學習科學視角下中小學游戲化教學的設計原則

侯蘭

人究竟是怎樣學習的？怎樣才能促進有效學習？這是教育科學研究中最需要解答的問題，也是最根本的問題。美國心理學桑代克職業成就獎獲得者理查德·E·梅耶認為，學習是由經驗引起的學習者知識的變化，而學習科學通過實證研究，提出“如何學習”的理論。隨著學習科學理論的發展，教育或許可以從一門主要依靠經驗的學科轉變為主要依靠數據的學科。因此，學習科學的視角是實證的視角，也是科學的視角。

游戲化教學從本質上講是眾多教學方式中的一種，不同的教學方式有著不同的適用范圍和設計原則。從亞里士多德、康德、席勒、拉扎魯斯等哲學大師的論述中，我們可以分析出游戲的三種精神，即非實利性、遵從規則、自由和自愿性。教育游戲是游戲投射到教育中的“光影”，不僅要體現出游戲的三種精神，更要滿足教學與育人的特性化要求。教育游戲是教師教學的輔助工具，主要目的是幫助教師達成教學目標，讓學生學得更加輕松、快樂。我們從大量針對學習的實證研究中，篩選、識別出適合游戲化教學的學習原理，提出四大設計原則。

1.基于最近發展區原理的新知教學設計原則

最近發展區理論是由蘇聯教育家維果茨基提出的兒童教育發展觀。他認為學生的發展有兩種水平：一種是學生的現有水平，指獨立活動時所能達到的解決問題的水平;另一種是學生可能的發展水平，也就是通過教學所獲得的潛力。兩者之間的差異就是最近發展區。因此，在教授新知時，教師必須了解學生的現有水平，以此為基點進行教學，通過搭建“腳手架”幫助學生提升知識與技能，這是游戲化教學中教師要始終明確的一點。所以，教育游戲的設計一定要緊緊體現最近發展區理論，基于學生的現有水平，逐級設計通關游戲，使之隨著關卡的不斷提升，逐漸增加任務難度，但切忌陡然增加難度。

目前，對兒童發展特點的研究已經比較成熟和完善，兒童思維能力包括思維的敏捷性和靈活性，其會隨著年齡的增長持續提高。王雷在《基于小學生各年齡階段心理行為特點的校園空間設計》一文中指出，1-2年級時，兒童具有模仿和簡單再現的能力，思維具有直觀性、具體性、形象性的特點;3-4年級學生的思維正處于由形象思維到抽象思維過渡的關鍵時期，但仍以形象思維為主;5-6年級學生，抽象思維超越形象思維占據主導，能夠依靠并運用一些關系詞語來進行抽象描述。兒童的無意記憶和有意記憶均在發展，一般來說，幼兒階段無意記憶占優勢，這種情況一直延續到1-3年級。4-6年級，兒童有意記憶的發展逐步趕上了無意記憶的發展。形象記憶和抽象記憶也都隨著兒童年齡的增長而穩步發展，并經歷著由形象記憶為主到抽象記憶占據主要地位的轉變。因此，像英語教學中難度較大的“一分鐘陳述”“辯論”“Cosplay”“故事接龍”“記者招待會”等游戲不建議在低年級進行，因為超出了學生的語言理解和表達能力范圍。馬云多在《中小學英語教學游戲設計的五大原則》一文中指出，在高年級游戲設計中，應尋求具有一定創造性和挑戰性的游戲， 引導學生進行主動的思考和探究，如各種復雜的益智類游戲。按照皮亞杰兒童認知發展階段的研究，初中生主要屬于形式運算階段，能夠用假設演繹推理、組合分析等來分析問題，再結合初中生獨立性增強、喜歡結交朋友等特點，在游戲化教學設計中，可以采取合作、協作等形式引起學生持續的注意和參與，讓學生獲得歸屬感。高中生表現出一種成熟前的波動，思維敏銳的同時容易激奮，很多時候面對學習以及家長的壓力容易困惑、焦慮和苦悶，所以在設計游戲化教學時，可以通過成就感強的游戲來驅動學生的學習動力。

2.基于學習動機原理的動機維持設計原則

馮忠良等在《教育心理學》一書中指出，“學習動機是激發個體進行學習活動、維持已引起的學習活動，并致使個體的學習活動朝向一定學習目標的一種內部啟動機制”。美國弗吉尼亞理工大學的Brett Jones教授開發了MUSIC動機激勵模型，用來解釋影響人們參與活動動機的因素之間的關系，他將五種激勵學生學習的動機概括為eMpowerment（賦權）、Usefulness（有用性）、Success（成功）、Interest（興趣）、Caring（關注）。該模型能夠用于任何一種教學之中，目的是為了幫助教師更好地進行教學設計，使復雜的研究理念等內容變得更容易理解。

游戲化教學中應該關注MUSIC動機激勵模型中的五個要素。一是體現賦權思想，在游戲學習中，為學生預留一定的選擇權和決策權，如可以讓學生自主選擇通關模式，或者逐級通關，或者直接選擇最高難度，不同選擇對應不同的獎勵。二是體現有用性思想，有用性也可以理解為主觀價值，即只有學生認為所學內容對其是有價值的、有用的，才會激發內在動力，持續學習。因此，游戲的設計要讓學生明確學習某一板塊知識的重要價值、與自身的相關性、在生活中的實用性等。比如，學習大氣污染的內容時，可以讓學生利用所學知識和技能檢測樓層中哪一層的空氣污染最為嚴重。三是體現成功思想，只要學生能夠判斷出自己通過努力可以取得成功，那么這種對成功的預期就會成為維持動機的先決條件。因此，在游戲設計中，應多加以鼓勵，明確進程，讓學生實時了解到自己距成功的距離。比如，游戲中的風云榜、積分排名等，就可以體現出這一思想。四是體現興趣思想，游戲化教學的初衷之一是讓學生能夠學得更輕松、愉快，在設計游戲化教學時，要注意游戲內容的趣味性、與學習內容的直接相關性，如動態變化、色彩鮮艷的畫面，闖關激勵的設計等都可以激發學生的學習興趣。五是體現關注思想，游戲化教學并非是把學生完全交給游戲，讓學生在游戲中學習，游戲化教學的把控者依然是教師。不同的學生在利用游戲學習時的感受、進度、效果是不同的，這有賴于教師的細致觀察和敏銳捕捉。教師要關注每一個學生，對需要幫助的學生及時提供指導，讓每一個學生都能在游戲中有所收獲。

3.基于社會建構的團隊合作學習設計原則

合作能力是21世紀學生需要具備的重要品格和關鍵能力，理應成為學校教育中重點關注和培養的核心技能。因此，教師在游戲化教學中應該根據教學目標，多設計適合學生合作學習的游戲化學習內容。

合作式的游戲化教學要重視游戲規則。規則是游戲的精神之一，一旦約定好規則，便不允許隨意改變，這是確保游戲順利進行的關鍵要素，可以有效避免由于規則不清帶來的各種問題。在游戲化教學中，規則不僅體現在玩游戲的過程中，還要體現在游戲前和游戲后。因此，從游戲前的規則約定和理解，到游戲中的規則運用，再到游戲后的整理材料、關閉設備等，都應是教師進行游戲化教學設計要考慮的內容。

游戲中的角色扮演是非常重要的設計要素。不同的角色、不同的任務需要不同的能力，這些對學生而言非常新鮮，可以極大滿足學生的社會心理需求。比如，有些學生可以選擇當老師，給小組成員講授新知、布置任務、解答困惑、判作業等，師生角色的互換有利于學生深入理解所學內容，理解教師身份的不易。

4.基于精熟原理和針對性反饋原理的習題訓練設計原則

怎樣練習小提琴才能成為世界頂級小提琴家？什么樣的練習和反饋才能促進學習？針對這兩類問題，《聰明教學七原理》這本書給出了答案——“要達到精熟水平，學生首先需要掌握成分技能，然后練習整合這些技能，并且知道何時運用所學的技能。”“目標導向的練習，結合針對性的反饋，對學習至關重要。”艾賓浩斯記憶曲線所揭示的遺忘規律表明，隨著重復次數的增加，記憶的內容就會變得越來越深刻，以至于無法遺忘。因此，教師要注意通過練習的方式幫助學生鞏固知識，幫助學生把學到的知識由工作記憶轉變為長期記憶。

以上理論為教師在游戲化教學中更好地進行習題設計提供了思路。游戲中的習題設計是對知識學習效果的檢測，同時還能夠幫助學習者深化對知識的理解。游戲中的練習應分為幾個層次，按由低到高的順序設置。在新知初學完畢時，由于學習者對知識的理解容易存在偏差，應當及時安排針對性強、簡單的練習，以幫助學生初步檢測學習效果，消除認知偏差;為了幫助學習者進一步深入理解知識，可以在簡單練習后，從多方面、多角度、多層次來設計靈活多變的題目，幫助學習者從各個方面、各個角度、各個層次來應用新知，加深理解的程度。學以致用是學習的根本要義，因此，練習還要有所延伸，將知識與生活、現實、應用聯系起來，幫助學習者明晰知識學習的真正用處，為遷移奠定基礎。在后續學習時，前面的知識還要不斷反復出現，通過重復的習題和針對性的反饋幫助學生形成長期記憶，真正記牢知識、應用知識。■

本文系教育部科技司2020年度教育信息化教學應用實踐共同體項目之“學習科學與游戲化學習實踐共同體”的階段性研究成果