論敘事中心的基于游戲的探究學習

張麗萍 葛福鴻 張軍征

【摘要】若以敘事的形式把課程內容整合在游戲的故事情節(jié)中,則學習者可以通過在游戲中探究,和同伴協商及自我協商達到認知效果。通過論述協商理論、認知負荷理論在敘事中心的基于游戲的探究學習中的應用,提出敘事中心的基于游戲的探究學習的特點及其學習環(huán)境的設計步驟。

【關鍵詞】教學游戲;敘事;協商;認知負荷;探究學習

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009—8097(2009)11—0078—04

兒童世界是游戲的世界,游戲在兒童心理發(fā)展和認知的各個方面起著重要的作用。計算機游戲如何與學科教學結合,成為兒童日常學習活動的一個部分?若計算機游戲和課程內容相結合,游戲圍繞某個知識主體安排豐富的教學材料,形成民主和諧的環(huán)境,并給學習者提供必要的幫助和指導,使學習者在探究中明確方向,則游戲就滲透進了課程。基于以上思考,本文探討了敘事中心的基于游戲的探究學習,其學習環(huán)境即游戲,以敘事為中心,以協商為方法,以認知為結果。

一 敘事中心的基于游戲的探究學習環(huán)境

把敘事引入游戲,創(chuàng)設促進學生探究學習的環(huán)境。敘事既可以為真實的敘事,也可以為虛構的敘事[1]。敘事所包含的是一系列的事件,這種序列體現了對于事件的獨特理解。序列并非是一個單純的時間自然序列,而是經過重組和構建的序列,也包括空間序列,乃至主題序列的多重涵義[2]。敘事的序列充分體現了游戲設計者的構建意圖,表現為游戲的情節(jié)及其推進。

基于游戲的學習環(huán)境通過開放(多結果)的敘事中特別編制的情節(jié),恰當地激發(fā)學習動機,支持學習者參與,在情節(jié)推進和達到指導的目的之間力求細微的平衡。學習者積極參與敘事中心的問題解決活動,沉浸在吸引人的,專門編制的情境中,其中有可信的人物、吸引人的虛擬世界、情節(jié)豐富的故事。以北卡羅來納州立大學教育革新研究所項目《水晶島》為例,它以內容豐富的三維環(huán)境實現州教育部門規(guī)定的8年級微生物課程的學習,島上有海灘、戶外的野外實驗室、地下洞穴和研究帳篷,學生扮演探究者角色,解讀科學之迷。即研究團隊的成員生病了,學生被安排發(fā)現神秘疾病和原因,廚師被指責為給研究組下毒,當學生解迷后,廚師清白了。在解迷的過程中,學生自由地在游戲環(huán)境中探究,并與其他的角色進行交互,同時形成問題,提出假設,且收集數據,驗證假設。學生可以選擇和操作一些物品,可以記筆記,看板報,操作實驗儀器,并且可以與不玩游戲的同學進行討論來收集疾病來源的線索。在這個解迷的過程中,自然而然地引導學生去涉及五個課程問題,前兩個問題是關于病原菌的,包括病毒、細菌、真菌和寄生蟲。學生通過與游戲中的病菌“專家”進行交互,通過看書和板報來收集信息。在第三個問題中,學生去比較和對比四種病菌的知識。在第四個問題中,引導學生去涉及一個基于探究的假設-驗證-再驗證的過程。在這個問題中,學生必須完成一個有關研究人員的疾病及病因的情況報告。一旦完成這個報告,且被基地的醫(yī)護人員證實,則學生就完成了最終的有關治療水晶島研究人員疾病的一個大致的治療方案。在整個過程中,敘事中心的游戲化學習環(huán)境本質上是一個復雜的、具有多條調查線路的系統,這個系統對于激發(fā)一系列的積極參與的學習經驗是非常重要的。在整個過程中,微生物課程的知識就整合在故事當中,學生在與環(huán)境的交互、同伴的協商中得到解決問題的方法,最后獲得認知的結果和情感的結果等。圖1為《水晶島》三維環(huán)境,圖2為《水晶島》游戲情節(jié)之一,圖3《水晶島》中的人物。

二 協商理論在基于游戲的學習環(huán)境中的應用

協商在人們的生活中,是一種解決分歧與爭端的有效手段。解決這種爭議與沖突需要合作精神,協商理論是人本主義在教育中的重要體現,它強調在游戲設計中要尊重、關懷學生的人格、情感等,強調協商和互動。游戲從本質上說是動態(tài)的,游戲設置必須不斷地作出動態(tài)調整,針對具體變化作出決策。在敘事中心的學習環(huán)境中協商體現為以下幾個方面。

1 學習者與游戲情節(jié)的互動

隨著情節(jié)的推進和學習者在游戲情節(jié)中作出的選擇來產生協商的結果。由于協商的明確,可以更好地實現學生與環(huán)境的協商、自我進行的協商和調整,使學習目的、學習任務以及情感因素都能得到最優(yōu)化處理。在此過程中,游戲者應能迅速分析新情境,與游戲中并不真正了解的對象交互,迅速和獨立解決問題,在繁雜情況下有策略地思考,且有團隊合作精神。

2 敘事情節(jié)與教學目標的平衡

在《水晶島》游戲設計中包含雙重計劃,一方面是教學活動的計劃,另一方面是敘事情節(jié)的計劃。教學設計者按照探究學習的要求,通過提出問題、制定假設、收集數據、驗證假設的方法制定游戲的教學策略,敘事設計者負責設計故事中的情節(jié)因素和情節(jié)序列,指引角色的行為和故事中的事件達到教育和敘事的目標[3]。但是,這兩方面必須進行協商,使二者能夠協調各自的活動,找到事件推動和達到教育目標的平衡,形成一個單一的發(fā)生在虛擬故事中事件流。最終,使學生可以通過在敘事情節(jié)中的操作達到教學目標。

3 敘事的目標、故事的狀態(tài)和學生的狀態(tài)之間的協調

敘事的目標就是游戲本身的目標,在《水晶島》中就是解除謎團,提出治療方案。在研究團隊發(fā)生了人員中毒事件,廚師被懷疑投毒,在游戲情節(jié)中學習者扮演其中的角色,利用游戲中的壁報和實驗儀器等與環(huán)境協商,如檢驗食物并辨別故事情節(jié)中的癥狀,并通過與同伴協商、自我協商解決中毒事件中產生的分歧,例如圖4的情境。最終發(fā)現餐廳中沒有經過高溫滅菌的牛奶感染了大腸桿菌引起研究人員中毒,澄清了廚師的冤屈。隨著故事情節(jié)的推動,學生則把報告反饋給研究團隊的醫(yī)護人員,討論出治療方案。在這個過程中處處體現了敘事的目標、故事的狀態(tài)和學生的狀態(tài)之間的協調。同時解決問題的過程就是微生物課程內容滲透的過程,也是學習者認知的過程。

三 認知負荷理論在基于游戲的學習環(huán)境中的應用

目前游戲一般來說其設計能充分體現多媒體技術的特點,卻往往忽視了學習者有限的認知資源和過量信息加工的矛盾。所以,如何減輕學習者在游戲中的認知負荷,便成為游戲設計過程中亟須解決的一個重要問題。

認知負荷理論認為教學的主要功能是在長時記憶中存儲信息。知識以圖式的形式存儲于長時記憶中。圖式根據信息元素的使用方式來組織信息,它提供知識組織和存儲的機制,可以減少工作記憶負荷。《水晶島》以內容豐富的圖、文、聲、像的形式引導學習者在游戲的過程中達到認知的目標,按照認知負荷理論的原理,在課程內容與游戲情節(jié)的滲透處理上考慮了以下兩個方面。

1 情節(jié)的設計問題

(1) 真實表現與簡化處理

游戲情節(jié)越真實,細節(jié)就越多,內容就越復雜。相反,如果簡化處理越多,情節(jié)就越遠離真實,知識遷移到實際生活就越少,所以力求游戲設計中達到真實表現與簡化處理的平衡。

(2) 集中單一主題與綜合多主題

如果游戲內容集中在特定的主題上,情節(jié)可以更細致,如果情節(jié)涉及綜合的多個主題,就會損失許多主要的細節(jié)。所以要根據主題的重要性考慮情節(jié)的細致程度。[4]

(3) 情緒投入與智力推動

在《水晶島》游戲中,學習者充當其中的角色,在情緒上投入越深,或是不斷有獎勵的刺激,學習者從不同的角度分析情境的可能性就越少。相反,游戲情節(jié)主要靠智力驅動,而缺乏情緒的激勵,則游戲的動機作用就弱。

2 游戲中素材的處理

(1) 臨近原則減負技術

包括空間臨近和時間臨近。在《水晶島》中,把圖片和文字說明放在同一頁,其學習效果就比不在同一頁好,將文字嵌入到圖片中將會收到更好的效果,這遵循空間臨近原則;同時呈現動畫和解說要比相繼呈現好,這遵循時間臨近原則。

(2) 多通道減負技術

即把通過一條信息通道呈現的材料分離為通過兩條信息通道同時呈現[5]。《水晶島》游戲中以解說的方式呈現語言,即言語在聽覺通道中被加工,圖片在視覺通道中被加工,這樣,視覺通道的加工要求被減少了。

(3) 形象原則減負技術

如圖5,游戲情節(jié)中壁報、參考書等的使用,要比僅僅配有字幕的動畫產生的教學效果好。

四 敘事中心的基于游戲的探究學習的特點

在敘事中心的基于游戲的探究學習中,學習者以類似或模擬科學研究的方式進行學習,自主探索,自己做種種設想并以游戲的形式實踐設想,建構知識。敘事中心的基于游戲的探究學習的特點總結如下。

1 敘事為組織方式

以問題來框定學習范圍,以故事情節(jié)的形式整合各個知識點,使課程內容滲透在游戲的情節(jié)中,突破傳統計算機教學游戲生硬地把教學內容穿插在游戲中的做法。敘事中心的計算機游戲引人入勝,使學習者通過游戲在“不知不覺”中獲得對課程內容更加形象、完整、深刻、系統的認識。

2 游戲情境為探究前提

敘事中心的計算機游戲通過多媒體手段構建一個惟妙惟肖的游戲情境,充分利用人的視覺、聽覺、觸覺,使人有一種身臨其境的感覺,隨著故事情節(jié)的推進引導學習者探究,并激發(fā)學習者思維,使其主動獲取知識,親身體驗到知識的形成過程。

3 具體活動和反省抽象相結合

敘事中心的計算機游戲既要讓學習者有具體實際的游戲探究活動,又要幫助學習者從具體的游戲過程中抽象出概念、定義、原理和解決問題的辦法及規(guī)律。

4 一種社會化學習的過程

敘事中心的計算機游戲有完整的故事情節(jié),游戲者扮演著他的角色在游戲社會中與人交往,游戲中解決問題的探究過程正是學習者在虛擬的社會情境中進行社會化學習的過程。

《水晶島》體現了上述特點,教學實驗表明達到了預期的結果。在《水晶島》的教學實驗中,116名中學生參加了實驗,把學生隨機安排到三種條件下,一種為加強敘事的,即在水晶島游戲中增強故事情節(jié);一種為敘事的,即在水晶島游戲中故事情節(jié)相對前一種較弱的;一種為控制的,即用傳統的教學方法,以幻燈片的形式傳遞與水晶島游戲中涉及的相同的課程內容。在微生物科學內容的學習上,通過前測和后測得到圖6的結果。從圖6中可以看出,在前兩種不同程度地安排了課程內容的水晶島敘事中心的學習環(huán)境中,學生都有收獲,但是沒有在傳統條件下的收獲多。從圖6上還可以看出故事情節(jié)增強組的收獲沒有敘事情節(jié)較弱組的收獲多。在實驗中還得到了在干預下學生自我報告的興趣柱狀圖,如圖7。在圖中可以看出控制組的興趣沒有前兩組敘事中心的學習環(huán)境下的興趣強。

綜上,學生在敘事中心的游戲化學習環(huán)境中學習的興趣、參與度、自我效能感以及學習的動機很強,而且學生確實也學到了相應的科學知識。在隨后的實驗中,使用了全新改版的《水晶島》游戲,研究結果表明,學生的學習效果超越了傳統的幻燈片教學。

五 敘事中心的游戲的設計步驟

創(chuàng)設基于游戲的探究學習環(huán)境實質上就是敘事中心的游戲的設計與開發(fā),一個滲透了課程內容的引人入勝的游戲設計,需要經過以下三個基本環(huán)節(jié)。

1 課程內容的細化

在游戲設計之前,必須把游戲中學習者真正要學到的知識細化,理清知識的難易程度,知識之間的邏輯關系,最后需要繪制出整個課程內容體系的知識結構圖。這樣才能為知識在游戲中的滲透打下基礎。

2 故事情節(jié)的設計

在課程內容理清之后,如何設計出既促進學科學習又能激發(fā)學習者興趣,使學習者愿意玩的游戲,故事情節(jié)的設計也尤為重要。既需要設計出像拍電影似的劇本的文字的東西,又需要繪制出故事情節(jié)關系圖,保證情節(jié)的推進和課程有機結合起來,而且兼顧情節(jié)發(fā)展的合理性,提高游戲的真實性,引人入勝。

3 游戲環(huán)境實現

在完成課程內容細化和故事情節(jié)的設計后,進入技術實現階段,主要是場景和動作的設計,如圖8所示。在設計的過程中,用到游戲場景制作工具,如Hammer Level Editor,此外,游戲的動作設計需要采用編程的方式,如采用SDK C++ Source Code等進行開發(fā)。

4 設計修正

為了實現在游戲環(huán)境中學習者有效的、積極的參與學習過程,通過對游戲的試用研究后,需要對以上三個步驟的設計進行進一步的修正。例如,在游戲試用中,可以通過對學習者的操作軌跡進行聚類分析(操作軌跡描述每個學生在游戲環(huán)境中如何操控和調動界面元素,通過攝像記錄,然后整理得到)以及累積學習者在游戲中行動的數量、完成的情節(jié)點的數量和完成時間等來推斷影響到學習者的信念、目標、計劃和策略使用的各種因素,為進一步修正課程內容的細化、故事情節(jié)的設計以及游戲環(huán)境的實現等環(huán)節(jié)提供修改依據。

綜上所述,敘事中心的游戲的設計將課程內容以故事情節(jié)的形式有機地納入到游戲當中,使學習者積極參與探究活動,通過解決一個故事中的問題從而在“不知不覺”中學到相應的知識,并且鍛煉了解決問題的能力。在游戲設計過程中課程與故事如何有機結合,是游戲設計成敗的關鍵。更進一步的是在游戲過程中,如何根據學習者的行為調整故事情節(jié)。因此,開發(fā)人工智能技術創(chuàng)建敘事中心的問題解決情境是一個發(fā)展趨向,使游戲更真實,更引人入勝,從而達到有效的學習。

參考文獻

[1]劉良華.教育敘事研究——是什么與怎么做[J].教育研究,2007,7:84.

[2]丁鋼.教育敘事的理論探究[J].高等教育研究,2008, 29(1):34-35.

[3]Jonathan P Rowe, Bradford W Mott, Scott W Mcquiggan etal. Crystal Island: a Narrative-Centered Learning Environment for Eighth Grade Microbiology. [DB].

[4]張軍征.多媒體教學軟件設計原理與方法[M].北京:科學出版社,2007:200.

[5]趙永禮,蔣涼,高峰.多媒體課件設計中如何減輕認知負荷[J].教學與管理,2009,1:137.