闖關(guān)教學(xué)模式驅(qū)動下的編程類課程教學(xué)研究

宋光信,葉 偉,高和平

(浙江安防職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 溫州 325024)

0 引言

闖關(guān)教學(xué)模式是一種基于游戲闖關(guān)理念的教學(xué)模式,具有趣味性、挑戰(zhàn)性、互動性等特點。闖關(guān)教學(xué)模式將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計成游戲關(guān)卡,每個關(guān)卡都具有一定的挑戰(zhàn)性,能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)和培養(yǎng)合作能力。

本文基于闖關(guān)教學(xué)模式,對編程類課程教學(xué)進行改革研究,取得了良好的效果。2年的教學(xué)實踐證明,闖關(guān)教學(xué)模式能夠有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,最終提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果[1]。

1 傳統(tǒng)教學(xué)的特點

傳統(tǒng)教學(xué)是一種以教師為主導(dǎo)、以講授為主的教學(xué)模式,具有知識傳授的優(yōu)勢,但也存在學(xué)生學(xué)習(xí)被動、難以培養(yǎng)創(chuàng)新能力等弊端[2]。

1.1 教師主導(dǎo)的課堂

傳統(tǒng)教學(xué)模式下,教師為主導(dǎo)者,學(xué)生為被動接受者。這種教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)被動、缺少主動參與和探索的機會,不利于培養(yǎng)學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性[3]。

隨著時代的發(fā)展,學(xué)生更加注重學(xué)習(xí)的互動性和參與性。傳統(tǒng)教學(xué)模式難以滿足現(xiàn)代學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,需要尋求更加靈活和創(chuàng)新的教學(xué)方式。

1.2 單向的知識傳遞

傳統(tǒng)教學(xué)側(cè)重于知識的單向傳遞。這種方式限制了學(xué)生的思考和質(zhì)疑,不利于培養(yǎng)創(chuàng)新精神和批判性思維。然而,編程類課程的學(xué)習(xí)并不是單向的灌輸過程,而是學(xué)生在與教師、同伴和教材的互動中主動建構(gòu)的過程。

1.3 標準化教學(xué)

傳統(tǒng)教學(xué)通常采用統(tǒng)一的教學(xué)方法和教材,忽視了學(xué)生的個性化需求和差異。這種標準化教學(xué)限制了學(xué)生的發(fā)展空間,無法滿足學(xué)生的興趣和特長。每個學(xué)生都是獨特的個體,有著不同的學(xué)習(xí)需求和方式。標準化教學(xué)無法滿足學(xué)生的個性化需求,限制了學(xué)生的潛力和才能。

1.4 缺乏互動與參與

傳統(tǒng)課堂中缺乏有效的師生互動,教師往往注重知識的傳遞,忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與和合作。學(xué)生之間也缺乏互相學(xué)習(xí)和討論的機會,導(dǎo)致學(xué)習(xí)過程單調(diào)乏味、缺乏活力。需要采用更加注重互動和參與的教學(xué)模式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力,提高學(xué)習(xí)效果。

1.5 評價方式單一

一般的教學(xué)往往采用考試或者測驗等形式來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果[4]。然而這種評價方式過于注重結(jié)果,忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和實際應(yīng)用能力。學(xué)生常常為了應(yīng)對考試而進行機械式記憶,缺乏對知識的實際運用和創(chuàng)新能力的考查。這樣的評價方式無法全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和能力發(fā)展情況。因此,需要采用更加多元化的評價方式,關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新精神。

2 闖關(guān)教學(xué)模式的定義和原理

闖關(guān)教學(xué)模式是一種基于游戲闖關(guān)理念的新型教學(xué)模式,借鑒了游戲中的闖關(guān)元素,將學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計成一系列的關(guān)卡,讓學(xué)生在完成關(guān)卡的過程中,主動獲取知識、提升技能,從而實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)和意義建構(gòu)。

在這種模式下,學(xué)生需要展現(xiàn)出自主性、探究性和實踐性等特點。闖關(guān)教學(xué)模式的原理主要包括以下幾點。

2.1 游戲化學(xué)習(xí)

借鑒游戲的激勵機制和闖關(guān)的挑戰(zhàn)性,使學(xué)習(xí)過程變得富有趣味性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。通過設(shè)置多樣化的關(guān)卡和獎勵機制,鼓勵學(xué)生積極參與并不斷挑戰(zhàn)自我。

2.2 建構(gòu)主義理論

基于建構(gòu)主義理論,強調(diào)學(xué)生在實際情境中通過主動探索和合作,建構(gòu)自己的知識體系。闖關(guān)教學(xué)模式注重創(chuàng)設(shè)真實或接近真實的情境,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,并從中建構(gòu)自己的知識體系。

2.3 任務(wù)驅(qū)動

每次課程中通過設(shè)置具有挑戰(zhàn)性的幾個任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生主動探索和學(xué)習(xí),促進學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用。同時,任務(wù)的設(shè)計要符合學(xué)生的認知水平和實際需求,具有一定的難度和挑戰(zhàn)性,以激發(fā)學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)動力。

2.4 個性化學(xué)習(xí)

關(guān)卡的設(shè)計要考慮學(xué)生的個性化需求和能力差異,允許學(xué)生有自己的節(jié)奏和興趣進行學(xué)習(xí)。通過設(shè)置不同難度等級的關(guān)卡,滿足不同學(xué)生的需求,使每個學(xué)生都能在適合自己的學(xué)習(xí)環(huán)境中得到成長和發(fā)展。

2.5 協(xié)作與交流

鼓勵學(xué)生之間的協(xié)作與交流,培養(yǎng)團隊合作和溝通能力,促進知識的共享和深化。通過小組協(xié)作、討論交流等方式,讓學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中互相啟發(fā)、互相幫助,共同解決問題并提高學(xué)習(xí)效果。

2.6 及時反饋

提供及時的學(xué)習(xí)反饋,幫助學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)狀況,調(diào)整學(xué)習(xí)策略。反饋可以是來自教師的指導(dǎo)建議,也可以是來自同伴的評價和分享。通過及時反饋,學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)自己的不足之處并加以改進,同時也可以分享自己的學(xué)習(xí)成果和經(jīng)驗。

2.7 多元化評價

采用多元化的評價方式,包括過程性評價和結(jié)果性評價,全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和能力發(fā)展[5]。評價方式可以包括作品評價、口頭表達、自我評價等,以全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和能力發(fā)展。通過多元化的評價方式,鼓勵學(xué)生發(fā)揮自己的特長和優(yōu)勢,同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和創(chuàng)造力。

3 教學(xué)新模式實現(xiàn)路徑

3.1 主要思路

本項目主要通過建設(shè)基于闖關(guān)式的實踐教學(xué)平臺來實現(xiàn)闖關(guān)教學(xué)模式驅(qū)動下的課堂教學(xué)改革。大規(guī)模開放的基于闖關(guān)式的實踐教學(xué)平臺,形成了以軟件定義的“闖關(guān)式實訓(xùn)項目”為核心的新型網(wǎng)構(gòu)化工程教育模式,從而實現(xiàn)課堂學(xué)習(xí)和項目實踐2大類教學(xué)活動的有機結(jié)合。闖關(guān)教學(xué)模式流程如圖1所示,將課程內(nèi)容貫穿實訓(xùn)制作、實戰(zhàn)、測評的每一個環(huán)節(jié),同時需要能對學(xué)生的過程數(shù)據(jù)進行分析,如學(xué)習(xí)效率分析、能力值分析。

圖1 闖關(guān)教學(xué)模式流程

3.2 挖掘游戲元素結(jié)合教學(xué)改革

在闖關(guān)教學(xué)模式中,游戲元素的運用不僅是為了增加趣味性,更重要的是能夠促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)、增強互動,并培養(yǎng)解決問題的能力。

3.2.1 利用游戲機制激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動機

積分、等級和獎勵等機制可以有效地激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動機,使學(xué)生更加投入學(xué)習(xí)。這些機制不僅讓學(xué)生有機會展示自己的能力,還能讓學(xué)生體驗到完成任務(wù)后的成就感。通過合理的積分制度和等級制度提升規(guī)則,教師可以引導(dǎo)學(xué)生不斷挑戰(zhàn)自我,提高學(xué)習(xí)效果。

3.2.2 利用游戲情境增強學(xué)生的沉浸感

創(chuàng)設(shè)逼真的游戲情境可以讓學(xué)生更加投入學(xué)習(xí),增強沉浸感。可以將課程內(nèi)容與實際開發(fā)場景相結(jié)合,為學(xué)生提供模擬的開發(fā)環(huán)境,讓學(xué)生在解決實際問題的過程中掌握知識。此外,故事背景和角色扮演也可以幫助學(xué)生更好地理解課程內(nèi)容,提高學(xué)習(xí)興趣。

3.2.3 設(shè)計具有挑戰(zhàn)性的關(guān)卡任務(wù)

挑戰(zhàn)性的關(guān)卡任務(wù)可以促使學(xué)生積極思考和探索,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。可以根據(jù)學(xué)生的實際情況和課程目標,設(shè)計不同難度級別的關(guān)卡任務(wù)[6]。這些任務(wù)可以涉及不同的知識點和技能要求,讓學(xué)生在解決問題的過程中不斷挑戰(zhàn)自我。同時,還可以設(shè)計團隊合作任務(wù),培養(yǎng)團隊協(xié)作能力。

3.2.4 利用游戲互動促進學(xué)生之間的交流與合作

游戲互動可以促進學(xué)生之間的交流與合作,提高學(xué)習(xí)效果。可以利用排行榜、社區(qū)交流和合作關(guān)卡等方式激發(fā)學(xué)生的競爭意識和合作精神。通過與其他學(xué)生互動交流,學(xué)生可以分享學(xué)習(xí)心得、討論問題,從而共同進步。此外,還可以組織學(xué)生進行團隊競賽或合作項目,培養(yǎng)團隊合作精神和溝通能力。

3.2.5 創(chuàng)新游戲元素,持續(xù)改進教學(xué)模式

隨著技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)理念的更新,教師應(yīng)該不斷創(chuàng)新游戲元素,持續(xù)改進闖關(guān)教學(xué)模式。教師可以關(guān)注最新的教育游戲設(shè)計和開發(fā)動態(tài),了解最新的游戲機制和元素,并將其融入教學(xué)中。同時,還應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的反饋和教學(xué)效果評估,不斷調(diào)整和優(yōu)化游戲設(shè)計,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3.3 闖關(guān)教學(xué)模式在“PHP安全開發(fā)”課程中的應(yīng)用

本次教學(xué)改革建設(shè)基于闖關(guān)式的實踐教學(xué)平臺,探索基于闖關(guān)教學(xué)模式驅(qū)動的混合式教學(xué)模式、協(xié)同教學(xué)過程模型、教學(xué)資源構(gòu)建模型、基于闖關(guān)教學(xué)模式驅(qū)動的教學(xué)質(zhì)量評估模型等研究內(nèi)容,并選取信息安全技術(shù)應(yīng)用類專業(yè)課程作為研究對象,開展大規(guī)模的實踐案例構(gòu)建與有效性驗證,最終輸出滿足企業(yè)迫切需要的職業(yè)人才。

實踐平臺選取后,詳細設(shè)計每個任務(wù)的內(nèi)容、要求、評分標準等,采用項目驅(qū)動的互動教學(xué)模式,每一章知識點對應(yīng)2～3個項目任務(wù),學(xué)生通過完成任務(wù)來學(xué)習(xí)知識與技能。在原有課程內(nèi)容基礎(chǔ)上增加2～3個實際項目的設(shè)計與實現(xiàn)[7]。詳細制定每個項目的實施方案,包括需求分析、技術(shù)方案、任務(wù)分配、時間節(jié)點等內(nèi)容。同時分析每個項目和案例對應(yīng)的知識點,與課程大綱相結(jié)合。

3.4 課程資源庫建設(shè)

根據(jù)編程類課程的需要,新建課程名稱,在課程中將班級成員導(dǎo)入進來,同時可以在課程中創(chuàng)建實踐的關(guān)卡。進入課程后,為不同的知識點新建不同的關(guān)卡,關(guān)卡也可以融入課程思政的內(nèi)容。在每一個課程設(shè)置相應(yīng)的任務(wù)后,學(xué)生在教師授課后,可以進行闖關(guān),學(xué)生可以在闖關(guān)平臺上了解知識點和闖關(guān)的要求,同時可以根據(jù)要求完成代碼設(shè)計,并可以自行進行測評。

4 教學(xué)改革的效果

4.1 學(xué)習(xí)興趣顯著提高

通過對比實驗班和傳統(tǒng)班的學(xué)生學(xué)習(xí)效果,發(fā)現(xiàn)闖關(guān)教學(xué)模式在“PHP安全開發(fā)”課程實踐中具有顯著的優(yōu)勢。通過詳細設(shè)計每個任務(wù)的具體內(nèi)容、要求與評分標準,大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯著提高。同時,要分析互動教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)與教學(xué)優(yōu)勢,設(shè)計在項目實施過程中的學(xué)生互動與交流方式,制定教師的教學(xué)角色與學(xué)生的學(xué)習(xí)作用轉(zhuǎn)變等。學(xué)生完成測評后,可以看到自己是否通過,以及通過時間等信息。學(xué)生對類似游戲升級非常感興趣,關(guān)卡設(shè)置了闖關(guān)成功后會獲得相應(yīng)金幣以及每一關(guān)的排行榜,大大提高了學(xué)生的積極性。

4.2 課程內(nèi)容得到優(yōu)化

通過實訓(xùn)通關(guān)率排行,能了解到部分課程內(nèi)容學(xué)生掌握情況并不是十分理想,可以再對這部分內(nèi)容進行優(yōu)化,最終達到所有知識點都能掌握的目的。分析每個項目涉及的專業(yè)知識與技能,與課程教學(xué)目標的對應(yīng)關(guān)系,使學(xué)生在實踐中理解并掌握相關(guān)理論知識。

4.3 學(xué)習(xí)效率提升

每個任務(wù)與項目實施都制定評分細則,如任務(wù)完成情況、代碼或方案的質(zhì)量等,每項占不同比重。同時,根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進步與活躍程度設(shè)定過程性評價,力求全面評價學(xué)生的理論與實踐學(xué)習(xí)效果。學(xué)生的學(xué)習(xí)效率如圖2所示,其中縱坐標表示學(xué)習(xí)效率,計算方法為logx(實訓(xùn)總得分/實訓(xùn)總耗時),橫坐標將本課堂中所有學(xué)生以排名的方式進行顯示,橫向箭頭表示整個課堂學(xué)生表現(xiàn)的平均值。1個小圓點代表1個學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,小圓點越高,學(xué)習(xí)效率越高,水滴表示當前學(xué)生的學(xué)習(xí)效率值。橫向箭頭表示整個課堂學(xué)生表現(xiàn)的平均值。

圖2 學(xué)生的學(xué)習(xí)效率

4.4 學(xué)習(xí)能力增強

闖關(guān)教學(xué)模式將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計成游戲關(guān)卡,每個關(guān)卡都具有一定的趣味性,能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[8]。闖關(guān)教學(xué)模式要求學(xué)生在完成每個關(guān)卡后才能進入下一關(guān),具有一定的挑戰(zhàn)性,能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,能夠體驗到挑戰(zhàn)和成功的喜悅,從而提高學(xué)習(xí)動機。闖關(guān)教學(xué)模式將教學(xué)內(nèi)容分解成多個小任務(wù),每個小任務(wù)都具有一定的難度,能夠促進學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,能夠根據(jù)自己的能力,選擇適合自己的學(xué)習(xí)任務(wù),從而提高學(xué)習(xí)效率。闖關(guān)教學(xué)模式鼓勵學(xué)生之間進行合作交流,具有一定的互動性,能夠促進學(xué)生的協(xié)作能力培養(yǎng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,能夠與同學(xué)互相幫助,共同解決問題,從而提高學(xué)習(xí)效果。通過2年的實踐,通過平臺的能力值,能了解到學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)能力。

4.5 更易適應(yīng)工作

闖關(guān)教學(xué)模式將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計成游戲關(guān)卡,同時大部分關(guān)卡會融入實際工作場景。同時闖關(guān)教學(xué)模式可以有效幫助學(xué)生提高自身素質(zhì),從而更易進入工作狀態(tài)。闖關(guān)教學(xué)模式可以幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,提高學(xué)習(xí)興趣和動機。闖關(guān)教學(xué)模式可以幫助學(xué)生培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和實踐能力,從而更好地適應(yīng)工作要求。

培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作能力。未來進入工作中,需要學(xué)生能夠與他人有效合作,共同完成任務(wù)。通過闖關(guān)教學(xué)模式的鍛煉,學(xué)生可以提早適應(yīng)團隊協(xié)作的方式,從而更好地適應(yīng)工作團隊。

5 結(jié)語

闖關(guān)教學(xué)模式在“PHP安全開發(fā)”課程教學(xué)中具有顯著優(yōu)勢和應(yīng)用價值。通過將學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計成一系列關(guān)卡,引導(dǎo)學(xué)生通過自主探究、團隊協(xié)作等方式完成關(guān)卡任務(wù),能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性,提高學(xué)習(xí)效果。闖關(guān)教學(xué)模式具有趣味性、挑戰(zhàn)性、互動性等特點。在闖關(guān)教學(xué)模式的驅(qū)動下,編程類課程教學(xué)能夠更加生動活潑,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果也能夠得到提高。未來,將在更多的編程類課程中推廣和應(yīng)用闖關(guān)教學(xué)模式,進一步完善該模式的教學(xué)方法和評估標準,以期為教育改革提供更多有益的參考和借鑒。