讓學生對后續學習產生期待，這是很多傳統教學方式所提供不了的。

對于處于備考階段的學生來說，游戲式教學平臺可以提供系統、完整的復習思路與復習內容。在沉浸式的游戲體驗中，學生可以輕松愉悅地完成以往較為枯燥的復習過程，大幅度減少學習時所產生的疲勞感與煩躁感，這也是很多已有的教學平臺所無法做到的。

[責任編輯：龐丹丹]