曹曉明　朱春鶯　李曉華

【摘要】目前教育游戲“娛教分離”的問題還比較嚴(yán)重。文章結(jié)合情境認(rèn)知理論,提出情境式教育游戲的理念,嘗試?yán)锰摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)設(shè)適合學(xué)習(xí)者探究的游戲化學(xué)習(xí)情境以激發(fā)學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)和探究興趣。文章對(duì)情境式教育游戲軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,并概要介紹了該研究設(shè)計(jì)的游戲案例,試用效果表明學(xué)習(xí)者對(duì)情境式教育游戲有著較高的認(rèn)同度,將結(jié)構(gòu)化的知識(shí)融入到情境式教育游戲中是可行的。

【關(guān)鍵詞】教育游戲;情境認(rèn)知;虛擬現(xiàn)實(shí)

【中圖分類號(hào)】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009—8097(2009)07—0078—04

一 問題的提出

作為近年來發(fā)展最迅猛的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)之一,游戲?qū)η嗌倌戤a(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。將游戲應(yīng)用于教育教學(xué)之中的探索從未停止過,人們總是試圖尋找一條游戲與教育結(jié)合的完美途徑,從而利用游戲在動(dòng)機(jī)方面的力量為使學(xué)習(xí)更為有趣[1] 。這種努力包括兩種取向,其一是通過精心選擇將有教學(xué)價(jià)值的游戲直接“拿來”,應(yīng)用于課堂教學(xué)的適當(dāng)階段以得到所預(yù)期的激發(fā)動(dòng)機(jī)的目的,其二是改編或開發(fā)游戲?yàn)檎n堂教學(xué)所用[2] 。Kirriemuir和McFarlane的研究表明將游戲直接應(yīng)用到課堂中是有障礙的,從而提出了“運(yùn)用主流游戲的清淡版本于課堂的思想”[3]。但游戲通往與教育的結(jié)合之路似乎并不順暢,一個(gè)突出的原因就是很難在游戲的游戲性和知識(shí)性中尋找一個(gè)平衡點(diǎn),無縫的融合則更是難上加難,以至于“寓教于樂”的網(wǎng)絡(luò)游戲鮮有成功的商業(yè)案例。

同將游戲直接應(yīng)用于教學(xué),實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)的直接應(yīng)用遇到的瓶頸相比,采用游戲的形式創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境近些年卻有了較成功的探索。如“第二人生”網(wǎng)絡(luò)游戲融合了聯(lián)網(wǎng)游戲和在線虛擬社區(qū)的諸多概念,提供了積極的、浸潤(rùn)式的數(shù)字化游戲式學(xué)習(xí)環(huán)境,應(yīng)用效果良好[4] 。理論研究方面,早在上世紀(jì)90年代后,研究情境認(rèn)知和情境學(xué)習(xí)以及情境化人工智能的熱潮已在認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn);建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論里也對(duì)情境創(chuàng)設(shè)有完整的理論和方法體系支撐;技術(shù)方面,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用為創(chuàng)設(shè)沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境,給學(xué)習(xí)者提供逼真的學(xué)習(xí)情景提供了可能,其同游戲開發(fā)結(jié)合,也是當(dāng)前游戲開發(fā)的重要方向。依托虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),從“情境”角度出發(fā),嘗試?yán)糜螒騽?chuàng)設(shè)適合學(xué)習(xí)者探究的逼真的游戲化學(xué)習(xí)情境,重點(diǎn)關(guān)注情境對(duì)學(xué)習(xí)者的內(nèi)在支持,對(duì)促進(jìn)游戲應(yīng)用于教學(xué)有著重要的實(shí)踐意義。

二 情境教育和情境式教育游戲

情境教育來源于關(guān)于認(rèn)知與情境學(xué)習(xí)理論的相關(guān)研究和實(shí)踐。該理論指出學(xué)習(xí)者參與基于社會(huì)情境的一般文化實(shí)踐是個(gè)人知識(shí)結(jié)構(gòu)形成的源泉,在特定情境中獲得的知識(shí)比所謂的一般知識(shí)更有力和更有用,因此要將學(xué)習(xí)置于知識(shí)產(chǎn)生的特定的物理或社會(huì)情境中[5]。情境認(rèn)知已成為一種能提供有意義學(xué)習(xí)并促進(jìn)知識(shí)向真實(shí)生活情境轉(zhuǎn)化的重要學(xué)習(xí)理論。依托于情境認(rèn)知理論,人們開展了大量的情境教育實(shí)踐,這類實(shí)踐一般將教育、教學(xué)內(nèi)容鑲嵌在一個(gè)多姿多彩的大背景中,關(guān)注學(xué)習(xí)者在自然情境中的認(rèn)知和環(huán)境對(duì)于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果和智能的影響,并通過改進(jìn)環(huán)境的設(shè)計(jì)來影響學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)結(jié)果。

我們所提出的情境式教育游戲是情境教育的一種特殊實(shí)踐形式。所謂情境式教育游戲是指以創(chuàng)設(shè)游戲化學(xué)習(xí)情境為主要目的,通過逼真的問題情境,富有真實(shí)感的具體場(chǎng)景或氛圍,激發(fā)和吸引學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的一類教育游戲。情境式游戲有別于一般的闖關(guān)或打斗類教育游戲,其將游戲設(shè)計(jì)的重點(diǎn),放在游戲情境的創(chuàng)設(shè)上,力圖使游戲玩家能夠沉浸于游戲環(huán)境中,并通過情境引發(fā)學(xué)生內(nèi)心的觸動(dòng),從而獲得一份真實(shí)的寓學(xué)于樂的游戲體驗(yàn)。情境創(chuàng)設(shè)主要有通過游戲場(chǎng)景設(shè)計(jì)創(chuàng)設(shè)情境,運(yùn)用角色扮演融入情境,引領(lǐng)學(xué)習(xí)者參與任務(wù)探索情境等三種方式。

三 情境式教育游戲軟件的策劃與設(shè)計(jì)

情境式游戲劇本的設(shè)計(jì)一般要包括游戲主題,故事背景、游戲場(chǎng)景、游戲任務(wù)、過關(guān)策略、活動(dòng)流程圖、游戲地圖表、角色設(shè)計(jì)、角色對(duì)白設(shè)計(jì)、知識(shí)輔助表、道具設(shè)計(jì)、玩家操作設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)元素。其中有些元素是所有游戲共用的,遵循游戲設(shè)計(jì)的基本規(guī)律,下面選取其中的幾個(gè)在設(shè)計(jì)情境式教育游戲需要特別注意的關(guān)鍵元素進(jìn)行闡述:

1 游戲主題與故事背景設(shè)計(jì)

情境式教育游戲主題的選擇要根據(jù)需求分析的結(jié)果來選擇,跟一些社會(huì)現(xiàn)象是相關(guān)的,不能憑空設(shè)想。比如在需求分析階段,了解到目前中小學(xué)所需的一些知識(shí)點(diǎn),然后根據(jù)這些知識(shí),聯(lián)系社會(huì)上的一些現(xiàn)象或?qū)W生經(jīng)驗(yàn),設(shè)立主題,將相關(guān)知識(shí)融入到游戲的場(chǎng)景和任務(wù)設(shè)計(jì)中去。學(xué)習(xí)者玩游戲的過程,就同其學(xué)習(xí)過程無縫結(jié)合起來。例如本文案例中所給的劇本案例,主題與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)有關(guān)。情境式教育游戲的故事背景營(yíng)造了游戲發(fā)生的氛圍,交代了時(shí)空背景,其設(shè)計(jì)要突出體現(xiàn)娛樂性。故事背景不宜太復(fù)雜,或者離學(xué)習(xí)者的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)背景太遙遠(yuǎn),一般應(yīng)該選取其熟悉的故事藍(lán)本或生活中的現(xiàn)象等為背景,并將游戲主體融入到這個(gè)背景中去,激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。

2 場(chǎng)景與任務(wù)設(shè)計(jì)

情境式教育游戲可以通過游戲場(chǎng)景設(shè)計(jì),構(gòu)成一系列“戲劇式”故事情境。按照玩家在場(chǎng)景中的任務(wù)不同,情境式游戲的場(chǎng)景可以氛圍“演示型”場(chǎng)景和“任務(wù)型”場(chǎng)景。前者主要通過三維動(dòng)畫,展示故事的發(fā)生背景,交代游戲操作規(guī)則或任務(wù),展示過關(guān)后的場(chǎng)面效果等,玩家在此場(chǎng)景中一般以獲取信息為主,無具體操作任務(wù),主要用于游戲的首場(chǎng)景,轉(zhuǎn)場(chǎng)場(chǎng)景和游戲結(jié)局中。后者是學(xué)習(xí)者主要操作的場(chǎng)景,要扮演游戲角色,根據(jù)提示完成游戲中的相關(guān)任務(wù),達(dá)到游戲的過關(guān)要求。在“演示型”場(chǎng)景的設(shè)計(jì)中要盡量合理地交代游戲的背景知識(shí),營(yíng)造刺激學(xué)習(xí)者主動(dòng)學(xué)習(xí)探究的氛圍,清晰地交代任務(wù),并在切換場(chǎng)景中,給予學(xué)習(xí)者鼓勵(lì)或建議性反饋。在“任務(wù)型”場(chǎng)景設(shè)計(jì)中,要注意場(chǎng)景中任務(wù)的獨(dú)立性,有著清晰的完成任務(wù)的路線圖,并合理分配各任務(wù)在場(chǎng)景中的空間和時(shí)間分布。

任務(wù)設(shè)計(jì)要根據(jù)形象記憶法的原理,結(jié)合具體的學(xué)科特點(diǎn)將教學(xué)內(nèi)容融入到游戲任務(wù)中。任務(wù)的規(guī)劃要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容具體設(shè)計(jì),并注意由淺入深,合理布局難易程度。學(xué)習(xí)者完成任務(wù)的路徑和任務(wù)達(dá)成的標(biāo)志要非常明確。同時(shí)要注意在完成任務(wù)中,增加激勵(lì)因素,如達(dá)成任務(wù),“體力”、“智力”和“生命值”得到提升等,一方面增加了學(xué)習(xí)者的樂趣,另一方面,也使其學(xué)習(xí)興趣保持得更為持久。

3 玩家角色和NPC的設(shè)計(jì)

NPC相當(dāng)于現(xiàn)實(shí)生活中的老師,不但引導(dǎo)著玩家進(jìn)入游戲情境中,并走向下一步,還可以教會(huì)玩家一些知識(shí)。要結(jié)合游戲的內(nèi)容和學(xué)習(xí)者的年齡特征,設(shè)計(jì)個(gè)性化、鮮明的NPC,同時(shí)注意學(xué)習(xí)者和各NPC角色的交互設(shè)計(jì)。這種交互,一方面體現(xiàn)在對(duì)白上,不要單調(diào)呆板,甚至可以盡量夸張一些,帶上一些幽默的成分,以增加娛樂性;另一方面,是學(xué)習(xí)者和NPC的“格斗”交互設(shè)計(jì),這是體現(xiàn)游戲趣味性的重要方面,可以賦予各NPC不同的“功能優(yōu)勢(shì)”,玩家通過在任務(wù)中的“修煉”,達(dá)到可以打敗相應(yīng)NPC的目的。

四 情境式教育游戲案例-《拯救守護(hù)神》

結(jié)合情境式教育游戲的設(shè)計(jì)理念,我們開發(fā)了一款針對(duì)小學(xué)高年級(jí)學(xué)生策劃的,以環(huán)保為主題的情境式三維互動(dòng)教育游戲《拯救守護(hù)神》。游戲的開發(fā)引擎采用Virtools Dev 4.0。

1游戲的背景和主題

故事的背景來源于中國(guó)古代的神話傳說,并被賦予了新的含義。傳說維護(hù)生態(tài)平衡,守護(hù)天下的四圣獸(青龍、白虎、朱雀、玄武)受到心魔的禁錮,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞,加上人為因素加劇了生態(tài)惡劣,使得民不聊生。為了解決這個(gè)問題,學(xué)習(xí)者扮演的“尋神勇士”開始出發(fā)尋找四方神獸以此來挽救生態(tài)環(huán)境,拯救人類。

游戲的主題是使玩家了解到保護(hù)生態(tài)環(huán)境平衡的重要性。游戲中的每個(gè)守護(hù)神都賦予了不同意義,例如拯救掌管水的青龍象征著治理被污染的水土;拯救掌管空氣的白虎象征著治理被污染的空氣;拯救掌管天體的玄武對(duì)應(yīng)星空探索;拯救朱雀與治理疾病,人類健康有關(guān)。每個(gè)游戲過程,都自然地融入中小學(xué)的相關(guān)知識(shí)。使玩家在玩游戲的過程中就像在進(jìn)行環(huán)保一樣,而在環(huán)保過程中認(rèn)識(shí)了生態(tài)平衡的重要性以及知道空氣污染、水土污染、生物疾病和星球的相關(guān)知識(shí)等。

2 游戲的流程和場(chǎng)景設(shè)計(jì)

由于每個(gè)“守護(hù)神”代表著不同的含義,游戲者找到并拯救全部的四個(gè)“守護(hù)神”才能完成游戲。在尋找每個(gè)“守護(hù)神”過程中,游戲者都要完成特定的任務(wù)。下面以尋找“白虎”守護(hù)神來表述游戲的流程設(shè)計(jì)。場(chǎng)景轉(zhuǎn)換步驟如下:

第一幕:選擇守護(hù)神

勇士來到續(xù)命谷,續(xù)命谷的谷主將守護(hù)神被取走魂魄的事情告訴勇士,請(qǐng)勇士去拯救守護(hù)神。守護(hù)神白虎、青龍、玄武和朱雀被困在不同的地方,一次只能救走一個(gè)。勇士要選擇自己想拯救的守護(hù)神。

第二幕:拯救白虎

由于白虎的魂魄被七星封魄陣?yán)г诎谆⑸缴?勇士得想辦法到白虎山去破陣救出白虎的魂魄。勇士根據(jù)谷主的指引來到了杏花村。

場(chǎng)景一,在杏花村,分別遇到牧童、智者、和農(nóng)夫。智者告訴勇士只有配制黑火藥才可以炸開擋住去路的水晶石,為此要獲得木炭、硝石和硫磺。途中,勇士幫助農(nóng)夫找回了鋤頭。農(nóng)夫因?yàn)楦屑に徒o他一些木炭,并帶他到萬安鎮(zhèn)去買硝石。

圖2 玩家向牧童問路場(chǎng)景,牧童“遙指杏花村”

場(chǎng)景二,隨著農(nóng)夫來到了萬安鎮(zhèn),在萬安鎮(zhèn)除去惡霸,打工賺錢買硝石。買完硝石后就去硫磺洞去取硫磺。

圖3 玩家在萬安鎮(zhèn)和惡霸搏斗場(chǎng)景

場(chǎng)景三,來到硫磺洞,遇到智者。智者告訴勇士硫磺洞有毒氣,囑咐勇士要小心。勇士離開智者后,去取防毒面具。有了防毒面具便進(jìn)入硫磺洞,打到了怪物,取得了硫磺。

圖4 玩家在硫磺洞和怪物搏斗場(chǎng)景

場(chǎng)景四,玩家把獲得的碳,硝,硫磺按照比例配置成炸藥,炸開了通往“白虎山”的石門,破解了七星封魄陣,到達(dá)了“白虎山”,并且種上了花草樹木,空氣得到了凈化,白虎重現(xiàn),該關(guān)節(jié)拯救完畢。

3 游戲中融入的教育知識(shí)

在本環(huán)節(jié)的游戲中,涉及到多個(gè)學(xué)科的知識(shí)。語文方面,玩家置身杏花村場(chǎng)景,并遇到做出“遙指杏花村”的動(dòng)作提示的牧童,營(yíng)造了杜牧的古詩《清明》的情景。化學(xué)方面,營(yíng)造了一個(gè)配置炸藥的問題情境,玩家要破解“七星封魄陣”的任務(wù),這一問題在游戲中被分解為尋找木炭,硝和硫磺,并要按照比例配置。其過程如下表所示:

環(huán)保知識(shí)方面,玩家了結(jié)了二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳四種氣體,其中有些是毒的氣體還要尋找去除毒氣的方法(如可用氨水,或者亞硫酸鈉和硫酸除去二氧化硫);可以用綠色植物來凈化空氣等,為此需要多種植各種花草樹木等。數(shù)學(xué)知識(shí)方面,配置炸藥的過程,需要計(jì)算各成份的重量。德育方面,營(yíng)造了拾金不昧,鋤強(qiáng)扶弱的正面教育氛圍。在游戲場(chǎng)景里還隱含了地理知識(shí)等。

4 游戲的試用效果

基于需求調(diào)查結(jié)果,本文研究團(tuán)隊(duì)完成了游戲的設(shè)計(jì)和開發(fā),并將最終開發(fā)的案例拿到深圳小學(xué)試用,大部分學(xué)生反饋游戲趣味性和知識(shí)性都比較強(qiáng),玩游戲的過程比較自然順暢,沒有感受到“在做題”的生硬感覺。進(jìn)一步對(duì)游戲中所含知識(shí)的抽查也表明,學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握良好。顯示學(xué)生對(duì)本游戲案例有著較高的認(rèn)同度,通過情境式教育游戲,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境是可行的。

五 總結(jié)和展望

一個(gè)優(yōu)秀的教育游戲軟件應(yīng)該是教學(xué)藝術(shù)和技術(shù)的完美統(tǒng)一。通過虛擬現(xiàn)實(shí)等仿真技術(shù),構(gòu)建沉浸式的教育游戲情境,為學(xué)習(xí)者營(yíng)造一個(gè)逼真的探究環(huán)境,可以有效整合學(xué)習(xí)環(huán)境和娛樂環(huán)境,將學(xué)科知識(shí)有機(jī)整合到游戲場(chǎng)景中,從而有益于學(xué)習(xí)者的情境認(rèn)知。同時(shí),本文的研究也表明,教育游戲的策劃和設(shè)計(jì)(特別是腳本設(shè)計(jì))對(duì)體現(xiàn)教育游戲的教育性起著至關(guān)重要的作用,應(yīng)該在后續(xù)的研究和應(yīng)用中得到充分重視。

盡管虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)啟發(fā)青少年在游戲中的創(chuàng)意體驗(yàn),娛教于樂,充分體現(xiàn)教育與游戲相結(jié)合有著重要意義,但其應(yīng)用于教育游戲還有一定的技術(shù)門檻。特別是目前的游戲引擎大多是商業(yè)游戲引擎或者通用三維漫游引擎,尚沒有出現(xiàn)一款專門針對(duì)教育游戲開發(fā),內(nèi)置多樣化場(chǎng)景和角色模板的簡(jiǎn)單易用的教育游戲開發(fā)引擎,使得情境式教育游戲軟件的推廣和應(yīng)用還存在著較大的難度,設(shè)計(jì)和開發(fā)目前還屬于研究機(jī)構(gòu)或商業(yè)公司的工作范疇,一線教師大多還不能像制作普通多媒體課件一樣,制作情境式教育游戲軟件。在此方面的研究,將對(duì)教育游戲開發(fā)的“平民化”有著重要意義,也應(yīng)是下一步教育游戲發(fā)展的方向。

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