基于DMC金字塔結構的在線課程游戲化設計與應用
——以“人格與精神障礙”在線課程為例

王治國 周紅春 劉情情 賈艷濱 鐘輝

（暨南大學，廣東廣州，510632）

游戲化（gamifying）的概念最早可追溯到1980年，理查德·巴特爾（Richard Bartle）率先提出這一概念，認為游戲化是指將游戲元素和游戲設計技術應用于非游戲場景或者活動之中[1]。趣味性只是游戲化的表層體現，將游戲化設計有效應用到課程學習中，使學習和游戲兩者有機融合，才是游戲化的深層應用，有利于激發學習者的學習興趣。

隨著在線課程研究的不斷發展，游戲化學習與在線課程的融合應用愈來愈受到重視。本研究分別從組件、機制、動力、評價四個方面開展在線課程游戲化學習設計，構建基于DMC金字塔結構的在線課程游戲化設計模型，并應用于“人格與精神障礙”課程，嘗試探索在線課程設計與游戲的融合，希望能對在線課程游戲化學習的研究有一定的促進作用。

一、基于DMC金字塔結構的在線課程游戲化設計

（一）DMC金字塔結構

Kevin Werbach在《游戲化思維》中提出DMC（動力-Dynamics、機制-Mechanics、組件-Components）游戲化設計結構，如圖1所示。他將游戲化元素DMC呈金字塔結構設計，以抽象程度的高低為序排列，多種組件在機制牽引下可形成復雜的規則，輔以動力元素驅動即可形成完整的游戲化系統。

圖1 DMC 金字塔結構

游戲化中最抽象的元素是動力元素，動力即一切力量的來源，此處專指對用戶進行游戲化行為起促進作用的力量。機制是推動游戲進程和用戶參與的基本流程，組件是動力和機制的具體形式，是最基礎的游戲化元素。

（二）模型構建理論依據

行為理論認為，發現刺激與反應之間的規律性聯系，就能根據刺激推知反應，反之亦然，從而達到預測和控制行為的目的[2]。DMC結構中點數、徽章和排行榜等組件元素能夠增強學習者的學習動機，系統地運用這些外在刺激，可以激發學習者的學習熱情。認知理論認為學習是人通過感覺、知覺得到的，是由人腦主體的主觀組織作用而實現的，并提出學習是依靠頓悟，而不是依靠嘗試與錯誤來實現的觀點[3]。認知主義者更加關心人的頭腦中到底發生了什么，即內在動機的形成。DMC架構中，學習者通過組件感覺或知覺，由大腦中的組織對機制和動力進行整合，促進學習者學習和認知。

（三）基于DMC金字塔結構的在線課程游戲化設計

《游戲改變世界》一書對“游戲”一詞給出了類似的范疇定義——游戲其實和介質無關，只要滿足以下4個關鍵元素，它就可以是一個游戲：有明確目標以及規則、要克服明確的困難、能得到及時的反饋、自主自愿參加[4]。根據以上定義和在線課程的特點分析，在線課程的設計、學習過程其實就類似于游戲的設計和進行過程。在線課程所具有的游戲基因為課程的游戲化設計帶來了天然的優勢。DMC金字塔結構的在線課程設計模型是將游戲化元素、機制、動力賦能在線課程設計，使之有機融合，構建基于DMC金字塔結構的在線課程設計模型。將在線課程線上和線下部分進行有效識別，通過遴選系統進行分析，配置合適的游戲組件、機制、動力元素，對課程的展示、教學設計和學習環節進行賦能，可構建DMC游戲化賦能的在線課程；通過對課程和游戲化兩方面進行評價并分析評價結果，可以對游戲化學習賦能設計和在線課程設計進行修正。該模型分為在線課程設計、游戲化學習賦能、課程評價、模型修正等模塊，進行全過程閉環設計，如圖2所示。

圖2 基于DMC 金字塔結構的在線課程設計模型

DMC金字塔結構在線課程設計的特點主要體現在游戲化組件美化課程和優化課程展示、游戲化機制賦能在線課程、游戲化動力元素激發學習動機三個方面。游戲化學習過程是先應用組件的美學功能，進而探索課程的深層次機制，從而激活學習的動機；而教學設計是從想要激活學生哪方面動機出發，從而選擇合適的機制和策略，最后通過組件的美學功能進行延展。因此在在線課程游戲化設計過程中，應該將組件、機制、動力元素進行合理地對應，進而將其融合到在線課程游戲化設計和應用中。游戲化組件-機制-動力對應表如表1所示。

表1 游戲化組件-機制-動力對應表

1.游戲化組件美化課程和優化課程展示

組件是動力和機制的具體形式，是最基礎的游戲化元素，多種組件在機制牽引下可形成復雜的規則，輔以動力元素驅動即可形成完整的游戲化系統。因此組件在美化和優化課程展示時，首先要將組件元素和在線課程元素進行對應，游戲化組件和在線課程元素對應表如表2所示。應用中可根據對應表將游戲化組件融入在線課程元素設計。

表2 游戲化組件和在線課程元素對應表

2.游戲化機制賦能在線課程

機制是推動游戲進程和用戶參與的基本流程，換言之，將游戲化機制合理應用于在線課程，能夠有效推動在線課程的發展和學習者的積極參與，游戲化機制和在線課程教學設計對應表如表3所示。根據機制和教學設計的對應，可對游戲化機制進行剪裁和選擇，使游戲化機制能與在線課程教學設計進行深度的融合。

表3 游戲化機制和在線課程教學設計對應表

3.基于游戲化設計的在線課程激發學習動力

動力即一切力量的來源，此處專指對用戶游戲化行為起促進作用的力量，可通過游戲動力元素的應用促進學習動力的激發。游戲動力和學習動力對應表如表4所示。

表4 游戲化動力元素和學習動力對應表

4.課程游戲化設計評價

課程游戲化設計評價主要指對DMC賦能的在線課程設計中的游戲化設計和應用進行評價，了解游戲化賦能后，課程是否在游戲化意義方面進行了切實有效的賦能。課程游戲化評價表如表5所示。

表5 在線課程游戲化設計評價表

二、基于DMC金字塔結構在線課程游戲化設計的應用

本文以“人格與精神障礙”在線課程為例，闡述DMC金字塔結構在線課程設計模型的實際應用。“人格與精神障礙”是一門理論與實踐相結合的課程，理論部分主要基于全生命周期理念，了解人格與人格障礙的形成，認識兒童發育問題、抑郁與雙相障礙、精神分裂癥、強迫及焦慮癥、恐怖癥、應激創傷、進食與失眠障礙、老年癡呆等各類精神障礙的成因、臨床癥狀、診斷評估方法、藥物治療與心理治療手段等知識；實踐部分在于借鑒專業的最新研究進展和動態，掌握診斷與治療原則，針對不同患者，設計相應的訓練游戲，做到既“治病”又“治人”。筆者將DMC金字塔結構的課程設計模型運用到該門課程中，根據課程特點進行游戲化教學設計，分為理論講解與實踐設計兩部分。該課程于2019年9月上線中國大學MOOC和學堂在線兩大國內主流MOOC平臺，至今開課4次，選課量4萬余人。該課程也獲評為2020年廣東省“一流本科課程”（已公示）。

(一)理論部分的游戲化教學方案設計

理論講解部分主要采用DMC金字塔結構中的敘事和關系動力元素。敘事動力元素主要利用建構主義學習理論，通過循序漸進的教學活動的開展，培養學生學習興趣，為學生構建學習社交地圖，達到課程驅動社交、社交助力課程的最終目的。課程通過打怪、點數、等級、排行榜等游戲化組件，對理論部分進行游戲化的整體設計。本門課程的理論部分設計為14次任務活動，學生進入課程時提示任務進度表，提前完成當前任務即獎勵金幣，滯后完成則消耗金幣。每次打怪活動包括理論測試和素質表現。理論測試至少要達到60分才能通過，素質表現為加分項目。學生每次打怪通過會獲得相應的課程積分，課程積分的總分是100分，根據每次任務的難易程度分配到每次打怪的理論測試和素質表現評價上。素質表現的評價內容主要包括學生在課程學習中建立的競爭和合作關系，以及學習進度、學習習慣、討論關聯度情況等。本門課程為32學時，每4個學時公布一次排行榜，學生將會經歷青銅、黃金、鉆石、王者四個等級的晉級。

（二）實踐部分的游戲化教學方案設計

因為精神障礙的類型不同，相應的訓練重點和方法也會有所區別，因此在設計訓練游戲時要注意區分，根據不同的訓練目的，設計“眼疾手快”“猜猜誰沒變”“打乒乓球”“超市購物”等VR游戲。下面重點以注意力訓練游戲設計為例，闡述如何運用DMC金字塔結構設計訓練游戲。

課程針對注意警覺的訓練，運用約束和情感動力元素，基于VR技術，設計了擊打乒乓球的VR訓練游戲，如圖3所示。該訓練游戲基于約束動力元素，激發學生對規則、時間、組織活動的管理和適應能力。游戲中，被試者戴著虛擬現實設備套裝，在一個虛擬的乒乓球訓練室里，其對面有個發球器，可以發出不同顏色（紅色、綠色、彩色等）的乒乓球，且每個球的運動軌跡均模擬真實的乒乓球運動。訓練要求被試者對移動到眼前的乒乓球保持警惕，并對指定的球進行擊打，而對非指定球不做反應。發球速度會隨著擊球正確率變化而變化。正確擊打會有加分，錯誤擊打則會減分，借以觀察被試者的情感波動。每次訓練時間為10分鐘，20次為一個周期。教師可通過一個周期前測和后測的數據比較，觀察被試者對規則和時間的適應程度，及其注意警覺的訓練效果，并根據測試得出基于VR擊打乒乓球的注意力訓練對被試者的注意力具有一定改善作用的結論[5]。VR乒乓球游戲效果圖如圖4所示。

圖3 VR 彩色乒乓球游戲設計圖

圖4 VR 彩色乒乓球效果圖

三、基于DMC金字塔結構的在線課程游戲化應用效果評價

（一）評價方法

研究采用問卷調查方式收集學習者對在線課程游戲化設計與應用效果評價的反饋數據，以探索游戲化設計的在線課程學習效果是否有提升。問卷結合游戲化學習特點，借鑒李克特5級量表法進行設計[6]。問卷內容包括對在線課程游戲化設計的評價、學習偏好、學習效果、滿意度等指標項。在線課程游戲化設計應用效果評價表如表6所示。

表6 在線課程游戲化應用效果評價表(部分)

（二）評價實施

1.問卷數據收集

本次問卷調查采用問卷星平臺進行發放和收集，共回收問卷230份，剔除無效問卷13份，有效問卷217份，占比94.3%。有效問卷中，男性占比49.77%，女性占比50.23%；本科生占比69.1%，碩士研究生占比17.1%，博士研究生占比6.9%，其他占比6.9%。該問卷涵蓋了各種在線學習者類型，并且男女比例均衡，問卷數據真實可靠。基于DMC金字塔結構的在線課程游戲化設計與應用效果評價問卷匯總信息（部分）如表7所示。

表7 基于DMC 金字塔結構的在線課程游戲化設計與應用效果評價問卷匯總信息（部分）

2.問卷數據分析

根據問卷信息，用SPSS軟件進行統計，統計得出總體評價匯總表如表8所示，根據表8所示，評價正向態度最低為73%，最高為82%，總體呈正向分布。

表8 基于DMC 金字塔結構的在線課程游戲化設計與應用效果評價問卷信息匯總表

3.評價結果

通過對在線課程游戲化設計評價、學習偏好、學習效果、學習滿意度進行分析統計，繪制在線課程游戲化設計與應用評價直方圖，如圖5所示。根據圖5可知，基于DMC金字塔結構的在線課程游戲化設計與應用在課程游戲化設計、學習偏好、學習效果、滿意度方面評價都接近4，說明該模式得到學習者的高度認可。其中學習效果評分最高，滿意度略低一些。因此說明：（1）在線課程設計中加入游戲化元素，可以有效提高學習者的學習興趣；（2）學習者普遍認同在線課程游戲化設計有助于學習效果的提升；（3）學習者對于本在線課程的游戲化設計比較滿意，但由于教育游戲設計與開發的專業從業者較少，投入經費不足等原因，學習者對于該在線課程游戲設計的滿意度還有待進一步提升。

圖5 在線課程游戲化設計與應用評價直方圖

四、體會與建議

基于DMC金字塔結構的在線課程設計是利用游戲化理念賦能在線課程，借助新型信息技術促進教育和游戲融合的一次探索。游戲的設計理念應用于在線課程的設計和開發，可以提高學習者的參與度，增強沉浸感和代入感，提升學習者的學習興趣，為學習者提供更多的可能性。本次研究體會主要有以下幾點：

1.建立基于DMC金字塔結構的在線課程游戲化設計模型，為在線課程的游戲化融合研究提供了一些思路

研究將游戲化元素、機制、動力賦能在線課程設計，使之有機融合，構建基于DMC金字塔結構的在線課程設計模型；配置合適的游戲組件、機制、動力元素，對課程的展示、教學設計、學習動力進行賦能，構建DMC賦能的在線課程；課后利用調查問卷對應用效果進行評價，分析評價結果，對設計進行修正完善，為在線課程的游戲化融合研究進行了有益的探索與實踐。

2.將VR技術應用于在線課程設計中，推動新型信息技術和在線課程的融合發展

研究應用虛擬現實技術、增強現實技術、高思維人機交互技術、人工智能技術和游戲引擎技術等先進技術和呈現手段，構建游戲化學習機制，將學習內容融入到游戲場景和環節中，構建了游戲化學習知識模型。在整個游戲化設計過程中，關卡設計尤其重要，其決定了游戲“可玩性”的持續與否，而學生的學習過程即體現在各個“闖關”環節當中。

3.為醫學類在線課程探索了教學和治療有機結合的途徑

本研究設計開發了在線課程配套系列教育游戲《人格與精神障礙——學做自己的心理醫生》，其中包括有“VR彩色乒乓球”“眼疾手快”“猜猜誰沒變”、“超市購物”等游戲環節。該在線開放課程累計服務在校生和社會學習者達4萬多人次。課程服務于大規模在線學習，疫情期間有效保障了“停課不停學”。同時該課程也將游戲學習理念應用于精神障礙患者康復訓練，為精神類疾病患者的康復提供了新的解決思路和方案。

隨著對游戲化學習以及對DMC金字塔結構在線課程游戲化設計模型的深入研究與應用，我們認識到游戲和在線課程的深度融合還存在以下不足：（1）基于DMC金字塔結構的在線課程游戲化設計模型還未進行多學科、大規模應用壓力測試，模型自我修正機制有待進一步完善；（2）基于DMC金字塔結構的在線課程游戲化設計模型推廣力度仍不夠，應用范圍還較為有限；（3）教師和學習者的游戲素養有待提高；（4）教育游戲化開發者理論和技術相對脫節，需要加強專業人才培養。

綜上，本研究提出以下幾點建議：（1）根據不同學科特色，進行有選擇和剪裁的DMC游戲化元素配置，提高游戲化賦能的有效度；（2）結合5G技術，在在線課程游戲化設計方面融入XR技術、全息投影技術，增強情景感的創設，促進沉浸感和代入感[7]；（3）泛化知識邊界，加強跨學科、跨領域、跨區域、跨文化融合，拓展游戲化學習的寬度和廣度；（4）及時捕捉游戲和在線課程結合的研究熱點和突變點，進而開拓新的研究領域和方向。

在線開放課程中游戲化學習的設計既要符合不同層次、不同類型學習者的特征，又要考慮學生多元化的發展，還要考慮學習性與娛樂性的結合；應采用虛擬現實、增強現實和人工智能等先進技術和呈現手段，將教學的元素和內容植入到游戲場景和環節中，將游戲作為學習者學習、互動的平臺，使信息傳遞的過程更加生動，從而擺脫傳統的單向知識傳輸模式，充分發揮和培養學生的主體性和創造性，激發學習興趣，提升學習效果。