新工科背景下《游戏程序开发》课程建设与研究

魏菊霞

(广东东软学院 计算机学院,佛山 528225)

一、研究背景

从 20 世纪末互联网和 IT 技术得到广泛普及以来,以人工智能、大数据、云计算、虚拟现实等为代表的新技术得到了快速发展,并在多个领域得到应用。我院作为广东省首批省级示范性软件学院、国家技能型紧缺人才培养基地的民办普通高等院校,在多年应用型人才培养经验的基础上,引入新工科专业建设思维,加强专业课程体系建设,努力培养具有多学科交叉能力的软件工程与应用实践方面的人才。新工科专业课程体系建设需要对传统的培养目标进行重新确定,梳理能力指标体系,并以能力为导向建立新的课程体系[1]。

本课题以广东东软学院软件工程专业游戏软件开发方向的课程体系为例,提出“游戏+”多元融合的教学建设与研究思路,实施线上线下混合式教学模式,以促进计算机软件类创新人才培养的思路和方法。“游戏+”的多元融合培养模式是以学校创新型人才培养目标为宗旨,结合新工科的建设工程,探索人才、产业、社会等各方需求对软件工程专业培养目标、能力指标、课程体系、教育方式等的建设[2],并形成促进新工科自主发展、自我激励的机制,落实到具体课程的建设中。

国内的游戏行业开始于 20 世纪 90 年代中期,经历了萌芽、单机游戏、网游等阶段,现在进入移动时代。这些发展给中国游戏产业结构带来了根本的变化,从2000年中国游戏市场的兴起至今,游戏产业在中国发展速度和市场潜力非常惊人[3]。“游戏+”的多元融合加速了内容产品的横向拓展,延伸了游戏的社会功能,同时也为游戏赋能提供了新的实践平台。越来越多的游戏企业以功能性游戏为抓手,深耕游戏产品的社会价值,加快游戏产业的衍生品开发与制作,推动游戏同教育、文旅、医疗、公益、科普等多种元素的融合发展,加快主题游戏的产品开发,加速游戏产业价值的横向拓展,彰显了游戏的多重功能价值[4]。目前,我国游戏产业的自研技术仍然存在一定的发展瓶颈,在引擎开发方面尚存在一定技术短板,虚拟现实产业正在突破关键技术,推动VR、AR游戏发展的同时促成了元宇宙概念的兴起。作为当下热门话题,元宇宙概念引发众多产业和资本的广泛关注,我国部分游戏企业开始对元宇宙进行布局。

2020年1月,突如其来的新冠疫情推动了新一代教育的变革,随着现代信息技术的进一步发展,线上线下混合式教学必将是后疫情时代的教育教学方式[5]之一,这需要我们变被动为主动,真正关注教育理念、教学模式和评价模式,强化引导与培育,推进金课建设,促使在线教育实现跨越式发展,继续推动教育的转型与变革,开创新时代高等教育改革的新局面。

二、研究目标

我院软件工程专业的定位是以服务粤港澳大湾区经济发展为目标,以技术进步和社会需求为导向,培养具备计算机科学、软件工程的基本理论与基本知识,掌握软件工程标准化规范,具有计算机软件系统的分析、设计、实施、测试、维护和软件项目管理能力,具有不断创新和自主学习能力的工程型、应用型人才。

新工科专业课程体系的建设遵循 OBE 教育理念,围绕达成学生的学术能力和技术能力等目标构建课程的各个部分。新工科专业整个课程体系一般由通识教育和专业教育两部分组成,专业教育包括专业核心课程和专业拓展课程群,专业核心课程需要面向未来为新工科专业学生提供在本专业领域发展不可或缺的专业理论、方法和技术。这类课程应更具有系统性、方向性和综合性。注重培养学生复杂工程问题解决能力、多学科团队协作能力、创新创业能力、动态适应能力、工程领导力、全球胜任力等。

我院软件工程专业游戏开发软件方向以项目为导向,以学生为主体,采取分模块、分阶段实施课程建设,课程体系结构如图1所示。

图1 软件工程专业游戏开发软件方向课程体系

图2 线上线下混合式教学模式

本课题瞄准课程体系中工程技能实践模块,按照工学结合思想实施教学,采用典型项目贯穿整个教学过程,穿插学科竞赛项目元素,大胆改革教学手段和方法,培养学生掌握Unity3D引擎游戏开发的基本方法和技术,提高学生分析问题、解决问题的能力,培养学生实践创新能力,因此,本课题主要研究目标是:

1.引入“游戏+”的多元融合概念,深耕游戏产品的社会价值,推动游戏同教育、文旅、医疗、公益、科普等多种元素的融合发展;

2.“以知识为本位,以能力培养为导向”,通过课程学习,学生能适应3D游戏的设计与开发,掌握游戏开发的基本技能,对学生的能力培养起到支撑作用,使学生真正成为适应社会的应用型技术人才;

3.为深入贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神,将课程思政融入课堂教学,创新课堂教学模式,全面提高软件人才培养质量;

4.建立完整的课程体系,制定核心课程的总体设计方案;

5.搭建完善的教学资源平台,建立师生互动交流关系;

6.探索适合我院学生学情特点的教学方法、教学模式、考核方案等;

7.以各种科技竞赛为载体,培养学生创新意识;

8.打造优质教学团队,引进企业高级游戏人才和工程师,实现教学与企业紧密结合,提高学生创新能力。

三、研究内容

围绕新工科战略和专业创新发展需要,以新工科建设为契机,改造升级地方高校传统软件工程专业,对软件工程专业的原有课程体系进行重新设计与构建,更新教学观念和教学内容,积极开展面向新工科建设的软件工程专业游戏软件方向课程体系改革与实践。

我院软件工程专业游戏软件开发方向课程的教学理念是:在新工科课程建设背景下,结合课程性质进行教学设计,引入“游戏+”多元融合概念,挖掘游戏产品的社会价值,规划课程线上学习与课堂教学的教学内容、教学方法及手段,引入自主学习、分组讨论、深度讲解、翻转课堂等多种形式组织课堂教学活动,实施混合式教学模式,实现理论实践一体化教学,培养学生的动手能力,使学生具备开发游戏软件的能力,以满足用人单位对知识、技能、实践能力、创新能力等多方面的要求[6]。

本课题的主要研究内容主要包含七个方面,具体如下:

(一)以学生为主体,以项目为驱动,改变课程过于注重知识传授的影响

在课程教学改革中,改变传统思维,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,激发学生的兴趣,依据“理论知识以够用为度,强化实践环节”的原则,遵循“以项目为导向,以学生为主体,体现能力本位”的教学理念,合理利用案例教学、翻转课堂、任务驱动等多种教学方法组织课堂教学活动,提高课堂教学效果。

在课程教学过程中,以学生为中心,以任务为载体,把教学内容巧妙地隐含在一个个具体任务之中,学生通过独立或协作完成任务,学习新知识和新技能。将教学内容设计成一个或多个教学任务,力求以任务驱动,以项目为导向,进而提出问题,引导学生思考,让学生通过“学”和“做”掌握教学内容,达到教学目标,培养学生分析问题和解决问题的能力。

(二)以真实游戏项目、竞赛项目为载体,引入“游戏+”多元融合概念,挖掘游戏产品的社会价值,提高学生学习积极性

技术与游戏共生发展,相互促进,技术提升游戏开发效率与产品体验,而游戏产业的繁荣又反过来加速了技术的迭代更新。“游戏+”的多元融合加速了内容产品的横向拓展,延伸了游戏的社会功能,同时也为游戏赋能提供了新的实践平台。在专业核心课程体系中,教学内容融入“游戏+”概念,推动游戏在教育、仿真、医疗、旅游、城市规划等全方位发展。

游戏软件方向的课程包含的知识点较多,教学内容涵盖范围较大,包含了多门交叉学科的知识点,需要学生有较全面的专业知识和扎实的技术技能基础。这里以专业必修课程模块中《游戏程序开发》课程为例,介绍课程体系中各课程的教学内容安排与组织。该课程教学内容分成了多个项目单元,每个单元采用“项目驱动”方式进行教学,选取经典游戏案例,将项目分为多个小任务,项目开展前教师可以向学生作简要的实施动员工作,向学生说明项目的目的和意义,引导学生上超星网欣赏历届获奖优秀作品,收集相关资料,从而激发学生完成项目的兴趣。

(三)采用线上线下混合式教学模式,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力,以及交流与合作的能力

新工科专业课程的教学需要结合当代大学生的学习特点,以学生学习为中心,采用线上非正式学习和线下实体课堂的混合式教学模式,减少课堂讲授的时间,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,增加进行深度学习和发展高级思维的机会,增强课程的互动性、协作性和技术性。

(四)课程思政融入课堂教学建设,立德树人

挖掘课程思政元素,培养理想信念坚定、专业素质过硬、国际视野开阔、人文底蕴深厚的优秀游戏策划人才[7]。在策划游戏过程中,注重引导学生树立正确的价值观,做到不触法、不违法,传递积极向上的正能量。课程案例做到情景契合、内容融合,巧妙地结合好当前流行游戏项目,用学生感兴趣的事和物来引导他们感悟、发自内心的认同,增强学生自信心。如赛车游戏、天天酷跑等项目,让学生回忆童年时的乐趣。

引导学生对行业技术要有充分的了解和信心,同时,注重传承传统文化,弘扬红色文化精神,例如设计跋涉长征项目、重建文化遗产等,让学生了解红色革命精神的伟大,提高学生的爱国热情。挖掘德育元素,积极发挥精益求精的“工匠精神”。在游戏逻辑设计中,对调试过程中的代码,做到一丝不苟,反复求证。在绘制场景时,注重细节,精益求精,出现问题不惧怕,勇于解决问题,引导学生树立诚实守信、严谨负责的职业道德观。

(五)依托学院“1321”教学安排,改变实践教学环节,培养学生分析问题和解决问题的能力

根据我院 “1321”教学模式,在第三学期小学期实践中根据学生所学课程知识点,分模块实施基本技能实训、专业能力实训、综合能力实训等,根据小学期完成的作品质量推荐学生参加学科竞赛,提高学生实践创新能力,培养学生分析问题、解决问题的能力。

在小学期实践中,通过校企产教融合,筛选符合我院学情特色的案例项目作为必选或候选课题。通过角色扮演,以分组形式,按照软件工程流程,规划游戏项目的各个环节“策划、设计、实现、测试、发布”。每一阶段进行作品点评、互评,从理论知识到实践动手操作全方位考核学生的专业水平能力。

(六)多样化、过程化的考核方式全面考核学生,加大实践成绩所占比例,培养学生实践创新能力

课程考核由过程成绩和结课考核成绩构成,多元、全面、可测量。其中过程成绩包含考勤、课堂任务完成情况、实验、师生互动、互评等,注重过程性管理,教学评价数据指导教学内容优化,改进教学组织活动。

此外,每学年学院组织由校外行业、企业专家主导的人才培养质量第三方外部考核,对人才培养质量进行评价。考核采用笔试、面试、作品+面试、项目+面试等多种形式,分专业、分年级对在校生知识、能力和素质三方面进行随机抽考。

(七)提升教学团队专业素质能力,提高课程思政建设的意识

课程教学团队的成员都是“双师型”教师,教学经验丰富。在课程建设过程中,引进行业、企业工程师开展技术讲座,推荐教师参加各种技术培训、思政课讲座,保证思政元素的正确性和方向性,同时增加班级辅导员,引导学生的思想政治教育,构建专业教师、企业工程师、辅导员协同育人的优质教学团队。建立“老带新”制度:新教师应多和优秀教师交流沟通,多听优秀教师的课程,吸取教学经验;老教师应定期听新教师讲课,多提意见,指导新教师适应教学环境,提高教学质量;同时教师之间建立互相听课制度,适时发现问题,解决问题,提高整个团队的教学质量。

四、研究成效

《游戏程序开发》课程在我院已连续开设了6个学期,学生参加相关学科竞赛的人数也越来越多,作品质量越来越好,并且因为融入了课程思政元素,学生的参赛作品由最初的纯游戏类慢慢转化成了宣扬中华传统、科普、仿真类的作品,时刻传递着积极向上的正能量。