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基于土木工程概预算的翻转课堂中游戏化教学探析

发表时间：2020/12/18 来源：《基层建设》2020年第24期作者：杨惠予

[导读] 摘要：土木工程概预算是工程造价专业必修课程与核心课程，实践性较强。翻转课堂加上游戏化教学是土木工程概预算教学改革的一个可行途径。

        黑龙江工业学院黑龙江鸡西 158100
        摘要：土木工程概预算是工程造价专业必修课程与核心课程，实践性较强。翻转课堂加上游戏化教学是土木工程概预算教学改革的一个可行途径。当前，土木工程概预算教学面临着许多问题。结合现代游戏特点，面对土木工程概预算教学的需要，本文提出以下措施建立土木工程概预算的游戏化教学翻转课堂：（1）利用计算机技术构建土木工程工作场景；（2）利用校园网建立在线游戏化学习平台：（3）在游戏化教学中加入竞技与竞争元素；（4）参照现代游戏推进机制与要素设计构建游戏化教学平台。
        关键词：概预算；翻转课堂；游戏化教学；土木工程
        1 引言
        1.1 土木工程概预算课程概述
        土木工程概预算是工程造价专业必修课程与核心课程，应用实践性较强，学生通过学习掌握技能对于其就业必不可少。因此，通过教学教授学生实践能力，是该门课程教学的重点关注内容。[1]
        1.2 翻转课堂概述
        翻转课堂又称“颠倒课堂”，即教学的决定权由教师转向学生。
        学生在课堂讨论之前通过网络观看讲座，这样做的目的是让学生事先看到材料，称为首次接触学习，这样他们就可以依照自己的速度学习课堂上要讨论的概念。翻转课堂就由这些完成直接指导的学生组成。通过这样做，学生能够更好地专注于参与课堂，并在课中、课后收到关于他们学习的反馈。
        2 土木工程概预算教学中存在的问题
        2.1 学生动手能力弱，实际运用能力比较差
        工程概预算传统教学方法是这样的，课堂上讲解相关理论，再通过一个课程设计来针对相关理论进行练习。
        但是，目前来看，理论所讲内容跟课程设计关联程度很低。理论课往往只涉及独立题目，没有图纸如何完成计量过程的相关内容。完成课程设计时，学生仅仅凭自己感觉做一做了事，对计算是否准确改不清楚。
        这造成的后果是：学生所学知识侧重于理论，知识没有系统性，难以满足实践能力要求。一旦学生毕业走上相关岗位，会遇到工作难于上手的境地。
        2.2 综合性强，理解起来比较困难
        本门课程综合性主要体现在与其他课程的联系。工程概预算课程需要学生具备识图能力，但是实际上学生对平法图集理解不够充分。另外，工程概预算课程也要求学生掌握一些施工工艺知识，并且具备一些空间想象力。
        2.3 课程考核评价方式比较单一，不够完善
        目前，土木工程概预算的课程考核成绩仍然是期末的闭卷考试成绩、平时作业和上课出勤三部分组成，评价方式缺乏多样性，学生难以形成学习积极性。
        这是典型的应试教育影响，导致仍然部分学生抱有侥幸心理，考前突击复习。
        在这种情况下，即使考试合格，学生没有实践能力，就业时仍然会因专业技能不过关而遭遇阻碍。[2]
        3 土木工程概预算的翻转课堂中的游戏化措施
        游戏（特别是3A游戏大作）是绘画、雕刻、建筑、音乐、诗歌（文学）、舞蹈、戏剧、电影八大艺术形式之后的第九艺术，包含着许多日常生活和工作中解决实际问题的特征，即未知的结果、多种实现目标的途径、构建问题环境、多人协作、随机性、竞争要素（主要指联机游戏）。
        另外，如同各行各业拥有竞争环境对于行业发展有着积极作用，竞技要素的存在也使得许多人把精力投入到游戏当中，涌现了许多高水平玩家。
        既然如此，把课程学习游戏化是解决当前概预算课程教学改革的一大值得探索的途径，有利于革新概预算课程教学模式，创新教学方法，营造全新的教学氛围。
        3.1 利用计算机技术构建土木工程工作场景
        使用虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等计算机技术构造土木工程工作场景，让学生能够置身于真实环境下学习相关理论和技能。
        Unity 3D是PC、iOS、Android、Xbox等游戏主机或游戏平台的常用图像引擎，是游戏业界内最常用的引擎。
        为了创建土木工程工作环境的3D模型，需要使用Adobe Photoshop和3ds Max程序，这样可以逼真地创建工作环境。完成建模后，导入Unity 3D中去。
        学生看到的视角是第一人称视角，这使他们能够沉浸在这个虚拟工作环境之中，并尽可能接近真实工作体验。例如，学生在房间里导航，用箭头键移动，用鼠标在屏幕中央四处看看。然后，他们可以点击一个装满液体的容器，把它拿起来。这使得杯子停留在屏幕中心，就好像他们在拿着它到处走一样。一旦杯子在水泥搅拌机上方，学生就放开鼠标，开始播放液体的动画。

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[3]
        3.2 利用校园网建立在线游戏化学习平台
        网络游戏打破了地理位置束缚，让各地玩家聚在一起。游戏作为学习媒体，往往比传统教育媒体更加逼真。于是，在模拟环境下，学生不用顾虑现实世界里各种不良后果，能够反复试错、反复总结，这对土木工程概预算教学起到了巨大帮助作用。[4]
        因此，有必要利用校园网建立起一个游戏化学习平台，让学生可以随时随地进入学习平台学习。对于实践类课程，有了校园网的游戏化学习平台，学生可以反复实践，有了更多试错的机会，而且出现错误不用担心承担后果，只需要接受指导、反复总结就行了。
        3.3 在游戏化教学中加入竞技与竞争元素
        1992年，Naxat公司发布游戏《烈火92夏日嘉年华》，这是一款专门为电子竞技比赛开发的游戏。电竞开始萌芽。由于其画面高速运行，游戏难度很大，使得当时很多玩家苦练技术。
        20世纪90年代是即时战略游戏（RTS）繁荣发展的年代，期间涌现了《红色警戒》《星际争霸》《魔兽争霸》《帝国时代》等多年后还能被玩家记起的游戏。特别是《星际争霸》开创了电竞赛事的先河。
        进入2010年以后，以DOTA2、英雄联盟为代表的多人在线战术竞技游戏（MOBA）成为电竞的主要比赛游戏类型。
        无论业余电竞比赛还是职业电竞比赛，许多玩家以此为动力加紧练习技术，钻研打法，同时培养了团队协作精神。
        由此可见，竞技元素是现代游戏的重要元素之一，能够激发玩家热情，让玩家愿意磨练技术、钻研打法，培养团队合作意识，共同面对挑战，共同解决问题。
        因此，若能让土木工程概预算游戏化教学中具备竞技要素，可以激发出学生学习的热情，并发挥积极作用。在构建土木工程概预算游戏化教学中，加入排名系统、匹配、团战、排名赛、段位等一切与竞争有关的要素，可以起到激发学生热情、促使其反复磨练专业技能的效果。
        3.4 参照现代游戏推进机制与要素设计构建游戏化教学平台
        除去竞技性，影响现代游戏的众多要素中，画面、音乐音效、游戏性是玩家最看重的。如果单机游戏，剧情的影响也不容忽视。
        结合土木工程概预算游戏化教学，是否也可以参照现代游戏的要素与机制去搭建平台呢？
        就画面来说，要提高3D建模的精度，让学生能够接触到尽可能逼真的实际工作场景；就音乐音效来说，可以选择适合的音乐作为背景音乐，选用实际工作场景音效加入到平台内，强化学生身临其境的感受；就平台学习内容编排来说，可以做成线性闯关模式或者多路线分支模式；或者可以安排一个以实际工作场景为基础的剧情，让这些专业知识有一个更加真实的模拟实践环境。
        4 结语
        游戏是一门综合艺术，结合了电影、音乐、建筑、文学等多种艺术形式于一身，表现力远超其他艺术形式。
        土木工程专业学生同其他学生一样，正处在一个热爱电子游戏的年龄，电子游戏也是他们主要的社交途径。因此，游戏化教学是土木工程概预算教学一个可能的发展趋势。
        由于中国国情原因，一纸游戏机禁令造成中国游戏脱离世界主流。即使到了2014年，上海自贸区成立，游戏机实质性解禁之后，仍有不少老一辈人不能正确认识电子游戏。[5]
        因此，除了提出游戏化教学的想法与措施，还需要参加教育工作的所有人员改变对游戏的认识。否则，游戏化教学将长期难以实现。
        参考文献：
        [1]陆红梅, 王蕾, 唐艳娟. 基于实践能力培养的“土木工程概预算”课程教学改革研究[J]. 大学教育, 2015, (5):122-124.
        [2]张洁, 赵永清. 应用型本科院校土木工程概预算考试改革探讨[J]. 山西建筑, 2017, 第43卷(24):230-231.
        [3]Bayne T W,Bayne T W.Creating Interactive Video Game Simulations of Engineering Labs[J]. 2013.
        [4]Ebner M , Holzinger A.Successful implementation of user-centered game-based learning in higher education: An example from civil engineering[J].Computers & Education, 2007, 49(3):873-890.
        [5].国务院办公厅转发文化部等部门关于开展电子游戏经营场所专项治理意见的通知[J].中华人民共和国国务院公报,2000(20):23-25.
        作者简介
        杨惠予，女，1981年12月，黑龙江工业学院，讲师，工程硕士，土木工程，黑龙江工业学院环艺与建筑工程学院。