智能游戏开发与设计课程教学方法探索

栾晓　于洪

摘要：针对当前游戏产业发展的趋势和智能科学与技术专业的特点，从教学内容、教学方法和教学目标3方面阐述智能游戏开发与设计课程建设的思路：关注业界动态，调整教学内容；提倡在线课程自主学习，翻转课堂互动讨论；强调立足人工智能，体现专业特色。

关键词：智能游戏开发与设计；游戏产业；翻转课堂；人工智能

0引言

中国音像与数字出版协会游戏出版工作委员会与伽马数据（CNG中新游戏研究）、国际数据公司（IDC）联合发布的《2015年中国游戏产业报告》显示：2015年，中国游戏用户数已达5.34亿人，同比2014年增长了3.3%。与此同时，中国游戏市场实际销售收入达到1407.0亿元人民币，同比增长22.9%。其中，客户端游戏市场611.6亿元，网页游戏市场219.6亿元，移动游戏市场611.6亿元。

游戏产业的发展离不开国家的政策支持、社会文化的需求以及基础技术的突破。在国家“互联网+”“大众创业、万众创新”等战略的引导下，政府和投资企业为游戏产业提供了众多优惠政策和良好的发展环境；游戏行业的快速发展促使游戏产业社会认可度提升；“一带一路”国际文化交融推动游戏产业的“走出去”；宽带提速和4G网络的普及为游戏产业发展提供了网络支持；此外，智能硬件性能的提升为游戏产业创新提供了基础条件。游戏行业的蓬勃发展催生了一大批优秀的游戏企业。因此，市场对游戏专业人才数量和质量的需求也日益迫切，这对高校游戏开发与设计专业人才的培养产生了导向和促进的作用。

1课程现状

智能游戏开发与设计是一门综合性程序设计技能发展类课程，面向智能科学与技术专业三年级的本科生，在三年级第2学期开设。课程性质是专业限选课，共计32学时，2学分。课程系统介绍了游戏开发的软件工程原理，以及游戏中的图形学、人工智能、人机交互、网络等基本知识点和技术。教学目标是希望学生理解和掌握计算机游戏程序设计所需的专业知识，包括二维游戏的基本编程技术、三维图形学基础、游戏场景的组织和绘制、计算机动画技术、音频处理技术和人工智能技术等，基本涵盖了计算机游戏编程的各个主要方面。

我校智能游戏开发与设计课程虽然已经开设了7年，教学目标、内容与要求相对成熟，但相比于智能科学与技术专业的核心课程，仍然是我校正在建设中的一门新兴课程。我们在取得成绩的同时更要认清当前存在的不足：首先，游戏产业的变化与进步日新月异，移动游戏的爆发式增长、游戏引擎的更新进步对游戏行业的发展形成了巨大影响。在授课过程中，尽管任课教师也对教学方法和课程设置进行了尝试和调整，希望学生能够对该领域的前沿动态有所了解，但尚未形成系统深入的研究结果，一定程度上导致授课内容与行业动态脱节；其次，即使教师在课堂上进行了游戏效果的演示或代码的示范，学生如果没有课下的实际操作也很难较好掌握；此外，教学内容和思路过分强调游戏开发技术，还没有紧密结合本校智能科学与技术专业的特色，突出“智能”这一特点，即在游戏开发过程中融入人工智能技术。

2教学方法改革

2.1关注业界动态，调整教学内容

课程团队通过关注游戏业界的发展趋势，适当调整授课内容和计划。课程组根据近几年《中国游戏产业报告》的调查了解到：客户端游戏、网页游戏、单机游戏等已经处于成熟期，市场规模增幅有限且变动不大，而移动游戏依旧处于成长期，市场规模有望保持高增长。

结合当前实际，我们在2016年春季学期游戏课程的授课过程中，删去了游戏中的音频编程技术介绍。在“游戏业的展望”章节，加入了语音交互技术、虚拟现实技术和增强现实技术等前沿技术的讲解，强调了先导课程的重要性，例如《计算机图形学》在“高级图形技术”和“三维游戏动画”章节中所起的作用，以及《数据结构》课程中的二叉树知识点在“三维游戏场景的组织和绘制”章节中的重要性。

在“游戏引擎”章节讲授方面，之前仅介绍了OGRE图形对象渲染引擎，虽然该引擎具有较强的三维场景渲染能力，但是环境配置较复杂，且与目前业界主流的游戏引擎差别较大。因此，我们有意识地增加了对两款跨平台游戏引擎Cocos2D和Unity3D的介绍，针对目前移动平台游戏开发的技术要求，着重培养学生掌握C++或Java程序语言，鼓励学生进行简单游戏的设计与开发。

2.2在线课程自主学习，翻转课堂互动讨论

目前的教学方式仍旧是以教师为中心的广播式授课，缺乏有效互动，教、学效率低下。传统的教学过程中，授课教师对知识点进行归纳总结，然后逐一加以讲解。这种讲解方法直观性不强，难以给学生留下深刻印象。我们将游戏案例引入教学过程，在具体的案例中穿插知识点的讲解和演示。例如，在“游戏中的人工智能”章节中，以游戏“魔兽争霸”为例讲述多智能体技术、跟踪与追逐行为的模拟。这样，枯燥乏味的理论知识变成了直观有趣的游戏案例，能够激发学生的学习兴趣，提升学习效果。

本科生课业繁重，在第4学年还面临找工作和考研的压力，极少进行课前预习和课后复习，处于一种被动学习的状态。近年来，慕课（MOOC）这一新兴的教学形式在高校中掀起了一场教学革命。慕课的优势在于“人人皆学、处处能学、时时可学”，大量优质的课程资源吸引了众多学生，将被动学习转变为主动学习。因此，我们考虑采用“慕课+翻转课堂”的教学方式：首先，将班级划分为小组，每组布置不同的任务，教师向学生推荐优质的慕课资源，让各组学生通过课下自主学习的形式完成教学任务；其次，课堂上各组学生轮流担任教师的角色，向其他各组汇报和讲授知识点，同时其他组根据讲述的情况进行提问交流，教师进行点评并组织讨论。这样一来，慕课转变为课堂教学工具，教学形式由教师主讲转变为教师主导，从以知识传授为主转变为以能力培养为主，从以教为主转变为以学为主，从课堂教学为主转变为课内外学习相结合。学习过程由两个阶段组成：第一阶段是“知识传递”，学生通过教师录制的视频理解知识点；第二阶段是“吸收内化”，在课堂组织讨论，由学生自己来完成。

考虑到游戏课程具有较强的实践性，教学过程中应当注重学生动手能力的培养。采用任务/项目驱动的方式：以小组为单位，教师在学期初以课程作品的方式布置任务，各组学生自行分工完成。期末考核采用分组讲解的方式介绍作品，全体同学参与讨论和评分。该方式的效果依赖于有效的课堂组织和实施，通过“学生变老师，老师变导师”这样一种形式，使教学活动真正成为创新智力的活动。学生不仅全程保持着紧密的学习状态，而且在自控能力、学习能力、表达能力、思辨能力和合作协作能力等方面均得到了全面的锻炼和提升。

2.3立足人工智能，体现专业特色

重庆邮电大学自2009年开设智能科学与技术专业以来，把智能游戏开发作为本专业的特色方向之一。从理论课、实践课到引导学生参与科技活动，学院投入了较多的师资和精力，取得了一定的效果。

我校建设的智能科学与技术专业定位是：立足信息技术，融合自然智能，聚焦知识处理。在专业课程规划中，我们提出两个主要的特色方向：一个是智能信息处理方向，包括数据挖掘、智能计算技术等课程；另一个是智能游戏开发方向，主要包括多媒体技术、智能游戏开发与设计等课程。因此，同样讲述游戏开发这门课程，智能科学与技术专业应当体现区别，即无论在授课目标还是授课内容中都应当紧密联系“智能”二字，体现本专业特色。在以往的授课计划中，人工智能被放在最后一章进行介绍，由于课时数的限制以及学生作品展示环节的考虑，这一章节往往来不及详细讲授。

今年正值国际人工智能诞辰60周年，谷歌AlphaGo成功挑战世界围棋冠军李世石这一事件更是将全世界的目光吸引到了人工智能上面。在校园里，人工智能也成为许多同学谈论的话题。鉴于此，本学期授课过程中对于“游戏中的人机界面技术”进行了略讲，对于“游戏中的人工智能技术”则进行了相对详细的介绍，讲述了常见的游戏AI技术，如脚本语言、模糊逻辑、多智能体技术、决策树以及人工神经网络，介绍了游戏AI的设计和实现原则，通过经典游戏案例DOTA向学生剖析了其中蕴含的人工智能技术，最后通过作业的方式要求学生分析、比较和评价自己玩过的游戏中包含的人工智能技术。

作为教师，在教学过程中应当将知识传授与创新能力培养相结合，强调理论与实践相结合，通过基于项目的学习方式来启发性地说明游戏编程中体现的人工智能原理和方法。作为学生，要努力加强自己的动手实践能力的训练，将课堂上学到的游戏开发理论和技术应用于科技竞赛、科技作品创作、创新创业项目等上面，从而提高自身的解决问题能力、设计编程能力和创新创业能力。

3结语

智能游戏开发与设计是一门内容更新快、理论基础强同时强调动手能力的课程。在授课内容上，强调游戏课程的教学应当密切关注游戏产业的发展趋势，及时调整授课计划和教学内容；在教学方法上，提倡在线课程融合翻转课堂的混合式教学模式，转变教师的角色，培养学生的多方面能力；在教学目标上，结合本专业特点，侧重将人工智能与游戏开发技术紧密结合。本门课程以计算智能重庆市重点实验室为依托，具有较好的教学科研基础与实验平台，支撑了智能科学与技术专业的学科建设。希望通过不断的学习探索，提高智能游戏开发与设计课程体系的整体水平，努力培养出符合行业需求的人才。

（见习编辑：张勋）