病毒游戏型软件研究

本文作者：张成功 刘晓莹 张军征 单位：山西大同大学教育科学与技术学院

随着教育界人士对教育教学游戏越来越多的关注,教学游戏在中小学课堂教学中的应用也越来越广泛。针对中小学信息技术课程当中计算机病毒知识抽象导致教学困难的问题,设计了一款游戏,让学生在直观形象的场景中学习和体验计算机病毒的特征和危害,达到寓教于乐的目的。

1需求分析

学生对计算机病毒知识非常好奇,但计算机病毒知识本身比较抽象,不利于计算机基础知识薄弱的中小学生学习。造成这种状况的主要原因是在进行计算机病毒教学时,计算机病毒程序的收集相当困难,再者不可能使用病毒程序进行演示。为了能将抽象的知识直观化,作者根据中小学学生的知识结构和学习特征,以及计算机病毒知识的教学状况,设计了一款教学游戏,它能够让学生比较直观地认识病毒,在娱乐的过程中快速地掌握相关的知识,达到寓教于乐的目的。

2总体设计

本游戏的设计是依据一定的学习理论及计算机病毒教学的教学设计过程设计的。学习者通过游戏关卡晋级、获得生命值,共有5关,每一关中都表征不同特征的病毒,从而让学习者学习病毒的特征、学会各种病毒的防护。

2.1理论基础

基于多媒体认知理论和建构主义理论下的计算机病毒教学软件设计。

2.1.1多媒体认知理论

多媒体教学可以以多种方式呈现教学,并且丰富,具体及形象,对于传统的教学方式来说,教学方式单一,呈现内容抽象,无疑是非常好的。恰当的多媒体教学方式可以使学生更好更快地吸收知识,并灵活地运用。这种是以“学习者为中心”,而非以“设计者为中心”[1]。该理论认为需要把语词和画面结合起来进行更有效的教学,对于计算机病毒的游戏设计就是基于多媒体认知理论来完成的,为了更好地提高教学成效,首先在多媒体原则方面,会适当地呈现于画面对应的解说和提示等等,以便于更好地让学习者认知吸收;其次对于个体差异原则方面,游戏尽量是基于平均的水平,让每一个学习者都能尽量地学到更多的知识。

2.1.2建构主义理论

皮亚杰认为知识建构是主体与客体相互作用的结果。主体和客体之间的相互作用涉及两个基本过程:“同化”与“顺应”。同化是指把新的知识吸收进来并整合到学习者原有的认知结构内的过程;顺应是指当外部环境发生变化,而原有认知结构无法同化新的知识时所引起的学习者认知结构发生重组与改造的过程[2]。学习者学习时为了更好地灵活地去运用和发挥所学的知识,而不是一味地进行记忆式的学习。根据皮亚杰提出的原则,给出了很大的提示,关于计算机病毒的游戏也是基于这种建构主义方面的认知,对于老师课上的知识,课下运用游戏去巩固和消化,“线上”和“线下”的结合,符合了“同化”和“顺应”的原则,是为了学生更好地学习和运用,发挥更好的教学成效。

2.2游戏类型的选择

目前电脑游戏的分类有很多,粗略地进行分类有:体育类游戏、赛车类游戏、益智类游戏、射击类游戏、技巧类游戏等等[3]。结合计算机病毒的特点,及学生的认知特点,选择了射击类游戏来设计和开发《计算机病毒》教学游戏。游戏中设计一定的关数,让学习者进行闯关游戏,并将关于计算机病毒的一些基本知识嵌入其中,这样学习者可以在感受游戏乐趣的同时学习融入在游戏中的知识,达到寓教于乐的目的。

2.3教学设计与游戏设计的结合

本游戏的设计将教学设计与游戏设计相结合,游戏设计的依据是教学设计。

2.4总体流程图

游戏程序的用户界面包括游戏的使用说明及帮助、开始游戏和结束程序供游戏者选择。游戏者还可以自行选择关卡。

3详细设计

3.1游戏的教学设计

计算机病毒教学游戏的教学设计是以学生为中心的情境化教学理念,并坚持从整体性、发展性、主题性等方面出发,体现学生的能力培养以及达到知识和运用的和谐[4]。游戏的教学设计注重学生的感受,注重创建愉快的学习氛围,使学生对学习知识产生浓厚的兴趣,给学生创自主、探索、合作的空间。关于计算机病毒的教学内容分析,是对其中所包含的基本的主要知识点进行教学游戏的设计。这些主要的知识点包括,计算机病毒的基本特征,计算机病毒的基本分类,常见的计算机病毒和计算机病毒的命名的方式。教学设计中对这4个知识点的教学内容、教学目标、教学策略、教学过程进行详细的设计,保证教学设计要符合游戏化学习的特点。其中教学策略对于每一个知识点都有穿插在游戏中的关卡,让学生自主学习,容易吸收,这样在课堂上教师同样可以考核和检验学生对知识内容的掌握[5]。

3.2游戏的基本规则

游戏背景是玩家作为电脑维护者,为了防止病毒的侵犯,必须捍卫自己的电脑,进行反击。游戏目的是通过此游戏,可以了解病毒的特点、病毒类型。对于一般性的病毒有一定的了解。游戏设有不同的场景,分别是网络病毒场景、文件病毒场景、引导性病毒场景和混合型场景。每一个场景的病毒是不一样的。每一关给出的病毒个数都是一定的,然后在规定的时间内,要击败所有给出的病毒。未能击败的剩余病毒,根据病毒的类型进行匹配病毒的破坏效果(例如:死机、变慢等)如果没有能够完全击败,那么你的电脑将会中毒(深、浅根据病毒的种类而定,效果也会根据病毒的种类而定),同时,玩家的生命值也将会减少和降低,直到生命值为零时,便终止游戏。如果还有生命值,就进入到下一关。病毒的分类都会体现在每一关上,以及病毒的通常特征和常见的代表性病毒都会以模拟的形式出现在每一关上,每一关的难度设置是根据病毒的特征决定的,从一般的病毒到破坏性强的病毒。每一关之前都有帮助提示,可以提前了解攻关的技巧,其实就是从另一方面去了解病毒的特点。同时,也会安排一些历史上出现过的重大病毒来进行引入性的简单了解,以增加玩家的兴趣。

3.3游戏关卡设计

游戏共分为5关,分别介绍如下:第1关:病毒是非常简单的,就是一般性的病毒,危害级别为1级的,代表性的就是Hark、Macro两个病毒嵌入游戏中。第2关:病毒危害级别为2级,其中也包括了之前的病毒,WORM为主的病毒,体现了病毒的危害性。第3关:病毒危害级别升为3级,其中以backdoor病毒和木马病毒为主,体现病毒的隐蔽性和依附性。第4关:病毒危害级别升为4级,其中以历史上经典的“熊猫烧香”为主,体现了病毒的传染性和强大的破坏能力。第5关:终极病毒危害,其中以AV终结者为主,体现了病毒的破坏能力和病毒的强大传播力。