嚴肅游戲與科普學習目標融合的框架研究與應用實踐

錢學勝 徐仁彬

摘 要 當前游戲已成為社會文化生活中不可缺少的組成部分。與此同時，游戲在提高學習效率和改變個人行為方面的正面效應也正在被不斷發(fā)現和驗證。積極擁抱網絡游戲、充分發(fā)揮游戲的正面價值，已成為新時期科普工作的重要選擇。本文借鑒布魯姆教育認知目標分類法將嚴肅游戲和科普應用中的游戲機制組織為：記憶、理解、應用、分析、評估和創(chuàng)造6個維度，并以上海科技館與波克城市聯合研發(fā)的科普游戲《拼圖尋鳥之旅》為例，對上述融合框架進行了具體化解釋。最后，結合“游戲+”的現狀，對未來嚴肅游戲的研究和實踐提出了建議和期待。

關鍵詞 嚴肅游戲 科普游戲 游戲+ 游戲設計與實踐

0 引言

近年隨著神經科學、認知科學、行為科學、心理學、教育學等領域的研究，游戲在提高學習效率和改變個人行為方面的巨大潛力已被越來越多地發(fā)現和證實[1]，令社會和公眾對于網絡游戲的觀點越來越趨于理性和平衡。網絡游戲的正面效應也不斷地被發(fā)掘和應用。尤其在經歷了新冠疫情之后，網絡娛樂和游戲依靠其較低的門檻和較廣泛的參與度，成為人們數字文化生活不可缺少的組成之一。據《第46次中國互聯網絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》統(tǒng)計，截止2020年6月，我國網絡游戲用戶規(guī)模達5.4億，占網民整體的57.4%。這無疑為“游戲+”創(chuàng)造了廣闊的受眾空間和巨大的正面應用可能。由此可見，積極將游戲視作科普產業(yè)的新業(yè)態(tài)、充分發(fā)揮游戲的正面價值，不斷探索將科學精神和科學家精神的價值引領蘊含在游戲中，為公眾特別是青少年激發(fā)科學興趣、增強學習主動性提供了更具吸引力的解決方案[2]，成為當下科普工作的時代選擇。

2021年1月22日，上?？萍拣^與波克城市聯合研發(fā)的微信小游戲《拼圖尋鳥之旅》登上中央電視臺新聞直播間[3]，成為疫情后“游戲+科普”實踐的重要例證。這款游戲選取了21個國家的鳥類攝影作品，采用了數字文化創(chuàng)意制作，以拼圖、知識競答、故事穿插的方式將鳥類科普知識進行游戲化呈現（如圖1所示）。得益于游戲元素的設計和呈現，使青少年及成人都能通過游戲化方法，更高效、便捷地獲取世界各地珍稀鳥類的知識，從而讓更多人、更低門檻地接受科學鳥類保護理念、并認識到生態(tài)文明建設的重要性，從而凸顯出“游戲+科普”的巨大潛力。

1 嚴肅游戲的應用

嚴肅游戲概念首先由Clark C.Abt在其1970年著作《嚴肅游戲》（Serious Games）中提出。其定義嚴肅游戲設計的宗旨并不是用來娛樂的，而是自始至終都有清晰、翔實的教育目的。自20世紀80年代以來，嚴肅游戲廣泛應用于軍事、醫(yī)學、工業(yè)、教育、科研、培訓等領域。2002年，美國華盛頓特區(qū)伍德羅威爾遜國際學者中心發(fā)起了“嚴肅游戲計劃”（Serious Games Initiative），目的是鼓勵設計和開發(fā)用于解決政策和管理問題的游戲，將嚴肅游戲定義為以應用為目的的游戲，具體是指那些以教授知識技巧、提供專業(yè)訓練和模擬為主要內容的游戲[4]。

近年來的研究表明，通過加強交互模式和即時反饋效應，游戲能充分激發(fā)參與者的獎勵回路，從而使玩家在游戲過程中自然而然地達成學習目標[5]。龔皓基于福格行為模型（Fogg's Behavior Model）中動機、能力、觸發(fā)器三個維度，解構了游戲在科普應用中的成功要素[6]。Gentry的系統(tǒng)回顧表明，嚴肅游戲在學習方面具有至少不弱于其他傳統(tǒng)方法的表現，而且在大量情形中游戲在“提高知識、技能和滿意度”方面的作用更為有效[7]。

基于此，21世紀以來嚴肅游戲被越來越多地用于知識培訓、提高認知、以及改變行為和態(tài)度的社會實踐中，例如小兒癌癥自主服藥干預[8]、抗災減災模擬以及藝術史學習等等。在全球應對新冠疫情的挑戰(zhàn)過程中，游戲及游戲化方法在學習領域的顯著優(yōu)勢被廣泛地吸納進醫(yī)療抗疫領域中，包括教授個人防護設備使用[9]、幫助護士進行遠程呼吸機操作技能學習[10]、促進遠程會診[11]等。同時在勸導大家保持居家、干預人群活動范圍方面[12]等社會干預領域也有突出的成績。在國內，在疫情爆發(fā)伊始，騰訊、波克等公司就推出了針對抗疫知識普及的抗疫游戲，取得了良好的社會效益。以上這些研究與應用也都為進一步探索“游戲+科普”提供了有益的借鑒。

2 游戲機制與學習目標的融合

嚴肅游戲由負責教育目的和意義達成的嚴肅部分，以及負責娛樂和媒體表現的游戲部分組成。對于嚴肅部分，教育心理學中經典的布魯姆教育認知目標分類法[13]可作為重要的參考依據。按照布魯姆教育認知目標分類法，教育與學習的認知領域目標由低階到高階分為：記憶、理解、應用、分析、評估和創(chuàng)造[14]六類教育目標。在這六類目標中，前三類是初級認知問題，它一般有直接的、明確的、無歧義的答案，后三類屬于高級認知問題，通常沒有唯一的正確答案。在游戲中設計并設置相應的游戲機制，并通過代入教育認知目標與學習機制相關聯，從而實現游戲機制與學習目標的分層融合，其框架如圖2所示。

基于上述框架，對科普領域的嚴肅游戲功能設計，進行學習功能角度的再審視：

記憶 記憶是最為基礎的認知目標，涉及具體知識或抽象知識的識別與提取，也是科普工作最為基礎的預期目標。在常見學習機制中，重復練習是一種主要的促進記憶的方法。在游戲機制設計中，有針對性的引導以及重復練習都能有助于玩家對記憶目標的達成?；谟行б龑?，學習者（玩家）可以通過對知識結構的掌握來提升記憶效率，同時減輕由新知識探索帶來的認知負荷。值得注意的是，游戲中的重復機制能夠通過對于玩家認知閾值的試探以及對于刺激元素的不斷調整和變換，大幅減輕學習者（玩家）因機械重復導致的學習動力損耗，從而確立有別于傳統(tǒng)學習機制的重要優(yōu)勢。

理解 理解是對于學習目標在意義構造上的掌握，涉及了解釋、舉例、分類、概要等目標能力，也是科普工作在記憶目標之上第二層次的預期。在學習機制中，觀察及模仿是促進學習者理解的重要手段。在游戲機制設計中，基于互動反饋的交互式教學和學習機制，能夠有效縮短學習者（玩家）達成理解目標的學習時間。在提升理解效率的同時，切實提升學習者（玩家）的學習興趣。

應用 應用是更高級的認知目標，對應的是在新的情境中能對于所學內容進行實施或執(zhí)行，具體表現為遇到某一熟悉的任務時，習慣性的執(zhí)行既定程序的能力。這是基礎科普工作追求的高層次目標。在傳統(tǒng)的學習機制中，應用目標尤其是主動應用目標是較難培育的。較常見的是通過重復練習與觀察模仿相結合不斷舉一反三，實現對學習者的應用能力的促進。在游戲機制設計中，通過環(huán)境模擬有效地創(chuàng)建不同的應用環(huán)境和適用規(guī)則，啟發(fā)并激勵學習者（玩家）在不同模擬場景的約束條件中，主動采取不同方式收集信息和解決問題，從而實現應用目標的高效達成。

分析 分析是高級認知目標之一，是指能夠對所學目標進行分解，同時還能夠研究每個部分之間、部分和整體之間的關系。在學習機制中，分析與討論是使學習者掌握分析目標的主要措施。在游戲機制設計中，通過有效融入學習者（玩家）更易理解的場景，進而調動其固有經驗輔助目標對象的分析能力習得。這一點已經取得了令人信服的成效，例如，前文所述兒童抗癌任務游戲Re-Mission，通過引入兒童熟知的射擊游戲“打怪”場景，替代原本較為抽象的抗癌藥物知識，而使兒童玩家清晰、便捷地學習他們在游戲中的行為和潛在結果之間的聯系、以及不同行為和不同結果之間的區(qū)分和歸屬，進而高效實現服藥與抗癌分析目標的達成。

評估 評估也是一種高級認知目標，是對于目標對象的核查和評判。在學習機制中，評估目標的促進通常來自于外部評判和與之相應的激勵反饋。在游戲機制設計中，由于實時的反饋與激勵始終貫穿游戲過程，因此能夠有效促進主動地內化評估目標的達成。具體地說，當游戲失敗時，對于是放棄還是花費一定代價重來，即來自于主體的評估。游戲中這樣的評估任務伴隨了整個游戲過程，這也與傳統(tǒng)學習機制形成了顯著差異。

創(chuàng)造 創(chuàng)造是最高級的學習認知目標，是一種主動、靈活地將對象的不同部分有計劃地合成一個連貫整體的能力。在學習機制中，創(chuàng)造目標的促進是一組包含發(fā)散思維、聚合思維、計劃執(zhí)行、結構性評估的綜合活動。相較于傳統(tǒng)學習方法，游戲機制具有強烈的代入感和責任感，玩家自始至終都在不斷地循環(huán)進行上述活動，并實時接收生成成果的反饋，這將有效激勵學習者（玩家）不斷挑戰(zhàn)更為不可能的目標，促進創(chuàng)造目標的達成。

3 應用實踐

具體以科普游戲《拼圖尋鳥之旅》為例，在上述游戲機制與學習目標的融合框架下分析其游戲機制設計對于學習（科普）目標的促進作用。該游戲主要功能和界面截圖如圖3所示。其中，各功能簡述如下：

尋鳥之路 路徑方式呈現22個國家的440種鳥類尋鳥任務。

尋鳥拼圖 通過拼圖形式對目標鳥類進行尋找，拼圖同時播放鳥類科普語音，拼圖成功視為該任務完成，玩家獲得的星級，由拼圖過程中的試錯次數決定。

答題作戰(zhàn) 每完成一個國家的尋鳥任務后，對尋鳥過程中播放過的該國鳥類的科普信息進行答題，以檢驗科普成效。

尋鳥日記 按要求完成一定任務后，可逐一解鎖尋鳥過程中的日記故事。故事為現實中如何愛鳥、護鳥。

鳥類圖冊 完成尋鳥拼圖后即可獲得該鳥類圖片。

分享互動 鼓勵將本游戲、本游戲鳥類在社交網絡進行分享。

功能設置 提供音頻、音樂設置功能，玩家可查看攝影師簡介、關注公眾號。

基于游戲機制與學習目標的融合框架，不難找出該游戲通過游戲機制促進科普學習成效的游戲設計點，主要集中在該游戲針對“愛鳥、識鳥、辨鳥、護鳥”科普目標而著重期望促進的初級認知領域的記憶、理解目標以及高級綜合認知目標中。主要游戲功能設計點與融合框架對應關系及簡述，如表1所示。

上述分析證明了本文基于布魯姆教育認知目標分類法，建立嚴肅游戲機制和科普學習目標之間融合和聯結的可行性。同時分析了《拼圖尋鳥之旅》作為一款成功科普游戲的游戲功能設計和內在學習機制之間的融合關系。需要說明的是，游戲設計對于框架中認知目標的對應選擇應服務于嚴肅游戲的嚴肅目標，而不應盲目追求認知目標的多層次、“大而全”。本例討論的《拼圖尋鳥之旅》的成功便是其中聚焦有限目標“小而美”的一例。

4 結語與展望

隨著數字技術的不斷發(fā)展和對社會經濟生活的不斷滲透，網絡社會與現實社會愈加呈現出“互嵌互構”的結構關系。在我國持續(xù)推進“數字中國”“網絡強國”建設的背景下，科普游戲為縮影的“游戲+”顯示出極其廣闊的應用前景和社會價值[15]。當前，國內一批領先游戲企業(yè)均開始了系統(tǒng)化的探索，在包括醫(yī)療[16]、扶貧[17]、抗疫、治理等科普領域內已收獲了一批具有標志意義的創(chuàng)新成果。隨著網絡游戲在人們休閑活動中占有率的進一步提升，網絡游戲及人們在游戲過程中產生的交互數據也呈現出越來越高的研究價值，較之傳統(tǒng)大數據資源顯現出更廣大的應用空間。

然而必須看到的是，雖然當前“游戲+”在多個領域內實現了嚴肅目標和娛樂目標的有機融合。但在理論框架上，“游戲+”的系統(tǒng)化研究仍然較為缺乏，包括本文在內都有不盡完美之處，具有更強解釋力和更廣適用性的國內原創(chuàng)性“游戲+”范式、模型、機制仍有待未來的深入研究和探索。其次在實踐應用中，當前大量企業(yè)“游戲+”應用多停留在新聞報道和媒體公關階段，缺乏嚴謹學術研究和實證數據的支撐，尤其缺乏對游戲正面效果的神經學機制和作用機理的深入分析，這與海外頂尖游戲學研究形成了鮮明的差距，不利于國內樹立真正可供長期推敲驗證的“游戲+”標桿案例。再次，我國“游戲+”的實踐仍屬于探索初期，需要正視當前社會上仍然存在一定比例對游戲不理解和不贊同的聲音。因此若要“游戲+”為我國社會發(fā)展與人民福祉做出更大貢獻，還離不開政府充分的制度供給和正面穩(wěn)定輿論環(huán)境的保障。

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[3][新聞直播間]探秘自然博物館·上海自然博物館 科技+文化 跨界理念讓藏品重生[EB/OL]. （2021-01-22）. https：//tv.cctv.com/2021/01/22/VIDE68jwCX1jCkmVvJCEfvYD2101 22.shtml.

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作者簡介：錢學勝（1987—），男，高級研究員，研究方向為社會計算與數字技術的泛化應用，E-mail： qianxuesheng@fudan.edu.cn。

Framework and Application of the Integration of Serious Games and Popularization of Science Learning Goals // QIAN Xuesheng， XU Renbin

First-Author's Address Smart city research center of Fudan University， E-mail： Qianxuesheng@fudan.edu.cn

Abstract At present， the game has become an indispensable part of social and cultural life. Meanwhile， the positive effects of games in improving learning efficiency and changing personal behavior are also being found and verified. It has become an important choice to actively embrace online games and give full play to the positive value of games in popularization of science. Based on the Bloom's Taxonomy of Learning Domains， this paper organizes the game mechanism of serious games and popularization of science applications into six domains： remember， understand， apply， analyze， evaluate and create. Taking the science game "Bird Jigsaw"， which is jointly developed by Shanghai Science and Technology Museum and BOKE Technology Co.， Ltd.， as an example， this paper makes a concrete explanation of the above integration framework and puts forward suggestions and expectations for the future research and practice of serious games based on the current situation of "Game +".

Keywords serious games， science games， game+， game design and practice