陳茜， 文杰

（1.廣西工商職業(yè)技術(shù)學院 信息與設(shè)計學院， 廣西 南寧 530007；2.廣西計算中心有限責任公司， 廣西 南寧 530029）

0 引 言

隨著教育模式的不斷演變和科技的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的教育方法正面臨重大的挑戰(zhàn)和變革。特別是在高等職業(yè)教育領(lǐng)域，如何有效地提升學生的實際操作能力和創(chuàng)新思維，成為廣大教師和研究者關(guān)注的焦點。游戲化教學作為一種將游戲元素融入教學過程的方法，已在多個領(lǐng)域顯示獨特的優(yōu)勢。游戲化指在非游戲環(huán)境中應(yīng)用游戲設(shè)計元素，以增強用戶體驗和參與度[1]，這種方法能夠促進學生積極參與，增強學習動機，并提升教學效果。

在模具設(shè)計等技術(shù)密集型的專業(yè)教育中，游戲化教學的作用尤為顯著。模具設(shè)計是高度專業(yè)化且實踐性強的領(lǐng)域，不僅要求學生掌握理論知識，還要具備豐富的實踐技能和創(chuàng)新能力。然而，傳統(tǒng)的教學模式無法激發(fā)學生的學習興趣，缺乏有效的參與和互動，導致學生的理論學習和實際操作脫節(jié)。因此，探索適合模具設(shè)計教育的新型教學方法，特別是如何有效地應(yīng)用游戲化教學策略，成為提高教學質(zhì)量和學生學習效果的關(guān)鍵。

研究旨在探究游戲化教學策略在高職模具設(shè)計課程中的實施及其效果，通過分析游戲化教學的理論基礎(chǔ)和實踐策略，研究其對提高學生學習動機、參與度和學業(yè)成績的影響，為高職教育領(lǐng)域的教學方法[2]提供參考。

1 游戲化教學理論概述

1.1 游戲化教學的定義與發(fā)展

游戲化教學作為一種創(chuàng)新的教學方法，近年來受到了教育領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。游戲化指在非游戲環(huán)境中應(yīng)用游戲設(shè)計元素和機制的過程，通過增強用戶體驗和參與度，提高學習動機和效果。游戲化教學通過引入積分制度、徽章、排名、故事情節(jié)和反饋系統(tǒng)等游戲元素，創(chuàng)造了互動性和參與性高的學習環(huán)境，激勵學生積極參與學習過程。

游戲化教學的概念起源于21世紀初，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和教育領(lǐng)域?qū)W習動機及參與度研究的深入，游戲化教學作為創(chuàng)新的教學策略逐漸被教育工作者和學者認可。這種教學方法被應(yīng)用于各種教育領(lǐng)域，從小學教育到高等教育、從語言學習到專業(yè)技能培訓，其獨特的優(yōu)勢在于能夠?qū)W習內(nèi)容與游戲元素結(jié)合，通過游戲化的互動體驗激發(fā)學生的學習興趣和參與度[3]。

在理論發(fā)展方面，游戲化教學的研究涵蓋了心理學、教育學和計算機科學等多個學科。心理學理論認為在高度專注和充分投入的狀態(tài)下進行的活動可以帶來最大的滿足感和學習效果；在教育學領(lǐng)域，建構(gòu)主義學習理論強調(diào)了學生在學習過程中的主動參與和知識構(gòu)建的重要性；計算機科學則為游戲化教學提供了技術(shù)支持。

近年來，隨著教育技術(shù)的快速發(fā)展，游戲化教學開始融合更多創(chuàng)新技術(shù)，如虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）和人工智能（AI），為學生提供更加豐富和身臨其境的學習體驗。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅增強了游戲化教學的互動性和實用性，還為傳統(tǒng)教育方法提供了新的改革方向。

游戲化教學作為具有廣泛應(yīng)用前景的教學策略，其理論和實踐的發(fā)展對于提高教育效果和促進學生全面發(fā)展具有重要意義。隨著技術(shù)的進一步發(fā)展和教育實踐的深入，游戲化教學有望在未來的教育領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

1.2 游戲化教學的核心元素

游戲化教學作為一種有效的教育方法，其核心元素對于提高學生的參與度和學習效果至關(guān)重要。這些元素包括但不限于積分制度、徽章系統(tǒng)、排名榜、故事情節(jié)、角色扮演、即時反饋、目標設(shè)定和挑戰(zhàn)任務(wù)[4]，現(xiàn)探討這些核心元素及其在教學中的應(yīng)用。

（1）積分制度：積分制度是游戲化教學中常用的激勵機制，通過完成特定任務(wù)或達成學習目標，學生可以獲得積分。這種機制可以量化學生的學習進展和成就，增加學習的動力和樂趣。

（2）徽章系統(tǒng)：徽章或勛章是對學生特定成就的認可，不僅可以作為獎勵，還可以展示學生在某一領(lǐng)域或技能上的成就，增強學生的成就感和自豪感。

（3）排名榜：排名榜通過展示學生之間的相對表現(xiàn)，激發(fā)競爭意識和參與度。這種元素可以增加游戲化學習的動態(tài)性和挑戰(zhàn)性，鼓勵學生努力提高自己的排名。

（4）故事情節(jié)和角色扮演：故事情節(jié)可以提供一個引人入勝的背景，使學習內(nèi)容更加生動有趣。角色扮演則允許學生在模擬環(huán)境中實踐和體驗，更好地理解和吸收知識。

（5）即時反饋：即時反饋對于學生的學習過程至關(guān)重要，可以幫助學生及時了解自己的學習狀態(tài)，進行相應(yīng)的調(diào)整和提高。

（6）目標設(shè)定和挑戰(zhàn)任務(wù)：明確的目標設(shè)定和挑戰(zhàn)性任務(wù)可以激發(fā)學生的參與興趣和探索欲。這些任務(wù)應(yīng)具有適當?shù)碾y度，既能讓學生感受挑戰(zhàn)，又不至于讓其感到沮喪。

這些游戲化教學的核心元素通過創(chuàng)造一個互動和參與度高的學習環(huán)境，有效地提升了學習體驗的質(zhì)量，使學習過程更加個性化和動態(tài)化，能夠滿足不同學生的學習需求和興趣。通過結(jié)合這些元素，游戲化教學不僅增加了學習的趣味性，還有助于提高學生的學習動機和成效。隨著教育技術(shù)的不斷發(fā)展，這些元素在教育實踐中的應(yīng)用將更加廣泛和深入，為傳統(tǒng)教學方法提供了新的視角。

2 模具設(shè)計教育現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

2.1 模具設(shè)計教育特點

模具設(shè)計教育作為高等職業(yè)教育的重要組成部分，其具有獨特的特點和挑戰(zhàn)。這些特點不僅對教學方法的選擇和實施有著重要的影響，而且對學生的學習效果和職業(yè)發(fā)展具有深遠的意義。

模具設(shè)計是一門高度實踐性的學科，不僅要求學生掌握理論知識，還要具備良好的實踐操作技能。模具設(shè)計過程包括了模具的設(shè)計、加工和檢驗等多個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)需要學生能夠?qū)⒗碚撝R有效地應(yīng)用于實際操作中。模具設(shè)計涉及復雜的技術(shù)問題，包括材料科學、機械設(shè)計、計算機輔助設(shè)計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）。這些技術(shù)的發(fā)展日新月異，要求教師和學生不斷更新知識和技能，以適應(yīng)行業(yè)的最新發(fā)展。

隨著技術(shù)的發(fā)展和市場的變化，模具設(shè)計領(lǐng)域不斷提出新的要求和挑戰(zhàn)。這要求模具設(shè)計教育不僅要教授學生現(xiàn)有的知識和技能，還要培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和解決問題的能力。在模具設(shè)計教育中，理論知識和實踐技能的結(jié)合尤為重要。有效的教學方法應(yīng)該能夠幫助學生理解抽象的理論概念，并將這些概念應(yīng)用于具體的實踐項目中。模具設(shè)計教育需要結(jié)合行業(yè)需求，課程內(nèi)容和教學方法應(yīng)與行業(yè)標準和最新趨勢保持一致，以確保學生畢業(yè)后其能力能夠滿足行業(yè)的實際需要。

綜上所述，模具設(shè)計教育的特點要求教師不斷探索和實施創(chuàng)新的教學策略，如采用游戲化教學，以提高學生的學習興趣、參與度和實踐能力。同時，教師也需要密切關(guān)注行業(yè)發(fā)展，確保教學內(nèi)容的時效性和實用性。通過這種方式，模具設(shè)計教育可以培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)未來挑戰(zhàn)的專業(yè)人才。

2.2 面臨的教學挑戰(zhàn)

模具設(shè)計教育作為一種專業(yè)技術(shù)教育，面臨一系列的教學挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)對于教師和學生都是不容忽視的。

（1）理論與實踐融合的困難：模具設(shè)計教育需要將抽象的理論知識與具體的實踐技能相結(jié)合，這一過程充滿挑戰(zhàn)。教師需要找到有效的方法來確保學生能夠理解理論知識，并運用到實際操作中，這不僅要求教師具有深厚的專業(yè)知識，還要求具備創(chuàng)新的教學方法。

（2）保持技術(shù)更新的挑戰(zhàn)：模具設(shè)計是技術(shù)不斷發(fā)展的領(lǐng)域，新的設(shè)計理念、材料和制造技術(shù)不斷涌現(xiàn)。教師需要不斷更新自己的知識體系，同時也要更新教學內(nèi)容，以確保學生能夠?qū)W到最新的行業(yè)知識。

（3）培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的挑戰(zhàn)：除了技術(shù)技能的培養(yǎng)，模具設(shè)計教育還需要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。這要求教師不僅要教授知識，還要激發(fā)學生的創(chuàng)造力和批判性思維能力。

（4）實踐資源的限制：高質(zhì)量的實踐教學需要相應(yīng)的實驗設(shè)備和材料，這對于較多教育機構(gòu)是一大挑戰(zhàn)，資源的限制可能會影響實踐教學的質(zhì)量和學生的學習體驗。

（5）學生個體差異的應(yīng)對：在模具設(shè)計教育中，學生的背景、興趣和學習能力存在差異。教師需要設(shè)計靈活多樣的教學方法，以滿足不同學生的學習需求。

（6）行業(yè)需求與教學內(nèi)容的銜接：模具設(shè)計行業(yè)的快速變化要求教育內(nèi)容能夠緊跟行業(yè)的最新發(fā)展，教師面臨如何將行業(yè)需求與教學內(nèi)容有效結(jié)合的挑戰(zhàn)。

這些挑戰(zhàn)要求模具設(shè)計教育領(lǐng)域的教師不斷創(chuàng)新教學方法，尋找新的教學策略（如游戲化教學），以提高教學效果，滿足學生和行業(yè)的需求。同時，這也表明了模具設(shè)計教育領(lǐng)域在教學資源配置、課程設(shè)計和教師培訓等方面需要進一步發(fā)展和完善。

3 游戲化教學策略實施

3.1 策略設(shè)計

3.1.1 教學活動設(shè)計

根據(jù)理論的啟示，游戲化教學活動的實施可被分解為5個階段：初步準備、激活環(huán)節(jié)、知識傳授、深入探索以及評估環(huán)節(jié)[5]。在這5個階段中，學生的參與難度逐步增加。為保障各階段順利進行，現(xiàn)對每一環(huán)節(jié)進行了詳細規(guī)劃。初步準備階段主要涉及學生特性分析、教學內(nèi)容與目標的細化、游戲規(guī)則的制定、游戲任務(wù)的確定以及游戲反饋的設(shè)計，這一階段的核心目的是為后續(xù)教學活動的順利開展做好準備工作?；诮?gòu)主義學習理論，強調(diào)學生在學習環(huán)境中的情境化知識構(gòu)建，因此，教師在課程開始時需創(chuàng)設(shè)與學生高度契合的學習情境，故將游戲化教學的第二環(huán)節(jié)設(shè)定為激活階段，該階段旨在激發(fā)學生的學習熱情，創(chuàng)造學習情境，并協(xié)助學生形成合作小組，增強組內(nèi)協(xié)作。知識傳授階段包括教師對課程知識的闡述和學生的個人探索挑戰(zhàn)。深入探索階段是任務(wù)層次的提升和小組間的競爭，基于先前階段的任務(wù)，進一步提升任務(wù)難度，小組間在規(guī)定時間內(nèi)協(xié)作完成更高級別的任務(wù)。評估環(huán)節(jié)則是成果展示和獎勵總結(jié)，展示內(nèi)容包括任務(wù)完成情況和組內(nèi)分工等，獎勵總結(jié)意在認可個人和小組的表現(xiàn)，并由教師與學生共同回顧課堂知識，對課程內(nèi)容進行總結(jié)。游戲化教學活動的整體流程表現(xiàn)為逐漸深入且系統(tǒng)化的過程[6]，如圖1所示。

圖1 游戲化教學活動流程

3.1.2 游戲化元素的融合

在模具設(shè)計課程的教學中，融合游戲化元素是提高教學效果的重要策略。游戲化元素的有效融合需要綜合考慮教學內(nèi)容、學生特性及教學目標，以下是在游戲化教學環(huán)境中融合這些元素的策略。

（1）目標∕挑戰(zhàn)：在教學活動中，設(shè)定清晰具體的學習目標，讓學生明確學習方向。在模具設(shè)計的課程中，這些目標可以是設(shè)計一個特定的模具部件或完成一個復雜的模具設(shè)計項目。隨著學生熟練度的提高，目標的難度也相應(yīng)提升，以激發(fā)學生的挑戰(zhàn)欲望，并引導其進入“心流”狀態(tài)[7]。

（2）競爭與合作：在模具設(shè)計的教學中引入競爭和合作元素，例如通過小組間的設(shè)計比賽來激發(fā)競爭意識，同時也鼓勵小組內(nèi)的成員合作解決設(shè)計難題。這種方式不僅提高了學生的參與度，還促進了團隊協(xié)作和知識共享。

（3）獎勵與反饋：在模具設(shè)計教學中，應(yīng)用積分、徽章和排行榜作為獎勵機制，激勵學生的學習動力。同時，提供即時和持續(xù)的反饋，幫助學生了解自己的學習進度和需要改進的地方。

（4）時間限制與規(guī)則：設(shè)置合理的時間限制和明確的游戲規(guī)則，以增加學習活動的緊迫感和引導性。時間限制要適當，確保學生能夠在壓力下保持高效學習，而不是感到過度緊張。

（5）動力元素的應(yīng)用：利用情感、敘事、進展和關(guān)系等動力元素，以提升學生的內(nèi)在動機，例如通過故事情節(jié)將模具設(shè)計項目放入實際應(yīng)用的背景中，讓學生在完成設(shè)計任務(wù)的同時感受到自己的進步和在團隊中的地位變化。

游戲化元素的有效融合能夠顯著提升模具設(shè)計專業(yè)教學的吸引力和有效性[8]，這要求教師不僅深入理解這些游戲元素的本質(zhì)和功能，而且能夠根據(jù)模具設(shè)計課程的特點靈活運用這些元素，創(chuàng)造一個既具有挑戰(zhàn)性又富有成就感的學習環(huán)境。

3.2 實施過程

3.2.1 課堂應(yīng)用

研究選擇的對象是23級模具設(shè)計1班和2班的學生，這些學生生活中不可或缺的是現(xiàn)代信息技術(shù)產(chǎn)品，如手機和電腦等移動設(shè)備。由于互聯(lián)網(wǎng)信息的快速傳播，學生思想活躍，對知識和信息的選擇表現(xiàn)個性化特征，喜歡通過互聯(lián)網(wǎng)展示自己，并且重視他人的評價和認可。然而，學生普遍存在自我管理能力較差的問題，導致在校的有效學習時間較少。在課堂上，學生表現(xiàn)較消極，不愿意與同學和教師進行交流，更傾向于沉浸在網(wǎng)絡(luò)世界中，導致課堂參與度和學習動力不足。較多學生在選擇專業(yè)時對所學專業(yè)了解不足，對未來缺乏明確規(guī)劃，在課堂學習中被動接受知識，缺乏主動探索，長此以往可能導致自信心不足，自我成就感低。因此，教師在教學中需要引導學生，激發(fā)其重返課堂的興趣和積極性。

所選課程是高職一年級的《模具設(shè)計與制造》，該教材包含10個大的項目，是一門融合了沖壓工藝與模具設(shè)計、塑料成型工藝與模具設(shè)計、模具制造技術(shù)等內(nèi)容的必修課。通過學習這門課程，學生可以初步掌握沖壓工藝及沖模設(shè)計的基礎(chǔ)知識，了解沖模加工的特點，并具備編制沖壓工藝規(guī)程的能力，同時也將掌握塑料模的基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計知識。課程的上課形式主要分為理論知識講解和學生實訓兩大類，因此針對課程安排進行了案例選擇，例如《拉深工藝與模具設(shè)計》主要通過教師講授和引導，使學生掌握拉深模的設(shè)計工作部分；而《凸、凹模加工工藝制定》則是一門實訓課，學生需要在規(guī)定時間內(nèi)根據(jù)教師的任務(wù)完成操作。選擇不同性質(zhì)的課程是為了檢驗游戲化教學活動設(shè)計的普遍適用性，由于學生在課堂上的積極性和參與度并不高，教師需要通過有效的教學活動調(diào)動學生參與課堂的積極性。

3.2.2 學生參與與互動

（1）案例一：拉深工藝與模具設(shè)計。圖2所示為案例一課堂測試分數(shù)分布情況，課堂測試結(jié)果顯示特定的成績分布特征。在48名學生中，僅有5名學生的分數(shù)位于60～70分，而大多數(shù)學生的成績集中在80～90分。通過對60～70分的5份試卷進行分析，發(fā)現(xiàn)學生在拉深工藝計算方面出現(xiàn)錯誤，主要源于他們對拉深系數(shù)概念的理解不夠透徹。相反，有29名學生的成績在80～100分，表明大部分學生對課堂所講授的知識掌握較好，說明本課程的基本教學目標已基本達成。該成績分布反映學生對拉深工藝與模具設(shè)計課程內(nèi)容的整體理解情況以及教學過程中需要關(guān)注的改進方向。

圖2 課堂測試成績分布

（2）案例二：凸、凹模加工工藝制定。在案例二中，通過分析學生在提交的實訓作業(yè)完成情況，可以評估學生是否達到了該課堂的基本教學目標。實訓作業(yè)的評分采用等級制，分為特別優(yōu)秀、優(yōu)秀、良好、合格和不合格。根據(jù)圖3所示的實訓作業(yè)評分分布情況，46名學生中大多數(shù)成績在良好或更高等級，且沒有學生被評為不合格，這表明學生通過游戲化教學活動對模具制造的工藝和方法有了良好的掌握。該現(xiàn)象不僅反映游戲化教學活動在提高學生學習效果方面的有效性，也突顯了在高職教育中應(yīng)用創(chuàng)新教學方法的重要性。通過這種方式，學生能夠更加積極地參與學習過程，更好地理解和掌握專業(yè)知識。

圖3 實訓作業(yè)成績分布

4 教學效果的評估與分析

4.1 學生學習成效

通過引入游戲元素到教學活動中，實現(xiàn)了對模具設(shè)計課程教學的游戲化，該方法已經(jīng)在描述性統(tǒng)計分析中顯示出積極效果：高職學生普遍對于游戲元素在教學中的應(yīng)用表示認可。為了深入探討游戲元素對學習效果的影響，從游戲元素的角度出發(fā)，分析其對學生學習成效的具體影響。學習效果被劃分為4個維度：技術(shù)技能提升、創(chuàng)新思維培養(yǎng)、實際操作能力、團隊協(xié)作與溝通[9]。為了展示不同游戲化元素如何在不同學習成效維度上產(chǎn)生影響，用1～5分的評分機制體現(xiàn)，其中5分代表極大的正面影響，1分代表極小或無影響。模具設(shè)計課程中游戲化教學元素對學習成效影響評估如表1所示。

表1 模具設(shè)計課程中游戲化教學元素對學習成效影響評估

4.2 策略的有效性評估

在對高職《模具設(shè)計與制造》課程中應(yīng)用游戲化教學策略的研究中，深入分析和評估該策略的有效性，不僅關(guān)注學生的客觀外在表現(xiàn)，還通過科學方法量化游戲化教學對學習成效的影響。

（1）教學策略與學習動機的關(guān)聯(lián)：游戲元素的引入提升了學生的學習動機，這種提升不僅源于游戲化環(huán)境的趣味性，還與游戲機制中的目標設(shè)定和即時反饋有關(guān)[10]。游戲化環(huán)境創(chuàng)造了一個激勵性的學習氛圍，使學生能夠在達成具體目標的同時獲得成就感。

（2）認知過程的深化：通過游戲化教學，學生在認知學習過程中表現(xiàn)更高的參與度和理解能力。游戲化策略如角色扮演和模擬環(huán)境提供了豐富的情境學習機會，促進了學生對模具設(shè)計原理和應(yīng)用的理解。

（3）情感態(tài)度的正向變化：學生在游戲化教學活動中展現(xiàn)了更積極的情感態(tài)度。游戲元素如故事情節(jié)和團隊挑戰(zhàn)增強了學習的吸引力，使學習變得更為生動和令人興奮，提高了學生的情感投入和滿意度。

（4）合作交流技能的提升：游戲化教學環(huán)境促進了學生之間的合作交流。團隊挑戰(zhàn)和協(xié)作任務(wù)要求學生共同協(xié)作解決問題，這不僅增強了他們的團隊合作能力，還提升了溝通技能。

（5）量化分析與多元回歸：采用統(tǒng)計分析軟件對游戲元素與學習效果的4個維度進行了相關(guān)性和回歸分析[11]。通過建立標準化回歸方程，研究揭示了不同游戲元素對不同學習維度的具體影響，為游戲化教學策略的進一步優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支撐。

研究不僅證明了游戲化教學策略在高職《模具設(shè)計與制造》課程中應(yīng)用的有效性，還通過量化方法探討了其對學習動機、認知、情感態(tài)度和合作交流等多個維度的積極影響。這些發(fā)現(xiàn)對于理解和提升游戲化教學的實踐應(yīng)用具有重要意義，同時也為未來教育教學方法的改革和發(fā)展提供了理論依據(jù)和實踐指導。

5 結(jié)束語

在對高職《模具設(shè)計與制造》課程中實施游戲化教學策略的研究過程中，通過系統(tǒng)的理論分析和實證研究，全面評估了游戲化教學在技術(shù)教育領(lǐng)域的應(yīng)用效果和影響，強調(diào)了創(chuàng)新教學方法在技術(shù)教育中的重要性。游戲化教學作為一種新興教學模式，為傳統(tǒng)的高職教育帶來了新的活力和可能性，有助于激發(fā)學生的學習潛能，提高教學質(zhì)量。研究結(jié)果表明，游戲化教學策略在提升學習動機、深化認知理解、優(yōu)化情感態(tài)度及促進協(xié)同互動方面具有顯著效果。這不僅為游戲化教學在模具設(shè)計課程中的應(yīng)用提供了實證支持，也為其他技術(shù)類課程提供了可借鑒的教學模式。未來的研究可以進一步探討游戲化教學在不同學科和不同教學環(huán)境中的應(yīng)用效果以及如何有效融合新興技術(shù)（如虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實）來豐富游戲化教學的內(nèi)容和形式。

游戲化教學作為一種有效的教學方法，在高職教育中展現(xiàn)巨大的潛力和價值。通過持續(xù)的研究和實踐，游戲化教學有望成為提升技術(shù)教育質(zhì)量和效果的重要工具，為培養(yǎng)創(chuàng)新型技術(shù)人才做出貢獻。