本文作者：張成功 劉曉瑩 張軍征 單位：山西大同大學教育科學與技術(shù)學院

隨著教育界人士對教育教學游戲越來越多的關注,教學游戲在中小學課堂教學中的應用也越來越廣泛。針對中小學信息技術(shù)課程當中計算機病毒知識抽象導致教學困難的問題,設計了一款游戲,讓學生在直觀形象的場景中學習和體驗計算機病毒的特征和危害,達到寓教于樂的目的。

1需求分析

學生對計算機病毒知識非常好奇,但計算機病毒知識本身比較抽象,不利于計算機基礎知識薄弱的中小學生學習。造成這種狀況的主要原因是在進行計算機病毒教學時,計算機病毒程序的收集相當困難,再者不可能使用病毒程序進行演示。為了能將抽象的知識直觀化,作者根據(jù)中小學學生的知識結(jié)構(gòu)和學習特征,以及計算機病毒知識的教學狀況,設計了一款教學游戲,它能夠讓學生比較直觀地認識病毒,在娛樂的過程中快速地掌握相關的知識,達到寓教于樂的目的。

2總體設計

本游戲的設計是依據(jù)一定的學習理論及計算機病毒教學的教學設計過程設計的。學習者通過游戲關卡晉級、獲得生命值,共有5關,每一關中都表征不同特征的病毒,從而讓學習者學習病毒的特征、學會各種病毒的防護。

2.1理論基礎

基于多媒體認知理論和建構(gòu)主義理論下的計算機病毒教學軟件設計。

2.1.1多媒體認知理論

多媒體教學可以以多種方式呈現(xiàn)教學,并且豐富,具體及形象,對于傳統(tǒng)的教學方式來說,教學方式單一,呈現(xiàn)內(nèi)容抽象,無疑是非常好的。恰當?shù)亩嗝襟w教學方式可以使學生更好更快地吸收知識,并靈活地運用。這種是以“學習者為中心”,而非以“設計者為中心”[1]。該理論認為需要把語詞和畫面結(jié)合起來進行更有效的教學,對于計算機病毒的游戲設計就是基于多媒體認知理論來完成的,為了更好地提高教學成效,首先在多媒體原則方面,會適當?shù)爻尸F(xiàn)于畫面對應的解說和提示等等,以便于更好地讓學習者認知吸收;其次對于個體差異原則方面,游戲盡量是基于平均的水平,讓每一個學習者都能盡量地學到更多的知識。

2.1.2建構(gòu)主義理論

皮亞杰認為知識建構(gòu)是主體與客體相互作用的結(jié)果。主體和客體之間的相互作用涉及兩個基本過程:“同化”與“順應”。同化是指把新的知識吸收進來并整合到學習者原有的認知結(jié)構(gòu)內(nèi)的過程;順應是指當外部環(huán)境發(fā)生變化,而原有認知結(jié)構(gòu)無法同化新的知識時所引起的學習者認知結(jié)構(gòu)發(fā)生重組與改造的過程[2]。學習者學習時為了更好地靈活地去運用和發(fā)揮所學的知識,而不是一味地進行記憶式的學習。根據(jù)皮亞杰提出的原則,給出了很大的提示,關于計算機病毒的游戲也是基于這種建構(gòu)主義方面的認知,對于老師課上的知識,課下運用游戲去鞏固和消化,“線上”和“線下”的結(jié)合,符合了“同化”和“順應”的原則,是為了學生更好地學習和運用,發(fā)揮更好的教學成效。

2.2游戲類型的選擇

目前電腦游戲的分類有很多,粗略地進行分類有:體育類游戲、賽車類游戲、益智類游戲、射擊類游戲、技巧類游戲等等[3]。結(jié)合計算機病毒的特點,及學生的認知特點,選擇了射擊類游戲來設計和開發(fā)《計算機病毒》教學游戲。游戲中設計一定的關數(shù),讓學習者進行闖關游戲,并將關于計算機病毒的一些基本知識嵌入其中,這樣學習者可以在感受游戲樂趣的同時學習融入在游戲中的知識,達到寓教于樂的目的。

2.3教學設計與游戲設計的結(jié)合

本游戲的設計將教學設計與游戲設計相結(jié)合,游戲設計的依據(jù)是教學設計。

2.4總體流程圖

游戲程序的用戶界面包括游戲的使用說明及幫助、開始游戲和結(jié)束程序供游戲者選擇。游戲者還可以自行選擇關卡。

3詳細設計

3.1游戲的教學設計

計算機病毒教學游戲的教學設計是以學生為中心的情境化教學理念,并堅持從整體性、發(fā)展性、主題性等方面出發(fā),體現(xiàn)學生的能力培養(yǎng)以及達到知識和運用的和諧[4]。游戲的教學設計注重學生的感受,注重創(chuàng)建愉快的學習氛圍,使學生對學習知識產(chǎn)生濃厚的興趣,給學生創(chuàng)自主、探索、合作的空間。關于計算機病毒的教學內(nèi)容分析,是對其中所包含的基本的主要知識點進行教學游戲的設計。這些主要的知識點包括,計算機病毒的基本特征,計算機病毒的基本分類,常見的計算機病毒和計算機病毒的命名的方式。教學設計中對這4個知識點的教學內(nèi)容、教學目標、教學策略、教學過程進行詳細的設計,保證教學設計要符合游戲化學習的特點。其中教學策略對于每一個知識點都有穿插在游戲中的關卡,讓學生自主學習,容易吸收,這樣在課堂上教師同樣可以考核和檢驗學生對知識內(nèi)容的掌握[5]。

3.2游戲的基本規(guī)則

游戲背景是玩家作為電腦維護者,為了防止病毒的侵犯,必須捍衛(wèi)自己的電腦,進行反擊。游戲目的是通過此游戲,可以了解病毒的特點、病毒類型。對于一般性的病毒有一定的了解。游戲設有不同的場景,分別是網(wǎng)絡病毒場景、文件病毒場景、引導性病毒場景和混合型場景。每一個場景的病毒是不一樣的。每一關給出的病毒個數(shù)都是一定的,然后在規(guī)定的時間內(nèi),要擊敗所有給出的病毒。未能擊敗的剩余病毒,根據(jù)病毒的類型進行匹配病毒的破壞效果(例如:死機、變慢等)如果沒有能夠完全擊敗,那么你的電腦將會中毒(深、淺根據(jù)病毒的種類而定,效果也會根據(jù)病毒的種類而定),同時,玩家的生命值也將會減少和降低,直到生命值為零時,便終止游戲。如果還有生命值,就進入到下一關。病毒的分類都會體現(xiàn)在每一關上,以及病毒的通常特征和常見的代表性病毒都會以模擬的形式出現(xiàn)在每一關上,每一關的難度設置是根據(jù)病毒的特征決定的,從一般的病毒到破壞性強的病毒。每一關之前都有幫助提示,可以提前了解攻關的技巧,其實就是從另一方面去了解病毒的特點。同時,也會安排一些歷史上出現(xiàn)過的重大病毒來進行引入性的簡單了解,以增加玩家的興趣。

3.3游戲關卡設計

游戲共分為5關,分別介紹如下:第1關:病毒是非常簡單的,就是一般性的病毒,危害級別為1級的,代表性的就是Hark、Macro兩個病毒嵌入游戲中。第2關:病毒危害級別為2級,其中也包括了之前的病毒,WORM為主的病毒,體現(xiàn)了病毒的危害性。第3關:病毒危害級別升為3級,其中以backdoor病毒和木馬病毒為主,體現(xiàn)病毒的隱蔽性和依附性。第4關:病毒危害級別升為4級,其中以歷史上經(jīng)典的“熊貓燒香”為主,體現(xiàn)了病毒的傳染性和強大的破壞能力。第5關:終極病毒危害,其中以AV終結(jié)者為主,體現(xiàn)了病毒的破壞能力和病毒的強大傳播力。