葉慧 謝達(dá)豪 張文靜

[摘要]教育部《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》中特別提出高等院校要整合優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，積極利用先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，推進(jìn)開放大學(xué)建設(shè)，探索開放的教學(xué)平臺(tái)，為學(xué)生提供更為“方便、靈活、個(gè)性的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境”。首屆啟航杯高等數(shù)學(xué)電子競(jìng)技大賽走“互聯(lián)網(wǎng)+趣味教育”的路線，通過(guò)游戲式教學(xué)平臺(tái)開展高等數(shù)學(xué)競(jìng)賽，目的在于激發(fā)學(xué)生對(duì)高數(shù)學(xué)習(xí)的興趣，將學(xué)生從“苦學(xué)”的泥潭帶入“樂(lè)學(xué)”的港灣，同時(shí)也讓人們重新認(rèn)識(shí)游戲?qū)τ诮虒W(xué)的積極意義。該文對(duì)首屆啟航杯高等數(shù)學(xué)電子競(jìng)技大賽進(jìn)行研究，分析游戲式教學(xué)平臺(tái)在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用和創(chuàng)新應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]游戲式教學(xué)平臺(tái);大學(xué)數(shù)學(xué);高數(shù)競(jìng)技;教學(xué)創(chuàng)新

[中圖分類號(hào)]G64

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]2095-3437（2020）03-0133-04

高等數(shù)學(xué)一向是大學(xué)眾多學(xué)科中的難點(diǎn)科目，其復(fù)雜程度高，學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)需要較強(qiáng)的理解力、觀察力、抽象轉(zhuǎn)換力、變通力和運(yùn)算能力。從目前的情況看，以書面內(nèi)容為主的灌輸式傳統(tǒng)教學(xué)的效果并不理想。而游戲式教學(xué)平臺(tái)作為現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的產(chǎn)物，可以運(yùn)用信息技術(shù)突破傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空桎梏，根據(jù)學(xué)生和教師的需求，在全國(guó)乃至全世界范圍內(nèi)搜集并選擇最優(yōu)質(zhì)的教育資源。此外，在創(chuàng)新性游戲系統(tǒng)的引導(dǎo)下，學(xué)生能夠達(dá)到百分百沉浸式學(xué)習(xí)的狀態(tài)，能夠?qū)Ｗ⒂诟邤?shù)探索而不受其他事情的干擾。

2016年，臺(tái)灣大學(xué)下戰(zhàn)帖，與現(xiàn)今最火線上趣味教育平臺(tái)PaGamO聯(lián)手出擊，邀請(qǐng)來(lái)自世界高校包括哈佛大學(xué)、劍橋大學(xué)、東京大學(xué)等500所院校的5萬(wàn)多名選手在世界級(jí)的微積分電子競(jìng)技大賽中同臺(tái)競(jìng)技。該比賽全球線上觀看人數(shù)突破55萬(wàn)，在國(guó)際上引起了強(qiáng)烈反響，同時(shí)也讓數(shù)學(xué)電競(jìng)的模式首次進(jìn)入了大眾的視野。深受該比賽模式的啟發(fā)，江蘇科技大學(xué)于2018年6月17日至6月21日與PaGamO平臺(tái)合作，舉辦了首屆啟航杯高等數(shù)學(xué)電子競(jìng)技大賽。本次大賽選題打破以往常規(guī)考題的局限，將高數(shù)文化題、高數(shù)思政題、高數(shù)思想題、高數(shù)詩(shī)歌題、高數(shù)生活題、視頻音頻題等趣味題和常規(guī)概念題相結(jié)合，打造出全新的題庫(kù)分類模式，效果斐然。同時(shí)也為提高高數(shù)教育教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合，搭建屬于自己的教學(xué)平臺(tái)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

一、游戲式教學(xué)平臺(tái)概述

《2007年中國(guó)游戲產(chǎn)業(yè)報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，2007年，4017萬(wàn)中國(guó)網(wǎng)絡(luò)游戲用戶主要是青少年，其中80%的學(xué)生有過(guò)游戲體驗(yàn)，更有將近15%的學(xué)生癡迷于游戲。一些學(xué)生因?yàn)橥骐娔X游戲成癮而荒廢學(xué)業(yè)，虛度光陰，使得家長(zhǎng)與教師們對(duì)游戲產(chǎn)生種種負(fù)面的判斷，甚至談?dòng)螒蛏?，紛紛圍追堵截游戲。但就目前的情況來(lái)看，已有的種種舉措效果都不盡如人意，一味盲目地強(qiáng)制學(xué)生不玩游戲，不但不能從根本上解決問(wèn)題，反而會(huì)激起學(xué)生的逆反心理，引發(fā)眾多矛盾。換個(gè)角度思考，若能將游戲“弊端”中的某些看來(lái)是可取的特征應(yīng)用到積極的方面去就能揚(yáng)長(zhǎng)避短。充分借助游戲的趣味性，將其與傳統(tǒng)的課程資源相結(jié)合，就能有效地提高教學(xué)效果，游戲式教學(xué)平臺(tái)正是基于此理念而誕生的。

下面是一些國(guó)內(nèi)外已有的相關(guān)的趣味性網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的信息搜集及簡(jiǎn)要分析。

（一）Kahoot！

Kahoot！由挪威Kahoot！軟件開發(fā)公司基于挪威科技大學(xué)教授Alf Inge Wang及其同事的研究成果開發(fā)出來(lái)的一個(gè)基于游戲的評(píng)估平臺(tái)。Kahoot的發(fā)音接近c(diǎn)a-hoot，意思是合作共贏，這從一定意義上反映出這個(gè)在線互動(dòng)平臺(tái)的核心精神。教師可以利用這個(gè)平臺(tái)開展在線游戲化測(cè)評(píng)，增強(qiáng)課堂教學(xué)的趣味性和互動(dòng)性。

（二）CodinGame

CodinGame（編程游戲）是一家法國(guó)創(chuàng)業(yè)公司上線的創(chuàng)新型游戲化編程教學(xué)平臺(tái)，它和游戲有關(guān)，但不是游戲開發(fā)，也不是游戲化，只是簡(jiǎn)單的游戲。平臺(tái)每一個(gè)練習(xí)背后的邏輯都與一個(gè)實(shí)際的游戲相連，目的是讓用戶能夠獲得實(shí)時(shí)視覺(jué)反饋，并在完成練習(xí)之后獲得實(shí)際的獎(jiǎng)勵(lì)。

（三）PaGamO

PaGamO是由臺(tái)灣大學(xué)電機(jī)系教授葉丙成通過(guò)MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)與學(xué)生共同開發(fā)的在線游戲平臺(tái)。它是全球第一的線上游戲?qū)W習(xí)平臺(tái)，提供多元優(yōu)質(zhì)的題庫(kù)，涵蓋英文學(xué)習(xí)、證照考試、企業(yè)內(nèi)訓(xùn)等，逾50萬(wàn)玩家一同學(xué)習(xí)競(jìng)爭(zhēng)。游戲通過(guò)回答題目來(lái)攻占領(lǐng)地，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

二、首屆啟航杯高數(shù)電子競(jìng)技大賽比賽歷程

本次比賽由江蘇科技大學(xué)與PaGamO平臺(tái)聯(lián)合舉辦，從2018年5月份開始準(zhǔn)備、宣傳，正式比賽分為兩個(gè)階段：6月17日至6月20日的預(yù)賽和6月21日晚上的決賽。

（一）前期準(zhǔn)備

為籌辦本次比賽，江蘇科技大學(xué)深藍(lán)學(xué)院17級(jí)理科一班全體師生齊心協(xié)力，合作拍攝了大賽的獨(dú)創(chuàng)MV《高數(shù)世界》，配曲為《高數(shù)的故事——高數(shù)版（成都）》。這個(gè)MV主要講述了學(xué)生在高數(shù)世界中探索的經(jīng)歷和心得體會(huì)，在教學(xué)名師葉慧老師充滿激情的教導(dǎo)下，他人畏之如虎的高數(shù)學(xué)習(xí)在理科一班學(xué)生的眼中不再可怕。正是出于對(duì)高數(shù)學(xué)習(xí)的熱愛(ài)，學(xué)生發(fā)掘出了高數(shù)深層次的浪漫，無(wú)論是“泊松的智慧”“泰勒的守候”還是“黎曼的籌謀”，都是源于學(xué)生對(duì)高數(shù)學(xué)習(xí)的獨(dú)特體會(huì)?；蛟S它對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)別無(wú)大用，但能夠更深層次地引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，光是這一點(diǎn)便難能可貴。此外，理科一班的學(xué)生還別出心裁地設(shè)計(jì)了高數(shù)文化題、高數(shù)思政題、高數(shù)思想題、高數(shù)詩(shī)歌題、高數(shù)生活題、視頻音頻題等趣味題，向人們展示了一條高數(shù)學(xué)習(xí)的新路。以下是這個(gè)MV配曲歌詞節(jié)選和趣味題節(jié)選。

讓我掉下眼淚的，不止培訓(xùn)的間斷;

讓我依依不舍的，不止老師的循環(huán)。

勤苦度過(guò)多少夜，你緊攥我的手;

讓我感到迷茫的，是風(fēng)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(yōu)正解。

根據(jù)數(shù)學(xué)情歌的節(jié)選，即柯西中值的微茫曙光里，你可知我魂?duì)繅?mèng)繞酌情思，正在沖破洛必達(dá)的束縛，自發(fā)地奔赴（ ）的領(lǐng)地，并聯(lián)系書本知識(shí)體系給括號(hào)選擇最恰當(dāng)?shù)倪x項(xiàng)。

A.泰勒

B.拉格朗日

C.高斯

D.格林

（二）預(yù)賽

預(yù)賽為單人賽制，采用自由答題模式，時(shí)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(shí)間段內(nèi)自由答題，所有人題庫(kù)一樣，題目數(shù)為658道，以《高等數(shù)學(xué)（下冊(cè)）》為重點(diǎn)，每章100題，并加上若干節(jié)選自上冊(cè)的題目。到比賽截止時(shí)間6月21日0：00，僅有1人答完所有題目，答題率超過(guò)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(zhēng)奪戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)賽制。以7人為1組，參賽者在地圖上的指定位置出發(fā)，向中央的炮臺(tái)、碉堡、城堡三類據(jù)點(diǎn)進(jìn)攻，越往中心據(jù)點(diǎn)占領(lǐng)積分越高。通過(guò)答題攻占普通地形、炮臺(tái)、碉堡、城堡獲得相應(yīng)分值，累計(jì)占地積分值最高的戰(zhàn)隊(duì)獲勝。

（四）比賽結(jié)果

經(jīng)過(guò)30分鐘的激烈廝殺，女生組“7個(gè)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(gè)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(jié)

本次比賽的問(wèn)題和不足主要有以下幾點(diǎn)。

（一）宣傳不到位

在前期宣傳上，我方原來(lái)打算通過(guò)QQ、微信公眾號(hào)以及微博大V等途徑進(jìn)行多方面、遞進(jìn)式宣傳，配合快閃視頻、MV和宣傳海報(bào)等，將決賽全程進(jìn)行直播并配以解說(shuō)，宣傳主體受眾為江蘇科技大學(xué)的全體師生，預(yù)計(jì)將最大宣傳范圍覆蓋到江蘇全部高校。而實(shí)際情況是只有QQ公眾號(hào)進(jìn)行了全程宣傳，微信及微博宣傳方面聯(lián)絡(luò)不夠到位，從而導(dǎo)致這次的宣傳范圍僅僅局限于江蘇科技大學(xué)內(nèi)，無(wú)法進(jìn)一步覆蓋江蘇其他高校。另外，直播解說(shuō)方面也沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果，兩位解說(shuō)人員的旁觀者賬號(hào)權(quán)限不夠，無(wú)法觀察選手的答題情況，因而其解說(shuō)內(nèi)容過(guò)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(dāng)天，散人組7名成員中僅有2人參賽，其余5人無(wú)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(yù)賽不同，決賽是一項(xiàng)團(tuán)隊(duì)性的競(jìng)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(lái)源于所占領(lǐng)地的數(shù)量而非所答對(duì)題目的數(shù)量，這意味著題目并不是答得越多越好的。譬如李凱同學(xué)，根據(jù)比賽資料顯示，他在決賽中所答對(duì)的題目即有效答題數(shù)最多，然而個(gè)人積分排名僅僅第四，正是因?yàn)樗c一位競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手互相兌子、零和競(jìng)爭(zhēng)，圍繞著一塊10分的普通地區(qū)爭(zhēng)奪不下10次。盡管他們倆都很努力了，但是對(duì)于積分來(lái)說(shuō)他們倆都做了無(wú)用功。

另外，城堡爭(zhēng)奪戰(zhàn)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(tài)下都有7塊城堡地區(qū)掌握在一個(gè)小組成員的手中，這位同學(xué)發(fā)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(hù)者顧珊珊同學(xué)，先發(fā)制人打下了城堡區(qū)周圍的12塊普通地形，以此作為緩沖區(qū)并最終守住了全部的城堡，而且她本人也高居個(gè)人積分榜榜首。而獲得比賽第四名的小組“我要去學(xué)皮劃艇”則是一個(gè)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(lǐng)先于第三名，然而城堡守護(hù)者發(fā)揮不利，比賽結(jié)束時(shí)幾乎丟了全部的城堡區(qū)，致使小組直落第四名。

（四）題庫(kù)仍有缺陷

此次題庫(kù)的數(shù)量很充足，但是題目質(zhì)量不佳。由于高數(shù)含有大量復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算符號(hào)，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(jìng)賽體驗(yàn)較差。此外，由于平臺(tái)字符庫(kù)與我方字符庫(kù)不一致，部分題目出現(xiàn)亂碼現(xiàn)象，亂碼題目只能通過(guò)截圖以圖片的形式進(jìn)行上傳，觀感較差且答案核對(duì)效率低下，對(duì)部分在手機(jī)移動(dòng)端進(jìn)行比賽的參賽者很不友好。

四、本次比賽的啟示

（一）高數(shù)數(shù)學(xué)符號(hào)輸入程序有待優(yōu)化

高等數(shù)學(xué)有著許許多多的符號(hào)和特殊的格式，但是許多常規(guī)輸入法無(wú)法做到輸入順暢，這就嚴(yán)重影響到答題體驗(yàn)。因此，在平臺(tái)搭建中，數(shù)學(xué)復(fù)雜運(yùn)算符號(hào)輸入模塊應(yīng)是其不可或缺的一部分。

（二）旁觀者/教師端有待優(yōu)化

現(xiàn)有平臺(tái)的學(xué)生端可以說(shuō)是已經(jīng)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(xiàn)在無(wú)法直接觀察到學(xué)生的答題情況，只能通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)大致地了解學(xué)生的答題量和正確率，這就影響到對(duì)學(xué)生的針對(duì)性指導(dǎo)質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)旁觀者/教師端時(shí)，應(yīng)能夠自由切換到任意一個(gè)學(xué)生的頁(yè)面，即學(xué)生的頁(yè)面可以被教師直接觀察到，同時(shí)其錯(cuò)題記錄也應(yīng)詳細(xì)到個(gè)人層面，可以被自己和相應(yīng)的任課教師查閱到。這個(gè)錯(cuò)題記錄應(yīng)包含題目、錯(cuò)誤次數(shù)、曾經(jīng)寫過(guò)的錯(cuò)誤答案以及錯(cuò)題來(lái)源等。

（三）師生互動(dòng)有待加強(qiáng)

現(xiàn)有平臺(tái)中，教師與學(xué)生之間可以互相攻打，體現(xiàn)出一定的互動(dòng)創(chuàng)新性，拋開舊有的文字交流模式，使教師可以更好地融入學(xué)生之中。平臺(tái)設(shè)計(jì)中，可以適當(dāng)引入師生競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，以提高教師的參與程度和增強(qiáng)學(xué)生的參與感。

五、游戲式教學(xué)平臺(tái)在高數(shù)教學(xué)中的作用

（一）游戲式教學(xué)平臺(tái)在課前的作用

在開學(xué)前的假期里，任課教師可以以小游戲或是長(zhǎng)周期任務(wù)的形式組織學(xué)生進(jìn)行課前準(zhǔn)備。高等數(shù)學(xué)有一定的抽象性，但是更有很強(qiáng)的實(shí)用性，游戲或任務(wù)可以結(jié)合它的實(shí)用性，通過(guò)與人們息息相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，可以是學(xué)生感興趣的問(wèn)題或是新生事物，以使學(xué)生更容易地切入要點(diǎn)。在此期間，教師可以與學(xué)生在平臺(tái)上一起參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，共同討論學(xué)習(xí)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，并負(fù)責(zé)為學(xué)生答疑解惑。這能夠極大地鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)的興趣。

（二）游戲式教學(xué)平臺(tái)在課堂上的作用

在高數(shù)課堂上，教師可以通過(guò)平臺(tái)實(shí)時(shí)發(fā)布素材，譬如重要公式概念、題目?jī)?nèi)容、圖片、示范動(dòng)畫以及小測(cè)驗(yàn)，以方便學(xué)生記筆記及理解，同時(shí)也能夠避免大型教室中后排學(xué)生想聽(tīng)課卻有心無(wú)力的情況（看不到板書、PPT，聽(tīng)不清老師的聲音，錯(cuò)過(guò)重點(diǎn)）。此外，平臺(tái)還能夠給教師提供定位簽到、點(diǎn)名、搶答等功能。尤其是搶答機(jī)制，在學(xué)生爭(zhēng)相回答教師的問(wèn)題時(shí)，可以卓有成效地活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生上課聽(tīng)講的積極性，增強(qiáng)學(xué)生在高數(shù)教學(xué)過(guò)程中的參與感。

（三）游戲式教學(xué)平臺(tái)在課后的作用

課堂教學(xué)結(jié)束后，教學(xué)平臺(tái)的測(cè)評(píng)功能可以很好地取代課后作業(yè)的功能，因?yàn)樗粌H能夠保證批閱的質(zhì)量，同時(shí)還能非常直觀地反映學(xué)生對(duì)于各種知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。教師可以馬上根據(jù)學(xué)生的答題情況做出針對(duì)性的講解，學(xué)生也可以第一時(shí)間解決自己的問(wèn)題，這樣高效的學(xué)習(xí)模式使學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解更加深刻，而且不會(huì)因?yàn)閷?duì)前面知識(shí)點(diǎn)的錯(cuò)誤理解而影響后面的學(xué)習(xí)。

平常教學(xué)中，教師往往不會(huì)親自做學(xué)生的作業(yè)，然而在游戲式教學(xué)平臺(tái)上，教師也能夠在一定程度上參與學(xué)生的“游戲體驗(yàn)”，甚至可以進(jìn)行別開生面的師生比賽活動(dòng)，這會(huì)極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)師生互動(dòng)。此外，教師還可以舉辦階段性的電子競(jìng)技比賽，通過(guò)競(jìng)技所提供給學(xué)生的參與感、成就感和榮譽(yù)感，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，甚至讓學(xué)生對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)產(chǎn)生期待，這是很多傳統(tǒng)教學(xué)方式所提供不了的。

對(duì)于處于備考階段的學(xué)生來(lái)說(shuō)，游戲式教學(xué)平臺(tái)可以提供系統(tǒng)、完整的復(fù)習(xí)思路與復(fù)習(xí)內(nèi)容。在沉浸式的游戲體驗(yàn)中，學(xué)生可以輕松愉悅地完成以往較為枯燥的復(fù)習(xí)過(guò)程，大幅度減少學(xué)習(xí)時(shí)所產(chǎn)生的疲勞感與煩躁感，這也是很多已有的教學(xué)平臺(tái)所無(wú)法做到的。

[責(zé)任編輯：龐丹丹]