農業院校實踐類課程“游戲化”可行性探討

摘" 要：經歷全球新冠感染疫情，高校線下教學活動與線上活動教學并重，但過程難以控制。改革與創新教學手段，是提高教學質量的重中之重。在此背景下，依托智慧教室、虛擬仿真實驗、校內教學實踐基地，湖南農業大學農業資源與環境專業開展土壤學實踐課程“游戲化”改革。通過虛擬仿真軟件與線下實操展開嚴肅教學游戲、校內實踐基地建立互動游戲、大學生創新創業項目申報鞏固教學，構建三位一體課程教學體系，調動老師、學生的反饋機制，能有效實現碎片時間高效化和學習成果直視化，從而為新形勢下培養新農科“四新”人才奠定基礎。

關鍵詞：農業；土壤學；實踐課；游戲化；教學體系

中圖分類號：G642" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2024）06-0119-05

Abstract： After the global COVID-19 epidemic， both offline and online teaching activities are paid equal attention to in colleges and universities， but the process is difficult to control. Reform and innovation of teaching methods is the top priority to improve teaching quality. In this context， relying on the smart classroom， virtual simulation experiment and on-campus teaching practice base， the agricultural resources and environment major of Hunan Agricultural University carried out the \"game-involved\" reform of soil science practice course. Through virtual simulation software and offline practice， we can launch serious teaching games， establish interactive games on campus practice bases， consolidate teaching of college students' innovative and entrepreneurial projects， construct a trinity course teaching system， and mobilize the feedback mechanism of teachers and students. This can effectively achieve high efficiency of fragment time and direct vision of learning achievements， so as to lay a foundation for the training of new agricultural \"newfour\" talents under the new situation.

Keywords： agriculture; soil science; practical course; gamification; teaching system

伴隨著社會互聯網技術的發展，新時代的大學生皆成為名副其實的網民。中國互聯網絡信息中心（CNNIC）2014年1月發布的《中國互聯網絡發展狀況統計報告》顯示，2013年國內網絡游戲的網民使用率為54.7%；截至2021年12月，中國網民10.32億人，互聯網普及率73.0%，其中，大學生群體占比為19.5%[1]。21世紀以來，大學生的學習不再以沉浸式的埋頭苦讀助長知識積累，這促使高校教師教育觀念不斷更新、教學模式不斷改進，傳統的填鴨傳輸式教學比例逐步縮小，應用式實景教學比例不斷增大，由此適應逐步壯大起來的“Y-Z世代”學生群體[2]。由于“Y-Z世代”用戶具有“非線性、圖形化的思維模式，追捧可視化學習方式，熱衷于社交媒體和電子游戲”等信息行為特點，其對游戲的熱衷程度已超過以往各代，教育界與時俱進，開始放棄游戲不能用于教育的觀念，與游戲設計者聯合研究將游戲用于學習的策略，國外高校專業教育實踐中也產生了非常多的可用游戲[3-4]。Smith[5]和Doshi[6]在對近年已有文獻和實踐進行調研后認為傳統課程類信息素養教育特別枯燥，“Y-Z代”用戶對其缺乏興趣，教育效果非常差，需根據用戶習慣和偏好進行調整。由此，游戲化教學體系逐步建立，其主要內涵表現為將游戲元素融入到學習過程中，充分發揮游戲在樹立學習成就、激發學習興趣、維持學習效果和增強學習反思等方面的能力[7]。相關調查發現，“Y-Z代”大學生非常認可這種方式，游戲化也取得了良好的效果[8-10]。目前，游戲化教學在幼兒教學和小學教育階段應用較為普遍，但是國內高校信息素養教育實踐中對游戲的關注度還不高，相關報道較少。本研究從高等院校實踐課程的游戲化教學設計、游戲化教學過程控制、游戲化教學效果透視等方面展開討論，分析高等院校實踐課程游戲化的可行性，以期為現代教育技術的提高提供借鑒。

1" 高等教育土壤學實踐領域的游戲化教學課程設計

課程與游戲化放在一起，很容易產生價值取向的偏差。因此，面對個性化的新一代高校學生，游戲運用于教學首先需解決三個問題，即教育領域的游戲到底該怎么定性？課程與游戲是什么關系？課程游戲化從理論到實踐怎么確定？

從大學教育的本質來說，筆者認為游戲之于教師是一種輔助學習方式，可以把它定位于工具層面，從而定義為學習工具，是為了使學生達到某一學習與發展目標的手段、途徑和方法；對于大學生而言，游戲是一種存在方式，是學生感知某一知識點的快速接收方式。筆者所在專業學科為農業類高校農業資源與環境專業土壤學教研室，土壤學課程為專業必修課程。農業資源與環境專業的培養目標是培養具備扎實的農業資源與環境學科基礎知識、較強的實踐能力和創新意識，能夠在農業資源與環境管理、農業可持續發展等領域從事研究、教學、管理和技術開發與應用工作的高級專門人才。土壤學是以地球陸地表面能夠生長綠色植物的疏松層為對象，研究其中的物質運動規律及其與環境間關系的科學，是農業科學的基礎學科之一。主要研究內容包括土壤組成；土壤的物理、化學和生物學特性；土壤的發生和演變；土壤的分類和分布；土壤的肥力特征以及土壤的開發利用改良和保護等。其目的在于為合理利用土壤資源、消除土壤低產因素、防止土壤退化和提高土壤肥力水平等提供理論依據和科學方法。

根據接收情境，通過研究土壤學課程教學目標與教學大綱，可以把游戲化分為三種方式，即嚴肅游戲之教學、教育游戲之互動和應用游戲之鞏固的學習方式，如圖1所示。

1.1" 嚴肅游戲之教學

根據筆者之前對實踐課程的定義可知，老師教學的目標是實現學生的可動手性，讓每一個學生掌握獨自動手操作實施的技能[11]。相對普通的老師臺上講、學生臺下模仿的學習模式，課程游戲化能使學生通過更多感官獲得經驗和知識點，從而使課程內容落到實處，達到教師預設的課程教學目標。嚴肅游戲就是這類教學目標實現的載體，其以教授知識技巧、提供專業訓練和模擬為主要內容展開電子游戲設計，如虛擬仿真、游戲等形式[12-15]。筆者所在專業學科為農業類高校農業資源與環境專業土壤學教研室，土壤學課程為專業必修課程。基于土壤學的嚴肅游戲設計目的在于驅動學生主動學習，從而區分各種相似、相近、干擾項。如土壤學實驗中，實驗課程設計按2個過程開展，第一個過程為自學+虛擬仿真實驗（圖2），第二個過程為線下實操過程。第二個過程中需要用到各種弱酸強堿、高溫消煮，學生前期掌握力度不夠很容易導致實驗室危險。為避免該后果出現，在第一個過程中應在無害化前提下促使學生主動掌握操作技能。如土壤全磷含量的測定直接設計2個游戲通道，1為堿熔法，2為酸溶法，學生通過自主學習，根據酸溶和堿熔的方法要點完成虛擬仿真游戲實驗，操作要點選擇一旦錯誤將導致“game over”。通過該虛擬仿真游戲過程達到掌握土壤全磷含量測定的不同方法，從而使第二個過程的線下教學更順利地開展。

1.2" 教育游戲之互動

阿姆斯特朗認為游戲化更能滿足“數字原生代”學生和學術群體的需求[16]。本科教學針對特定人才培養目標，游戲化教學能為學生創造多層面的情感體驗、技術共鳴，提高課程滿意度，進而激發學生持續學習的意愿。湖南農業大學農業資源與環境專業土壤學實踐課程通過“野外土壤剖面挖掘”“定向越野”等游戲方式展開互動，游戲難度可以依梯度提升，通過互動鞏固第一階段教育教學成果。如土壤樣品的采集課程內容，互動難度可設置為：土壤表層混合樣品的采集—土壤剖面樣品的采集—土壤整段標本的采集（圖2）。

由圖1可知，互動游戲課程設置需建立在嚴肅游戲教學基礎之上，只有對基礎理論知識具有一定的接受能力，才能順利展開互動教育游戲。教師端基于實踐理論知識，展開互動游戲設計，設立任務點，分小組展開實踐互動活動。

1.3" 應用游戲之鞏固

應用游戲之鞏固，可以通過各類應用機制的建立來實現，如大學生科技創新項目、大學生創新創業項目申報等。“空談誤國，實干興邦”“教而不研則淺，研而不教則空”。高校教育只有將教學與科研有機結合，才能培養綜合素質好、創新能力強的人才。黨的十八大以來傳遞出的“務實”新風其實也體現在高校教學改革上。課程教學務實鍛煉可以依托學生科技創新、創業計劃的實施，從而達到“學生學而精、老師教而深”的效果。湖南農業大學通過建立（學）院-（學）校創新創業項目，培養和挖掘新農科創新型人才，效果斐然。在此支撐下，湖南農業大學農業資源與環境專業2018年來有近120人次獲得省市級、國家級獎勵，其中在“互聯網+”大學生創新創業大賽中獲國家級銅獎1項、省級一等獎和二等獎各1項，并成功創建了湖南省興農仁高生物工程有限公司和湖南省斯克農業科技發展有限公司。

2" 游戲化教學的“度”與反饋

課程游戲化教學最難控制“度”。“度”達不到，即游戲化不足，學生主動性難以提高，學生無游戲沖動；“度”過度，則偏離教育重點，過度游戲化，學生沉迷上癮。因此，游戲化教學過程中要重點關注兩個“度”，一是課程游戲度，一是心理接受度。

課程游戲度，首先要考慮課程是否存在游戲的可能性。只有課程和游戲存在一定的一致性，我們才能考慮有意識的課程和不受外力約束的游戲的融合，創造“學習沖動”。大學課程專業性強，專業課程游戲化相對難以實施，且要注意集中、系統，講究分層次加深、遞進式擴展，因此，游戲的方式存在很大質疑和不確定性。由此引發課程游戲化的心理接受度問題。把握好了度，游戲和課程學習就是相輔相成的，通過游戲積累經驗，增強思維，獲得知識點，且在游戲中得以實踐和鞏固。以土壤學實踐課程教學為例，考慮課程游戲度與參與人員心理接受度，其反饋機制主要從3個方面展現，一是老師投入及其反饋機制，主要方式有實習動員、實習提綱講解、實習報告審核等；二是學生投入及其反饋機制，主要內容應包括實習日記、實習報告書、實習體會等；三是教學質量考察（實質等效）的問題，主要是比土評土與實習報告總結會等內容。

3" 游戲化教學效果與小結

通過以上教學過程的實施，游戲化教學效果主要體現在2個方面，即碎片時間高效化和學習成果直視化。1980年，麻省理工學院的托馬斯·馬倫博士在其博士學位論文中對游戲化學習進行了開創性研究。研究結果顯示，基于電腦的電子游戲學習可以提升學生學習的內在動機，進而形成“Flow”狀態（Flow是一種大家可能都體驗過的感覺或者狀態，指一個人在自發參與的活動中完全投入進去，發揮自己的優勢和才能，完全沉浸其中，達到“心無旁騖，物我兩忘”的狀態）[17-18]。筆者所在專業，就土壤學實踐課程而言，通過游戲化教學，老師與學生建立了多樣化的溝通和交流平臺。老師通過線上平臺發布課程預習任務和實習打卡任務的發布，指導學生開展虛擬仿真游戲模仿操作訓練，同時展開線下互動指導，實現了土壤學必修課程內容的多途徑教學，即通過虛擬仿真游戲后臺、線下實操、報告批改、比土評土和總結會等多種方式與學生形成實質性指導關系。學生可利用自由學習時間完成既定環節，兩者有效配合，有效促進學生學習的主動性和課堂理論知識的遠遷移，促使學生主動運用知識解決實際問題，高效完成達到教學目標。2023年，通過該教學體系的實施，2019級農業資源與環境專業學生受益匪淺，學生操作動手能力提高，對口高校、研究院所研究生招生反響好，就業單位技能崗位就業率高。

總之，在現代科技迅速發展的時代，大學生的電競基礎處于較高水平，而單純的線上或線下教學遠不能滿足教學需求、不足以調動學生的主觀學習能力。課程設計中開展游戲化課程教學符合高校實踐課程改革趨勢，土壤學實踐課程的目標是為國家培養新農科“四新”人才，純粹的理論教學和簡單的實驗演示的培養成效差。筆者通過教學課程設計改革，構建虛擬游戲教學教育游戲互動—實操游戲鞏固的教學體系。其中，虛擬游戲教學的前提是督促學生自主預習，過程為虛擬游戲操作，復盤為線下實操體驗；教育游戲互動則是老師與學生互動關系的建立，通過實習任務發布、學生實習任務打卡等過程來實現。只有通過以上幾方面的配合，才能從真正意義上實現理論與實踐、應用的有機結合，最終達成人才培養的目標。

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