一、研究背景与意义

（一）研究背景

随着信息技术的迅猛发展，编程语言教学已成为教育领域的重要组成部分。在众多教学方法中，游戏化教学以其独特的优势和趣味性，逐渐受到广大教育者和学生的青睐。当前就业市场对具备高级电脑技能毕业生的需求不断增加，市场分析显示各行业在软件方面的投资大幅增加，凸显了对学习编程的强烈需求，社会对具备高级编程能力人才的需求迫切。同时，中国本科教育中计算机编程已成为一门必修课程，2017年教育部正式提出建设新型文科专业的计划，积极推动现代信息技术。

（二）研究意义

1. 理论意义：本研究通过深度整合游戏化学习理论、游戏化教学平台和教学实践，为相关领域的教育研究提供新的思路和方法。目前关于游戏化学习模式对学生编程能力影响的研究尚不完善，本研究可丰富该领域的理论体系。

2. 实践意义：提高学生的学习兴趣和主动性，让学生更加积极地投入到编程学习中；培养学生的逻辑思维和实践能力，提高学生的编程水平和综合能力；为改善文科学生的编程教育提供重要的指导和借鉴，为更多学生提供优质的编程教育资源。

二、国内外研究现状

（一）国外研究现状

国外在游戏化教学应用于编程教育方面起步较早，已有较多相关研究。一些发达国家在编程教育中广泛应用游戏化学习模式，开发了多种具有教育意义的游戏化教学工具和平台。例如，CodeCombat游戏化平台在国外得到了一定程度的推广和应用，通过游戏化的方式让学生学习编程，取得了一定的成效。研究表明，游戏化教学能够提高学生的学习积极性和编程能力。

（二）国内研究现状

国内近年来也开始重视游戏化教学在编程教育中的应用。有研究探讨了游戏在编程语言教学中的重要性、应用策略以及取得的成效，如通过将编程语言的学习与游戏相结合，能够极大地激发学生的学习热情和主动性，培养逻辑思维，提升实践能力。李珩、黄璐在《软件导刊》上发表的研究，提出一种游戏化学习活动促进模型，通过在一个学期内开展实验教学，比较使用CodeCombat游戏化平台（实验组）和传统标准课程（对照组）学生的表现，结果表明实验组学生在编程能力与自我效能感方面提升显著，两者间存在高度相关性。但总体而言，国内相关研究还处于发展阶段，需要进一步深入探索。

三、研究目标与内容

（一）研究目标

1. 探究游戏化学习模式对学生编程能力的具体影响，包括编程知识的掌握、编程技能的提升等方面。

2. 分析游戏化学习模式对学生自我效能感的影响，以及自我效能感与编程能力之间的关系。

3. 构建适合计算机教学的游戏化学习模式，为提高编程教学质量提供参考。

（二）研究内容

1. 游戏化学习模式在计算机教学中的应用现状调查：通过文献研究、问卷调查等方式，了解当前计算机教学中游戏化学习模式的应用情况，包括使用的游戏化教学工具和平台、教学方法等。

2. 游戏化学习模式对学生编程能力影响的实验研究：选取一定数量的学生作为研究对象，分为实验组和对照组。实验组采用游戏化学习模式进行教学，对照组采用传统教学模式。在一个学期内，对比两组学生的编程能力变化，包括编程考试成绩、编程作品质量等方面。

3. 游戏化学习模式对学生自我效能感影响的调查分析：通过问卷调查等方式，了解学生在游戏化学习模式和传统学习模式下的自我效能感变化，分析自我效能感与编程能力之间的相关性。

4. 适合计算机教学的游戏化学习模式构建：根据实验研究和调查分析的结果，结合游戏化学习理论，构建适合计算机教学的游戏化学习模式，包括游戏化教学工具和平台的选择、教学策略的设计等方面。

四、研究方法

（一）文献研究法

通过查阅国内外相关文献，了解游戏化学习模式在计算机教学中的应用现状和研究进展，为本研究提供理论支持。

（二）实验研究法

选取一定数量的学生作为研究对象，分为实验组和对照组。实验组采用游戏化学习模式进行教学，对照组采用传统教学模式。在一个学期内，对比两组学生的编程能力变化和自我效能感变化。

（三）问卷调查法

设计问卷，调查学生在游戏化学习模式和传统学习模式下的自我效能感、学习兴趣等方面的情况，为研究提供数据支持。

（四）案例分析法

选取典型的游戏化教学案例进行分析，总结成功经验和存在的问题，为构建适合计算机教学的游戏化学习模式提供参考。

五、研究计划

（一）准备阶段（第1—3个月）

1. 确定研究课题，查阅相关文献，制定研究方案。

2. 设计实验方案和问卷调查表。

3. 选取研究对象，进行分组。

（二）实验阶段（第4-8个月）

1. 实验组采用游戏化学习模式进行教学，对照组采用传统教学模式。

2. 定期收集学生的编程作业、考试成绩等数据，记录学生的学习情况。

3. 每隔一个月对学生进行一次问卷调查，了解学生的自我效能感和学习兴趣变化。

（三）分析阶段（第9-10个月）

1. 对实验数据和问卷调查数据进行统计分析，对比实验组和对照组学生的编程能力和自我效能感变化。

2. 分析游戏化学习模式对学生编程能力和自我效能感的影响因素。

3. 结合案例分析，总结游戏化学习模式的成功经验和存在的问题。

（四）总结阶段（第11-12个月）

1. 根据分析结果，构建适合计算机教学的游戏化学习模式。

2. 撰写研究报告，总结研究成果。

3. 组织专家进行论证，完善研究成果。

六、预期成果

（一）研究报告

撰写一篇研究报告，详细阐述游戏化学习模式对学生编程能力的影响，包括研究背景、研究方法、研究结果、结论与建议等内容。

（二）游戏化学习模式方案

构建一套适合计算机教学的游戏化学习模式方案，包括游戏化教学工具和平台的选择、教学策略的设计、教学评价的方法等方面的内容，为计算机教学提供参考。

（三）教学案例集

收集和整理典型的游戏化教学案例，形成教学案例集，为教师开展游戏化教学提供借鉴。

七、可行性分析

（一）研究条件

学校具备开展实验研究的条件，包括计算机实验室、游戏化教学平台等。同时，学校领导对本研究给予支持，为研究提供了必要的保障。

（二）研究方法

本研究采用多种研究方法相结合的方式，能够全面、深入地探究游戏化学习模式对学生编程能力的影响，保证研究结果的科学性和可靠性。

八、存在的问题与解决方案

（一）存在的问题

1. 游戏化教学工具和平台的选择困难：市场上游戏化教学工具和平台众多，如何选择适合计算机教学和学生特点的工具和平台是一个难题。

2. 游戏的趣味性和教育性的平衡问题：在游戏化教学过程中，如何保证游戏的趣味性，同时确保其教育性，使学生真正学到知识和技能是需要关注的问题。

3. 学生的个体差异：学生在编程基础、学习兴趣、学习能力等方面存在个体差异，如何满足不同学生的学习需求是游戏化教学面临的挑战。

（二）解决方案

1. 游戏化教学工具和平台的选择：教育者应根据教学目标和学生学习需求，对市场上的游戏化教学工具和平台进行评估和筛选，选择具有教育意义、适合学生特点的工具和平台。同时，可以结合自主开发的方式，开发适合本校教学的游戏化教学工具和平台。

2. 游戏的趣味性和教育性的平衡：在设计游戏化教学时，要关注游戏的平衡性，既要保证游戏的趣味性，吸引学生的参与，又要确保其教育性，使学生在游戏中能够学到知识和技能。可以通过设置合理的游戏任务和挑战，将编程知识融入到游戏中，让学生在解决问题的过程中学习编程。

3. 满足学生的个体差异：采用分层教学的方法，根据学生的编程基础和学习能力将学生分为不同的层次，为不同层次的学生设计不同的游戏化教学任务和挑战。同时，鼓励学生之间的合作与交流，让学习能力较强的学生帮助学习能力较弱的学生，共同提高编程能力。

九、结论

本研究通过构建游戏化学习模式，系统探究其对学生编程能力的影响，具有重要理论与实践价值。研究采用混合方法，结合量化实验与质性分析，确保结果科学性。预期形成三项成果：一是系统性研究报告，揭示游戏化教学对编程技能、学习动机的促进作用；二是可操作的游戏化教学实施方案，包含工具选择、策略设计及动态评价体系；三是典型教学案例集，为一线教师提供可直接借鉴的教学范例。

可行性方面，学校已具备计算机实验室、游戏化教学平台等硬件支持，研究团队具备跨学科协作能力，准实验设计有效保障研究效度。研究创新点在于将游戏机制与编程教学深度融合，通过动态难度调节、元认知提示等策略，实现个性化学习支持。结论将明确游戏化教学对编程能力提升的显著效果，为计算机教育创新提供实证依据与操作指南，推动教育信息化背景下教学模式改革。