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一、教育游戲對比

隨著網絡技術的發展和普及,各種形式的基于網絡的教育資源不斷涌現,如網絡課程、專題資源網站等,給學生帶來了豐富的學習資源,但是學生對網絡資源所表現出的熱情與網絡游戲相比卻相距甚遠。究其原因,現在大部分網絡資源基本上是網頁呈現的“電子書”模式,缺少互動性和趣味性,很難激發學習者的學習欲望。孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”對于學生而言,興趣是影響學習成效的重要因素。[1]網絡游戲之所以吸引人是因為任何一款網絡游戲都離不開真實情境,其角色機制和任務驅動機制也是網絡游戲吸引人的重要原因。為此,許多專家學者提出將教育與游戲整合,達到“寓教于樂”的目的。目前國內外推出了多種教育與游戲結合的游戲(稱為教育游戲Edutainment)。但是教育游戲目前仍然沒有在學校教學中被廣泛推廣,其主要原因,一方面在于教育游戲中涉及大量與學習不相關的內容,用在課堂教學中浪費課時;[2]另一方面現有游戲制作人員缺乏對教育理念的認識,而教師又缺乏對教育游戲的了解,使教育游戲不能更好地發揮它應有的作用。要想讓教育游戲發揮其教育效用,作者認為:從游戲與教學整合的內容來看,在目前我國的教育體制下,教育游戲更適合于作為一種課堂輔助教學工具,供學生在課余時間使用,不是所有的教學內容都適合整合到游戲中。從游戲與知識的融合方式看,教育游戲不應只是游戲與知識的簡單嫁接,而應著眼于提高教育游戲的目標達成度,既保留游戲“可玩性的”特點,又使游戲承載著學習策略,使游戲任務執行過程伴隨著知識探究過程。由此看來教育游戲的基本特征應強調將故事情境、學習策略、知識融為一體,而一線教師參與教育游戲設計是保證教育游戲基本特征的關鍵環節。我們開發的游戲化學習社區正是支持教育游戲設計和應用的支持平臺。

二、游戲化學習社區的功能特點

游戲化學習社區具有以下功能:

1.學習社區環境虛擬化

利用虛擬現實技術(VI),游戲化學習社區就是一所虛擬學校,校園里設置有學生活動區、教師辦公區和社區管理中心。學生活動區為每個開課的教師設有一個教室。另外學生活動區還包括操場、圖書館、實驗室等虛擬場景。教師辦公區設有各種教學工具,如游戲編輯工作室、教師答疑室、廣播室、學生檔案室等。社區管理中心則是社區管理員的工作場所。

2.學習任務情境化

學生注冊到游戲化學習社區后,就可以在某個教室選課并進入一個游戲,我們稱之為主題游戲。主題游戲以RPG(角色扮演游戲)為主,學生進入游戲后首先選擇或被賦予一個游戲角色,然后領取任務控制其替身在游戲場景中進行各種活動,學生完成任務的過程也是知識的探索過程。

3.游戲設計向教師開放

教師參與游戲設計的難點在于對編程等技術的陌生。游戲化學習社區為教師提供游戲設計工具,利用游戲設計工具教師可以將自己的教學策略融入游戲設計中,從而改變教師在網絡課程中只是單一推送學習資源的模式。

三、游戲化學習社區的體系結構

其中系統層作為游戲的底層,為游戲提供了最底層的服務,他們應該具有良好的通用性,適合各種游戲。游戲引擎控制著游戲中所有元素有序地工作。具體地說,游戲引擎由多類構件組成,從建模、動畫、碰撞檢測、基本的學習行為、游戲事件管理到游戲編輯工具,幾乎涵蓋了游戲開發過程的所有重要環節。因此,游戲引擎是游戲的核心層。游戲層是在游戲引擎之上建立其游戲的各個子系統。客戶層則是最終呈現給客戶(學生和老師)的游戲化學習社區。

四、主題游戲主要機制的設計

在游戲化學習社區中,學生從事學習活動主要是進入某個課程的主題游戲,完成一系列任務。下面我們介紹主題游戲主要實現機制。

1.角色屬性管理機制

當學生進入在線主題游戲選擇了自己在游戲中的角色,角色的屬性就是其在游戲中能力、特征的數字化體現。(1)屬性分類我們將角色屬性分為兩大類:靜態屬性和動態屬性。角色靜態屬性體現了角色的基本特征,不隨游戲的進展而變化。例如,反映眾多游戲角色區別的外貌特征、角色自由度限制等。角色的動態屬性伴隨著角色在游戲中任務執行過程的時間長短和完成效果而變化,如生命值、獎勵值、經驗值或稱號等附屬屬性。角色屬性管理機制通過上述兩類屬性及其之間的聯系塑造多個不同的角色。(2)附屬屬性獲得途徑角色的動態屬性中許多附屬屬性與學生的學習過程和學習效果有關,如知識級別。角色獲得這些附屬屬性的途徑有兩個:其一,通過升級獲得更多的附屬屬性。在角色屬性管理機制中事先規定好了角色可獲得的具體級別,當游戲中的玩家闖過某個關卡則可升級。其二,游戲中的角色通過向游戲中特定的NPC(老師等)學習、資料閱讀等途徑獲得附屬屬性。(3)附屬屬性的使用方法主題游戲提供兩種方式使學生可以使用其角色擁有的附屬屬性:方式一,將角色所擁有的部分附屬屬性裝備到角色身上(如書包里),被裝備的屬性可以產生效果。如被裝備的知識級別較高,則能夠使玩家跳過若干有相應知識的關卡。方式二,玩家可以通過命令使用附屬屬性。

2.任務和關卡管理機制

在主題游戲中,任務驅動給學生帶來的新鮮和刺激感能夠激發學生的探索和學習的欲望。主題游戲中學生的學習探索過程是通過大大小小的任務積累而成的,任務設計決定了游戲前進的線索,也就決定了游戲化學習的策略。主題游戲任務系統的設計包括以下內容:(1)任務系統首先應該建立在故事情節之上。整個游戲的故事情節由多個關卡組成,每個關卡有自己獨特的二維或三維場景。學生在接受一個任務后,為了完成任務在相應的關卡里面活動,應對各種事件的發生,當完成任務后才能通過一關進入下一關。關卡設計需要確定呈現給學生什么樣的虛擬情境、關卡觸發事件、NPC的設置等,以決定學生在執行任務過程中要經歷什么樣的體驗。另外,在關卡中需要部署一些道具,這些道具可以作為學生探索的對象或探索的工具。(2)任務組織形式采用鏈狀任務。鏈狀任務組織形式適合于知識之間的銜接,可把任務序列看作一個任務鏈,前一個任務的執行是后一個任務的前提條件,這也正符合知識點的前驅后繼關系。為了滿足學生的不同思維方式,任務完成途徑的設計可以盡量提供多種選擇,因此任務實現途徑是非線性的。(3)任務驅動是指學生在游戲探索過程中始終在執行游戲任務。學生在游戲中的探索過程是這樣的:找到NPC接受任務,執行任務,回去向NPC交付任務,獲得獎勵或升級,如此循環,學生不斷提升自己的等級。學生追求升級和獎勵可能就是任務驅動力的根源所在。當然如果在這個流程當中能夠有吸引人的故事情節,將會產生更好的任務驅動效果。教師在進行任務驅動系統設計時運用一定的學習策略,把握任務鏈的知識構成,將對學生的學習效果產生重要的影響。

3.協同機制

游戲化學習社區除了支持學生個人的探究活動,還要發揮網絡的優勢,支持學生的合作探究活動。游戲化學習社區的協同機制可以從兩個方面體現:其一,同步協同機制。即通過組隊,在統一的時間、空間、目標下協同完成共同的任務。這就要求有一個完善的組隊系統和組隊規則。其二,異步協同機制。異步協同主要支持組內或組外成員之間的交流,交流在協作學習過程中是必不可少的環節。同步協同主要支持學生在某個主題游戲中為完成共同的任務而進行的協同活動。為了支持游戲組隊,主題游戲應提供征求組隊命令。在游戲開始之前,某個學生(或教師)發出組隊命令后,所有游戲化學習社區在線的學生會看到小組的任務和級別(如按隊員的知識掌握程度分級或按興趣取向分級),級別相差不大的學生組成一組可以保證學生在適合自己的知識結構空間中完成自己感興趣的任務。在小組的結構上,應強調組長的作用。小組學習中應賦予組長一定的特權,樹立小組長的權威可以提高小組的學習效率。[2]因此,在主題游戲中,為了支持小組協作完成任務,應提供評選組長機制以避免小組松散,影響任務的完成效率。具體措施是:一方面組長可以使用系統提供的號召命令使組員在空間上達到統一并能協調分配各成員的角色。另一方面,在每個組員的界面上通過顏色等標志方法明確區分本組中的組長和普通組員以及各種角色。異步交流主要通過BBS、聊天室、BLOG等交流工具使學生相互切磋。游戲化學習社區的異步交流工具可體現在兩個層面上:其一,是在學科層面上個人之間交流;其二,是在主題游戲層面上的組內交流。主題游戲中可以專門設置一個交流場景,讓組員進入此場景進行交流。

4.個性化推送機制

學生在游戲中操作替身進行活動,在完成某個動作后,所處的情境將發生變化,例如從NPC接受新任務、進入新的關卡、需要探究的新知識、出現新的可支配的附屬屬性等。每位學生面臨的變化應該是個性化的,它應該依據捕獲到的學生活動的行為特征推送給學生相應的變化。學生在客戶端主要控制其替身的活動,實現與游戲之間的交互。客戶端的行為檢測模塊負責檢測學生的行為,將學生行為信息送往服務器,同時請求服務器推送新的場景。服務器中含有推送機制的主體,負責接受客戶端和游戲的動態信息,保存到數據庫,并依據一定規則實現信息的推送。數據庫主要包括學生模型、游戲進程數據庫、規則庫和資源庫。學生模型主要存放每位學生的靜態信息(如注冊信息、角色等)和動態信息(如行為信息和水平信息)。游戲進程信息庫存放當前游戲的進展情況。場景切換規則庫則存放了推送的規則,推送內容將基于學生行為、知識信息以及游戲的進展情況等。推送規則對教師應是半開放的,即教師應能上傳規則但不能修改規則庫中的規則。推送機制的執行過程是:學生在課戶端操縱其替身完成某項活動,其行為被客戶端的行為檢測模塊所捕獲,發往服務器,同時請求服務器推送新的場景。服務器的場景推送模塊根據學生模型和游戲的進展信息,查詢場景規則庫,決定推送內容。學生端的接收切換模塊在接收到服務器端推送的場景切換信息后,調用場景顯示模塊,該模塊從本地的臨時游戲資源庫中獲得各種媒體素材,以XML文檔形式形成新的游戲場景文件呈現給用戶。學生端的臨時游戲資源庫是在學生進入游戲時,將所涉及的各種素材,如地圖、對話、NPC、構件等從服務器端資源庫中下載得到的,其目的是為了提高游戲的速度。

五、游戲編輯工具

教育游戲是否能夠達到寓教于樂的效果關鍵在于游戲策略與學習策略的融合,這就需要熟悉學生特征、具有豐富教學經驗的一線教師參與游戲的策劃和教學活動組織。但是教師參與游戲設計的難點在于教師對計算機技術生疏,很難將自己的想法體現在游戲中。為此游戲化學習社區為教師開辟了“游戲編輯工具”,其目的就是要讓教師方便地進行游戲設計,在游戲中體現自己的教學策略,實現教學目標。游戲編輯工具應基于一組模板和龐大的資源庫、知識庫和規則庫。其中資源庫分類存儲了游戲的各種素材:模型庫、場景庫、角色庫、NPS庫、道具庫、任務庫和知識庫等;規則庫包括任務規則、關卡轉換規則表、獎勵規則、學習策略等。模板是教師將游戲構思通過系統提供的資源庫、規則庫和知識庫映射成游戲策略的橋梁。教師通過在模板上的簡單拖放和參數的設置實現了場景的合成,角色特征模型和行為模型的建立,任務和任務鏈,關卡連接關系,知識點鏈等的形成。教師要建立一個主題游戲,首先在游戲化學習社區的相應教室目錄下開辟一個主題游戲項目,通過系列模板工具完成主題游戲項目各部分的設計,提交的模板經過服務器中各子系統的解析,調用游戲引擎最終形成面向教師開放的教育游戲。

六、結束語

教育游戲作為新的教育資源與傳統教育資源相比具有其自身的優勢:

(1)游戲內在動機,如挑戰、好奇、幻想、控制、目標、競爭、合作性等特征,[3]更適合培養學生敢于接受挑戰和積極探索的精神,提高學生的環境適應能力、反應能力、控制能力以及與同伴的合作能力。

(2)游戲的虛擬性、過程性、社會性等特點,使教育游戲更適合體現以下知識類:很難用直觀表述,而又很難在現實中觀察到的自然現象,學生可以通過游戲中的虛擬實驗進行探究;一些抽象的,用直觀思維易產生錯覺的問題,可通過學生在游戲過程中親自嘗試,獲得意想不到的答案;一些極具探索性的問題,可在游戲中創設開放性問題情境,引導學生積極探索;遷移性,規律性知識可通過引導學生在虛擬情境中完成一系列任務,執行任務的過程作為由此及彼的聯想過程,培養學生發現規律的能力,作為提高學生的創新能力的重要途徑;社會性知識,可通過學生在RPG角色扮演游戲中扮演社會不同角色,經歷著同現實生活極為相似的真實體驗,不斷積累各種社會經驗。

(3)游戲式學習模式的互動性及趣味性很容易使學生進入自主學習的狀態,從而對所學知識進行主動的意義建構,符合建構主義的學習理論。