游戲化學(xué)習(xí)體驗的質(zhì)性分析研究

張露 胡明玉 尚俊杰

【摘要】

基于游戲化學(xué)習(xí)體驗的基本理論框架，通過對學(xué)生游戲化學(xué)習(xí)體驗的質(zhì)性分析，本文探究了游戲化學(xué)習(xí)體驗中認(rèn)知體驗與主體性體驗的核心內(nèi)容。本研究基于對多種資料的分析，歸納了游戲化學(xué)習(xí)過程中認(rèn)知體驗的過程要素，包含知識探究、學(xué)習(xí)遷移和認(rèn)知成果;建構(gòu)了主體性體驗的核心要素，包括學(xué)習(xí)過程中的情緒狀態(tài)、游戲與學(xué)習(xí)動機(jī)和反思意愿。對游戲化學(xué)習(xí)體驗的核心內(nèi)容的探究有助于理解游戲化學(xué)習(xí)行為，了解學(xué)生游戲化學(xué)習(xí)體驗的個體差異，為教育游戲的設(shè)計和評估提供了重要參考。

【關(guān)鍵詞】 ?游戲化學(xué)習(xí);學(xué)習(xí)體驗;認(rèn)知體驗;主體性體驗;質(zhì)性研究;教育游戲;數(shù)學(xué)學(xué)習(xí);分?jǐn)?shù)認(rèn)知

【中圖分類號】 ?G420 ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 ?A ? ? ? 【文章編號】 ?1009-458x（2020）3-0035-07

一、導(dǎo)言

近年來，游戲化學(xué)習(xí)備受關(guān)注，“寓教于樂”的教育理念得到了廣泛認(rèn)可。2019年1月，英國開放大學(xué)發(fā)布了《創(chuàng)新教學(xué)法2019》，該報告認(rèn)為游戲化學(xué)習(xí)是10種創(chuàng)新教學(xué)法之一（王斌， 等， 2019）。美國公立學(xué)校Quest to Learn則以游戲化教學(xué)作為學(xué)校的日常教學(xué)方式，游戲化學(xué)習(xí)與學(xué)校教育進(jìn)行整合成為一種趨勢（李宜遜， 等， 2017; 張露， 等， 2016）。此外，游戲化學(xué)習(xí)方式也應(yīng)用到人力資源培訓(xùn)等諸多領(lǐng)域（董申， 等， 2019）。雖然眾多研究從不同的視角分析了教育游戲的功能，如發(fā)展學(xué)生的認(rèn)知能力（尚俊杰， 等， 2014）、激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)（歐陽昌海， 2014; Huang & Huang， 2015）和促進(jìn)學(xué)習(xí)參與等（Islas Sedano， Leendertz， Vinni， Sutinen， & Ellis， 2014; 尚俊杰， 等， 2008），但游戲化學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)體驗過程依然欠缺系統(tǒng)性描述與分析。

在開展本研究之前，筆者曾基于對真實學(xué)習(xí)理論、體驗式學(xué)習(xí)理論與生成性學(xué)習(xí)理論的核心特征的分析，歸納了游戲化學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)體驗的類型，包括基于情境的認(rèn)知體驗、基于動機(jī)的主體性體驗和基于協(xié)作的社會性體驗（張露， 等， 2018）?；谇榫车恼J(rèn)知體驗是指游戲化學(xué)習(xí)環(huán)境為學(xué)習(xí)者提供了認(rèn)知真實性的學(xué)習(xí)情境?；趯W(xué)習(xí)科學(xué)的游戲設(shè)計能夠幫助學(xué)習(xí)者獲得更加科學(xué)、有效的認(rèn)知體驗?；趨f(xié)作的社會性體驗是指在游戲情境中學(xué)習(xí)者需要獲得指導(dǎo)性信息以及與同伴開展協(xié)作?；趧訖C(jī)的主體性體驗強(qiáng)調(diào)情緒、動機(jī)在學(xué)習(xí)過程中的重要作用，同時游戲化學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)輔助學(xué)習(xí)者進(jìn)行元認(rèn)知反思。游戲化學(xué)習(xí)體驗的三種類型相互聯(lián)系、相互作用，共同構(gòu)成了學(xué)習(xí)體驗的主要內(nèi)容。

雖然基于理論要素的推演與歸納可以得出學(xué)習(xí)體驗的三種類型，但在真實的游戲化學(xué)習(xí)情境中，學(xué)習(xí)者究竟經(jīng)歷了怎樣的學(xué)習(xí)體驗過程？學(xué)習(xí)者的游戲化學(xué)習(xí)體驗究竟有何差異？筆者認(rèn)為，只有回答這些問題才能在理論的基礎(chǔ)上探究游戲化學(xué)習(xí)體驗的內(nèi)核。因此，本研究希望基于游戲化學(xué)習(xí)體驗的類型框架，借助質(zhì)性研究方法，對學(xué)習(xí)者視角的游戲化學(xué)習(xí)體驗進(jìn)行深入分析，探察基于情境的認(rèn)知體驗與基于動機(jī)的主體性體驗的核心內(nèi)容。

二、研究過程與方法

（一）內(nèi)容選擇與教學(xué)安排

分?jǐn)?shù)是小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容之一，也是人類日常社會生活中的重要數(shù)學(xué)概念之一。從學(xué)生的數(shù)字相關(guān)能力發(fā)展角度看，分?jǐn)?shù)的學(xué)習(xí)讓學(xué)生的數(shù)字認(rèn)知范圍由整數(shù)擴(kuò)展到有理數(shù)，對學(xué)生日后的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成就有深遠(yuǎn)影響（Siegler & Lortie-Forgues， 2014）。根據(jù)英美的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，學(xué)生在五年級的分?jǐn)?shù)測試成績對十年級的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成就有預(yù)測效應(yīng)（Lortie-Forgues， Tian， & Siegler， 2015）。分?jǐn)?shù)學(xué)習(xí)也是我國當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)的重點和難點，其學(xué)習(xí)過程中的出錯率也較高（山丹， 2013）。在北京版小學(xué)數(shù)學(xué)教材中，學(xué)生在三年級學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)的概念性知識單元“分?jǐn)?shù)的初步認(rèn)識”，在五年級學(xué)習(xí)“分?jǐn)?shù)的意義和基本性質(zhì)”和“分?jǐn)?shù)的加法和減法”，六年級學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)的乘法和除法，并用比例知識解決數(shù)學(xué)問題（北京教育科學(xué)研究院， 2013）?？梢?，三年級分?jǐn)?shù)知識的學(xué)習(xí)奠定了學(xué)生日后學(xué)習(xí)復(fù)雜分?jǐn)?shù)知識的基礎(chǔ)。

鑒于分?jǐn)?shù)學(xué)習(xí)的重要性，本研究選取分?jǐn)?shù)的概念性知識作為游戲化學(xué)習(xí)的應(yīng)用領(lǐng)域。在這項研究中，我們對“分?jǐn)?shù)的初步認(rèn)識”（北京版教材）這一單元模塊進(jìn)行了游戲化學(xué)習(xí)設(shè)計，北京市順義區(qū)一所公立學(xué)校的一個班級的學(xué)生（三年級，共32人）參與了為期兩周的游戲化學(xué)習(xí)項目。根據(jù)學(xué)校的日常教學(xué)安排與研究目的，第一課時不設(shè)置游戲體驗環(huán)節(jié)，第二課時到第七課時都采用教師講授與游戲體驗的混合教學(xué)方式，教學(xué)和玩游戲各20分鐘，且教師在學(xué)生玩游戲的過程中不給予任何指導(dǎo)。

（二）游戲選擇

在游戲選擇方面，本研究依據(jù)分?jǐn)?shù)概念性知識的兩種解釋性理論選擇了兩款分?jǐn)?shù)游戲，分別是Motion Math和Slice Fraction（簡稱“游戲A”和“游戲B”）。游戲A側(cè)重于通過將數(shù)字對應(yīng)到數(shù)軸上的點，幫助學(xué)生理解分?jǐn)?shù)數(shù)值，核心的理論依據(jù)是分?jǐn)?shù)學(xué)習(xí)的解釋理論——“測量解釋”（measurement interpretation）（Hech， 1998; Hecht & Vagi， 2010）。游戲B側(cè)重于通過不斷的平分，讓學(xué)生理解分?jǐn)?shù)的產(chǎn)生過程，核心的理論依據(jù)是分?jǐn)?shù)學(xué)習(xí)的另一個解釋理論——“部分與整體”，如圖形中的陰影部分與整體的關(guān)系。同時，兩款游戲并沒有設(shè)置教學(xué)元素，屬于自主探究型教育游戲。

（三） 研究對象

為了考察不同學(xué)業(yè)成就的學(xué)生在游戲體驗過程中的差異，本研究采用目的抽樣的方法，參考學(xué)生在過去三個學(xué)期的數(shù)學(xué)期末考試成績以及游戲分組，最終從該班32名學(xué)生中選定了11名學(xué)生作為研究對象，其中學(xué)困生4名（游戲A組2名，游戲B組2名），中等生5名（游戲A組3名，游戲B組2名），優(yōu)等生2名（游戲A組2名）。學(xué)生信息如表1所示。

（四）資料收集

在為期兩周的項目過程中，我們對學(xué)生的游戲行為進(jìn)行觀察并進(jìn)行視頻記錄，同時查看了學(xué)生的習(xí)題冊。項目結(jié)束后，運(yùn)用焦點團(tuán)體訪談的方式對11名學(xué)生分三組進(jìn)行訪談，并進(jìn)行檢驗學(xué)習(xí)效果的紙筆測試。資料內(nèi)容的收集目的與時間如表2所示。

（五） 研究分析過程概述

由于兩款游戲都是單機(jī)游戲，并沒有設(shè)置任何協(xié)作內(nèi)容，因此本次研究聚焦基于情境的認(rèn)知體驗和基于動機(jī)的主體性體驗。筆者全程參與了項目的所有教學(xué)活動，與教師保持密切溝通。在項目過程中發(fā)生的一些觸發(fā)性事件也對筆者的分析思路有一定啟發(fā)。在項目結(jié)束后，依據(jù)游戲化學(xué)習(xí)體驗框架，確定了訪談提綱，訪談問題涉及學(xué)生玩游戲的基本情況、認(rèn)知體驗、主體性體驗以及游戲化學(xué)習(xí)意向。在訪談中也依據(jù)學(xué)生反饋的信息進(jìn)行了追問。在資料分析過程中，本研究部分運(yùn)用扎根理論中的連續(xù)比較法，采用格拉斯和斯特勞斯提出的“類屬-屬性-維度”的三級編碼作為理論模型的基本要素進(jìn)行資料的分析（林小英， 2015）。首先對個案資料進(jìn)行微分析，提煉概念，再對所有資料進(jìn)行開放編碼、軸心編碼和選擇編碼。在此過程中，不斷梳理歸納游戲化學(xué)習(xí)體驗的內(nèi)容框架。

三、游戲化學(xué)習(xí)中基于情境的認(rèn)知體驗

在基于情境的認(rèn)知體驗方面，本次研究旨在考查學(xué)生在游戲化學(xué)習(xí)體驗中的自主學(xué)習(xí)行為。為確保學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，在游戲過程中教師除了介紹游戲的玩法外，沒有就游戲內(nèi)容和策略進(jìn)行任何解釋和指導(dǎo)。游戲A和游戲B也沒有以教學(xué)形式出現(xiàn)的指導(dǎo)內(nèi)容。這些做法旨在確保學(xué)生能夠完全獨立地在游戲中體驗分?jǐn)?shù)的概念性知識。在游戲化學(xué)習(xí)過程中，筆者對學(xué)生的游戲過程進(jìn)行了視頻記錄，并記錄了學(xué)生課后作業(yè)、游戲關(guān)卡的完成情況，并在項目結(jié)束后進(jìn)行了紙筆測試。通過對游戲化學(xué)習(xí)周期結(jié)束后的訪談、過程中的觀察、學(xué)生的課后作業(yè)、關(guān)卡完成情況的記錄、紙筆測試等材料的分析，建構(gòu)了認(rèn)知體驗的過程要素，包括知識探究、學(xué)習(xí)遷移和認(rèn)知成果。下面將詳細(xì)介紹三類要素的分析推導(dǎo)過程。

（一）知識探究

觸發(fā)事件：孔伊在游戲化學(xué)習(xí)項目結(jié)束時，依然還停留在游戲的初級關(guān)卡

在游戲化學(xué)習(xí)項目開始的前兩次，筆者沒有發(fā)現(xiàn)學(xué)生在游戲關(guān)卡晉級方面有太大的差異。學(xué)生們都在游戲中不斷嘗試著，試圖建立分?jǐn)?shù)數(shù)值與數(shù)軸或是數(shù)值與圖形的對應(yīng)關(guān)系。但在項目的中后期開始記錄學(xué)生的晉級關(guān)卡數(shù)時，發(fā)現(xiàn)學(xué)生間的差異越來越大。游戲B組的學(xué)生大部分已經(jīng)打通關(guān)，但B組的楊宇和王志進(jìn)展緩慢，游戲A組的孔伊和趙強(qiáng)也依然停留在游戲的初始關(guān)卡。

為什么學(xué)生游戲進(jìn)展的差距如此之大？為了回答這個問題，筆者調(diào)出了孔伊玩游戲過程的視頻資料，并建立了觀察記錄表。發(fā)現(xiàn)她在游戲過程中的大部分時間都非常依賴游戲中的提示箭頭，依據(jù)指示箭頭來尋找分?jǐn)?shù)數(shù)值與數(shù)軸的對應(yīng)關(guān)系。同時，她對提示的依賴是持續(xù)的，試錯并不是有效的?；趯€案的分析結(jié)果，筆者進(jìn)而對觀察和訪談材料進(jìn)行開放編碼，依據(jù)“試錯的有效程度”與“提示的依賴程度”的不同維度建立了矩陣圖。通過將材料填充到矩陣圖中，歸納出“高效探究”和“低效探究”這兩大知識探究方式類型，具體的行為表現(xiàn)及其典型證據(jù)見表3。

（二）學(xué)習(xí)遷移

觸發(fā)事件：“好像玩游戲并沒有我們想象的那么好”

我們在內(nèi)容分析中關(guān)注學(xué)生在游戲中的探究方式，發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生能玩得好（高效探究），有些學(xué)生卻玩不好（低效探究）。那么玩得好就意味著學(xué)得好嗎？此時，另一個事件觸發(fā)了筆者的思考。在項目開展的第一周，一切都很順利。學(xué)生們玩得很開心，每次看到筆者出現(xiàn)在班級里，學(xué)生們都很高興。教師只需要上20分鐘的課，剩下的20分鐘給學(xué)生玩游戲，因此教師可以有更多的時間來處理其他事務(wù)，如批改作業(yè)。一切看起來都很理想。但在第二周的星期一，班主任老師和筆者反饋說：“好像玩游戲并沒有我們想象的那么好，你看這作業(yè)寫的，該不會的還不會?！边@引發(fā)筆者想到另一個問題——學(xué)習(xí)遷移，即學(xué)生在游戲情境中的體驗?zāi)芊襁w移到正式學(xué)習(xí)中。

因此，我們在訪談中設(shè)置了和學(xué)習(xí)遷移有關(guān)的問題：“在寫作業(yè)或做題時，是否會想到游戲中的畫面？”部分學(xué)生無法實現(xiàn)從游戲到做題的遷移，他們在寫作業(yè)或做題時無法回想起游戲中的畫面。另一部分學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)一般遷移，能夠想到游戲中基本的平分過程。還有一部分學(xué)生也能夠?qū)崿F(xiàn)較為有效的遷移，他們不只是單純回想起游戲中的基本畫面，更能用游戲中所習(xí)得的思維過程進(jìn)行解題，甚至能夠運(yùn)用游戲中獲得的知識在課堂內(nèi)容沒有涉及的紙筆測試中取得良好的成績。因此，我們歸納了學(xué)習(xí)遷移程度的三個維度，即“無法遷移”“一般遷移”和“有效遷移”，具體證據(jù)見表4。

（三）認(rèn)知成果

經(jīng)歷了知識探究、學(xué)習(xí)遷移的過程后，學(xué)生的游戲體驗?zāi)芊褶D(zhuǎn)化為最終的認(rèn)知成果呢？為考查學(xué)生在游戲化學(xué)習(xí)體驗中的認(rèn)知成果，我們在訪談中設(shè)置了考察分?jǐn)?shù)思維的開放性分?jǐn)?shù)問題，并額外安排了紙筆測試，共6道測試題目。由測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生無法通過玩游戲掌握分?jǐn)?shù)學(xué)習(xí)的基本思維且在測試中的表現(xiàn)也不理想。大部分學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期成果，通過游戲化學(xué)習(xí)建立了分?jǐn)?shù)思維，能夠在紙筆測試中有預(yù)期的表現(xiàn)。同時，游戲A組的部分學(xué)生已經(jīng)能夠運(yùn)用游戲獲得小數(shù)部分的知識，實現(xiàn)了超出預(yù)期的額外成果。因此，依據(jù)紙筆測試成績、分?jǐn)?shù)基本思維的建立、知識的獲得程度確定了認(rèn)知成果的三個維度，即“無明顯認(rèn)知成果”“預(yù)期成果”和“額外成果”。

（四）小結(jié)

以上探究了游戲化學(xué)習(xí)中的認(rèn)知體驗的過程性內(nèi)容，如圖1所示。在教育游戲中進(jìn)行知識探究是游戲化學(xué)習(xí)邁向正式學(xué)習(xí)的第一步，即讓學(xué)生有能力從游戲中獲得知識。雖然多數(shù)學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)高效探究，但還有一部分學(xué)生的知識探究較為低效。在本研究中，中等生和優(yōu)等生都能夠?qū)崿F(xiàn)高效探究，但學(xué)困生在游戲化學(xué)習(xí)中的探究效率較低。在知識探究的基礎(chǔ)上，學(xué)生還要經(jīng)歷學(xué)習(xí)遷移過程，此過程中存在較為明顯的個體差異。有些學(xué)生能夠順利實現(xiàn)有效遷移，也有一些學(xué)生雖然在第一步的知識探究方面進(jìn)行了高效探究，但在學(xué)習(xí)遷移過程中卻只能實現(xiàn)一般遷移或是無法遷移。學(xué)困生和優(yōu)等生在學(xué)習(xí)遷移方面也存在巨大差異。高效的知識探究是實現(xiàn)學(xué)習(xí)遷移的必要條件。只有經(jīng)過學(xué)習(xí)遷移，游戲化學(xué)習(xí)才能真正落實到認(rèn)知成果上。顯然，并不是每個學(xué)生都能在游戲化學(xué)習(xí)過程中受益。游戲化學(xué)習(xí)能否取得良好的效果，即實現(xiàn)從非正式的“玩游戲”到正式學(xué)習(xí)的跨越，很大程度上取決于學(xué)生的知識探究能力和學(xué)習(xí)遷移能力。這些能力可能和學(xué)生的基礎(chǔ)認(rèn)知能力有關(guān)，因為在本次研究中，平常數(shù)學(xué)成績較好的學(xué)生通常也能夠在游戲中取得好成績，并且獲得良好的認(rèn)知成果。理解游戲化學(xué)習(xí)的認(rèn)知過程有助于教育游戲開發(fā)者針對不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生進(jìn)行游戲設(shè)計。例如，給予基于學(xué)習(xí)遷移能力較差的學(xué)生更多教學(xué)指導(dǎo)。