基于體驗式學習的教育游戲設計元素研究

金星雨 朱云

摘要：在游戲化學習的推動下，教育游戲成為兒童興趣啟蒙與知識建立的重要手段，游戲技術的成熟促進教育游戲種類和用途趨向多元化。但在教育游戲設計開發的過程中，仍存在游戲設計的交互性、趣味性、藝術性不能滿足教育學習需求的問題。本文從體驗式學習理論出發，將教育游戲下游戲設計元素進行歸納總結，探究游戲設計元素對教育游戲開發與寓教于樂的影響，并通過設計一款基于體驗式學習模型的教育游戲《奔跑吧！大象》，證實了教育游戲開發過程中游戲設計元素對幼兒游戲化學習的積極作用。

關鍵詞：游戲化學習；游戲設計元素；體驗式學習；教育游戲

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）09-0087-04

引言

教育游戲一直被作為游戲化學習的重要研究對象，近年來的研究表明，相比于傳統教學方式，教育游戲能更好地幫助學習者習得各類知識與能力。[1]隨著學習理論的提出與完善，越來越多的教育游戲研究者認識到學習理論對教育游戲設計的重要性，融合學習理論的教育游戲設計研究開始為教育研究者所關注。從1970年至今，教育游戲設計理念已經經歷了從行為主義和認知主義到建構主義的發展過程。[2]研究重點逐漸從討論教育游戲是否有效，轉變為如何采用合理的學習理論指導教育者進行教育游戲設計或運用已有的教育游戲幫助學習者學習知識與提升能力。從強調記憶式學習到強調理解式學習再到注重創造，教育游戲的理論研究趨于成熟。相比之下，關于教育游戲理論的實證研究與應用較少，教育游戲作為游戲的分支，其設計結構仍遵循游戲結構設計范式。因為游戲設計與開發存在理論與技術的雙重門檻，教育性與游戲性的融合是教育游戲設計的難點。科技引領數字化產業的進步，數字游戲的革新為教育游戲設計帶來了新的機遇。基于此，本研究針對學前教育兒童設計了一款基于體驗式學習的教育科普游戲，學習者通過扮演在非洲遷徙的大象進行冒險闖關游戲，以此來幫助幼兒了解大象的普及知識。本研究試圖通過體驗式學習模型歸納總結教育游戲中的設計元素，來為教育游戲的實際開發提供理論參考，從而達到優化教育游戲設計的目的。

理論基礎

1.體驗式學習

“體驗”一詞源于約翰·杜威主張的實用主義哲學觀“從做中學”，他強調經驗來源于行動與實踐，而體驗是經驗重組與獲取知識的途徑。美國心理學家、教育學家大衛·庫伯（David Kolb）正式提出了“體驗式學習”這一概念，并對體驗式學習進行了系統的總結，其中體驗式學習循環模型是體驗式學習中最為經典的理論模型。他認為人的學習是建立在螺旋上升的體驗過程中，其中包括首尾相連、相互影響的四個部分：具體體驗、觀察反思、概念抽象和積極實踐。[3]其本質是一種綜合的學習，體驗學習不是一個結果，而是轉換體驗與創造的過程。其中，具體體驗使學習者在模擬的情境中建立對知識的初步感知，通過多方面的觀察、反思和評價，思考知識內涵。接著，學習者將感知到的知識進行梳理與歸納，轉換成抽象的結構化知識體系，為下一次行動提供指導。最后，在新的環境中應用、檢驗與鞏固，并在下一輪的具體體驗中，實現新的知識體系增值與重構。

2.教育游戲設計元素

游戲化學習作為近十年內提出并逐漸受到學前領域關注的新理念，在研究上積極探索如何處理游戲與學習的關系，尋找游戲和學習的平衡點。凱西·赫胥-帕賽克教授曾在《學前游戲學習的任務》一書中提到，幼兒最佳的學習發生在參與并產生愉悅體驗的游戲之中。[4]在游戲化學習理念環境中，兒童是游戲中的學習者，通過游戲的樂趣激發兒童學習的主動性和積極性。兒童甚至未意識到自己正在接受指導或學習，在有趣的游戲中自然而然地獲得了知識。教育游戲的出現為兒童提供了在實踐中學習的環境，這種環境蘊涵了教師教育的意圖，兒童在游戲中積極承擔社會角色，嘗試新的或具有挑戰性的任務，提高了他們解決復雜問題的能力，教育游戲因此成為寓教于樂中重要的學習工具。

教育游戲是游戲分支之一，其設計結構遵循傳統游戲設計框架。游戲設計元素作為游戲設計架構下的重要組成部分，是展現游戲樂趣性、自主性、創造性的底層要素。根據游戲設計結構筆者將教育游戲設計元素歸納為規則、空間和對象屬性三個部分[5]，并對照教育游戲學習性、沉浸性、主動性的特點，從中提取了13個屬于教育游戲設計范疇的游戲設計元素，它們分別是行動、操作、挑戰、動態、環境、世界觀、故事、角色、事件、UI、視頻、資源、知識卡。其中，規則類元素定義了玩家獲勝的條件，限制了玩家在游戲中的行為，確定游戲的難易程度。空間類元素在虛擬環境下為玩家營造出了真實的意識反饋，增強了玩家的沉浸感和體驗感，調動了玩家的情緒與感官功能。對象屬性將游戲與學習相融合，在擬定的學習場域中插入知識、傳授者等學習元素。這三個部分既保留了游戲的樂趣性，又展現了教育游戲的功能性。

體驗式學習下教育游戲設計元素

類比體驗式學習和游戲設計的目標群體，體驗式學習模型循環遵循“以學習者為中心”的原則，游戲的整體構建圍繞著游戲玩家組成。學習者與游戲玩家是同一個角色，在教育游戲中，兒童既是學習者也是玩家。參照體驗式學習模型，筆者將游戲設計元素組建的虛擬學習環境特征歸納為情境化、及時反饋、沉浸式、多模態四個部分，學習者在游戲世界中的體驗、觀察、知識吸收與實踐都受到虛擬學習環境的影響（如下圖）。

無論是只為娛樂目的而開發的游戲，還是應用于教育、培訓、評估、治療或康復的游戲，情緒在游戲的用戶體驗中都起著關鍵作用。[6]情境化游戲設計元素通過敘事影響學習者的具體體驗，在游戲中，教育者首先構建一個傳授知識的世界觀，通過敘事故事為學習者建立情感認同并發布學習任務，學習者在規定好的行為下進行知識探索。游戲是一個讓玩家在規則的約束下參與模擬的沖突。[7]在探索過程中學習者與教育者的身份自動轉化為游戲中玩家與NPC的角色，教育者在游戲機制下內嵌學習知識，玩家通過觀察反思角色的行動、技能，主動吸收游戲體驗中的內容。國內學者葉新東曾指出，知識可視化教學使符合學生認知經驗的教學內容轉化為認知結構，進而加工成可視語言。[8]原本抽象的知識內容在游戲中通過角色動畫、游戲場景、游戲UI、開場動畫等設計元素可視化，學習者在視覺、聽覺、操作等多感官的刺激下產生完全置身虛擬環境中的沉浸式學習體驗。當學習者對所學知識產生初步認知之后，游戲設計元素的多模態起到了知識鞏固與加強的作用，知識卡片對游戲過程中碎片化的知識內容進行整合，游戲挑戰在重復體驗中加強了對知識的認識，有限資源則是重復學習過程中的興奮劑，玩家在資源的限制下會產生緊張刺激的游戲體驗，這極大調動了學習者在枯燥知識學習中的積極性。在多種交互體驗下，學習者對知識與技能的理解和掌握都獲得了鞏固提升，此時游戲進行迭代，游戲難度升級，新一輪的動機與目標出現，學習者進入了新一階段的學習體驗中。

游戲應用

基于體驗式學習教育游戲設計元素的研究，筆者設計了針對兒童對大象習性知識科普的教育游戲《奔跑吧！大象》。在游戲中，學習者以玩家的身份扮演一頭獨自在非洲草原上遷徙的大象，在遷徙的過程中角色會遇到溫度、陷阱、皮膚病、天敵的傷害，學習者需要通過操作大象躲避傷害以順利完成任務。在游戲體驗中幫助學生逐漸了解大象的生活環境、生活習性、天敵等科普知識。下面，筆者從敘事、機制、美感、交互四個方面對教育游戲的設計元素進行分析。

1.敘事

《奔跑吧！大象》是一款RPG敘事冒險類游戲，本游戲將西雙版納亞洲象群遷徙的社會事件作為現實影像，建立一個非洲草原猛犸象群準備進行遷徙的世界觀設定，為更貼合現實情境，游戲地圖引用了真實世界中象群從塞倫蓋蒂草原向馬塞馬拉遷徙的路線，將學習者帶入到科普知識的學習環境中。本游戲設定玩家扮演一頭因貪玩而掉隊的小象，為使學習者快速進行身份轉化，筆者在游戲開始通過故事劇情調動學習者的情緒，當學習者化身玩家參與到游戲世界中時，情感與行為達到高度統一，游戲故事中的矛盾沖突給予玩家動機與任務，學習者要操作小象在森林中冒險并躲避來自環境和天敵的傷害，最終回歸象群。

2.機制

游戲關卡使用鼠標和鍵盤按鍵操作產生實時反饋，學習者通過鍵盤WASD按鍵控制角色前后左右行走，鍵盤空格按鍵控制跳躍。游戲將遷徙路線作為游戲地圖劃分為四個部分，分別設置游戲關卡：挑戰酷日、我要驅蟲、我的皮膚病、獅群攻擊。每個關卡對應一個場景，學習者進入關卡時會出現UI引導其進行操作，當在關卡中遇到NPC的追逐、陷阱的攻擊、溫度上升等事件時，學習者可以通過按鍵操作完成事件（如下表），事件完成后會出現與小象習性相關的知識點卡片，如果沒有完成將會受到相應的攻擊，在受到攻擊后，血條數值會降低。

3.美感

游戲的視覺元素能夠提高游戲的趣味性，在游戲開場筆者植入了情境式的動畫視頻，形象地描繪了小象走失的故事情節，讓學習者首先置身情境中。為真實模擬小象在非洲的生活環境，本游戲對游戲的場景進行建模和整體搭建，先后設計了非洲雨林地帶場景、沙漠地帶場景和森林地帶場景。同時，也對游戲角色進行建模和行為動畫的制作，角色模型仿照真實象的形態進行雕刻，模擬四腳動物的運動規律制作動畫。在場景中設立了蚊子、獅子等天敵，在學習者躲避攻擊的過程中會播放煽動耳朵、跺腳、搖尾巴的角色動畫，小象如果感染皮膚病，來到泥潭打滾可以消除皮膚病。通過這種反饋動畫，學習者在體驗和觀察中逐漸了解小象的行走方式，耳朵、尾巴的用處，擊退天敵的途徑以及日常的生活環境、飲食等。此外，卡通風格游戲的UI界面能快速激發幼兒的學習興趣，因此，筆者用小象的視覺符號和黃色、棕色搭配UI按鍵，使畫面的色彩協調，提升游戲美感，而且可視化圖形也更有利于幼兒理解抽象的知識內容。

4.交互

除了游戲關卡中的按鍵操作，游戲中還設置多種模態的交互功能，如挑戰機制、科普知識卡片。科普知識卡片有兩種查看方式：一種是在每個游戲關卡結算的時候，會通過UI彈出相應內容的知識卡片，供學習者總結和歸納；另一種是在游戲過程中或者非游戲狀態下，通過點擊知識卡片UI按鈕查看，是知識鞏固復習的過程。游戲關卡中有限的生命資源，增強了學習者的體驗感，當生命值為零時游戲結束，這極大地提高了游戲的挑戰性。學習者重復進行游戲挑戰的過程，也是知識重復轉化吸收的過程。

總結

綜上所述，教育游戲的設計是有一定的規律可循的，基于體驗式學習的教育游戲設計元素在游戲敘事、機制、美感、交互四個方面對教育游戲整體進行了優化，對學習體驗、學習主動性、學習效果都產生了積極的作用。因此，教育者如果在游戲化教學中加入教育游戲設計元素，能激發學習者的學習興趣，達到寓教于樂的效果。

參考文獻：

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[6]王海寧.VR語境下的用戶體驗設計與情感計算[J].創意與設計，2018，4（01）：87-89+93.

[7]Salen K，Zimmerman E.Rules of play： Game design fundamentals[M].Cambridge：MIT Press，2004：35.

[8]葉新東.未來課堂環境下的可視化教學研究[D].上海：華東師范大學，2014.

作者簡介：金星雨（1998—），女，漢族，河北唐山人，上海戲劇學院碩士研究生。