（教育技术学专业论文）高校游戏化网络学习系统的研究与设计.pdf

摘要 w e b 2 0 带来了学习理念和体系的变革，使网络游戏所具有的虚 拟式体验、协作与竞争等优点更加突出。为了让学习者在基于任务的 小组学习过程中主动探究，提出高校游戏化学习系统研究，旨在应用 先进的w e b 2 0 技术，通过网络游戏方式，建立基于任务的小组协作 学习的学习系统。 本文以游戏理论、建构主义学习理论、计算机支持的协作学习理 论为基础，建立了高校游戏化网络学习系统模型。该系统设计为三层 结构：基础层、学习层和任务层，分别用于提供自主学习支撑、协作 学习和知识创新。“高校游戏化学习系统 包含游戏新闻中心、游戏 化学习平台及游戏管理中心三个子系统。游戏新闻中心功能是游戏化 学习系统对外开放与交流的平台，包括注册与登录、游戏项目申请、 游戏化学习论坛、游戏帮助等功能；游戏化学习中心由游戏个性化信 息设置、课题相关信息查看、在线学习工具、个人学习资源管理、学 习进度管理、在线聊天室等部分组成；游戏管理中心是游戏化学习平 台的后台管理，实现教师参与，管理游戏项目设计、游戏结果分析、 学习资源管理、专家库管理以及论坛的后台管理等内容。 通过对游戏化学习策略进行设计，采用先进的计算机网络技术， 实现了高校网络游戏化学习系统的模式设计。应用该系统，有利于培 养高校学生的创新精神、合作精神。学习者通过一系列协作、探究活 动，在教师帮助下完成游戏任务，并在游戏过程中实现对知识的有意 义建构。该研究是学习和游戏结合的一种新尝试，通过实现游戏化学 习系统的游戏化、自主化、资源化与信息化，让学习者体验在“微世 界”中体验游戏化学习的新型学习方式。 关键词游戏化学习，网络学习系统，计算机支持的协作学习，角色 扮演 a bs t r a c t w e b 2 0h a sn o to n l yb r o u g h ti tw i t ht h er e v o l u t i o n a r yc h a n g eo ft h e p h i l o s o p h yo fl e a r n i n g ，b u ta l s ow i t ht h ea d v a n t a g eo f v i r t u a le x p e r i e n c e ， c o l l a b o r a t i o na n dc o m p e t i t i v ew h i c hi sp r e s e n t e db yn e t w o r kg a m e i n o r d e rt oe n c o u r a g et h el e a r n e r si n i t i a t i v ei nt h et a s k - b a s e dl e a r n i n g p r o c e s s ，t h ec o l l a g eg a m i n gl e a r ns y s t e mw a sp r o p o s e d b ya p p l 如n gt h e a d v a n c e dt e c h n o l o g yo fw e b 2 0 ，i ta i m st oe s t a b l i s hat a s k b a s e dg r o u p c o l l a b o r a t i v el e a r n i n gs y s t e mi nt h ef o r mo fn e t w o r kg a m e s b a s e do ng a m et h e o r y , c o n s t r u c t i v i s ml e a r n i n gt h e o r y ，c o m p u t e r s u p p o r t e dc o l l a b o r a t i v el e a r n i n gt h e o r y ，t h em o d e lo fc o l l a g eg a m e l e a r n i n gs y s t e mi se s t a b l i s h e d t h e r ea r et h r e el e v e l si nt h em o d e l ，w h i c h a r eb a s i cl e v e l ，l e a r n i n gl e v e la n dt a s kl e v e l ，a n dr e s p e c t i v e l yr e s p o n s i b l e f o rs e l f - g u i d e dl e a r n i n gs u p p o r t i n g ，c o o p e r a t i v el e a r n i n ga n dk n o w l e d g e c r e a t i o n t h ec o l l a g eg a m el e a r n i n gs y s t e mi n c l u d e st h r e es u b s y s t e m s ， w h i c ha r en e w sc e n t r a l ，t h el e a r n i n gp l a t f o r ma n dm a n a g i n gc e n t e r t h e n e w sc e n t r a li sap l a t f o r mt oo p e nt oa n db r i d g ew i t ht h eo u t s i d eu s e r s ， w i t ht h ef u n c t i o no fr e g i s t e r i n g ，l o g i n ，g a m ep r o g r a ma p p l y i n g ，b b sa n d g a m eh e l p t h el e a r n i n gp l a t f o r m i s c o m p r i s e db yg a m ei n f o r m a t i o n s e t t i n gw h i c hc a nb ep e r s o n a l i z e d ，p r o g r a mr e l a t e di n f o r m a t i o nv i e w i n g ， o nl i n el e a r n i n gi n s t r u m e n t ，p e r s o n a ll e a r n i n gr e s o u r c e sm a n a g e m e n t ， a n dp r o g r e s sm a n a g e m e n ta n do n l i n ec h a t t i n g m a n a g i n gc e n t e ri sf o r b a c k s t a g em a n a g i n gt o a c h i e v et e a c h e r s p a r t i c i p a t i o n ，g a m ep r o g r a m d e s i g n i n g ，g a m eo u t c o m ea n a l y z i n g ，r e s o u r c em a n a g i n g a n d b b s b a c k s t a g em a n a g i n g b yu s i n ga d v a n c e dc o m p u t e rn e t w o r kt e c h n o l o g ya n dp r o p e rg a m e s t r a t e g yd e s i g n i n g ，t h em o d e lo ft h ec o l l a g eg a m el e a r n i n gs y s t e mi s r e a l i z e d a p p ly in g t h i ss y s t e mw i l l h e l pt oc u l t i v a t ec r e a t i v i t y a n d c o o p e r a t i o na m o n gc o l l e g e s t u d e n t s w i t ht h eh e l po ft e a c h e r ，t h e l e a m e r sa c c o m p l i s ht h et a s kb ys e r i e st a s kc o l l a b o r a t i o na n de x p l o r i n g a n da c h i e v eam e a n i n g f u lc o n s t r u c t i o no ft h ek n o w l e d g e t h i sa t t e m p tt o c o m b i n el e a r n i n ga n dn e t w o r kg a m eh a v er e a l i z et h es y s t e mw i t hg a m i n g ， a u t o n o m y ，r e s o u r f u l n e s sa n di n f o r m a t i o n i z a t i o n ，e n a b l et h e l e a m e rt o e x p e r i e n c et h en e wl e a r n i n gs t y l ei nt h e “m i c r ow o r l d k e yw o r d sg a m e b a s e dl e a m i n g ，e l e a r n i n g ，c o m p u t e r s u p p o r t e dc o l l a b o r a t i v el e a r n i n g ，r o l e - p l a y i n g 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名： 独聱 日期：竺生年上月丑日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文， 允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：粤导师签名拉日期：过年旦月笪日 硕士学位论文第一章绪论 1 1 选题背景 第一章绪论 1 、w e b 2 0 时代的网络学习方式变革 w e b 2 0 是互联网的一次理念和思想体系的升级换代，由原来的自上而下的 由少数资源控制者集中控制主导的互联网体系转变为自下而上的由广大用户集 智慧和力量主导的互联网体系。w e b 2 0 提供给用户一个用于微内容的收集、创 建、发布、管理、分享、合作、维护等的平台乜1 ，用户深度参与到互联网中，个 人可以任意组织个人的信息和知识。在这种环境下，学习者要有能力制定学习计 划，选择和生成自己的学习策略，监视和评价学习的效果及学习策略的效力，并 据此做出适当的调整。教与学角色的转换、多种体验式学习方式和创新式学习 文化，要求网络学习系统具有更高的学习吸引力，能更持久地维持学习者学习 动机。 2 、游戏是一种有效的学习方式 网络数字游戏的出现，打破了传统游戏时空上的限制为远程协作进行游戏 提供了可能。网络游戏的教育价值在教育、军事和培训中的应用和成人的工作 所产生的作用都是巨大的8 。游戏化学习作为一种新的学习方式，在培养高校学 生合作能力、创新能力、提高学习者信息素养和动手操作能力上具有重要作用。 中国的网络游戏用户众多、角色扮演类网络游戏使用比例为5 3 1 。由于教育工 作者缺乏对网络游戏的教育价值研究，只是错误的阻拦青少年的参与是不可取 的瞄1 。“以人的培养为己任的教育应该充分展现其游戏性”1 ，从教育的角度去 了解、研究、改造网络游戏，设计一类新型的网络游戏平台，并提供学习资源， 让网络游戏展现其积极一面，真正做到寓教于乐。 3 、基于任务的小组协作对远程学习的影响 基于任务的小组协作学习从学习支持服务入手，以小组任务为驱动力，学 习者以小组为单位并各自在小组中承担一定的角色，围绕学习任务展开协作， 能有效提高网络环境下的学习效果盯1 。网络环境下，考虑到学习者的社会经验和 学习需要，基于任务的协作学习更适合应用于成人砷1 。以提高学习支持服务质量 和学习质量为宗旨，基于任务的小组协作学习对远程学习系统的设计与开发提 出新的要求，更加强调学习过程中的学习协作与互动参与，为远程学习系统搭 建协作式学习情境提供了理论支持。 基于上述背景，提出高校游戏化学习系统的研究与实现课题，旨在应用先 硕士学位论文第一章绪论 进的w e b 2 0 技术，通过网络游戏方式，建立基于任务的小组协作学习的学习系 统。 1 2 研究的目的与意义 1 2 1 研究目的 通过研究游戏化学习相关理论，选择适合游戏协作的学习模式，利用现有 的校园网络学习资源，搭建基于任务的小组协作网络游戏平台，让学生在虚拟 游戏环境中自主设计学习策略、进行角色扮演与分工协作、共享学习资源，完 成对游戏任务的自主探究，达到提高高校学生协作、创新等能力的最终目的。 1 2 2 研究意义 通过对网络游戏的特殊设计，融入学习因素，开发新型的，基于游戏化学 习的高校网络学习系统，对高校的网络学习能产生深远的影响。 l 、有利于培养高校学生的创新精神、合作精神 高校网络游戏化学习系统集协作游戏与自主学习于一体，为学习者进行远 程协作学习与科学探究提供了工具与场所，对培养高校学生的创新精神与合作 精神有积极的意义。 2 、作为课常学习的补充，充实高校学生的课余生活 将学习和游戏结合是一种新的尝试，为学习者在课堂之余转移商业网络游 戏注意力，并为有效提升各种能力提供了学习动机与学习环境。 3 、为游戏化学习软件设计寻找新模式 游戏化学习作为一类新的学习方式，其研发远未达到成熟状态，其设计模 式和丌发方法还有待探究。 1 3 国内外现状研究 1 3 1 国外研究现状 许多国外专家学者在游戏化学习系统丌发方面作了大量的研究，开发出高 校层次的游戏软件，如：u n i g a m e 公司推出s o c i a ls k i l l sa n dk n o w l e d g et r a i n i n g ：g a m e sf o rl i f e l o n gl e a r n e r s 将游戏应用于公司内部的职业培训阳；t e x a sa & mi n t e r n a t i o n a lu n i v e r s i t yi c 2 学院的数字媒体实验室e n t e r t e c h 计 划利用丌发出的模拟软件对一批接受福利救济的人员进行初级职业技能教育， 结果获得了意想不到的成功n ；h a r v a r du n i v e r s i t yd e d e 等人开展的m u v e e s 项目让学生进入一个虚拟的十九世纪的城市，并通过观察水质、进行实验、与 角色交谈来解决这个城市面临的环境和健康问题“；w i s c o n s i n 大学的s h a f f e r 2 硕士学位论文 第一章绪论 等人提出了“认知游戏 的概念，提供一个仿真的环境来帮助同学学习工程、 城市规划、新闻报告、法律等专业知识n 妇；s i m o nf r a s e r 大学联合多所大学和 公司开展了s a g e ( s i m u l a t i o na n da d v a n c eg a m i n ge n v i r o n m e n tf o rl e a r n i n g ) 项目，专门从事教育的模拟和游戏环境的研究与开发n3 1 ；w g a m e sf o re n t e r p r i s ep l a n n i n ga tt h eb u s i n e s ss c h o o la tt h eu n i v e r s i t yo fg l a m o r g a n 用于模拟商学院企划专业大二学生的各种活动n 引、u n i v e r s i t yo fm i s s o u r i 课外计算机实验室项目( a f t e rs c h o o lc o m p u t e rl a b sp r o j e c t ) 将语言、艺 术、建筑、和技术等课程嵌入电脑游戏的协同工作中n 朝等等都在致力于游戏在 教育和培训中价值研究，并通过实践得出在高等教育以及终生教育中数字化游 戏学习仍然是一类良好的学习方式。在利用游戏培养高校学生生存技能、初级 职业技能和学习者专业解决问题能力的应用上获得了意想不到的成功。 在游戏化学习系统设计理论的研究上，k r i s t i a nk i i l i 根据体验式学习理 论、沉浸理论和游戏设计理论提出了教育理论与游戏设计整合的体验式游戏模 型。此模型强调在游戏化学习中向学习者提供即时反馈、清楚目标以及与他们 技能水平相适合的挑战的重要性n6 1 。在游戏化学习系统设计开发中应用这个模 型，能使学习理论和游戏设计理论比较好的结合。m a j ap i v e c ，o l g ad z i a b e n k o & i r m g a r ds e h i n n e r l 在分析了游戏与学习关系的基础上提出了设计丌发游戏 化学习系统的基本步骤即确定教育方法、在模拟的世界中确定任务、详细的描 述细节、整合入潜在的教育支持、将学习活动设置在界面交互的活动中以及将 所要学习的概念设置在界面交互的目标中7 1 。 在游戏化学习系统的评价方面英国教师评价教育媒体组织( t e e m ，t e a c h e r s e v a l u a t i n ge d u c a t i o n a lm u l t i m e d i a ) 的调查报告游戏的教育应用( r e p o r to ne d u c a t i o n a lu s eo fg a m e s ) 中通过让参加实验的教师应用并评价市场 上已有的部分教育游戏，提出了教师对教育游戏的评价框架即t e e mt e a c h e re v a l u a tio nf r a m e w o r k 。 与国内游戏大多停留在单机版上不同，国外研究多集中于虚拟游戏环境建 立上，更加强调协作与学习的个性化。在设计理论与评价方法上，更加重视技 能水平的提高，并将交互情况纳入评价范畴为游戏化学习软件设计与使用提供 了依据。 1 3 2 国内研究现状 国内游戏化教学案例相对缺乏；主要集中于英语学习，计算机基础学习方 面的单机版游戏软件上。如c j c 软件公司开发的系列游戏化英语学习软件包括c j c 好玩新概念、c j c 单词串串烧游戏、c j c 趣味英语游戏集n 引。电脑教育游戏软 件丌天辟地等心。在台湾，游韶光等人提出了网络游戏化的建构游戏学习 3 硕士学位论文第一章绪论 环境模式，并开发了个学习飞机的网络游戏，是国内游戏化学习在职业培训 实践的先导乜。与普通网络游戏相比，单机版游戏化学习软件需要相应的应用 程序安装到本地机上，分布功能弱且兼容性差，不能实现快速部署安装和配置， 缺少通用性，具有较大的局限性。这些都要求具有一定专业水准的技术人员去 完成。普通学习者计算机水平相对较低，不能满足游戏化学习开展需要，而单 机软件交互只存在于人机之间，不具有人与人交流途径，学习者只是一味在重 复游戏训练中学习，因此造成的学习兴趣缺乏、学习效率低下问题显著。 在理论研究上，我国专家学者主要从网络游戏的教育价值和游戏化学习软 件的设计与开发理论两个方面展开。如通过教育软件+ 主流游戏的内在动机的 “轻游戏”来实现游戏与教育的完美结合心刳，在将教育教学与网络游戏结合时 的因素进行考虑的基础上提出两者结合的模式：教育教学的内容自然而然地融 入游戏，如联机对战式的批量知识竞答、游戏和教育网站相结合瞳3 1 等等。但是 目前的研究只是集中在对一个或少数几个国内的产品进行分析提出设计和开发 意见，具有很强的局限性，还不能很好解决如何设计、开发、评价和应用教育 游戏软件等问题。 与国外相比，一方面，游戏化学习的系统理论不足，游戏化学习系统设计 模式、策略不完善，很难支持系统的游戏化学习。另一方面，游戏化学习模式 设计上缺乏协作与交互，不能有效的支持学习者之间交互，造成学习归属感不 强、学习兴趣低下。在游戏化学习软件丌发上，没有有效利用当前同益成熟的 校园网络环境与网络工具支持学习者之间的通信与交流，不能全面有效的提升 学习者各种能力。目前我国高等教育体制下，游戏化学习作为课堂学习的补充， 在为跨专业学习者之间共同探讨问题、交流学习提供了网络虚拟空间。 1 4 研究方法与文章结构 为了深入研究本课题，笔者运用量化研究和质化研究相结合，主要采用了 文献研究法、谈话交流法、个案分析法、实践开发法在充分占有第一手资料的 情况下，对高校网络游戏化学习系统进行设计与实现，并对其学习效果进行跟 踪。在此基础上撰写本论文，以期对游戏化学习的发展有所作用。 本论文主要分为五大部分。第一部分是绪论，主要对文章研究对象进行综 述；第二部分介绍了游戏化学习的相关概念与理论基础；第三部分对高校网络 游戏化学习系统的设计模式进行了阐述；第四部分详细介绍基于a s p n e t 的高 校网络游戏化学习系统的实现；最后一部分是本文的总结和展望。 4 硕士学位论文 第二章游戏化学习相关理论探究 第二章游戏化学习相关理论探究 2 1 游戏及游戏化学习的相关概念 2 1 1 游戏 荷兰学者胡伊青加( h u i z i n a g a ) 将游戏定义为：“游戏是一种自愿的活动或 消遣，这种活动或消遣是在某一固定的失控范围内进行的；其规则是游戏者自由 接受的，但又有绝对的约束力；它以自身为目的并又伴有一种紧张、愉快的情感 以及对它不同于日常生活的意识”幽。游戏的核心内容是设计虚拟的可控范围， 制定有效的游戏规则，仿真完成某项任务。网络游戏将娱乐、竞技、仿真、互动 等融为一体，作为一种新型的娱乐方式，以动人的故事情节、逼真的虚拟环境、 高度的可参与性为游戏玩家提供一种全新的沉浸式娱乐体验。场景仿真游戏丌发 周期长、游戏内容崇尚理想化、游戏时间冗长、游戏黏性大、容易上瘾等缺点， 纯粹为一种休闲娱乐手段，而忽略了其中的教育价值，导致商业网络游戏的迅猛 发展与教育软件的持续疲软形成反差心引。 为了提高游戏开发效率，出现了网络文字游戏，参加者扮演某个角色，以文 字形式参与游戏过程。游戏者通过参与游戏问题提出、游戏策划以及游戏问题解 决整个过程，不同的是我们所看到的场景和所要表达的意思都是通过文字来完成 的。游戏者在它营造的虚拟真实世界中，获取类似于真实世界的技能、经验。 2 1 2 游戏中的学习因素 早在2 5 0 0 年前，孔子就说过：“好之者不如乐之者”。在希腊语中，游戏( p a i d i a ) 和教育( p a i d e i a ) 这两个词的词根是一样的，这预示这两者之间的关系 从来没有被教育学者忽略过m 1 。皮亚杰认为游戏是从认知发展中派生出来的，他 认为游戏为学习者提供了巩固所获得新的认知结构以及发展感情的机会心引。杜威 认为没有一些游戏就不可能有正常而有效的学习。马歇尔麦可卢汉曾说过：“任 何人如果对教育和游戏区分得很清楚，那么实质上，他对两者均不了解 m 1 。游 戏不仅仅是一项娱乐活动，更是一种生活，在人的发展中起着重要作用。不可否 认任何游戏都需要学习因素的介入，因为任何一个游戏都是有规则的和富有挑战 性的，游戏的过程就是一种富有探索性的学习过程瞳7 1 。 网络社会中随心所欲地展现或塑造着一个或多个与现实中的“我”大相径庭 的“我瞳引，赋予他或他们自己所希望的各种人格特质。数字化游戏的出现让游 戏中的学习价值得以更好的凸现，沉浸式的游戏环境在激发游戏者想象力的同时 培养其独立解决问题和思考问题的能力，也激发游戏者的积极性、主动性和创造 性，既帮助游戏者了解社会又鼓励他们使用积极的态度在虚拟的环境中实践自己 5 硕士学位论文 第二章游戏化学习相关理论探究 的想法，真正体现“寓教于乐的教育思想。 2 1 3 游戏化学习( g a m e b a s e dl e a r n i n g ) 内涵 广义的游戏化学习，又称学习游戏化，是在学习游戏化观念的指导下，在教 学设计的过程中就培养目标与发展、评价手段方面，就学习者年龄心理特征与教 学策略方面，借鉴游戏、设计选择适当的发展工具、评价的方法、教学策略汹1 。 广义的游戏化学习既包括在课堂教学中使用游戏作为教学辅助工具，也包括通过 利用新的网络技术、智能技术进行以学习者为中心的探索性游戏开展学习。 狭义的游戏化学习指借助融入学习因素的计算机游戏软件来进行学习的一 种以学习者为中心的新型学习方式。意指利用计算机游戏类软件培养游戏使用者 的知识、技能、智力、情感、态度、价值观，并具有某种特定的教育意义m 3 。 游戏化学习作为作为一种新的学习方式，虽然这种学习是在“虚拟 空间中 展开，但仍然具有变化、运动和开放的性质m 。游戏活动强调以特定的教育目的 为导向，使游戏者的游戏体验能对其自身产生积极的影响，并有利于自身的发展。 游戏化学习与普通的游戏相比具有以下特征： ( 1 ) 游戏化学习的游戏是带有教育目的或学习目标的，教育目的可能包含在游 戏目的中，也可能独立存在，甚至融入在游戏过程中。 ( 2 ) 游戏化学习的游戏跟普通的网络游戏一样，具有明确的游戏规则，这种规 则是游戏开发者定义的，作为游戏玩家的学习者必须遵守。 ( 3 ) 游戏化学习的游戏内容必须是跟学习目标密切相关，并模仿现实生活而设 计的，学习者在不断的错误尝试中获取新知识的深刻含义。 ( 4 ) 游戏化学习的挑战与竞争是为了维持学习者学习兴趣，促使学习者继续学 习。 ( 5 ) 游戏化学习的评价方式包括两大部分，分别为：游戏角色扮演者在游戏进 程中完成任务获得的评分和与学习相关的社会评价。 游戏化学习在挖掘教学内容本质同时，并将其与游戏进程融合为一个整体， 使游戏化学习既能最大限度地发挥游戏持久动机的优势，又能使学习者在“无感” 的状态下完成学习。 2 2 游戏化学习的理论基础 游戏化学习理论基础和系统框架的建立主要是以游戏理论、建构主义学习理 论、计算机支持的协作学习理论为基础的。游戏理论在高校网络游戏化学习系统 的开发过程中起指导作用，游戏理论指出创建游戏化学习软件时必须考虑的要素 包括：游戏挑战性、能够激发想象力和好奇心，以及游戏应具有逻辑性、游戏画 面的美观易用性和基于问题解决的任务形式等等。建构主义理论中对学习情境的 6 硕士学位论文第二章游戏化学习相关理论探究 设计以及有意义知识建构的观点都将作为高校网络游戏化学习系统的重要依据， 高校网络游戏化学习系统中游戏主题设置、游戏情境的建立、学生自主学习模式 的设计及教师的作用的发挥都是基于学习者有意义知识建构的。高校网络游戏化 学习系统在游戏交互、游戏进程推进及游戏中的协作学习都需要考虑到基于计算 机网络的协作学习，使学习者在完成小组游戏任务的过程中能相互依赖、相互交 流、共享资源。 2 2 1 游戏理论的相关研究 有关游戏的理论主要有以下几种：以康德、胡伊青加为代表的自由论游戏理 论；以英国哲学家斯宾塞、奥地利心理哲学家弗洛伊德为代表的游戏本能说；以 席勒为代表的虚拟论的游戏理论；维果茨基游戏理论；皮亚杰关于认知发展的游 戏理论以及练习理论。 其中以荷兰学者胡伊青加的研究最引人注目，他把自愿性看作游戏的首要性 质，并认为，游戏是生命体出于对活动本身的喜爱而自愿进行的自由活动，而不是 出于自然必然性或道德要求而必须进行的强制活动口羽。游戏之所以具有整体上的 自由并给人以整体上的自由感的原因则是，游戏是目的与手段两方面都是内在的 生命活动，因而可以使生命主体在这两方面都不受或不必受外在事物的制约m 3 。 维果茨基强调“游戏从一开始就是社会性活动 。坚持游戏的社会性本质， 是维果茨基游戏理论的典型特征。他认为“游戏是在真实的实践以外，在行动上 再造某种生活现象，在这种活动中，凭借语言、以角色为中介了解、学习和掌握 基本的人与人的社会关系”o ，。 自愿性与社会性作为游戏的最基本特征，是游戏吸引人的关键所在。社会性， 是在线网络游戏的精神所在。网络游戏中，人和人之间更多的表达为精神体的存 在，使得游戏的交互更直接也更富于刺激性。 2 2 2 建构主义学习理论内涵 建构主义学习观认为只有在学习者仔细思考时有意义的学习才会发生，学习 的结果是头脑中认知图式的重建。学习的决定因素是个体与环境的交互作用。建 构主义认为学习包括结构性知识而且包括大量的非结构性的经验背景；学习的过 程同时包括两方面的建构，一方面是对新信息意义的建构，另一方面是对原有信 息的改造与重组；学习者是以自己的方式建构对于事物的理解，不同人看到的是 事物不同的方面，不存在理解标准。因此通过协作学习能达到更好的学习效果。 建构主义学习理论认为“情境”、“协作 、“会话和“意义建构 是学习环境中 的四大要素引。 建构主义所提倡的真实任务情境、多种角度参与、学习过程的自控以及信息 表征的多元化都为游戏化虚拟学习环境的搭建提供了理论依据。真实与逼真游戏 7 硕士学位论文第二章游戏化学习相关理论探究 化学习环境中，学习者通过扮演多重角色，参与理解与经验的互动创造，进行学 习共同体和实践共同体支撑知识的社会协作性建构，从而促进对学习过程与结果 的反思m 1 。在关键时刻为游戏者搭建“脚手架 ，帮助游戏者进行反思及应用规 则、鼓励伙伴间的协作与竞争等，在游戏环境中要很好地契合建构主义关于学习 的个别化与社会化的要求。游戏化学习环境下丰富的学习资源，在学习者有意义 知识建构中发挥重要作用，既充分发挥了学习者的主动性，也促进学习者对新信 息的建构。游戏的趣味性与竞争性在学习者保持学习动机，促进深度学习方面提 供了有力保障。 2 2 3 计算机支持的协作学习( c s c l ) 协作学习( c o l l a b o r a t i v el e a r n i n g ，简称c l ) 是学生以小组形式参与，并 在一定的激励机制下分享学习资源和经验，共同完成学习任务的学习方式。订1 。c s c l 是传统合作学习的延伸和发展。酬。由于它是建立在c m c ( c o m p u t e r m e d i a t e dc o m m u n i c a t i o n ，以计算机为中介的交流) 机制上的一种学习方式。州，拥有众 多的优点，所以近年来倍受人们的关注和青睐。基于w e b 的协作学习是指利用i n t e r n e t 网络技术来支持协作学习n 州。在基于w e b 的协作学习系统中，所有的协 作学习都是在网络学习服务器上实现的，用户机通过i n t e r n e t 与协作学习服务 器相连接，完成异步通讯和实时多媒体通讯以及协作任务，构成一个虚拟的协作 学习环境。成功的w c s c l 包括积极的相互依赖、互动的促进性、个体职责、社 会交际能力、小组交互五个基本要素。 通过利用w e b 技术所构造的虚拟学习环境来支撑学习者的协作学习，为游戏 化学习环境下的协作学习的设计与开展提供了很好的模式支持。游戏化的学习情 境角色扮演、任务分配、协作完成任务、学习交互、资源共享等因素都与计算机 支持的协作学习相契合。游戏协作过程中，小组成员为了共同的游戏任务，采用 协作学习的方式相互依赖、相互促进从而完成学习目标。游戏化学习是一个对学 习目标的探究过程，学习者在网络虚拟的挑战环境中，通过协作学习在不断的尝 试与交流中取得胜利2 。 2 3 游戏化网络学习系统的理论框架 游戏化网络学习系统为学习者提供的探究性知识建构支持是以学习者角色 扮演为中心，具有知识内化支持、游戏任务支持、同伴支持和社区支持四个关键 要素的整合。知识内化支持其重点是为学习者在角色任务的完成过程中提供专家 行为模型化反馈的观点、概念和理解，并能为学习者提供探究新问题所需的认知 工具、方法工具和策略工具等。游戏任务支持功能通过“游戏任务”来诱发、加 强和维持学习者的学习动机，为网络学习系统上学习活动提供长期有效的动力支 硕士学位论文第二章游戏化学习相关理论探究 持。同伴支持是通过扮演不同角色的学习者之间共享信息、交换观点、交互反馈、 同伴竞争等机制来实现协作与竞争。而社会支持主要是在虚拟的环境下教师和专 家适时的指导等，这些均是认知发展过程中重要因素。 知识内化支持是学习者进行反思和元认知行为并发展潜在能力的重要保障。 而游戏任务作为学习动力系统，着重于设计贴近学习者生活的游戏主题与阶段性 游戏任务。协作同伴支持体现在游戏角色的合理设置与分配，为学习者协作完成 游戏任务提供良好的网络通信工具。将四支持要素的有机整合，构成了高校游戏 化网络学习系统的理论支撑框架。该框架由基础层、学习层和任务层组成，各层 次具体情况如图2 - 1 所示。 任务层。 学习层斗 基础层斗 图2 - 1 高校游化网络学习系统理论框架 ( 1 ) 基础层。基础层包含硬件基础和软件基础。 硬件基础：系统采用b s 结构。服务器端采用w i n 2 0 0 3 服务器版操作系统与 s o l 2 0 0 5 数据库建设游戏服务器，提供稳定、快速的网络服务：客户端采用；浏 览器接入技术，用户使用浏览器就能登录游戏化学习系统，无须安装客户端应用 程序。 软件基础：互联网具备的交互友好性、良好的丌放性等特点，成为全校师生 获取知识的主要来源之一。高校数字图书馆所拥有的数字资源库为学习者及时了 解国外学术发展动态提供了广阔的空间。游戏化学习提供的网络学习交流工具是 远程学习者之间进行沟通、会话、学习、探究的有效途径。 ( 2 ) 学习层。学习者通过角色扮演参与到学习系统的游戏中。系统包括网络学 习资源共享、远程交流、游戏引擎、协作学习体系、信息的搜集与研究、评价 反思等模块，学习者通过一系列协作、探究活动来完成游戏任务，并在游戏过程 9 硕士学位论文 第二章游戏化学习相关理论探究 中实现对知识的有意义建构。而教师、学科专家作为学 - j 者学习的指导者、帮助 者、促进者陪伴学习者完成整个学习的过程。 ( 3 ) 任务层。通过对游戏化中虚拟学习任务的探究，获得可迁移性知识与技能。 实现培养高校学生发现问题、解决问题能力，以及创新与合作精神的目的。利用 平台，根据学习需要，创建游戏任务，设计游戏过程、实现跨学科专业知识的融 合。 教师和学习者是整个游戏化学习环境中的主体。游戏化学习系统作为学习者 相互支持与协作的共同体有效的支持学习者的学习活动，而教师成了学生学习的 伙伴、辅助者、协作者、促进者。 2 4 系统开发流程图 基于高校游戏化网络学习系统三层理论框架，可将游戏化网络学习系统的设 计流程归纳为前端分析、游戏策划和网络平台开发三个主要步骤，分别完成系统 开发前端需求分析工作，游戏设计工作与网络系统的实现，并在系统使用过程中 不断地发现问题并进行修改，系统开发流程如图2 2 所示。 图2 2 高校游戏化学习系统开发流程 在前端分析的过程中，分析学习者的主要特征，分析学习内容分类层次及学 习的绩效目标，分析现有并可用的硬软件资源。游戏策划是根据f j 端分析中所获 取的各种重要信息，确定游戏主题与游戏评价体系，选择游戏引擎，明确游戏化 学习策略，设计游戏活动，并为游戏化学习活动组织学习资源。网络系统开发的 任务是用编程，设计数据库系统，完成游戏的设计，达到预期的目的。 l o 硕士学位论文第三章高校网络游戏化学习系统总体设计 第三章高校网络游戏化学习系统总体设计 3 1 前端需求分析 前端需求分析工作将对高校游戏化网络学习系统能否最终实现产生至关重 要的影响。前端分析的主要任务是获取系统用户特点、建立完整用户需求、获 取影响系统开发资源，为系统功能模块设计与保持开发一致性提供依据。本系 统的前端需求分析工作主要包括目标玩家特征分析、游戏主题分析和可用资源 分析三部分内容。其分析层次及主要分析内容如图3 - 1 。 前端分析 士 +0 分析目标玩家分析游戏主题分析可用资源 初始技能分析领域开放性现有软件资源 学爿风格分析游戏难度控制现有硬件资源 图3 - 1 前端分析主要内容 前端需求分析具体包括如下工作：明确游戏参与者在达到学习目标所需具 备的知识、技能、态度，获得学习者在学习内容方面的初始认知技能、学习风 格及学习差异程度等相关特征。了解学习者的信息技术水平，以及对游戏化学 习的态度及经验；从游戏主题所属领域的开放性、游戏任务的可协作性、难度 的适中性等方面明确游戏主题需具备的特征；明确现有网络环境及相关硬件设 施，确定参与开发人员，归类可用的软件资源。 3 1 1 目标玩家特征分析 分析学习者特征是教学目标编写、学习内容选择、教学策略制定和学习资 源的组织的重要基础劓。高校游戏化网络学习系统的目标使用对象为高校学生， 因此需要对高校学习者的特征进行分析。高校学习者特征分析为合理确定游戏 主题、设计游戏化学习策略、提供学习工具、安排游戏活动、组织学习资源等 提供了依据。从系统的需要出发，将高校学习者特征分析划分为学习风格分析、 学习者已有信息技术能力分析以及学习者现有科研水平分析三部分。 1 、学习风格分析 目前我国高校学生的学习风格总体上呈现以下特征n 引：在学习感知方式上， 表现出能综合运用多种学习策略，但单独学习偏好者多，协作学习偏好者少，传 统灌输式教学仍是获取知识的主要方式；比起课掌讲授，对动手操作或亲身体 验更感兴趣，喜欢通过做实验或社会实践的方式来学习知识；个性成熟，易控制 硕士学位论文第三章高校网络游戏化学习系统总体设计 情感，但是不同的个体对学习时间有所不同，对学习环境的要求随意性比较大。 大学阶段学习者在获取和利用信息资源的能力、专业动手操作技能和合作完成 任务意识上缺乏的现象比较普遍。解决问题的有效方案是构建一个能激发学习 者主动利用信息工具进行学习、探索、协作、交流的学习环境促进学习者学习。 2 、学习者信息技术能力分析 调查显示学生对网络资源认识不足，网络上的搜索引擎、互联网都是大学 生获取网络资源的重要途，而各类专业知识数据库如：中文数据库期刊网、万 方数据库利用率较低，数字化资源的学校教学科研服务率不高。高校教学者已 经意识到这些问题，除了经常开展电子文献检索方法的讲座之外，还通过各项特 色活动帮助学习者掌握网络信息资源导航，高校学习者现有的信息技术水平已 能满足游戏化学习中学习者需要的信息技术水平。 3 、学习者现有科研能力分析 学习者在教师指导下，根据各自的兴趣、爱好和条件选择不同研究内容，独 立地开展研究已经成为培养高校学生科研能力的一个重要方式。由于许多学生 受传统教学方式的影响，还不善于或者不具备推进课题实施的能力，因此在科 研活动的过程中教师需要采取多种形式检查、监督科研活动的过程，帮助学生解 决科研工作中出现的技术问题，甚至调整科研工作的实施方案。学习者科研创新 思维欠缺，动手能力匮乏、学校投入的师资有限、培养模式单一等问题导致学 习者无法使用最新的教育技术来提高自己的科研创新能力。 从以上三方面的分析结果得出，学习者具备基本的信息技术能力。因此简 单益智类游戏已经不能持续吸引高校学生的参与，而策略模拟性游戏所提供的 沉浸式探究更能契合学习者学习需要。 3 。l 。2 游戏化学习的主题分析 学习者对问题的探究动机往往来自对新事物产生的好奇。发现问题和提出 问题是进行研究的前提，问题的确立是学习者探究的动因和目标，建构有价值 的游戏主题是深入开展游戏性探究学习活动的有效保证。在设计游戏主题时， 引导学习者在生活中发现问题，让学习者更容易将在游戏中学到的知识和能力 迁移到现实生活中。知识的学习模型是多元的，需要多学科学习者协作完成， 在网络游戏化学习系统中，学习者自主选择探究领域，确定研究主题，设计游 戏化学习策略，在线申请探究游戏任务，教师作为学生探究的指导者，根据学 习者递交的申请报告，对任务可行性进行审批，并提出建议，实现游戏主题与 任务的个性化与研究领域的开放性。 3 1 3 现有可用资源分析 系统开发资源主要包括两大部分：现有硬件资源与软件资源。 硕士学位论文 第三章高校网络游戏化学习系统总体设计 硬件资源主要包括拥有、先进的多媒体教学设备、w e b 服务器、流媒体服务 器、文件服务器，中型或大型校园网和互联网数据中心( i d c ) 并与中国教育和 科研计算机网( c e r n e t ) 相连接，为高校日常的教学、科研和管理提供了快速、 稳定、安全的硬件基础。 软件资源主要包括各式各样的校园网网站、校园论坛、数据库、中文电子 期刊数据库、外文电子期刊数据库、c a l i s 资源、电子图书资源、多媒体教学资 源、现有的网络教学平台、精品课程网站、多样的在线学习软件，如专家学者 库、学位论文数据库、中国学术期刊网、维普中文科技期刊全文数据库、万方 数据资源系统、c s s c i 中文社会科学引文索引、中国科学引文数据库等为游戏化 学习提供了强大的数字化学习资源；由e l s e v i e rs c i e n c e 、i s iw e bo fk n o w l e d g e ( s c i ) 、p r o q u e s td i g i t a ld i s s e r t a t i o n s 、s p r i n g e r l i n k 、e i ( e n g i n e e r i n gi n d e x ) 等学科门类齐全的外文数字资源库等等，这些软件资源为游戏化学 习的开展提供了丰富的数字化学习资源。 3 2 游戏类型确定及游戏化学习策略设计 游戏化学习策略设计是学习层的核心，关系到游戏的整个流程。游戏化学 习作为特殊的游戏方式，需要做到游戏过程