計算機病毒游戲型軟件設計

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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,作者根據中小學學生的知識結構和學習特征,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,呈現內容抽象,無疑是非常好的。恰當的多媒體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,會適當地呈現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建構主義理論

皮亞杰認為知識建構是主體與客體相互作用的結果。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構內的過程;順應是指當外部環(huán)境發(fā)生變化,而原有認知結構無法同化新的知識時所引起的學習者認知結構發(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,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合

本游戲的設計將教學設計與游戲設計相結合,游戲設計的依據是教學設計。如圖1所示。

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都是一定的,然后在規(guī)定的時間內,要擊敗所有給出的病毒。未能擊敗的剩余病毒,根據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、淺根據病毒的種類而定,效果也會根據病毒的種類而定),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在每一關上,每一關的難度設置是根據病毒的特征決定的,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,其中以歷史上經典的“熊貓燒香”為主,體現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終結者為主,體現了病毒的破壞能力和病毒的強大傳播力。

4結束語

教學游戲設計關鍵環(huán)節(jié)是游戲情景與教學內容的有機整合,同時要注意在設計中體現以學生為中心的主導思想,考慮學生的生理和心理特點,兼顧游戲性和知識性的統(tǒng)一,使學生在游戲過程中完成對教學內容的掌握,真正體現寓教于樂的教育理念,將學生從傳統(tǒng)的教育模式中解放出來,真正達到素質教育目的。