科普類教育游戲設(shè)計策略研究及開發(fā)實踐

吳小金　王巨文　韓靜華

摘要：為解決當(dāng)前科普教育類游戲普遍存在的教育性與游戲性不平衡問題。在文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，剖析國內(nèi)教育游戲的不足之處，基于情境認(rèn)知理論構(gòu)建教育性與游戲性融合策略。并依據(jù)此設(shè)計策略開發(fā)一款科普類教育游戲。設(shè)計策略包含三個維度：融合性設(shè)計、游戲性設(shè)計和教育性設(shè)計。游戲開發(fā)過程順利，教育性與游戲性的融合得到較為有效的保證。

該設(shè)計策略為科普類教育游戲設(shè)計者和開發(fā)者提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：教育游戲 情境認(rèn)知理論 科普 教育性 游戲性

中圖分類號：J045 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2020）10-0129-03

引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和教育理念的轉(zhuǎn)變，電子游戲逐漸擺脫“電子鴉片”之名，甚至在游戲和教育領(lǐng)域都不乏學(xué)者開始關(guān)注如何借鑒電子游戲特性，來提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和學(xué)習(xí)興趣，教育與電子游戲的結(jié)合促進了教育游戲的誕生與發(fā)展。2004年上海市教委牽頭舉辦了"健康游戲"招標(biāo)會，為上海市近200萬中小學(xué)的孩子們公開招標(biāo)電腦網(wǎng)絡(luò)游戲，教育游戲正式在國內(nèi)走入大眾視野”，此后教育游戲在國內(nèi)進入了快速發(fā)展期。但需要正視的是，雖然教育游戲經(jīng)過了多年的發(fā)展，但國內(nèi)的教育游戲理論與實踐均與國際存在一定差距。國內(nèi)市場中的教育游戲質(zhì)量良莠不齊，一些缺乏趣味性對玩家的吸引力有限，一些過于娛樂化致使教育效果得不到保證?；谏鲜龇治?，本研究以7～12歲少兒為游戲化學(xué)習(xí)的主體，針對科普類教育游戲的教育性與游戲性融合問題提出設(shè)計策略，并依據(jù)此設(shè)計策略進行科普類教育游戲的設(shè)計與開發(fā)實踐。

一、問題提出

2014年，新媒體聯(lián)盟和美國高校教育信息化協(xié)會聯(lián)合發(fā)布《新媒體聯(lián)盟地平線報告（2014高等教育版）》，提出“游戲和游戲化”在未來幾年將成為教育技術(shù)研究的熱點。但迄今為止在國內(nèi)能夠被大眾認(rèn)可的教育游戲仍舊稀有，造成這種局面的原因有很多，其中學(xué)校與社會認(rèn)可度不高，應(yīng)用覆蓋范圍不廣和教育性與游戲性融合困難等都是限制教育游戲深入發(fā)展的主要問題3。但聚焦教育游戲本體，其根本原因是設(shè)計理論的匱乏使得游戲開發(fā)者在游戲設(shè)計中難以平衡教育與娛樂的關(guān)系。將當(dāng)前國內(nèi)教育游戲在教育性與游戲性方面普遍存在的不足之處歸納如下。

（一）教育性與游戲性在游戲核心機制上缺乏融合性：大部分教育游戲?qū)鞑ソ逃齼?nèi)容作為首要任務(wù)，但往往只通過簡單的文字介紹、動畫演示或答題形式生硬地嵌入教育知識。這樣的形式不僅不能達(dá)到寓教于樂的目的，反而會使玩家感到教育的刻意性與說教性，并對此類游戲產(chǎn)生抗拒心理。究其原因，是因為游戲核心機制即玩家核心操作與教育內(nèi)容缺乏關(guān)聯(lián)性，使得教育是教育，游戲是游戲，兩者并未真正相融，從而影響了玩家的游戲體驗。

以教育游戲《佳期：團圓》為例，其游戲核心機制是玩家在特定步數(shù)內(nèi)到達(dá)目的地，而教育內(nèi)容的載體是過關(guān)后的卡片道具，玩家通過閱讀上面的文字來學(xué)習(xí)了解中國傳統(tǒng)節(jié)日的相關(guān)知識。其問題在于，玩家在進行主要游戲操作時并未與教育內(nèi)容產(chǎn)生任何關(guān)聯(lián)，這使得該游戲的游戲性與教育性是割裂的，大大降低了教育內(nèi)容傳達(dá)效果和游戲體驗效果。

（二）娛樂性不足：國內(nèi)相當(dāng)多的教育游戲普遍存在的問題是缺乏娛樂性，游戲開發(fā)者往往過多的關(guān)注教育內(nèi)容從而忽視了游戲的娛樂屬性。教育游戲本質(zhì)上是外在的游戲形式和內(nèi)在的教育內(nèi)容的結(jié)合4，因此一款教育游戲應(yīng)當(dāng)在給予玩家娛樂體驗的同時來達(dá)到預(yù)期的教育效果，如果形式上不能提高玩家的體驗興趣，教育效果自然也會大大折扣。

以《折扇》為例，該游戲主要向玩家介紹與中國古代折扇相關(guān)的知識內(nèi)容和制作工藝。游戲大部分為展示型文字和圖片內(nèi)容，玩家參與度不高。在可操作部分，玩家只能按照游戲提示進行簡單的點擊與拖拽操作，且該游戲玩家任務(wù)設(shè)置過于簡單，缺乏挑戰(zhàn)性。因而該游戲整體體驗較為沉悶，帶給玩家的娛樂體驗不足。

（三）教育內(nèi)容缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性：在有些教育游戲中，游戲開發(fā)者也會矯枉過正，過多的關(guān)注游戲的娛樂性從而忽視了教育內(nèi)容的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性。教育游戲的最終目的仍舊是傳播教育內(nèi)容，不能因為游戲這種特殊的教育形式而使教育內(nèi)容發(fā)生偏差或變形。如在受眾是低齡兒童的教育游戲中通常會采用卡通化、夸張化的手法設(shè)計游戲元素，雖然能夠提升游戲?qū)和奈Γ惨欢ǔ潭葥p害了教育內(nèi)容的客觀性。甚至有些教育游戲在文字介紹內(nèi)容上都有錯漏，這是教育游戲不能容忍的。

教育性與游戲性如何達(dá)到完美平衡一直是教育游戲研究者們思考和試圖解決的問題。Fabricatore（2000）發(fā)現(xiàn)很多教育游戲設(shè)計者通常會讓游戲性屈從于教育性，導(dǎo)致游戲和認(rèn)知任務(wù)間缺乏聯(lián)接。他提倡采用一種新的設(shè)計策略既將教育內(nèi)容以游戲化的形式自然嵌入到相關(guān)情境中，教育內(nèi)容對游戲而言必須是情境性的。Amory和Seagram（2003）提出了游戲?qū)ο竽Ｐ停℅OM），也嘗試創(chuàng)建一種結(jié)合教學(xué)方法和游戲原理的辦法。Prensky（2005）等根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動以及游戲類型三者之間的對應(yīng)關(guān)系，分析得出如何根據(jù)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容，設(shè)計相應(yīng)的學(xué)習(xí)活動與游戲類型的方法。近年來關(guān)于針對教育游戲的教育性與游戲性融合研究在總量上不多，且大多數(shù)研究仍停留在較為零散的理論上，可操作性不強，具有具體指導(dǎo)意義的切實可行的設(shè)計策略極為缺乏，因此有必要對此進行深入研究。本研究針對國內(nèi)教育游戲在教育性與游戲性兼容方面存在的不足為科普類教育游戲提出一種設(shè)計策略。

二、情境認(rèn)知理論概述

20世紀(jì)90年代，情境認(rèn)知學(xué)習(xí)理論在西方教育界興起。該理論是繼行為主義學(xué)習(xí)理論與信息加工學(xué)習(xí)理論后，出現(xiàn)的又一個新的學(xué)習(xí)理論研究方向，它試圖糾正刺激反應(yīng)和符號學(xué)說的失誤。其目標(biāo)在于促進學(xué)習(xí)的有效遷移，解決傳統(tǒng)教育中的惰性知識問題。情境理論認(rèn)為傳統(tǒng)的講授式教學(xué)模式中學(xué)習(xí)者被動地接受抽象概念，缺少在真實復(fù)雜的情境中使用知識的機會，從而造成了學(xué)習(xí)與真實問題解決的相互孤立，形成了惰性知識。情境認(rèn)知理論強調(diào)在教學(xué)活動中要以學(xué)習(xí)者為主體，強調(diào)教育活動內(nèi)容要與具體的人類社會實踐相關(guān)聯(lián)。在真情實景中教學(xué)，將知識內(nèi)容學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)者個體發(fā)展相結(jié)合是更好的教育方式。情境認(rèn)知理論影響著學(xué)習(xí)環(huán)境開發(fā)與教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計等多方面的教學(xué)理念，為新的教育技術(shù)研究領(lǐng)域提供了理論依據(jù)。

在電子游戲領(lǐng)域中情境也是影響游戲體驗的重要元素，在游戲中很少提及情境一詞，因為游戲中的情境概念通常被分解為更為具體的游戲元素，場景和任務(wù)就是游戲情境的典型代表。玩家在場景中完成游戲任務(wù)這一過程就是游戲情境的產(chǎn)生。良好游戲情境往往能使玩家產(chǎn)生流體驗，產(chǎn)生更強的代入感和沉浸感。教育最重要的是培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，以及在具體環(huán)境中思考、解決問題的能力以。電子游戲在創(chuàng)設(shè)情境方面得天獨厚的優(yōu)勢使其具備了成為一種特殊教育技術(shù)的潛能?！扒榫场痹诮逃碗娮佑螒蝾I(lǐng)域均發(fā)揮著重要作用，因此可以將其作為科普類教育游戲在教育性與游戲性之間融合溝通的橋梁，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建設(shè)計策略。

三、科普類教育游戲

（一）電子游戲的細(xì)分關(guān)系：在針對科普類教育游戲構(gòu)建設(shè)計策略之前，有必要厘清不同類型電子游戲之間的關(guān)系。目前電子游戲分類方法多樣，按照游戲目的分類，可以分為娛樂游戲和功能游戲兩大類。功能游戲又稱嚴(yán)肅游戲，是將不同行業(yè)的知識、信息、技能融入游戲中，使參與者在休閑娛樂的同時能夠獲取知識、掌握技能，提升能力的一種電子游戲。而教育游戲是功能游戲的主要組成部分，通常以成熟的教育理論作為游戲設(shè)計的理論支撐，來達(dá)到寓教于樂的目的，科普類教育游戲則被視為教育游戲的一個新分支”，以下簡稱科普游戲。它們之間的層級遞進關(guān)系如圖1所示。

（二）科普類教育游戲特性：學(xué)者王小明等將科普游戲定義為“利用游戲的方式來設(shè)置或強化學(xué)習(xí)的過程，讓玩家在知識的獲得、技能的獲取中，既有激勵的梯度感，又有內(nèi)在動因帶來的成就感，是一種特定類型的教育游戲。科普游戲從屬于教育游戲，是教育游戲的一個分支，區(qū)別于其他教育游戲的是其本身的科普屬性。科普傳播不要求學(xué)習(xí)者系統(tǒng)學(xué)習(xí)某領(lǐng)域的知識，而是將傳播科學(xué)知識作為一種手段來提高學(xué)習(xí)者的科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)精神和科學(xué)思想。因此科普游戲相對于其他教育游戲更加關(guān)注科學(xué)與文化的傳播，更加關(guān)注科學(xué)精神與科學(xué)思想的表達(dá)。這就要求科普游戲以寓教于樂的形式傳播科普知識的同時能夠達(dá)到提升玩家對此科普領(lǐng)域的探知興趣或深入學(xué)習(xí)的意愿?？破沼螒蛑休^為成功的典型代表有《電是怎么形成的》、《宇宙沙盤》等。

四、設(shè)計策略

（一）設(shè)計策略概述：本研究基于情境認(rèn)知理論提出一種科普教育游戲設(shè)計策略來解決科普游戲中游戲性與教育性的平衡問題。該策略主要包含三個維度：融合性設(shè)計，與游戲核心機制既玩家主要操作相關(guān)，決定教育性與游戲性的融合效果;游戲性設(shè)計，與游戲趣味性相關(guān)，決定玩家的娛樂體驗;教育性設(shè)計，與游戲中傳播的教育內(nèi)容和科學(xué)思想相關(guān)，涉及科普游戲的嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性。設(shè)計策略如圖2所示。

（二）融合性設(shè)計：游戲核心機制是一款游戲的內(nèi)核，其他規(guī)則圍繞這一核心層層相裹，它也是游戲過程中使用最頻繁的游戲規(guī)則。因此作為電子游戲中重要的核心部分，游戲核心機制理應(yīng)被精心設(shè)計來適應(yīng)科普游戲特點。本研究從游戲核心機制入手嘗試將科普內(nèi)容與核心機制緊密相連從而達(dá)到兩者相融的效果。具體方法是在該科普領(lǐng)域的真實情境中尋找適合游戲化且能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的具體操作實踐。將此操作抽象化、簡潔化，使其成為電子游戲中的一種交互操作形式，最后將這種交互形式固定為能夠被玩家重復(fù)操作并直接改變游戲進程的游戲核心機制。被這樣設(shè)計出來的游戲核心機制在滿足娛樂體驗的同時又與科普內(nèi)容緊密相連，從而使教育性與游戲性得到更好的相融。以科普游戲《植物》為例，其游戲核心機制是在場景中添加風(fēng)、雨、雷、電來影響場景中植物的狀態(tài)，如降雨能促進種子萌發(fā)，刮風(fēng)能讓植物隨風(fēng)起舞。此游戲核心機制無疑源自真實情境，在能夠很好地傳播科普內(nèi)容的同時也能讓玩家體驗到游戲的樂趣。

（三）游戲性設(shè)計：游戲性作為一款游戲的根本，是激發(fā)游戲樂趣與體驗的必要元素的集合，是用來衡量、評判玩家在某一特定游戲中體驗的指標(biāo)！14。游戲性是娛樂體驗的關(guān)鍵，但科普游戲最普遍的不足之處就是教育有余而娛樂不足，因此開發(fā)者在設(shè)計游戲時應(yīng)當(dāng)有意識提升科普游戲的游戲性。游戲性在科普游戲中較難把控，本研究通過借鑒娛樂游戲常用的方式來提升科普游戲的游戲性。

1.獎勵機制：娛樂游戲中的獎勵形式多種多樣，分類也各不相同，如Hallford等依據(jù)獎勵的性質(zhì)，將獎勵形式分為訪問獎勵（關(guān)卡解鎖、地圖解鎖等）、裝備獎勵（獲得道具或道具升級等）、生存獎勵（生命值、血條等）和榮譽獎勵（勛章、獎杯等）?？破沼螒蚩梢赃m當(dāng)借鑒娛樂游戲的一些獎勵形式來提高自身的游戲性。但在借鑒過程中要采用合適的獎勵形式和獎勵頻率來避免出現(xiàn)過度獎勵現(xiàn)象。過度獎勵概念源自德西效應(yīng)，該理論認(rèn)為適度的獎勵有利于鞏固個體的內(nèi)在動機，但過多的獎勵卻有可能降低個體對事情本身的興趣.降低其內(nèi)在動機。因此在科普游戲設(shè)計中建議盡量采用解鎖關(guān)卡、獲得勛章、提升經(jīng)驗值等獎勵形式，而盡量避免采用金幣、寶石等具有類物質(zhì)屬性的獎勵形式。并且在盡量控制獎勵頻率的同時逐漸加大獲得獎勵的難度。

2.挑戰(zhàn)性：電子游戲最能夠吸引學(xué)生的要素在于挑戰(zhàn)性，沒有挑戰(zhàn)性的游戲?qū)τ谕婕襾碇v是缺乏趣味性的。因此科普游戲中任務(wù)設(shè)置不能過于簡單，當(dāng)然也不能過于復(fù)雜致使玩家喪失耐心。理想的狀態(tài)是在符合“最近發(fā)展區(qū)”的前提下，設(shè)計對玩家有點難度的任務(wù)，且隨著游戲的深入，任務(wù)難度逐漸加大，以此來保持游戲?qū)ν婕页掷m(xù)的挑戰(zhàn)性。

3.趣味細(xì)節(jié)：電子游戲中除游戲核心機制外還有一些交互操作能夠幫助提高游戲的趣味性，這些交互操作可能對游戲進程影響不大，但能使游戲更加生動、有趣。比如《植物》游戲中加入了蜜蜂采集花粉和風(fēng)吹落花粉的互動細(xì)節(jié)，為游戲增添了無限趣味。在設(shè)計游戲時，可以通過提取該科普領(lǐng)域真實情境中有趣的細(xì)節(jié)或現(xiàn)象加以改造運用到科普游戲中。

四）教育性設(shè)計：科普游戲的功能之一就是向玩家傳播科普信息，其形式多見于文字介紹、圖片展示、動畫演示等。傳播形式雖然多樣，但萬變不離其宗，最終目的都將科學(xué)性的信息準(zhǔn)確地傳遞給玩家。科學(xué)性是科普作品的內(nèi)涵，是科普的靈魂。如果科學(xué)性出了問題，即使表現(xiàn)手法再好、藝術(shù)性再高、趣味性再強，這樣的作品也是不合格的，甚至具有欺騙性叨。內(nèi)容的科學(xué)性是科普游戲的基礎(chǔ)，因此這就要求其傳遞信息的形式無論是文字、圖片、動畫，都應(yīng)以科學(xué)性作為首要前提。在文字內(nèi)容上，介紹性文字要盡量精煉準(zhǔn)確，切忌長篇贅述和存在錯漏。在圖片或動畫形式上，可以利用卡通化、夸張化的造型方式來表現(xiàn)科普對象，但在設(shè)計中需把握好夸張程度，應(yīng)在保留對象本質(zhì)特征的前提下進行適度的夸張和演繹。

五、游戲設(shè)計開發(fā)實踐

（一）《青銅時代》游戲簡介：本研究基于此設(shè)計策略，設(shè)計開發(fā)了一款文物科普游戲《青銅時代》，如圖3所示。該游戲創(chuàng)作目的是介紹中國古代著名青銅器文物及上面篆刻的銘文來弘揚中國傳統(tǒng)文化。漢字是中華文明源遠(yuǎn)流長的鮮明代表，該游戲讓玩家在操作游戲的過程中切實感受到現(xiàn)代漢字與古代文字之間的聯(lián)系。《青銅時代》游戲共有十個關(guān)卡，每關(guān)主要介紹一款青銅器文物，且關(guān)卡按照文物年代順序由近至遠(yuǎn)設(shè)置，包括杜虎符、秦公鐘、毛公鼎、衛(wèi)盂、史墻盤、折觥、蠡駒尊、大盂鼎、何尊、利簋十個關(guān)卡。每個關(guān)卡內(nèi)設(shè)有三個游戲環(huán)節(jié)，包括“挖掘文物”、“拼接文物”、“翻譯銘文”。

游戲具體操作流程：玩家在游戲主界面選擇已經(jīng)解鎖的關(guān)卡，首先進入“挖掘文物”游戲環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)玩家需擊碎土壤獲取文物碎片。文物碎片集齊后進入“拼接文物”游戲環(huán)節(jié)，玩家需將文物碎片以拼圖方式拼完整。然后玩家進入“翻譯銘文”游戲環(huán)節(jié)，全部完成三個環(huán)節(jié)后，玩家能夠解鎖下一個關(guān)卡并獲得獎勵勛章。

（二）《青銅時代》游戲設(shè)計思路：《青銅時代》游戲運用了本研究提出的設(shè)計策略來平衡其教育性與游戲性，具體設(shè)計思路如下。

1.《青銅時代》的融合性設(shè)計：此游戲每一關(guān)卡共有三個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)一種游戲機制，“挖掘文物”和“拼接文物”環(huán)節(jié)主要以提升玩家游戲體驗興趣為主，其游戲核心機制抽象自文物考古時的考古挖掘和文物修復(fù)具體情境。“翻譯銘文”環(huán)節(jié)，游戲核心機制是選擇相應(yīng)的漢字拖動到對應(yīng)的古代銘文旁，完成翻譯任務(wù)，此環(huán)節(jié)將游戲性與教育性相結(jié)合，讓玩家在進行游戲操作的過程中學(xué)習(xí)了解到現(xiàn)代漢字與古代銘文之間的聯(lián)系。

2.《青銅時代》的游戲性設(shè)計：在此游戲中主要通過設(shè)計恰當(dāng)?shù)莫剟顧C制、趣味細(xì)節(jié)和逐漸加大的任務(wù)難度來達(dá)到提升游戲性的目的。獎勵機制方面，解鎖關(guān)卡、獎勵勛章、歡快的音效和飛入的鮮花等都作為玩家完成任務(wù)后的獎勵形式來提高游戲的娛樂性?！肚嚆~時代》游戲在獎勵機制設(shè)計上傾向?qū)⒊Ｒ?guī)教育中的獎勵形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛螒蛑械碾娮营剟钚问?，盡量避免使用金幣，寶石等具有類物質(zhì)屬性的獎勵形式。挑戰(zhàn)性方面，此游戲“翻譯銘文”環(huán)節(jié)依據(jù)古今漢字相似程度和文字翻譯個數(shù)來逐漸增大翻譯任務(wù)難度，使玩家體驗此游戲環(huán)節(jié)時始終面臨一定的壓力和挑戰(zhàn)。趣味細(xì)節(jié)方面，在“挖掘文物”游戲環(huán)節(jié)，隨機出現(xiàn)的小蜘蛛會干擾玩家操作，玩家通過點擊蜘蛛的操作來驅(qū)逐它，被擊打的蜘蛛會加快速度跑出游戲界面。此細(xì)節(jié)設(shè)計同樣源自考古工作者在考古挖掘過程中可能遇到的危險和困難，將其加以提煉和改造使其符合少兒的認(rèn)知特點，同時也更加適合游戲化表現(xiàn)。此趣味細(xì)節(jié)的設(shè)計在提升娛樂性方面達(dá)到了很好的效果。

3.《青銅時代》的教育性設(shè)計：該游戲承載的科普內(nèi)容參考了《陜西古代青銅器》《中國古代青銅器整理與研究》等多本經(jīng)典書籍，在多方面考證下確?？破諆?nèi)容的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性。在文字表達(dá)上力求內(nèi)容言簡意賅、通俗易懂。游戲中文物形象表達(dá)主要采用線條勾勒文物主要特征，在花紋和色彩上盡量貼近文物原貌，運用薄涂法使文物形象具備卡通化特點。在保留科普內(nèi)容的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性的同時也提升了其趣味性。

結(jié)語

科普類教育游戲的發(fā)展不是一蹴而就的，，目前國際上此方面的研究和應(yīng)用較多，反觀國內(nèi)無論在理論研究還是實際應(yīng)用仍與國際存在一定差距，本研究基于情境認(rèn)知理論針對科普類教育游戲提出一種設(shè)計策略，并依據(jù)此策略設(shè)計開發(fā)了一款移動端文物科普教育游戲《青銅時代》，以期為科普教育游戲研究者和開發(fā)者提供一種設(shè)計思路。

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