A Case for a Formal Design Paradigm for Serious Games

1、赋予学习无限可能性！A Case for a Formal Design Paradigm for Serious Games摘要 我们正经历这样一个时期：一时间大量的教育内容被编入游戏，我们希望游戏者能够积极主动地学习，只因为这些教学内容被披上了游戏的外衣。因为没有遵照一些教育名家（如Robert Gagne ，James Keller）的思想，把教育游戏建立在严谨的教育理论的基础之上，因此，它增加了教育游戏偏离设计初衷的风险，以至于只是照顾照顾到了玩家的娱乐需求，而他们却没有从中学到知识。设计出色的电子游戏必定能吸引玩家，但是许多以教育为目的的游戏却没有建立在扎实的教育原则及理论之上，因此

2、，很可能失去作为教育工具的力量。我们认为：如果要让玩家确实在教育游戏中学到知识，就必须设计一套新的设计模型。而且， 教育游戏在开始设计时就必须把教育效能作为目标考虑在内，所有的教育游戏都必须有可靠的教学实践。关键词教育游戏，教育游戏设计，游戏设计，教学策略，教学设计，设计形式，教育量规简介 教育游戏已经成为教育发展的趋势。我们赞同James Gee（2004）的看法：只要是游戏设计合理，就会有学习行为发生。因此，我们认为：如果要让玩家在玩教育游戏时产生学习行为，就必须建立一套新的设计模型。而且，在所有的教育游戏设计之初，就必须把教学效果作为教育目标考虑在内，而且必须有可靠的教育实践。本文的概念

3、都是结合认知领域，以后将会有其它两个领域的研究。我们正经历着这样一个时期：一时间大量的教育内容被编入游戏，我们希望游戏者能够积极主动地学习，只因为这些教学内容被披上了游戏的外衣。因为没有遵照一些教育名家（如Robert Gagne ，James Keller）的思想，把教育游戏建立在严谨的教育理论的基础之上，因此，它增加了教育游戏偏离设计初衷的风险，以至于只是照顾照顾到了玩家的娱乐需求，而他们却没有从中学到知识。设计出色的电子游戏必定能吸引玩家，但是许多以教育为目的的游戏却没有建立在扎实的教育原则及理论之上，因此，很可能失去作为教育工具的力量。必须设计一套结合了教育性和游戏性的教育游戏设计模型

4、。本文的设计意图是探索一套设计严谨的、符合科学的教育原则的教育游戏的设计体系，让开发内容、课程和最佳实践建立在一套基础的概念框架之上，并且有稳固的教育支撑。这样的模型应该能够让教学效果的设计和评估更加简单，为教育游戏的设计者和一线教师提供一个共同的平台，使游戏设计者能够能有效地将教学内容加入到游戏之中，反过来，让教师更加有效的将教育游戏应用与教学之中。应用哪些理论 应该基于什么样的教育及教学理论，这个问题十分复杂。教育理论似乎比学习者都要多。尽管当今的学生处于数字化时代，他们的某些学习方式可能发生了一些变化，但是学习的基本方法却没有变化，很多东西比如识字能力、元学习（基本的数学运算、科学、社会

5、交往、信息挖掘、信息交流等）。通过大量的文献调研，我们归纳出和受欢迎游戏的设计理念最相近的三个理论：Keller的ARCS 动机模型、Gagne的教学事件、Bloom的分类标准。在本文中，我们将先梳理这三个理论，然后结合当前的最佳游戏设计范例进行分析，将两者相互参照，得出一个针对教育游戏的设计量规。教学研究是合理的教学策略发展的基础。同样地，每一款新的教育游戏都应当建立在学习理论和教育研究的基础之上，这样才能提高教学效果。教学理论确实能够提高学习效果、增强动机、提高学生的学习成效。应用哪种理论取决于你要教什么、如何教、教给谁。最后一项因素非常重要，因为现在学生的学习方式及他们理想的学习途径都和

6、传统意识中的不同。现在的关键问题是我们如何从学习理论跨到教育游戏，来提高媒介的有效性，并且让具有不同的学习动机和学习方式的学生都能够提高。Robert Gagne，心理学家、教育家、教育理论家。他因在认知领域的贡献而闻名，许多人把他的理论归类为教学理论。教学理论研究的是在何种教学情境下会有学习行为发生。Gagne在教学系统、教学材料、训练方案的发展和设计领域很有影响力。Gagne的教学理论有三个主要的方面:第一，基于学习结果分类(Driscoll, 2005)。他认为学习者必须经历一个由简单到复杂的层级结构，提出了学习结果的5个分类，这是成功学习的关键。这五个类别分别是是认知策略、言语信息、智

7、慧技能、动作技能和态度；第二，内部条件和外部条件必须同时具备，才能取得期望中的学习成果。众所周知，有许许多多不同的学习方式。这些不同的学习方式需要不同的学习条件来适应不同的学习者，这样才能有效的促进学习成效的产生。也就是说，在游戏化的模式下，教学策略必须同教学条件适应。第三，他提出了九大教学事件，被视为开展和实施一个或几个单元教学的提纲。Gagne的九大教学事件在他的学习的条件一书中，Robert Gagne（1985）总结出学习的九种状态（教学事件）。Gagne试图理解个体在内化被传授的的知识时，哪些阶段是必不可少的。我们认为Gagne的技能建构分类与成功的教育游戏设计中层次越来越高的挑战模

8、式相吻合，而且，它们能够很容易的应用到通常练习中去。作为一名美国空军的教育心理学家，Gagne在训练空军飞行员的同时开始提出一些理解性学习理论的思想。他综合行为矫正的理论和实践的特点，应用到绩效教学中去。他继续研究，开发出用于教学培训的模型和教学系统及仿真设计。在这个研究过程中Gagne提出成功教学的三个原则：一、把一个大的任务分成若干个子目标，对这些子目标分别进行教学；二、确保每一个子目标都被掌握，然后；三、给这些子目标进行排序，确保总任务得到最佳效果(Shelly, Cashman, Gunter, & Gunter, 2006)例如，教师必须先教授字母的拼写识字的基础形式和字母表，然后再

9、让学生认字。只有当学生理解了字的意思或学会了认字，然后他们才能学习读一个句子，两个句子，然后再阅读一段话，等等。这个过程中反映出各个能力的不同的层次。必须经过全面的准备，以求达到最理想的学习状态，将教学内容分解到经过详细设计的教学过程中去。Gagne认为只有具备了一系列的内部和外部条件，学习行为才有可能发生，而且，学习的结果体现在可观察的行为之中。内部条件包括注意、动机和记忆。外部条件是学习者周围的因素，比如时间和地点。可观察的行为是内部学习过程的结果。Gagne认为，如果学习行为产生且有效，必须有九个教学事件的刺激。按照Gagne的理论，经过这样一系列的过程，就能保证学习者掌握预期的学习内容

10、，实现学习目标。虽然Gagne的框架被经过无数次的修改优化，但是在实现过程中确实无可争议的。在20世纪八十年代和九十年代多媒体创作软件（比如Linkway、HyperStudio和HyperCard）演进之时，Gagne的理论被很好的应用到了教育软件的开发之中。我们认为在教育游戏的开发和设计中，这个框架仍将十分适合。以下列出的是Gagne认为的、所有的教学策略和课堂都必须包括的九大教学事件： 九大教学事件1.引起注意6.引发行为表现2.告知目标7.提供反馈3.刺激回忆先前学习技能8.评价作业4.呈现刺激材料9.促进记忆与迁移5.提供学习指导在此研究之后，另一位教育心理学家Bloom对学生学习进

11、行了研究。Bloom和其他心理学家试图对学习行为进行分类，来更好地理解知识习得过程。Bloom将学习划分为三个领域：认知、情感、心因动作。Bloom将认知领域定义为学生的智力水平也就是说学生知道什么以及他们如何组织想法、观点和思想。Bloom将情感领域定义为学生的情绪、兴趣。态度、注意力和意识。最后，他将心因动作领域定义为运动技能及身体运动能力。所有这些领域在学习活动中可以同时发生，融入学习经历之中。Bloom决心开发一套用来对课程目标和学习目标进行分类的切实可行的方法。许多教育者依据这三个领域来制定课程目标、学习目标和具体的学习活动。教师应该根据学生已经习得的知识（抛锚式教学）和应该学习的知

12、识（最近发展区？）来计划学习活动。教师依据教学大纲、学习目标和学习理论来制定教学方法。教师经常将他们想让学生习得的技能按照搭脚手架的方式，从易到难组织起来。在认知领域，Bloom归纳出学习某一主题的六个层次。这些层次从易到难，反映出学习者的理解程度。这一标准被称为Bloom目标分类：技能定义 识记 对具体事实的记忆 理解 学习者能够解释和预测 应用 学习者能够应用信息解决 问题。 分析 学习者能理解概念、模型和组织框架 综合 学习者能够将各部分综合起来，形成一个新的方法或结构。 评价学习者能够比较和判断观点或材料的价值许多教师或许没有意识到他们所设计的课程知识锻炼里了学生前两个层次的技能。举个

13、例子，如果让正在学习计算机知识的学生说出各个部分的名称、描述用途，这个活动就只是停留在识记和理解的层次之上。如果学生被要求说出计算机如何改变了他们的生活，那么，这项任务就提高到了分析的层面之上。这个分类标准提供了一个学习分类和制定学习的策略的实用框架，教育者能够针对具体层次提出问题完成教学。如果能够用专业术语对内容、问题及探究层次进行界定，设计者就能够制定合理的策略，游戏设计者及教育者在开发游戏时就能够根据教学理论创造出新的范式。Keller的ARCS模型许多教学理论的缺点是它们都事先假定学习者一般都已经为学习做好了准备或者具有了学习具体知识的动机。动机是学习者学到知识的必要不充分条件。如果学

14、生没有学习动机，即使最精细的教学项目都会失败。如果没有学习的欲望，且不论其它层次的学习，单是记住，都很难做到。教学设计者必须激励学生，这样他们才能学到新的知识，并把它们迁移到新知识的学习中去。（这是Gagne九大教学事件中的促进记忆与迁移）和Robert Gagne同时代的另一位教育心理学家，佛罗里达州立大学的James Keller在综合了现有的心理学动机研究(Keller, 1983; 1998; Keller & Kopp, 1987)的基础之上，设计了动机模型。他的ARCS模型包括四个构成要素，被应用到教学活动的设计中。ARCS是Attention, Relevance, Confid

15、ence/Challenge, and Satisfaction/Success这四个类别的首字母缩写。注意 第一个方面与引起和保持学习者的动机有关。策略包括用一些感官激开始教学活动，通过问题唤醒（一系列吸引人的问题），或者是差异性（如变换不同的媒体或通过探究式活动）。20世纪关于动机和注意的争议围绕在唤醒的概念以及它和有限容量及认知负荷二者的关系上(Gunter & Kenny, 2005, Kenny & Gunter, 2005; Yerkes & Dodson, 1908; Kenny, 2002)。 关联 简言之，就是学习者需要知道学习活动对他们的现状及自身的影响。这是大多数基于学习

16、者特征分析的教学活动设计的第一步。信心/挑战 这从根本上为学生下决心全身心投入到学习活动中去铺平了道路。这要从两个方面来说。学习内容既不能太难也不能太易。如果学习者认为他们没有能力实现目标或者是他们不愿在这项学习活动中花费太多的时间，或者相反，任务不具有挑战性，他们的动机就会降低。 满意/成功 学习者必须从学习过程中获得某种形式的满足或奖励。归因理论（Weiner, 1974; 1980; 1986）主张学习者必须能够把成功完成学习任务归因于自身的努力。诚然地，归因是一项主观评估。这很简单，比如说事玩的开心或者是欣赏某一项成果。归因还有另一个解释，Bandura (1971; 1986)把成为

17、自我效能感，也就是人们对于自己能够达到预期效果的能力的信念。对一个人能力的信心和学习者是否能够将成功归因于自身的努力和将新习得的知识应用到其它领域的能力有着直接的关系。形如及格、高分和其他人或其它形式的外部奖励都能够提升学习者的满意度。Keller从没有想让自己的模型孤立起来，而是要让它和其它教学模型及以前的诸如Gagne的九大教学事件(Gagne, 1985; 1987; 1992)的研究结合起来，进行教学设计。因此，在设计任务时应和Gagne的理论相互参照。Keller的理论试图填补其它理论成效不足的空白。也就是说，即使当学习者具有动机学习，他也未必会按照特定教学活动所设计的那样去学习。进

18、一步说，设计者不能事先假设他们了解学习者的动机。对需求进行分析，设计者应该能够知道如何激励学习者在价值、兴趣、动机和内容方面得到相同的结论，这些都应体现在具体课程的学习目标之中。多年来，设计者紧接着设计了许多策略，把Keller的模型应用于实践。Dempsey和Johnson（2004）在应用ARCS模型来作为量规来挑选和分析他们开发的游戏时提出了一个量表，他们的量表将实际应用加入了Keller提出的理论基础之中：主要分类子类指导问题注意知觉唤醒激发求知欲可变性1.如何才能激发他们的兴趣？2.怎样激发他们的求知欲3.怎样保持他们的注意？关联目标定向动机匹配熟悉程度1.如何最大程度地满足学习者的

19、需要（我了解他们的需求么？）2.如何、何时给学习者呈现选项、任务和影响？3.如何根据学习者的经验提供指导？自信/挑战学习要求成就机会个人控制1.如何帮助学习者树立积极的成功预期？2.学习经历在学习能力方面是怎样支持和提高学习者的信心的？3.如何让学习者体会到他们的成功是基于他们的努力和能力？满意/成功固有影响积极影响公平1.如何为学习者提供有意义的机会来让他们应用刚习得的知识/技能？ 2.什么会强化学习者的成功体验？3.如何帮助学生对他们的成果获得积极的体验？ Karoulis和Dmetriadis（2004）对ARCS模型进行了研究讨论，提出了所有的教学活动都必须包含的几个方面。这些方面中的

20、大部分与教育游戏设计有着直接的联系，并且还能够作为教育游戏设计者用来设计、开发教育游戏的可测量的、客观的分类条目。这些条目在学术上被称作表现形式，将Keller的理论框架应用到实际的应用和实践之中(Ainsworth & VanLabeke, 2004; Cordova & Lepper, 1996; Malone, 1980; Van der Meij & de Jong, 2004)。它们是：引起学生的好奇心和兴趣意识到个人努力对成功的重要性对学习活动有高的期望值期待最终的成功能够调整预期目标内容/概念易于理解自己完成任务的机会分层的/有指导的挑战创造新奇的事物来激发他们的想象力（外部的和

21、内部的）及时准确的反馈（形成性的和总结性的）自我实现的感知能力模式识别（认知模型）思维不受拘束建立奖励系统让学习活动和学生真实的生活环境相关联，并能够应用到生活中去正确合理地应用上述因素将能够提高学习者在学习活动中的动机。Harlow（2004）提出了关于动机的两个大的分类，这个分类已经被应用到教学活动和教育游戏的设计之中：过程和奖励环节。过程环节包括任何活动的亲自参与，如感受和媒体的界面交互和互动、感受到自己能力的提高、沉浸、不再怀疑、和教学内容相互交互以及参与者在其它交互过程中所获得的成功和满足体验。奖励可以使内在的或外部的。奖励环节可以在参与完成之时使用，为继续学习做好准备。保持：一个教

22、育游戏的设计模式 游戏设计可以定义为用来作为电子游戏内容和特点的规范和计划的形式化方法。这些方法的目标是保持开发阶段对基本原理的实施，以求设计出沉浸性、娱乐性都比较强的游戏(为具体实现指明方向)。很多人作出这样的假定：将教学内容融入到游戏中去，自然会取得成功，既用来作为一款好玩的游戏，又实现了教育目标。更有甚者，很多教育者确信游戏必然能够提供学习动机，原因仅仅是它是一款电子游戏这么简单。这是和Keller着力改正的错误相同的一个实例。关于电子游戏，需要强调的是，学习者或许有动机来玩电子游戏，但并不能保证他们有学习游戏试图教给他们的知识的动机。更进一步来说，假定电子游戏是能激励人的、是充满趣味的

23、，这本身就是一个错误。在游戏行业，依据保守估计，许多游戏设计获得开发和发行的许可的可能性是1%。这就意味着其它99%的游戏都缺少成功游戏该有的属性。在游戏行业，游戏成功的指标是销售额，这一指标也是游戏对玩家吸引力的反映。也就是说，只有1%的游戏设计能够激发玩家的兴趣，而且在这些游戏之中，还有很多半途而废。因此，游戏由于具有它的内在属性，必然能够成功，这一假设是荒谬的。同样地，很多游戏设计者和教师以相同的方式假设在成功的游戏中学习必然会发生。这在空谈的理论层面上或许是正确的，但是，人们也许会问：了解半兽人比精灵多37点的生命值，这和学习有什么关系呢？学会了如何在关头击败大BOSs，这又和学习有什

24、么关系呢？更多的是，有的人可能会问：如果不干扰游戏的娱乐内容， 如何将相关的、有目的的学习设计到电子游戏中呢？James Gee（1999）提出，所有的游戏（教育或其它）都有三十六条元学习法则。Kiefaber认为游戏具有内在的社会属性，和他相似，Gee认为玩游戏和构建人际关系及社会阶层紧密相关。游戏在大的范围上来说确实是社会属性，它经常成为第二社会体验。若是被问及，很多玩家会告诉你，他们在游戏中获得的最大乐趣是能够沉浸在一个他们自己创造、自我控制和自我决定的世界中。和媒体交互是一项内在社会行为，这并不是一个新的观点。在20世纪90年代中期，Reeves和Nast（1996）提出了一系列的、基

25、于研究的、支持与新媒体交互具有社会属性的命题。如果同电脑与其它媒体交互和与人交往具有可比性的话，那么，为游戏开发一套基于教学设计的设计依据也就可以类比为给学习者设计教学活动。问题集中在依据哪一学习原理，因为我们周围的原理实在是多的数不清。教育游戏设计是一套形式化方法，它用来为教育游戏制定规则和规划。教育游戏因为具有教育性和娱乐性的目标，所以它必须具有教育和游戏的内容和特点。教育游戏设计的目的和娱乐游戏的目的差不多，但更加复杂。在教育游戏中，设计者必须考虑添加让游戏变得好玩、吸引人的设计元素，还应将如何将教育元素加入其中，使游戏吸引人、好玩、具有教育性。当然，教学策略和学习理论必须包含在这些模式

26、之中。Rouse认为，有多少游戏设计者，就有多少设计教育游戏的方案。然而，这些方案都源于在游戏普遍存在的基本原则：幻觉状态、戏剧张力的增加、符号学、系统论、软件工程、交互、沉浸和抉择。这些策略也包括了支撑教育游戏的基本原则，然而基于这些理论的方案还需要扩展。为了设计一款好的游戏，设计者在设计之初就必须确定游戏的定位，也就是游戏的本质。对教育游戏来说，这项要求仍不可缺少。这项定位确定了游戏的符号系统，提供了设计情景。对教育游戏来说，设计者必须要考虑到这点，但是他们考虑的还不充分。教育游戏的设计者除了考虑到一般游戏设计者所考虑的游戏定位之外，还应该考虑到它的教育性。也就是说，设计者既要考虑到游戏所

27、应该提供的符号和情境，又要考虑到游戏所应提供的教育符号和情境。Salen和Zimmerman（2004）认为游戏就是在一些列的选择中进行，每一次决定都会产生一个可辨别的动作。因此，游戏设计归结起来就是创造一系列的关键性选择点，来强化游戏的主题，告知游戏者如何完成游戏。形象化是交互设计的基础。多元交互模型创建了和游戏相关的四个模型。它们是认知交互（玩家的心理、情绪和智力参与）、功能性交互（和系统各组成部分的结构性交互）、显式交互（有计划选择的参与度）和对象外交互（在直接的游戏体验之外对游戏中的文化的参与度）。在教学设计中，Gagne、Keller和Bloom所提出的教学策略都支持认知交互。因此，

28、在教学游戏的设计过程中，运用他们中任何一人的教学策略都能够实现认知交互。教育游戏设计中使用的RETAIN模型很好的运用了Gagne的教学事件理论、Keller的ARCS模型理论和Bloom的脚手架理论。如果假定Gagne的九大教学事件是将仿真学习作为学习工具的一个结果的话，那么这些教学事件自然会再电子游戏里得到应用。Keller的ARCS模型可以很简单地应用到游戏事件或关卡的设计中。Bloom的脚手架理论可以促进在游戏情境中的保持和迁移。九大教学事件理论中的一部分已经被应用到了游戏设计之中。基于娱乐目的的游戏都不包含Gagne成果中的第三教学事件（刺激回忆）和第九教学事件（保持和迁移）。其它的

29、七大教学事件都在游戏元素中得到了普遍体现，如表4。对上面所说的游戏设计的基本原则来说，除了教育模型和游戏元素两者之间的相似点之外，对于通常的游戏应该具有的元素和教育游戏设计之外应该扩充的焦点问题，三种策略在教育游戏的适用性上存在很大的分歧。Gagne的九大教学事件Keller的ARCS模型一般的游戏元素引起注意注意剧本展示告知学习者目标问题设定 刺激回忆先决技能关联没有游戏模型 呈现刺激/课程 提供挑战/选择提供学习指导信心/挑战 提供指导引发行为 引发行为/决定提供反馈满意/成功可见的结果评估行为胜利/失败界面促进保持和迁移没有游戏模型 Keller的ARCS模型的实施方案比它本身要复杂的多

30、，但是如果要应用Keller的模型作为动机模型，还要加入一些现有的扩展要素。在以娱乐为目的的游戏中，可以通过传统的游戏元素（如剧情点、张力、过程动画和音乐等）。在教育游戏中也是如此，剧情说明和难关设定必须将课程所应用的教学方法包含在内。在借用Keller的模型的时候，对于教学活动必须和学习者以及先前的教学事件有关这一分类上，往往会产生差异。Gagne的九大教学事件理论一般应用在个别化教学之中，但是这些事件也能够指导整个课程的教学。当它被用来指导某一门课程的教学时，这些教学事件能够分解成许多节，而每一节也都用九大教学事件模型来进行指导。这样说来，Gagne的九大教学事件既能够用来指导开发一款成功的游戏，也能够指导个体进行游戏（游戏作为一个整体或者是组成游戏的关卡）。这样，一套成熟的教育游戏设计框架就逐渐形成了：1.游戏焦点/吸引对游戏的实质进行描述，提供游戏切入点。2.教学焦点明确游戏过程中所要教授的主题内容，提供教学的切入点。3.在对游戏的指导之外提供关于游戏开发所采用的教学方法的说明。4